автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.14, диссертация на тему:Автоматизация проектирования групповых пресс-форм для литья под давлением изделий из термопластов

Государственный Комитет Российской Федерации по высшему образовании САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И оптики (Технический университет)

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГРУППОВЫХ ПРЕСС-ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ

Специальность: 05.11.14 - Технология приборостроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Ли Мао

УДК 621.86.06.067; 658.612.011.56

Санкт - Петербург 1996

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном институте точной механики и оптики (техническом университете).

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор 0. Н. Миляев

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор С. М. Латыев

кандидат технических наук, гл. инж. доцент А. С. Храбров

Ведущее предприятие: АО "ЛОМО", Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится" А " 1996 года в

часов Р-о минут на заседании специализированного совета Д 053.26.03 при Санкт-Петербургском государственном институте точной механики и оптики (техническом университете) по адресу:

197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., д.14. тел.:238-87-81

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан " £ " $ 1996 года. Ваии от-

зывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), завррен-ные печатью, просим направлять в адрес Института: 197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., д. 14, ученому секретарю специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного совета Л 053.26.03. кандидат технических наук, доцент > ' " Ю. П. Кузмин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рост объемов производства изделий из термопластов сопровождается увеличением номенклатуры, равновид-ности изделий, отличающихся сложностью геометрической формы, повышенной прочностью и точностью размеров. Существующая продолжительность цикла, в среднем составляющая 5-6 месяцев, в том числе процесс проектирования составляет 1-3 месяцев, становится все более неприемленной. Поэтому большое значение имеет сокращение цикла ТПП, за счет автоматизации процесса конструирования пресс-форм при обеспечении её качества, а значит конкурентоспособности изделий из пластмасс. Особенностью конструирования является: выбор параметров технологического процесса расплавленной пластмассы, которые зависят от состояния оборудования; знание процесса её физического превращения в твердое тело; обеспечение размеров изделий с учетом усадки материала. Исходя из этого конструктора на основе опыта и статистики устанавливают рабочие размеры формообразующих элементов, отличающихся от размеров чер-. тожа, что не всегда обеспечивает точностные характеристики изделий из термопластов из-за износа частей машин и изменения характеристик впрыскиваемого материала.

Поэтому разработка методик, обеспечивающих получение качественных изделий с учетом фактического состояния оборудовала и производительности в условиях частой сменяемости продукции является весьма актуальной.

Дель работы. Целью диссертации являются исследование процесса заполнения полостей пресс-форм при различных входных параметрах, разработка методик автоматизации расчетных и конструкторских работ на основе создания моделей для автоматизированных систем.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать конструкции пресс-форм и их детали, а также уточнить классификацию деталей и их элементов с учетом метода групповой технологии для условия автоматизированного проектирования; исследовать параметры технологического процесса для литья под давлением изделий из термопластов и разработать математические модели расчетов числа гнезд, рабочих размеров и прочностных характеристик формообразующих элементов пресс-форм для литья под давлением; выбрать методы и инструментальные средства для авто-

матизированного проектирования и разработать методику конструирования рабочих чертежей на основе моделирования элементов пресс-форм; создать методику формирования группового чертежа и размерно-параметризационных изображении с разработкой алгоритмов и программной реализацией в автоматизированной системе AutoCAD;

Методы исследований. В работе использованы: метод групповой технологии и организации группового производства; метод геометрического моделирования в автоматизированном проектировании; теория множеств; теория графов; методы системного анализа и моделирования ;теория параметризации геометрических объектов.

Научная новизна.

- создана математическая.модель групповых конструкции формообразующих деталей пресс-форм и методика размерной корректировки проекций деталей пресс-форм на основе полученных расчетных данных;

- предложен метод моделирования процесса проектирования пресс-форм для литья под давлением и разработана методика проектирования с учетом фактического состояния оборудования, технологических параметров процесса литья изделий;

- разработаны математические модели для расчетов числа гнезд в пресс-форме, исполнительных размеров и прочностных характеристик формообразующих элементов пресс-форм для литья под давлением;

Практическая ценность. Разработана углубленная методика классификации, кодирования и группирования пресс-форм и их элементов для литья под давлением с учетом элементов конструкции изделий из термопластов; разработана методика моделирования технологического процесса литья под давлением изделий из термопластов, позволяющие получить технологические параметры по зонам по-лост.ч пресс-формы, литнику и гнездам; предложена методика проектирования пресс-форм на основе модели комплексной детали, исходя из принципа формирования чертежа размерно-параметризованных изображений и определения числа сменных блоков, конструкции закрепления и съема формообразующих деталей; разработаны алгоритмы и программы построения чертежей на основе модели, созданных на принципах группового метода, возможности развития и адаптации к условиям производства; сформированы базы данных и методика автоматизированного проектирования размерно-параметризованного изоб-

ражения чертежа в системе AutoCAD; создана универсальная конструкция групповых пресс-форм с оригинальным устройством зш<реп-ления и освобождения сменных формовкладышей и блоков.

Внедрение работы. Отдельные положения методики и программы внедрены в АО "МАКС ПРИМ". Методические указания обучения и лабораторная работа по формированию параметризации чертежа и расчета рабочих размеров на основе модели конструкции пресс-форм внедрены в учебном процессе на кафедре "Технология приборостроения" в СП6ГИТМ0 (ТУ). Внедрение подтверждено актами.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обслуживались: на XXVII 1-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИТМО (ТУ), февраль 1994, С-Петербург; на научно-практическом семинаре-выставке "Производство резино-технических изделий: новое в технологии, организации' и управлении, инвестиции", сентябрь, 1994, С-ПетерОург; на научно-практическом семинаре "Методы нанесения обозначений на пластмассовые изделия. Технологии изготовления пластмассовых изделий, применение САПР", декабрь,1994, С-Петербург; на международной методической конференции "Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении",.октябрь 1995, Киев.

Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ..

Структура и объем диссертации. Диссертация, состоящая из введения, пяти'глав, заключения, 4 приложения и списка литературы, содержит 207 страниц машинописного текст, включая 53 иллюстрации и 21 таблицу.

Содержание работы

Работа посвящена исследованию технологического процесса литья под давлением изделий из термопластов и автоматизированному проектированию групповых пресс-форм, включающих динамические изменения параметров материала в оборудовании, моделирование и расчеты рабочих размеров с учетом усадки материалов и формы литниковой системы.

Во введении обосновывается актуальность теш, приводятся основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе приводится анализ применяемых технологкчес-'ких процессов литья под давлением , их режимов и методов автома-

газированного проектирования, систем обработки графической информации. Выявлена особенность конструирования пресс-форм, технологичность во взаимосвязи с технологическим процессом. Рассмотрены методы проектирования групповых пресс-форм, а также виды классификации, кодирования и группирования. Потребовалось разработать углубленную .классифи;сацию групповых пресс-форм и выявить взаимосвязь изделий из термопластов с множеством конструктивных решений, включающих группу сменных блоков и элементов, учитывающих не однозначность параметров материала при входе в пресс-форму, изменяющихся из-за износа и фактического состояния оборудования. Данный подход позволил увязать изменяющие технологические параметры термопластичного материала в литейной машине с конструкцией формообразующих элементов полостей пресс-формы, типа литниковой системы и формализовать сменные формовкладыши, сменные блоки с учетом их способа крепления и съёма. Проведен анализ рабрт различных авторов, в том числе зарубежных ученых, включая статьи, монографии и доклады на конференции, выявлены проблемы.

Автоматизация процесса конструирования предлагается на создании модели изделия, путем описания и математического моделирования конструкции и переноса методом "слепок" ее в полость формы.

Исходя из выше изложенного .формулированы цель и задачи исследования .

Во второй глазе разработана методика классификации изделий из термопластов и конструкций групповых пресс-форм. Она представлена иерархической структурой на основе разбиения модели на составляющие. Конструктивно-технологические классификации конструкций пластмассовых изделий и формообразующих деталей пресс-Форм (.рис. 1), объединены по этим признакам и компонентам признаков..

Все разнообразие деталей рассмотрено как прямое произведешь. признаков, которое представляет собой конечное множество D логических возможностей: Qqj-Yyj •2SI-Xxj-Lü ■= D где: Q - конфигурация конструкции детали, Y - габариты, Z - масса. X - количество .элементов деталей для сборочной единицу в детали и группа сложности изготовления детали - L, Кк2 -группы компоновок групповых пресс-форм; ql.yl,zi,xl,ll.kl - количество вида, входящего в Q.Y.2.X.L.K.

Oicee «отчество логическта возможностей, исходя из имеюде-

пг'

"Г—г

I .Х--.

ч.юола^а гтрач'кгвйрид ¡«¡un i'¡ }п pm

Í г. - 11

1]>есс-.]орма »

Ki

Кг

Un

îjiUiyt»*».' HiMlUOlKiSBJ'iWii И >jlpíiEÍ,:j1

сае^ци; ШМШЗЙУЛКЗЖ'! i'-HT-iM.Í IM1

1 г I - 1 к

г :т /т~. i

î'ïfcUlHilB'lJILIlS'i МЗ'.ПЧМК и }.бл ín'jijKTSfR'.t о - тмшюгатага;: особг.шода шстссшш годе raiiß ih'M^i^npiïjieTiWtùi

q\| 1 12 Ï---TÎT

иГ Pi lg mwítíiHH'Oiwc щ (.УШИ

«1 a¡¡ a». ílm

Ô "О b, ... y*

<TD о - з сГч ь. ajbï ;i2b2 ... а„Ьг

SJ оз

s m Vi зЛ

гз f ™ b. ... f.k

1 \ }

я« _; : —г».

Y ' i

il

%

-Î5-I

Y ( )

7n ■'Iii)

¡T S " X(xi)^ Yfyi) - Zj^jj^QfqO - K{kp - i.(ii)

РиеЛ -Система классфкащ конструкций пластмассовых изделий it формообразующих деталей "

гося числа компонентов каждого признака, составляет 13иуг. разновидностей. Суть математической модели 1лассификатора состоит в расчленении конечного множества Б логических возможностей на собственные подмножества и определения совершаемых операций с ними следующим образом: М^-Мг-Мз, где Мг=0У; М^Хг и Мз=Л.

Методика автоматизированного группирования деталей пресс-форм предусматривает разделение всего множества деталей пресс-форм, подлежащих изготовлению,, на определённые поисковым предписанием группы, полученные по технологическому подобию. Группирование деталей проводится в два этапа: подготовка информации для ввода в ЭВМ; группирования деталей. Эта классификация и методика группирования позволила увязать изделие из термопластов и формообразующие элементы пресс-форм.

Для учета изменяемых параметров технологического процесса в оборудовании были проведены исследования и моделирования технологического процесса литья 'под давлением изделий из термопластов. Показано, что по мере продвижения материала к полости формы давление его уменьшается, температура его повышается из-за противодействия сил трения, а скорость движения-материала и время заполнения полости формы является различными зависит от расстояний и сечений между ними. Получена зависимость (рис.2) между давлением литья и температурой литьевого материала для формования изделия. Из рисунка видно, что если зависимость между Р и Т не попадает в площадь формования на рис.2, то образуются дефекты при литье.

v ((недолив

р материала (.не формуется)

а ] в

--> Р (давление литья;

2 Г-агпснугстъ ыелду делением литья и температурой лигьеЕ-ого материала для изделия.

т г

(местный перегрев материглп)

--------линия деструкции

линия разлива материала

(деформирование разлива) -линия худшей поверхности

о л;:

:тьг. под

давлением изделий из термопластов состоит из моделирования температуры литьевого материала; моделирования давления литьевого материала ; моделирования скорости-времени заполнения формы; моделирования пути слоев течения расплава в зависимости от параметров на входе и конструктивных особенностей. Полученные параметры технологического процесса вводятся в модели расчетов числа гнезд, исполнительных размеров и прочностных характеристик для обеспечения качества изделия.

Проектирование изделия из конструктивных фрагментов осуществляется на основе комплексной детали или сборочной единицы на этапе разработки идей. При реализации технической идеи в конструкции необходимо осуществить моделирование вариантов, структурные и параметрические изменения комплексных деталей, расчет формообразующих деталей, графическое оформление чертежей.

В методике зависимость представлена следующим выражением: С = <Н, Рэ, Б, г, и>, где: С - система моделирования; Н - связи системы с окружающей средой; Рэ - набор выполняемых функций; Б - структура система; 2 - совокупность функциональных и структурных показателей; и - взаимодействие с функционированием системы и её развитие.

Моделирование процесса проектирования заключается в разбиении множества качественно различных конструктивных решений и множества ситуаций на соответствующее число групп. Каждой такой группе сопоставляется некоторое конструктивное решение, принятие которого целесообразно в ситуациях этой группы. Задача заключается в построении механизма классификации конструктивных решений. Само решение в процессе проектирования сводится к идентификации конкретной проектной ситуации и выбора конкретного конструктивного решения.

При формализованной задачи процесса проектирования групповых "ресс-фору. предложена исследованная зависимость, выражанная в канонической к векторной форме з следующем виде: сх/с1у = Ф(х,у); ха)=хг?а), 2, Ш)1,-где: -Ш.) - определяет характер внешнего воздействия 'процесса проектирования групповых пресс-форм; У*(о) - решение функции У(^) вектора 1 параметре?, «одели процесса проектирования групповых лресо-торм ч вектора Х(0; - начрхьнкх уг„:огии.

?своку::нсс?1 н у. пгргм^'.'г.:: мелели 2 газ/с/т с? рек-

ния структурной или конструктивной схемы проектирования групповых пресс-форм. Объединяя с помощью конструктивного вектора К признаки решения, принимаем: Z=Z(iT), Y=Y(t,K), >T=X(t,K).

На создание конструкции групповых пресс-форм накладываются ограничения-, технические требования, условия ГОСТ и ОСТ, технологические возможности. Совокупность ограничений представляются с помощью вектор-функционала:

HtX(t), Y(t), Х(0), Z,

Формулируем задачу: выбрать векторы К, Z, XtO) и вектор-функцию Y"(t) , следовательно и X(t) удовлетворяющие выше изложенным условиям.

Оптимизацию решения проектирования групповых пресс-форм определяем с помощью качественной оценки наиболее важного показателя, называемый критерием оптимальности. Критерий оптимальности представляется функционалом(называемым целевым функционалом): HoCX(t), Y(t), х"(0), Z, КЗ;

Автоматизированное проектирование групповых пресс-форм для литья под давлением изделий из термопластов сводится к.определению операций, очередности их исполнения и связей между операциями. Схемы по проектирован™ формообразующих пресс-форм разработаны для каждой проектной процедуры подсистемы. Это' позволяет охватить все вопроси связанные с реализаций процесса принятия проектных решении.

В третьей главе исследованы и предложены алгоритмы для построения модели автоматизированного проектирования групповых пресс-форм для литья под давлением с определением группы конструкции (из классификатора), формообразующих оригинальных деталей с их моделированием и расчетом. Проектирование формообразующих, деталей происходит в следующей последовательности: описание конструкции, моделирование, изображение эскизов, размерная параметризация, расчет исполнительных размеров и прочностных параметров, корректировка эскизов согласно расчетным дачным, построение чертежа ив проекционных изображений детали.

В соответствии с иерархической структурой конструкции пресс-{ерм процесс проектирования разделен на подпроцессы (рно.З). Каждый подпроцесс является управляема, бходяшм в сос-?as v.czv.povсса'вкиесхогсего уровня, к упрагллкцкм, состокщм иь "г-лг,;.г^-тгсй с-г.едук^его cczvf: нпгкогс урсь-;:я иерарха?. На ну::-,.-

oCoi fR

V®

РесЗ Bfj<apaq«Küä структура врошировиш прхеф}: нз тершшсш

лнш под даллашек гаделан

вом уровне расположен процесс Пр, координирующий функционирование нижестоящих подпроцессов, ¡заключающихся в проектировании конструкции пресс-форм для литья под давлением.

Все подпроцессы проектирования взаимодействуют друг с другом путём задания матрицы взаимодействий А между подпроцессами соседних уровней (рис.4).

000000000 1 I Аш*Нщ = 0 0 0 110 0 10 1!

0 111111111

1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1

Рис.4 Матрица структуры взаимодействующих элементов в т+1-уровневой иерархии.

Математическая модель конструкции формообразующей детали создана на основе модели создаваемого изделия из термопластов. В основе модели положен конструкторски.: чертеж из эскизных проекций детали (ЭГЩ). Элементы графического изображения: графические' и размерные примитивы (ГП, РЩ и составляющие их вектора характеризуются параметрами формы и положения относительно базовой системы координат. Это можно выразить следующей зависимостью:

Д=< ЧгМг.....>;

где, V - ЭГЩ, п - количество этих ЭГЩ в чертеже.

Каждый V можно представить следующее множество:

И =< Wnp.Wrn.Wpn >;

где: №пр= <Ci.Cz>-кортеж координатных осей Сх „ С'з плоскости для построения ЭПД; Мгп= <61,62,...,Зп%-кортеж ГП, п-количество ГП в ЭПД; Урп= < И1, Й2, • • •. Ргг - кортеж РП, п-количество РП в ЭПД.

Каждый 61 и К; из множеств 6 и К имеет свое упорядоченное число признаков:

РРс. РРС>; ^=<Кк, РРК, РРк>; где: Ка - тип ГП (отрезок, окружность, дуга окружности и т.д.); К(?-- тип РП (линейный, диаметральный размер и т.д.);РРе, РРя -параметры положения ГП и РП; РРй, РРя - параметры формы ГП и РП;

В соответствии с множеством 6 и Я существует множество векторе?. для внутренней модели детали:

У=<КС, РР, РР>; где: К3 - код, 'характеризующий тип вектора V; РР - пара\'етрн положения вектора; РР - параметры формы.

На основе выявленных управляю".'.'/;-: параметров тяга-

цы преобразований (ТГ1), которые можно представить в виде кортежа:

Тэшг'Рь Р2.....Рш>; или тЭпд=< Pj >jM=i.

где: -примитив преобразований;

Каждый примитив преобразования состоит из совокупности параметров преобразований:

Pj=<dLp, ANP, «р>; где: dLp-длина вектора; ANp-угол вектора в базовой системе координат; «-угол локальной системы координат V¿ вектора относительно локальной системы координат Vj-i вектора.

Для разработанной математической модели расчета оптимального количества гнезд в пресс-форме определены зависимости: щ=Ю1Т/АР; (по параметру закрывающего усилия литьевой машины); ri2=0.SV3/Vp; (по параметру • минимального объема впрыска); ns=0.8Vs/Vp; (по параметру максимального объема впрыска); П4=3.6ty¡Rn/ (Vp - с*); (по параметру скорости пластификации материала); п5=(А-В); (по параметру размера плиты литьевой машины, который зависит от расстояния между направляющими термопластавто-мата с размещением проекции площади (А*В) всех гнезд вместе с литниковой системой); ng^Lmax/A; Unax- irP'R4/(8*10flefrV); (по параметру процесса наполнения пресс-формы), где: f- коэффициент запаса (принимается от 1.2 до 1.5); F - максимальное закрывающее усилие [kN]; А - проекция площади изделия из пластмассы и литниковой системы [сш2.1; Р- максимальное давление прессования [МРаЗ; Vs- минимальный объем впрыска Ccm3); Vp -объем изделия вместе с литниками [cm3]; Rn - скорость пластификации материала Ckg/c]; а -удельный вес материала (kg/cm3]; Р'-редуцированное давление СРа]; R- ради/с литника Ccm]; neff-вязкссть материала CPa-cl; V -скорость наполнения Ссш3/с];

Оптимальное число гнезд находится между пг и миниумом из величинами i ni, пз, n^, ns. г.б>. Число гнезд обеспечивает повышение производительности литья изделия под давлением.

■ Выведенная математическая модель расчета исполнительных' размеров формссбразукщ/х элементов пресс-фс.ом (ИР Ф51Ю) включает четыре варианта: для деталей с нормальней точностью; для деталей хмеюое свободные размеры; для деталей с невоенной точностью-, для детЕ-.тей прецпг-иеннше.

zr.-я летзле,": с :-:ср».'ал1нсй точность-'.:

Рп= Р+0.009КР+0.5*0; Рм= Р+0.011КР-0.5В; Рл= Р+0.01КР ;

Ду=0.3*0 ; До1-0.ЗВ ; Д1=0.3Ь ; где: Рп-исполнйтельный размер пуансона,мм; Рм-исполн/телбный размер матрицы.мм; Рл-исполнительный линейный размер или м^жосе-вое расстояние,мм; Р-размер изделия из пластмасс,®.:; О-допуск охватывающего размера элемента детали (отверстия),мм; 5-допуск охватываемого размера элемента детали(вала),мм; К - средний коэффициент усадки материала; Ду-допуск исполнительного размера пуансона,мм; Дс^-допуск исполнительного размера матрицы,мм; Д1-допуск исполнительного линейного размера,мм; Ь-допуск размера изделия (линейный размер или межосевое расстояние),мм.

2. Размеры пластмассового изделия со свободными размерами, находящимися в пределах квалитетоЕ точности от 11 до 14, рассчи-тыйаются по формулам первого случая.

3. Для пластмассовых деталей с точными допусками порядка сотых долей милиметроз или с микронными допусками разработана специальная методика вычисления исполнительных размеров.

а), для пуансона, его допуск имеет положительный знак: Рп=(Р+0)+0.01 (Р+ОЖг.^п; ДИ>0.01 (Р+0) (Кппп-.(1+0.01Кг,„п)К^х!; где: Ктт.Ктах" минимальная,максимальная усадки.

б), для матрицы, его допуск имеет отрицательный зна^:

Рт-(Р-В)+0.01Кпах(Р-В) (1+0.01Ка1ах);

ДоЪ'В-О.О^тпгДР'^Ь2) (1+0.01 Птах);

в), для линейного размера детали допуск имеет знак ±:

Рл-СРлтт+Рлтах)^; Л1»СДп+Д1с)/4;

Рдтах = (Р+ Ь) +0.01 (Р+Ь) КП11 п

Рлт1п«(Р-и+0.01Кп-ох1Р-Ь) (1+0.01Кглах);

Л11=0, 99*21+0.01 (Р+Ь) (Книп" (1+0.01К;;,;„)К^;:); Д12=0.99*гЬ-0.01К1тп(Р2-Ь2) (1+0.01Кг,их); где: Рдпт и Рдщах -минимальное и мслсим&гьаое значение Рл. м«; Ли и Лхг - максимальные и-минимальные допуска в "+" и в

4. Для пластмассовых изделий с прецизионной точностью рабочие размеры Рф вычисляются по формуле:

Р«,=Р(1-й (Тф-20)). мм,

где: Р -в основе трех случаев рабочие размеры; «-коэ^якен"? линейного расширение легированных сталей; То-ргЗоча? температура.

Предлоленная методика позволяет р-?ст-:ггать «у?

тонкость обеспечить качество ксд?л;к*.

Разработана математическая модель и методика расчета прочностных характеристик ФЭПФ. Прямоугольные монолитные матрицы и пуансоны рассчитываются с использованием принципа суперпозиции деформации. Лля расчета максимальной деформации пуансона использованы нами деэ коэффициента Ki и Кг. Коэффициент Ki учитывает общее нагружение на пуансон и давление с противоположным знаком через известное время прессования, а это приводит к уменьшению давления на пуансон во время прессования литьем под давлением. Коэффициенты для круглых и прямоугольных пуансонов имеют различные значения: для круглых пуансонов -- Ki- 0.864sln(2.1D/H); для прямоугольных пуансонов — Ki = ai+a2il21-22B/L-(B/L)2]; гдэ: ai = 0.2873V/H-0.041; аг = 1.2923х ICf ?V/H-2.6654x 10~4; В -ширина пуансона, мм; L -толщина пуансона,мм; Н -высота пуансона, V=2(B+L),мм.

Разные толщины стенки изделия вызывают различные нагружения из-за разности давления. Из-за этих факторов учитывается коэффициент давления Кг. K2=Ppeaj/P; Рреал -реальное давление необходимое для заполнения пресс-формы. Коэффициент Кг для потока в прямоугольных пазах определено выражением: 56,9+39,l(l-S/B')3T)effVH

К2=---

8B-s3

где: neff -вязкость термопластичного материала PaS; v -скорость потока,м/сек. Для круглых пуансонов - в'= (jrD+s); Для прямоугольных пуансонов -B'=2(B+L+2s)

Общая деформация закрепленного пуансона рассчитывается по формуле:

ftof=KaK2ftot.

Предложены зависимости расчета прочностных характеристик ФЭПФ позволяет повысить работоспособность и надежность функционирования пресс-формы в процессе эксплуатации.

В четвертой главе предложена методика и система автоматизированного проектирования групповых пресс-форм состоящая из про-' вотирования модели конструкции (ПМК). банча данных (ЕД+ИПС), графической поддержки на основе системы AutoCAD и покета саамер-ной корректировки чертежи.

Принципиальными особенностями предложенной НПО, разработанной на базе FoxPro, является развитая слсварнел система и v.zuv-

леке классификаторов, позволяющих обеспечить достоверность и целостность вводимых данных. База данных реализована на базе наборов в виде отдельных dbf-файлов, а для достаточно полного описания информации было использовано пять типов наборов¡наборы параметров; наборы фраз; наборы параметров и фраз; наборы со словарями и классификаторами; наборы эскизов. Поиск наборов данных в ИПС осуществляется в режиме диалога на основе заранее проведенной и залегенной в систему классификации объектов поиска, а условия поиска еафиксированы з виде сценария диалога и хранятся в базе данных. Такой подход позволяет пользователям (.конструкторам) гибко менять и совершенствовать сценарий поиска наборов путем выборки сценария из базы, его корректировки и дополнения данными с помощью самой ИПС.

Разработан гибкий интерфейс обмена графической информацией на основе файла DXF, позволяющий системе работать с различными графическими системами. Разработан алгоритм интерфейса обмена графической информацией с пакетом AutoCAD.

В пятой главе приведенная инженерная методика,, которая может Сыть использована в различных системах CAD/CAM. Она обеспечит конструкторам необходимым инструментом, позволит сократить время, получить качественную продукцию и восполнит пробел в системах, путем добавления моделей и методик расчетов.

Разработаны методики обучения для конструкторов, а таккэ методические указания по выполнению лабораторной работы на базе модели расчета исполнительных размеров формообразующих элементов пресс-форм для литья тод давлением, что позволили реализовать результаты работы.на предприятии и в учебном процессе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные выводы:

Анализ проектирования пластмассовых изделий и конструирования пресс-форм для.литья под давлением позволил разработать методику автоматизированного проектирования на основе уточненных параметров технологического процесса, обеспечиваниях качество изготовления и сокращение цикла.

В результате проведенных исследований, моделирования и выявления фактических параметров технологического процесса дать*

пол давлением разработаны методики автоматизированного проектирования г использованием групповой технологии. Удалось создать ^дииуп модель изделия и формообразующих частей пресс-форм с проведением расчетов числа гнезд, исполнительных размеров и прочности.

Основ ними результатами работы являются:

1. Разработана углубленная классификация пластмассовых изделий на основе сформулированных критериев и методика кодирования формообразующих дрталей групповых пресс-форм для литья под давлением изделии по термопластов по конструктивно-технологическим признакам, позволившая установить объективную взаимосвязь между свойствами охваченных классификаторами изделий и конструкциями формообразующих деталей пресс-форм.

2. Предложена методика построения математических моделей конструкции Формообразующих деталей пресс-форм с многоуровневой иерархической структурой, исходя из принципа формирования чертежа на основе метода "слепок" отражения пластмассовой детали с размерной параметризацией формообразующих деталей пресс-форм и корректировкой на основе расчетов.

3. Создана модель пресс-формы на основе структурного анализа различных конструкций, с применением группового метода с определением элементов этой структуры, позволяющей на основе проектных процедур формировать геометрическую форму и параметры с учетом особенностей входных данных материала и технологического процесса.

4. Предложена методика проектирования пресс-форм на основе модели комплексной детали исходя из принципа формирования чертежа размерно параметризованных изображений и определения числа сменных блоков, конструкции закрепления и съема формообразующих деталей, с учетом их технологичности, критериев трудоемкости и себестоимости.

5. Разработаны математические модели расчета оптимального количества гнезд в групповой пресс-форме, расчетов рабочих размеров и прочностных характеристик формообразующих элементов пресс-форм для литья под давлением, что позволило решить проблему качества изготовления пластмассовых изделий, учитывая различную степень износа оборудования.

6. !.!сд»:ли реализованы в алгоритмах и прикладных лрстра-я/:;-. с

- IB -

использованием языка высокого уровня PASKAL на ЭВМ совместимых с IBM PC в графической системе AotuCAD версии 10.

7. Отдельные методики используются в учебном процессе и входят составной частью в учебно-методический комплекс лаборатории ЭВМ.

Печатные работы по теме диссертации:

1. Ло Юйс'т, Миляев О.Н. Автоматизация проектирования форм литья под давлением изделий приборостроения из термопластов. Деп. в ВИНИТИ. N 60-В95, 10.01.95г.

2. Миляев О.Н., Лю Юйсю Математические модели расчета количества гнезд и расчета рабочих размеров формообразующих элементов при проектировании пресс-форм литья под давлением для изделий из термопластов. Деп. в ВИНИТИ. N 428-В95, 14.02.95г.

3. Миляев О.Н., Лю Шею Математическая модель расчета прочностных характеристик элементов форм литья под давлением. Деп. в ВИНИТИ. N 429-В95 ,14.02.95г.

4.' Куликов Д.Д., Лю Юйсю Разработка и использование информационно-поисковых систем для поиска и заимствования деталей и сборочных единиц пресс-форм для литья термопластов под давлением. Деп. в ВИНИТИ. N 2586-В95, 19.09.95г.

5. Ло Юйсю, О.Н.Миляев. Применение персонального компьютера при расчетах пресс-форм.//Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении,- Тез.докл.межд.научно.-метод, конф. - Киев.: ИСИ ОУ. 1995. -31с.

6. Миляев О.Н., Лю Юйсю Руководство по применению программы моделирования и расчета исполнительных размеров формообразующих элементов пресс-форм для изделий из термопластичных материалов. Методические указания. С-Петербург: ГИТМО /техн. унив./1995.-20с

__Л; tOuCrc

Подписано к печати04.Ü3. .96 г. Объем I п.л.

Заказ 29 Тираж 100 экз. Бесплатно

Ротапринт. СПбГЙТШ. 190000, Сайкт-Петербург, пер. Грквцова,14.