Застосування комп'ютерно-інтегрованих систем в технології лиття

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Використання комп'ютерно-інтегрованих систем на підприємстві, у ливарному виробництві по ГОМТ

2. Методика дослідження

2.1 Процесс побудови математичної моделі за допомогою методу кінцевих різниць

2.2 Фазовий перехід

3. Комп'ютернЕ моделювання технологічних процесів виготовлення виливки КОРПУСУ РК

Висновок

Список використаної літератури



Вступ

Актуальність комп'ютерно-інтегрованих технологій, для виготовлення деталей, займає дуже важливе місце в світі. На заході вже протягом багатьох років застосовують комп'ютерні системи (CAE, CAD і CAM) що призвели до підвищення продуктивності виробництва.

Робота в САПР займає важливе місце серед комп'ютерних додатків, тому що, направлена до сфери найважливіших областей матеріального виробництва. У проектуванні безліч систем, які можуть забезпечити:

1. Скорочення часу виробництва, і підвищення конкурентоспроможної продукції, що випускається.

2. Також можуть забезпечити значну економію коштів.

3. Підвищення якості виготовлення.

4. Дозволить не безперервно проектувати і випускати більш якісні моделі.

5. Максимальне виключення помилок.

6. Впровадження більш нових і сучасних методів.

7. Відмова від масштабних макетів виробів.

Виробництво, яке працює з моделюванням, отримало назву - "комп'ютерно-інтегрованого виробництва" (від англійської абревіатури CIM - Computer Integrated Manufacturing). Найголовніша перевага є те, що підкреслює розвинені можливості інженерного аналізу, наприклад, на основі методу кінцевих елементів. Найбільш яскравою особливістю CAD / CAM-систем є так зване твердотіле створення (моделювання) вироби виключно на екрані комп'ютера, перегляд на екрані (візуалізація) процесу обробки деталей і передача згенерованих УП по комп'ютерних мережах на обладнання з ЧПУ.

Сучасне проектування в ливарному виробництві включає в себе: розробку 3D моделі деталі, ливникової системи та оснащення. А також, процеси що протікають повинні бути узгоджені з практичними методами. Які дозволяють отримати якісні деталі, з більш високими експлуатаційними характеристиками. Це дозволяє скоротити час та витратні матеріали.

В Україні безліч підприємств використовують для виготовлення литих деталей традиційними методами проектування, які менш економічні, не дивлячись на те, що в світі існує безліч програмних продуктів, які дозволяють спростити та покращити процес якості випущених деталей.



1. Використання комп'ютерно-інтегрованих систем на підприємстві, у ливарному виробництві по ГОМТ

Комп'ютерне моделювання стає невід'ємною частиною процесів конструювання нових деталей і проектування технологічних процесів їх виготовлення. Воно набуває статус важливої, а часто вирішальної конкурентної переваги. Все частіше замовники на ливарну продукцію у списку вимог до виробника цієї продукції, висувають вимогу про обов'язкове використання комп'ютерного моделювання.

В умовах ринкової економіки підвищення якості продукції, зниження метало- і енергоємності в Україні, є актуальною задачею. Для цього на виробництві впроваджуються новітні технології з застосуванням комп'ютерних програм моделювання , що дозволяє поліпшувати якість продукції без особливих витрат на енергію , метал і т.д.

На сьогоднішній день на ливарних заводах і в ливарних цехах для зниження тимчасових і фінансових витрат на підготовку виробництва почали широко застосовувати комп'ютерні технології, а саме:

* комп'ютерне моделювання процесу формування виливків при проектуванні технології;

* використання CAD-систем при проектуванні технології, і виготовленні оснастки.

Переваги, що надаються системами автоматизованого моделювання ливарних процесів очевидні. У першу чергу, це можливість відпрацювання нюансів ливарної технології на віртуальному прототипі виготовляемої виливки, що зменшує або повністю виключає необхідність у виготовленні пробних виливків, скорочує процес проектування технології та знижує собівартість виливки. Візуалізація фізичних процесів ливарної технології, таких як, заповнення розплавом порожнини ливарної форми, охолодження і затвердіння металу, його жолоблення під дією термічних напружень дозволяє краще зрозуміти особливості цих процесів, а, отже, більш ефективно управляти ними з метою зниження шлюбу в литві і підвищення виходу придатного. Однак широке впровадження САМ стримується низкою причин, серед яких брак інформації про САМ ЛП.

Специфіка ливарного виробництва така, що серед усього розмаїття контрольованих факторів фігурують і стан заливаємого металу, і спосіб виготовлення форми, її попередній прогрів, швидкість подачі рідкого металу у форму, і, зрозуміло, конфігурація самої відливається деталі і ливникової системи, також швидкість відводу тепла при затвердінні, і т.д. При цьому необхідно зазначити, що ще в 60-ті - 70-ті роки в нашій країні була досить докладно розроблена видними вченими- ливарниками теорія ливарних процесів. Надійне рішення тих чи інших завдань формування виливки часто не може бути отримано аналітичним шляхом, а лише чисельно, з реалізацією рішення на комп'ютері. З цієї причини практичне здійснення подібних розрахунків було лише питанням часу, питанням належного розвитку комп'ютерної техніки.

Повномасштабні CAD / CAM / CAE - системи - це складні багатофункціональні системи, до складу яких входить великий набір модулів (від 40 до 50) різного функціонального призначення.

На практиці в більшості західних і вітчизняних підприємств в експлуатації знаходяться різноманітні спеціалізовані та універсальні системи CAD / CAE / CAM різних версій і конфігурацій. Дуже часто в підрозділах однієї і тієї ж організації використовуються різні системи, іноді це має місце навіть на рівні окремих розробників. Наявність подібного пояснюється рядом причин: спробами підібрати найкращу для даної організації систему, симпатіями і звичками окремих співробітників, бажанням використовувати для конкретних проектних завдань найбільш підходяще програмне забезпечення, необхідністю використання єдиної системи з комерційним партнером та ін.

При застосуванні проектування литих деталей сучасні системи (CAD / CAM / CAE / PDM і CIM), можна забезпечити:

1. Скорочення часу виробництва і підвищення конкурентоспроможної продукції, що випускається. Завдяки програмам, Які забезпечують швидкість створення 3D моделі, незважаючи на витрати часу випуску «плоских» креслень на папері.

2. Також можуть забезпечити значну економію коштів. За рахунок пакету програм, які скорочують обсяг поточних змін, супутніх будь-якому процесу проектування, а також помилок.

3. Підвищення якості виготовлення. За допомогою ефективного аналізу створюваних виробів, в деяких пакетах програм ми можемо відстежити супутні дефекти.

4. Дозволить не безперервно проектувати і випускати більш якісні моделі.

5. Максимальне виключення помилок. За рахунок візуалізації проектованого вироби, які дозволяють нам своєчасно провести виключення типових помилок у виробництві.

6. Впровадження більш нових і сучасних методів, які дозволяють нам розробляти продуктивні методи проектування 3D моделі, а так само їх візуалізації, розгляду процесів заливки, а так само можливих дефектів.

7. Відмова від масштабних макетних виробів, дозволить нам скоротити час створення певної деталі.

Сучасне проектування в ливарному виробництві включає в себе: розробку 3D моделі деталі, ливникової системи та обладнання. А також, процеси, що протікають повинні бути узгоджені з практичними методами. Які дозволяє отримати якісні деталі, з більш високими експлуатаційними характеристиками.

Для рішення багатьох проблем на підприємстві створена сучасна комп'ютерна база , що дозволяє створювати 3D моделі в програмі Solіd Works і використовувати їх для моделювання в програмі LWM Flow , що дозволило науково обґрунтувати технологію виготовленню виливків , спроектувати 3D модель , вибрати технологічні параметри лиття і провести в лабораторних і промислових умовах експериментальні дослідження.

LVM FLow- це програма, яка дозволяє без натурних експериментів (а значить без витрат додаткових коштів) провести оптимізацію ливникової та інших систем і, отже, уникнути багатьох ливарних дефектів, таких як включення шлаку, вжимини, ерозія, бульбашки газу, поверхневі дефекти, варіації твердості і т.д.

LVMFLow має ряд незаперечних переваг:

* простота у використанні;

* вітчизняна розробка (російський інтерфейс, вітчизняна база даних);

* висока швидкість моделювання;

* враховані побажання вітчизняних підприємств;

* великий спектр можливостей;

* низька вартість та багато іншого ...

Для вирішення завдання, яка поставлена ??в даній роботі була обрана програма LVM Flow, так як вона найбільш зручна. Проектування ливарної технології здійснюється за допомогою програми Solid Works, яка включає в себе побудову тривимірних (3D) геометричних моделей деталі, відливки з ливникової системою, а також ливарного оснащення. У програмі LVM Flow звісно- різницева модель бути побудована за такими вихідними даними: розмір комірки; кількість осередків; матеріал виливки; матеріал форми; температура заливається металу; спосіб заливки.

Програма дозволяє промоделювати наступні процеси: заповнення форми металом; розрахунок температурних полів; розрахунок поля рідкої фази; розрахунок сегрегації; розрахунок дефектів; розрахунок напруг і деформацій; канали охолодження; робота фільтрів; облік багаторазового використання форми. LVM Flow пропонує широкий набір інструментів для моделювання, дослідження та створення оптимальної ливарної технології. Модульна структура LVM Flow дозволяє швидко і зручно адаптувати і налаштувати систему до умов будь-якого виробництва. Наявність системи LVM Flow дозволяє значно здешевити і прискорити роботу з проектування та розробки технології виробництва виливків.

Область застосування пакета по способам лиття включає лиття по виплавлюваних моделях (як Опочно, так і безопочного), лиття в землю, у кокіль, в виливницю, лиття під тиском. Для кожного способу лиття можна задати будь-які зовнішні умови: це може бути кристалізація у вакуумі, з природною конвекцією на повітрі, з примусовим обдувом або охолодженням водою. До складу LVMFlow включена нова підсистема моделювання затвердіння чавунів.

Світовий ринок тракторів з кожним роком збільшує продажі тракторів, оснащених безступінчастими трансмісіями. Переважна кількість тракторів з безступінчастими трансмісіями оснащені гідрооб'ємно- механічними трансмісіями (ГОМТ), основними перевагами яких є простота конструкції, висока ергономічність, зручність управління, можливість вибору оптимальної швидкості трактора та режиму роботи двигуна.

В Україні, вперше, готується випуск вітчизняного зразка трактора з безступінчастим гідрооб'ємно- механічною трансмісією.

На сьогоднішній день на ПАТ «ХТЗ» впроваджується у виробництво гідрооб'ємно-механічна трансмісія (ГОМТ) для колісних тракторів з шарнірно-зчленованою рамою . Актуально подібне рішення для перспективних розробок тракторів підвищеної потужності і для тракторів з двигунами потужністю до 300 к.с.

Використання принципу узагальненого вирішення інженерних завдань лягло в основу виконання договору №19522 від 11 лютого 2015 року, укладеного між ПАТ «Харківський тракторний завод ім. С. Орджонікідзе » та Національним технічним університетом «Харківський політехнічний інститут», на тему « Інженерне моделювання литих корпусних деталей безступінчатих гідрооб'ємно- механічної коробки передач трактора в діапазоні потужності двигуна 240-300 л. с. », який склав напрямок наукової роботи.

Фундаментальні основи моделювання роботи безступінчастих ГОМТ розглянуті та проаналізовані особливості та конструкцій ГОМТ існуючих західних зразків. У роботі запропонований системний поетапний підхід до проектування гідрооб'ємно- механічних трансмісій, розрахунково- теоретична технологія трансформації початкової моделі ГОМТ в 3D ескізні проекти трансмісії і технічну документацію для їх виготовлення. Велика кількість робіт присвячено розробці конкретних схем безступінчастих трансмісій, питань створення їх математичних моделей, аналізу результатів моделювання роботи тракторів, оснащених такими трансмісіями.

Для виконання поставленого завдання була запропонована наступна послідовність етапів, згідно з методикою моделювання процесів лиття:

- визначення початкових умов;

- розробка 3D моделі виливки на базі технологічної литниково-живильної системою;

- комп'ютерно-інтегроване моделювання ливарних процесів виробництва;

- аналіз результатів моделювання;

- аналіз характеру заповнення форми металом і розташування ливарних дефектів.

В якості досліджуваної деталі для комп'ютерно-інтегрованого моделювання нами була обрана корпус РК (корпус роздавальної коробки) в ГОМТ.



2. Методика дослідження

2.1 Процесс побудови математичної моделі за допомогою методу кінцевих різниць

У цій методиці дослідження ми опишемо один з найбільш універсальних методів вирішення графічних завдань. Метод кінцевих різниць- це один з найпоширеніших методів рішення. Цей метод часто використовують для задач в основі яких лежить диференціальне рівняння . Сама велика перевага цих методів в тому, що диференціальні рівняння до вирішення систем алгебраїчних рівнянь по відношенню використовуваної функції. У такому випадку це буде вироблено шляхом заміни похідних.

У даній роботі ми маємо лінійне диференціальне рівняння другого порядку, яке розглянемо за допомогою методу кінцевих різниць.

де p(x),q(x),f(x) - відомі функції;

Таким чином граничні умови в загальному вигляді виражаються:

- задані постійні, причому виконується умова

.

Необхідно виконати наступні дії, щоб вирішити завдання (2.1) (2.2) (2.3) методом кінцевих різниць.

Для побудови сітки на відрізки (a,b) будуеться:

вивести де - вузли сітки , i=0,1,…,n; точки и - це граничні вузли сітки , всі інші кути називаються внутрішніми. Потрібно замінити область безперервної зміни дискретною безліччю точок. Для вирішення завдання кількості та рішення вузлів сітки вибираємо в залежності від необхідної точності.

Величина i=0,1,…,n-1 називаеться кроеом сітки .

В даному випадку сітка вибирається рівномірно і крок сітки в цьому випадку вибирається як h=(b-a)/n.

Для того, щоб вирішити систему алгебраїчних рівнянь знадобиться замінити диференціальні рівняння (2.1) і граничні умови (2.2) (2.3) різницевими рівняннями:

1. Для цього, в кожному вузлів сітки i , визначимо сіткову функцію , також замінити значення похідної методом кінцевих різниць. Переходимо від безперервного диференціального рівняння, до різницевої задачі щодо сіткової функції ; які в підсумку замінюють граничну задачу (2.1) - (2.3) систем алгебраїчний рівнянь.

2. Необхідно вирішити систему алгебраїчних рівнянь щодо сіткової функції тим самим знайти таблицю значень цієї сіткової функції, що є наближеним рішенням вихідної крайової задачі. Необхідно вирішити систему алгебраїчних рівнянь щодо сіткової функції і тим самим знайти таблицю значень цієї сіткової функції, що є наближеним рішенням вихідної крайової задачі.

Є різні способи побудови кінцево -різницевих систем, але найпростішим з них з них є заміна функції у вузлах сітки.

Розкладань функції u (x) в ряд Тейлора можуть бути отримані такі співвідношення як: права різницева схема і ліва різницева схема з першим порядком апроксимації по h; центрально-різницева схема з другим порядком апроксимації по h.

У i-том вузлі сітки, похідну замінимо формулою другого різницевої похідної, з другим порядком апроксимації по h. (2.7)

Опис формули наведені для рівномірної сітки. Порядок апроксимуючих виразів буде залежати від розподілу вузлів сітки. Можемо припустити, що , для цього виберемо довільний вузол з номером i = 1,2, ..., n-1 і скористаємося співвідношеннями (2.6) і (2.7). Запишемо рівняння (2.1)



Наводимо подібні:

де ,

Для цього ми розповсюдили різницеве рівняння на всі внутрішні вузли сітки, так як вузол сітки вибирався довільно. для апроксимації другого порядку точності вибиралися звичайно-різницеві співвідношення, тобто . Припустимо, що , тобто апроксимуємо функцію правій частині. Для цього зобов'язані записати кінцево-різницеву апроксимацію для граничних умов (2.2) - (2.3).

Зі співвідношень (2.4) - (2.5), отримуємо:

Перетворимо:

Звідси і . Можемо відкинути похибка апроксимації Ri, i = 0,1,2, ..., n при досить малих h і отримаємо кінцево-різницеву схему першогопорядку апроксимації по h.

Розглядаючи диференціальні рівняння (2.1) - (2.3) прийшли до рішення, що це система алгебраїчних рівнянь (2.15) - (2.17). Така система може бути як лінійної, так і нелінійної, залежно від того, яке вихідне диференціальне рівняння.

За нормою вектора судимо про близькості завдання (2.15)-(2.17) до вихідної задачі (2.1) - (2.3). Кажуть, що побудована різницева схема (2.15) - (2.17) апроксимує вихідну крайову задачу (2.1) - (2.3), якщо норма цього вектора || R || ®0 при h®0. Також при цьому виконується умова , тоді різницева задача (2.15) - (2.17) апроксимує вихідну диференціальну задачу (2.1) - (2.3). Маючи похибка першого порядку, граничні умови замінялися співвідношеннями першого порядку апроксимації по h. Досить замінити першу похідні на кінцях відрізка і для підвищення порядку апроксимації. Виходячи з цього, використовуємо наступні формули:

Для того, щоб знайти наближене рішення вихідні завдання (2.1) - (2.3) потрібно вирішити систему (2.15) - (2.17) які надають собою систему алгебраїчних рівнянь.

При використанні методу сіток алгоритм яких ми розглянемо, виникають часто такі питання:

1. Якими методами варто знаходити це рішення.

2. Якщо рішення системи алгебраїчних рівнянь, які ми описали (2.15) - (2.17).

Існує єдине рішення системи (2.15) - (2.17) так як вихідна задача (2.1) - (2.3) є лінійною, а система (2.15) (2.17) є трьох діагональною матрицею і при виконанні умови діагонального переважання рішення самої системи, існує і є єдиним, а таке рішення системи називається методом прогону.

Граничні умови є крайовими умовами першого роду, то при h>0 різницеве рішення рівномірно сходиться до точного зі швидкістю , так як q(x)=0, а p(x), f(x) є двічі безперервно диференційованими функціями.

Дуже важливо провести розрахунки для різних значень кроку, не менше 3, після цього переконатися в тому, що в одних і тих же вузлах значення близькі між собою. ливарний комп'ютерний виливка корпус

На основі звичайного диференціального рівняння другого порядку для нелінійної задачі розглядається питання її апроксимації, також досліджується питання про похибки такої апроксимації, порядку. Для того щоб не виникало труднощів з розрахунками то потрібно провести розрахунок на декількох сітках з різними кроками. Якщо різницеві рішення близькі між собою, то це є свідченням гарної стійкості.

2.2 Фазовий перехід

З першого закону термодинаміки виходить:

де - густина;

- питома теплоємність;

- температура ();

- час;

-векторний оператор;

- вектор швидкості масової передачі тепла;

- вектор теплового потоку;

- генерація тепла на одиницю об'єму;

та також можна визначити и

При застосуванні закону Фур'є:

де

- матриця провідності;

- провідність в напрямках x,y,z.



Існує три типи граничних умов:

1. Задані температури діють на поверхні :

,

де - задана температура

2. Зазначені теплові потоки діють на поверхні

,

де: - одиничний вектор нормалі до поверхні (спрямований назовні),

- заданий тепловий потік.

3. Наведено поверхні конвективним теплообміном. За законом охолодження Ньютона:

,

де:

- коефіцієнт пропорційності;

- температура навколишнього рідини;

- температура на поверхні моделі;

Поєднуючи рівняння (2.23) - (2.25),

,

де: - обем елемента;

= - допустиме віртуальне зміну температури.

У просторі змінна T змінюється. Зміни будуть так само по часу.

де: - температура;

- функції форми елемента;

- вектор вузлових температур;

Можна записати похідну за часом від рівняння (2.29) так:



де дФ має ту ж форму, що і T:

.

Рівняння має вигляд:

,

де ;

де с - постійна за часом;

С і можуть варіюватися в межах елемента.

, , и - ці вузлові величина не варіюються по елементу.



де:

- термічне демпфірування;

- матриця провідності від масового переносу для елемента;

- матриця дифузійної провідності для елементу;



- матриця конвекційної провідності для елемента;

- вектор масового потоку для елемента;

- вектор конвективного теплового потоку на поверхні елементу;

- навантаження на елемент від генерації тепла.

Властивості матриць і векторів:

не симетрична.

Діагональну форму матриці з обумовленими вектором і діагональними членами, використовують для більшості кінцевих елементів .

часто також діагоналізації.

Обробляється аналогічно , вектор генерації тепла для Джоулево нагріву, якщо існує діагоналізована матриця, то члени перетворюються таким чином, щоб зробити їх пропорційними діагональним членам . .

Фазовий перехід обчислюється по кривій ентальпії.



3. Комп'ютерне моделювання технологічних процесів виготовлення виливки КОРПУСУ РК

Комп'ютерне моделювання стає невід'ємною частиною процесів конструювання нових деталей і проектування технологічних процесів їх виготовлення

Сучасне проектування в ливарному виробництві включає в себе розробка 3D моделей деталі, з ливниковою системою а також оснащення. Це дозволяє скорочувати час та витратні матеріали, які можуть бути досягнуті із застосуванням моделювання, в рамках технології конструкторсько-технологічного проектування.

Безліч литих деталей, виготовляється способом лиття, при проектуванні якого в основу повинні бути закладені технологічні аспекти виготовлення і можливі різні ливарні дефекти. Ці дефекти виникають через відсутність методів та інструментарію здійснення впливу на технологічні режими виробництва. У конструкторської документації, як правило, обумовлені розміри і кількість різних ливарних дефектів, які не допускаються в деталі.

Дане дослідження є початковим етапом науково-дослідної роботи, присвяченій математичному моделюванню і оптимізації технології виготовлення литих деталей (керівник завідувач кафедри ливарного виробництва НТУ «ХПІ» О.В. Акімов).

Світовий ринок тракторів з кожним роком збільшує продажі тракторів, оснащених безступінчастими трансмісіями. Переважна кількість тракторів з безступінчастими трансмісіями оснащені двухпоточно- гідрооб'ємно-механічними трансмісіями (ГОМТ), основними перевагами яких є простота конструкції, висока ергономічність, зручність управління, можливість вибору оптимальної швидкості трактора та режиму роботи двигуна.

Однією з частин розглянутої частини ГОСТ є корпус РК, якості якої залежатимуть від необхідних характеристик, закладені на стадії проектування. Вимоги, які проходять для литих деталей закладаються і виконуються, згідно з технічними умовами, на стадії виробництва при використанні методики визначення технологічних дефектів.

При застосуванні універсальної технології комплексного комп'ютерно-інтегрованого проектування литих деталей корпусу РК, з інженерним моделюванням теплових і гідродинамічних параметрів лиття, проведемо аналіз якості. Моделювання ливарних процесів виконується для виявлення місць утворення дефектів, визначення їх розташування та приблизного розміру, а також для подальшого аналізу процесу фазового переходу при охолодженні виливки.

Для отримання якісного корпусу РК на етапі лиття складається з двох процесів:

- заливка у форму;

-формування литий деталі в процесі фазового переходу при охолодженні і кристалізації.

Для вирішення завдання була виконана наступна послідовність етапів: визначення початкових умов, розробка 3D моделі виливки, моделювання ливарних процесів і характер заповнення форми металом, так само розташування ливарних дефектів. Була обрана досліджувана деталь: корпус РК (Рис. 3.1), (Рис. 3.2).

Для створення 3D-моделі виливки корпусу РК з технологічної литниково-живильної системою ми використовували SolidWorks. При створенні литниково-живильної системи представимо систему «сужающегося» типу, яка забезпечує поступове заповнення форми металом, а так само зменшення попадання шлакових включень у її порожнину.

Для проектування корпусу РК був застосований програмний пакет тривимірного проектування Solid Works, а для проведення поставлених завдань з моделювання ливарних процесів була обрана програма LVM Flow.

Були використані наступні початкові і граничні умови:

- Матеріал виливка корпусу РК - СЧ25 ГОСТ 1412-85.

- Матеріал ливарної форми - ХТМ суміш.

Оптимальні параметри осередків, виходячи з вимоги час розрахунку - адекватність результатів:

- Розмір комірки - 5,6 мм;

- Кількість осередків - 7902315 шт .;

Результати заповнення форми розплавом представлені в графічному вигляді (Рис. 3.3 (а, б)), також можемо спостерігати напрямок кристалізації при охолодженні (перехід від рідкої до твердої фазі) і відображення розташування газоусадкових дефектів.

Також відіграє важливу роль у створенні сприятливих умов для спрямованої кристалізації (Рис. 3.4) - характер заповнюваності форми. Рухи розплаву при заповненні форми в окремо взятих частинах не перевищувала критичних значень, з плавним заповненням ливарної форми.

Після розгляду процесу охолодження виливки, фазового переходу, що кристалізуються останніми, дозволили визначити місця можливої появ дефектів газоусадкового характеру.

Рис. 3.1 Корпус РК

Рис. 3.2 Корпус РК (а перерізі)



Виходячи з розташування усадкових дефектів був зроблений висновок. При визначення місць розташування усадкових дефектів ми виявили коефіцієнт усадки. При використанні LVM Flow, були виявлені пористості і усадочних раковин. Цей є надійним провісником усадковихдефектів, але у випадку виливків зі складною геометрією його використання вимагає більш ретельного аналізу результатів моделювання, оскільки багато факторів впливає на освіту газоусадкової пористості.

Також виявлені місця розташування дефектів, що найбільш схильні усадочним явищам зони виливки, виділені темно-червоним кольором (Рис. 3.4).

Утворені дефекти дозволяють стверджувати, що шлюб литого виробу може становити 1-3% від придатного литва.

Рис. 3.4. Місця розташування дефектів усадкового характеру

При моделювання теплових і гідродинамічних процесів лиття - ящики РК випливає, що дефекти усадочного характеру, можуть вплинути на характеристики міцності в процесі експлуатації.

У проведеній роботі ми сформували граничні та початкові умови для моделювання напружено-деформованого стану корпус РК в місцях утворення усадочних дефектів і пористості.



Висновок

Метою даної роботи було застосування комп'ютерно-інтегрованих систем в технології лиття ГОМТ. З результатів про виконану роботу були зроблені наступні висновки:

1. Виробництво, яке працює з моделюванням, отримало назву - "комп'ютерно-інтегрованого виробництва" (від англійської абревіатури CIM - Computer Integrated Manufacturing). Найголовніша перевага є те, що підкреслює розвинені можливості інженерного аналізу, наприклад, на основі методу кінцевих елементів.

2. Застосування безступінчастих трансмісій є перспективним на багатовісних повномасштабних автомобілях .Це дозволить забезпечити оптимальну компоновку автомобіля мінімізувати витрати на опір коченню і підвищити зчіпні можливості.

3. Двопотокові ГОМТ являють собою зараз єдиний вид безступінчастих передач , що серійно встановлюються на сільсько- господарських тракторах. Галузь їх використання зростає як за числом моделей тракторів , так і за потужністю, що передається . Конструкції ГОМТ розвивається у бік збільшення частини потужності ,що передається механічним шляхом , і зменшення числа фрикційних багатодискових муфт .

4. На сьогодні, у зв'язку з тенденцією до збільшення максимальної швидкості руху колісних тракторів із ГОМТ, гостро постало питання дослідження впливу процесу гальмування на кінематичні , силові та енергетичні параметри ГОМТ.

5. Створена 3D модель виливка корпусу РК, були з'ясовані параметри заливки, а так само звичайно-різницева модель виливка і технологічне оснащення, виконано моделювання процесів лиття в LVM Flow. При розрахунках корпусу РК були з'ясовані фізичні особливості процесу заповнення деталі, визначені місця розташування та розміри усадкових дефектів.

Список використаної літератури

1. В. Назаратин, А. П. Смирнов. «Расчет параметров процесса направленного затвердевания стальных отливок» - Москва. - №1. - 2008. - с.7-12.

2. Самородов В.Б., Забелышинский З.Э., Шуба С.А., Деркач О.И., Рябиченко Е.А., Яловол И.В. Обоснование применения бесступенчатой гидрообъемно-механической трансмиссии для тракторов с двигателем мощностью 220 - 240 л.с. // Тематический выпуск «Транспортное машиностроение». - НТУ «ХПИ». - 2012. -№ 20, с. 55-61.

3. Самородов В.Б., Калинин С.В., Забелышинский З.Э., Шуба С.А., Деркач О.И. Бесступенчатая гидрообъемно-механическая трансмиссия для тракторов мощностью 220-240 л.с. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2013. -№1, с. 17-21

4. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник / Под общ.ред. А.И. Гришкевича. - М.: Машиностроение, 1984. - 272с.

5. Акимов О. В. Применение методик конструкторско-технологического проектирования деталей ДВС в моделировании литейных процессов изготовления автомобильных поршней [Текст] / О. В. Акимов, В. И. Алехин, А. П. Марченко // Цветные металлы. - 2010. - № 8.

6. Акимов О.В. Компьютерное моделирование процессов при производстве литых деталей двигателя [Текст] / О. В. Акимов, В. И. Алехин, А. П. Марченко // Литейное производство. - 2010 - № 9. - С. 31-33.

7. Вольнов И. Н. Моделирование литейных процессов -- современные вы - числительные технологии // Литейщик России. -- 2007. -- № 11. -- С. 27-30

8. Алёхин В. И. Моделирование мест проявления дефектов усадочного характера при проектировании литых деталей ДВС [Текст] / В. И. Алёхин, А. В. Белогуб, А. П. Марченко, О. В. Акимов // «Металл и литье Украины». -- Киев. -- 2010. -- № 12. -- С. 27--30.

9. Алёхин В. И. Моделирование литейных процессов при изготовлении автомобильных поршней [Текст] / В. И. Алёхин, А. В. Белогуб, А. П. Марченко, О. В. Акимов // Ежемесячный научнотехнический и производственный журнал «Цветные металлы». -- Москва. -- 2010. -- № 8. -- С. 81--83.

10. Вольнов И. Н. Системы автоматизированного моделирования литейных процессов -- состояние, проблемы, перспективы // Литейщик России. -- 2007. -- № 6. -- С. 14-17.

11. Самородов В.Б. Порівняльний аналіз без- ступінчастих двох потокових гідро- об'ємно - механічних трансмісій / В.Б. Самородов, А.І. Бондаренко // Вестник ХНАДУ: сб. науч. тр. - 2012. - Вип. 56. - С. 37-45.

12. Гуляев Б.Б. Теория литейных процессов / Б.Б. Гуляев. Л. :Машиностроение, 1976. 216с .

13. . Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М., Машиностроение, 1988, 274с.

14. В. И. Алехин, А. В. Белогуб, О. В. Акимов Расчет влияния дислоцированных литейных дефектов усадочного характера на прочность литой детали поршня // Литейщик России. - Москва. - 2011. - №4. - С. 16 - 19.

15. В.И. Алёхин, А.В. Белогуб, О.В. Акимов Исследование влияния размеров литейных дефектов на напряженно-деформированное состояние поршня // Научно технический журнал «Двигатели внутреннего сгорания». Харьков: НТУ «ХПИ» - 2011. - №2. - С. 99 - 103.

16. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник / Под общ.ред. А.И. Гришкевича. - М.: Машиностроение, 1984. - 272с.

Размещено на Allbest.ru