автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Автоматизация технологической подготовки производства отливок

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

1 иод

На правах рукописи

ЛЕУШИН Игорь Олегович

УДК 621.74:621.3.068

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК

Специальность 05.16.04. -Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Нижний Новгород, 1996

Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете.

Официальные оппоненты: академик, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники России и Чувашской Республики, профессор Илларионов И.Е.

доктор экономических наук, профессор Ефимычев Ю.И. доктор технических наук, профессор Колесников М.С.

Ведущая организация: АО "Нижегородский машиностроительный завод", г.Нижний Новгород.

Защита состоится чс-р^^З 1996г. в час. в ауд. 1258 на заседании специализированного совета Д 063.85.08 в Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603600, г.Нижний Новгород, ул.Минина, д.24.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим выслать по указанному адресу на имя ученого секретаря специализированного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Телефон для справок: 36-93-89.

Автореферат разослан "^"Скт&ЪрЯ 1996 года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

с ¿С С АС <>г

В.А.Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одна из наиболее значимых и сложных задач современного литейного производства - это сокращение сроков и повышение качества его технологической подготовки. Качеством и сроками технологической производства (ТПП) определяется уровень технологических процессов, позволяющий литейному производству тесно взаимодействовать с другими отраслями машиностроения, обеспечивая надежную заготовительную базу для выдачи конечного продукта.

Задачу сокращения сроков и повышения качества ТПП литья нельзя успешно решить, ориентируясь только на "литейную", узко направленную область современных исследований и разработок. Весьма перспективным и методически важным здесь представляется разумное и рациональное применение новейших компьютерных технологий и возможностей вычислительной техники в сочетании с ранее недоступным производственникам по ряду причин многоплановым математическим обеспечением. Как показывает нынешний опыт, использование такого мощного инструментария для решения сложных задач ТПП литейного производства, а именно для автоматизации ТПП, позволяет поднять последнюю на качественно новый уровень, отвечающий требованиям предъявляемым к современным технологиям и оборудованию машиностроения, и способствует ликвидации технической отсталости отечественного литейного производства от промышленности зарубежных стран, делает продукцию отечественных предприятий конкурентно-способной. Это особенно важно и актуально сейчас, когда страна переживает последствия жесточайшего экономического кризиса и нестабильности в развитии промышленности.

Работа выполнялась как составная часть проекта "Интеллектуализация автоматизированных процессов проектирования и научных исследований" в рамках принятой программы "САПР" ГК по делам науки и высшей школы РСФСР, в соответствии с программами ГК РФ по высшему образованию проведения фундаментальных исследований в областях машиностроения и металлургии; отраслевыми и региональными программами по экономии ресурсов и модернизации заготовительного производства; бюджетным заказ-нарядом ГК РФ по высшему образованию, хозяйственными договорами с рядом предприятий машиностроения.

Целями работы являлись:

- проведение анализа ТПП отливок как объекта исследования и компьютеризации;

- разработка программного и методического обеспечения для автоматизации на ЭВМ с помощью новейших компьютерных технологий всех основных этапов ТПП литья;

- разработка теоретических и методических основ и реализация на практике автоматизации проектирования металлической технологической оснастки;

- разработка специализированного и ориентированного на автоматизацию на ЭВМ математического и методического обеспечений ТПП отливок одним из специальных способов литья (в частности, литьем под давлением);

- внедрение и освоение разработок на предприятиях.

Достижение поставленных целей должно обеспечить снижение сроков ТПП отливок, как минимум без потери её качества, с сохранением содержания всех основных составляющих ТПП и позволит шире и рациональнее применять большие возможности современных компьютерных технологий для решения специальных задач ТПП литья.

В работе использовались методы математической физики, вычислительной и прикладной математики, теории систем, теоретической и вычислительной гидро-газодинамики, компьютер-нон геометрии и графики, практического программирования и информатики.

Научная новизна. Основными научными результатами работы являются следующие:

1) Впервые в практике отечественного литейного произволе! на проведен системный анализ технологической подготовки литья, как объекта исследования и компьютеризации. С целыо автоматизации ТПП отливок систематизированы имеющиеся математическое и программное обеспечение в соответствии с задачами технологической подготовки. Разработана последователь-. ность математического моделирования объектов литейного производства.

2) Разработан комплекс программно-методического обеспечения автоматизации на ЭВМ всех основных этапов ТПП литья, позволяющий говорить уже не об отдельных фактах фрагментарной компьютеризации частных задач ТПП, а о цельной, развивающейся системе автоматизации ТПП отливок.

3) На основе математического моделирования некоторых процессов литья разработано методическое и программное обеспечение для автоматизированною проектирования литейных технологий (в частности, литья под давлением).

4) Впервые сформулированы и изложены теоретические и методические основы автоматизации проектирования металлической оснастки на ЭВМ, которые могут быть широко применены в практических разработках в этой области.

5) Разработан ряд методических и программно-информационных комплексов для автоматизации проектирования на ЭВМ металлической оснастки: для литья металлов под давлением, с кристаллизацией под давлением, по выплавляемым моделям, в кокиль, в оболочковые формы, нагреваемой стержневой оснастки; оснастки для литья под давлением пластмасс, горячей объемной штамповки.

Практическая ценность работы состоит в том, что применение её результатов на производстве позволяет резко сократить сроки, повысить качество ТПП, существенно увеличить производительность и повысить культуру труда инженеров-литейщиков, участвующих в ТПП отливок. Кроме того сохраняется и накапливается имеющийся опыт конструкторского и технологического проектирования; рациональнее используется значительный потенциал современных информационных технологий и вычислительной техники, имеющихся в распоряжении предприятий; сроки освоения разработок сокращаются, а эффект от их применения на производстве возрастает.

Реализация результатов работы. Практическое внедрение результатов работы проводилось

на:

- АО "Завод "Теплообменник" (г.Нижний Новгород);

- АО "ГАЗ" (г.Нижний Новгород);

- АО"Заволжский моторный завод" (г.Заволжье);

- АО "ЗЕФС" (г.Нижний Новгород);

- ВНИИТСМ "Сириус" (г.Нижний Новгород);

Опробовапнс результатов работы проводилось на:

- АО "Нижегородский машиностроительный завод" " (г.Нижний Новгород);

- АО "Сокол" " (г.Нижний Новгород);

- АО "Завод им. Фрунзе" (г.Нижний Новгород);

- АО "Завод им. Петровского" (г.Нижний Новгород);

- АО "Трансмаш" (г.Первомайск Нижегородской области);

- на предприятиях-партнерах АО "Российская литейная компания" (г.Москва), в том числе на заводе "Арсенал" (г.Тула), заводах оборонного комплекса (г.Энгельс Саратовской области), заводе бытовой химии (г.Ангарск Иркутской области), Воронежском авиационном заводе (г.Воронеж);

- заводе буровой техники (г.Волгоград);

- механическом заводе (г.Арти Свердловской области).

I lo pe т\ ль та там pañoiы получен c\ ммариыи экономический эффект более 5 млрд. руб. по иенам 1995 шла.

Апробация раГкпм. Ма тсриалы диссертации докладывались и обсуждались на 5 международных и 13 Всесою пил. республикански»,, региональных, областных и отраслевых научно-гехпмческти конференция* п семинара* (Москва, Санкт-Петербург. Одесса, Чебоксары, Нижний Новгород. Рыбинск. I-k'a iepinióypi, Ульяновск, Комсомольск-на-Амуре. Барнаул), 1-ом и 11-ом Всероссийских съездах ли гонщиков и представлялись на соискание Государственной премии в облает науки и техники для молодых ученых.

Публикации. Ма гериалы диссертации опубликованы в монографии, учебном пособии к 43 статьях в центральных и других издательствах.

Структура и ооьси работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из 202 наименовании и приложения. Она изложена на 364 стр. машинописного текста, содержит в том числе 69 рисунков. 4 таблицы, приложение на 42 стр.

В настоящей работе приведены результаты, полученные автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками и аспирантами Нижегородского государственного технического университета и перечисленных выше организаций. При этом автору принадлежат: постановка проблемы в целом и отдельных задач в частности; проведение оценок и анализ результатов; разработка теоретических основ автоматизации ТПП отливок, соответствующего математического и методического обеспечения для всех рассмотренных частей ТПП; участие в разработке программного обеспечения; руководство и непосредственное участие в освоении и внедрении результатов работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ состояния вопросов;

- место технологической подготовки литейного производства (ТПЛП) в общей структуре технической подготовки производства;

- современные разработки в области автоматизации ТПЛП.

В современном машиностроении ключевым направлением является повышение надежности, увеличение ресурса ti улучшение других технико-экономических характеристик конечной продукции. По эгому нанравлешио па предприятиях решающая роль отводится технической подготовке производства, содержание которой определяется как проектирование и внедрение новых, а также совершенствование ранее освоенных конструкций изделий и технологических процессов их изготовления. Технологическая подготовка производства, являясь важнейшей частью технической подготовки, взаимодействует с другими её частями: конструкторской подготовкой и научно-исследовательской базой и, в свою очередь, обеспечивает полную технологическую готовность предприя тия к выпуску изделий заданного уровня качества при заданных сроках, объеме выпуска, материальных и трудовых затратах.

В силу специфики выпускаемого продукта в рамках Единой системы стандартов технологической подготовки производства обычно различают ТПП основного и заготовительного производств (к последней относится и ТПЛП). Результаты сравнительного анализа имеющихся данных по уровням оснащенности служб ТПП основного и заготовительных производств отечественных предприятии машиностроения современными проектными методиками позволяют сделать однозначный вывод не в пользу последнею. Особенно много неиспользованных возможностей для совершенствования, повышения качества и сокращения сроков проведения работ потенциально содержит ТПЛП. В отличие от технологической подготовки основного производства, где проектирование и управление уже довольно длительное время широко осуществляется автоматизиро-

ианшлми методики с помощью Э1!М па основе гииоиых рсшсиий разнообразных задач под! о-товкн произвола на, » ТПЛГ1 переход к этому только начинается.

Анализ работ о качественных и зарубежных авторов показывает, что объектами автоматизации в ТПЛП являются чаще всего:

- проектирование технологических процессов и средств технологического оснащения;

- решение инженерно-технических задач;

- решение задач управления ТПЛП;

- информационный поиск отливок-прототипов, сведений о процессах их получения и средствах технологического оснащения для заимствования;

- разработка программ для автоматизированных литейных модулей и обрабатывающих детали оснастки станков с ЧПУ и МСУ;

- отладка технологических процессов и оснастки перед запуском отливок в серию;

- технологическое документирование;

- исследование причин появления дефектов отливок и выдача рекомендаций по их устранению;

- контроль качества выпускаемого серийно литья и статистический анализ информации о работе производственных подразделений.

Практически всеми разработчиками не оспаривается положение о том, что создаваемые ими отдельные модули и законченные системы автоматизации ТПЛП должны, как минимум, взаимодействовать, а еще лучше входить в состав имеющихся или разворачиваемых на предприятиях комплексных автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП). Однако процесс работы с автоматизированными модулями и системами ТПЛП обладает специфическими чертами по сравнению с АСТПП в классическом понимании. Среди наиболее существенных из них можно выделить:

- отсутствие необходимости первоначального ввода в ЭВМ геометрических моделей, если автоматизированный модуль ТПЛП входит в состав комплексной АСТПП предприятия;

- низкая возможная комплексность автоматизации проектирования большинства литейных технологических процессов из-за насыщенности проектных алгоритмов трудноформализуемыми задачами;

- отсутствие надежной математической и методической базы для автоматизации ТПЛП в силу недостаточной разработанности основных составляющих последней.

В настоящее время наибольший прогресс наблюдается в следующих направлениях автоматизации ТПЛП:

- автоматизация систем управления производством и технологическими процессами;

- применение микропроцессоров в литейном производстве;

- подготовка текстовой технологической документации на ЭВМ;

- компьютерное моделирование определяющих литейных процессов (большей частью, тепло-массобмсна);

- создание автоматизированных рабочих мест для инженерно-технического персонала (главным образом, технологов-литейщиков);

- разработка программного обеспечения для решения отдельных проектных задач;

- привлечение имеющихся возможностей (например, готовых пакетов программ для основного производства) для подготовки программ обработки деталей литейной оснастки на станках с ЧПУ и МСУ.

Анализ имеющейся информации показывает, что:

- автоматизация ТПЛП - область прикладных исследований, обусловленная необходимостью внедрения современных математических методов, информационных и компьютерных технологий в практику литейного производства;

- выделяются дна основных направления работ по автоматизации ТПЛП:

мерное направление включает формирование математического аппарата, пригодного для описания объектов литейного производства, участвующих в ТПЛП, и среды функционирования; второе направление содержит работы по созданию программных комплексов, модулей и паке-* тов прикладных программ, реализующих алгоритмы ТПЛП, и их объединению в единую АСТПП;

- несмотря на повсеместное внедрение и использование отечественными предприятиями достижений компьютерных и информационных технологий, эффект от этого достаточно низок из-за эпизодичности, бессистемности такого применения и отсутствия единой идеологии автоматизации ТПЛП;

- нет никакой информации об исследованиях ТПЛП как единого потенциального объекта автоматизации, не ясны алгоритм её системного анализа, порядок и возможности математического описания различных этапов для создания базы компьютеризации;

- много "белых пятен" остается в математическом и методическом обеспечении технологического проектирования производства отливок. Особенно это касается расчетов сложных процессов заполнения формы и связанных с ними технологических режимов литья;

- отсутствует теоретическая база для автоматизации сложнейшей части ТПЛП - проектирования литейной технологической оснастки;

- мало внимания уделяется работам по автоматизации проектирования технологической оснастки для специальных способов литья;

- основные разработки по автоматизации ТПЛП ведутся в легкоформализуемых областях. Такие этапы технологического проектирования, как отработка отливок на технологичность и многовариантные конструкторские разработки по умолчанию признаются недоступными для современных информационных технологий и математического аппарата;

- оценка и управление качеством отливок с помощью ЭВМ признаются исключительной сферой действия АСУП, тогда как имеются и дополнительные возможности проведения автоматизированной экспертизы качества литья и осуществления текущего контроля силами технологов-литейщиков;

- мало освещаются вопросы практического освоения и внедрения методик автоматизации ТПЛП в условиях действующего производства.

На этом основании для решения были выделены следующие задачи:

1) Провести исследование ТПЛП как объекта автоматизации, оценить методы её анализа, определить математический аппарат и возможности автоматизации ТПЛП в целом на его основе.

2) Провести анализ возможностей автоматизации всех проектных задач ТПЛП, в том числе и трудноформализуемых, и разработать варианты решения проблем.

3) Рассмотреть возможности автоматизации комплекса исследовательских работ ТПЛП и попытаться выработать приемлемый для предприятий подход к этому вопросу.

4) Разработать теоретические и методические основы автоматизации проектирования наиболее сложной и трудоемкой металлической литейной оснастки (МЛО).

5) Полученные теоретические положения реализовать на практике в форме методик и программных комплексов автоматизации проектирования оснастки различных видов литья на предприятиях. Проверить универсальность теории на других видах металлической оснастки.

6) На примере одного из способов литья продемонстрировать приемы разработки математического и методического обеспечений технологического проектирования, позволяющих применить в дальнейшем для автоматизации ТПЛП возможности современных компьютерных и информационных технологий в максимально короткие сроки при минимуме затрат на освоение.

7) Выработать четкий порядок проведения работ но аиюмшизаЮш ТПЛП на нреднрияши суметом его специфики, попытаться спрогнозировать козможные проблемы и дать рекомендации но их разрешению и быстрому продвижению разрабочок на производство.

8) Решения всех перечисленных задач должны обеспечивать возможности дальнейших работ в области автоматизации ТПЛП с целью ее углубления и разумного расширения.

Во второй главе рассмотрены:

- структура ТПЛП;

- системный анализ при ТПЛП;

- математическое моделирование при ТПЛП;

- основные подходы к автоматизации ТПЛП в целом.

Для определения путей автоматизации ТПЛП с учетом работ проф. С. П. Митрофанова была составлена её структурная модель, сформулированы задачи составляющих, выявлены методы их исследования (рис. ]). В структуре ТПЛП было зафиксировано иерархическое деление этой системы на модули общего и специального назначения. Основой автоматизации ТПЛП принималось применение системного анализа и математического моделирования.

Системный анализ ТПЛП позволяет предст авить изделия, оборудование, оснастку и технологические процессы в виде системы, состоящей из множества взаимосвязанных элементов, выполняющей определенные функции и выступающей как единое целое. Эту систему исследуют с четырех взаимосвязанных сторон: информационной, структурной, функциональной и организационной. Каждой из них соответствует своя модель, а модели в свою очередь взаимно дополняют друг друга. Для анализа и синтеза системы применялись методы кибернетики и теории систем.

Автоматизация ТПП требует разработки математических моделей объектов и процессов их взаимодействия, а также методов формализованного описания структурных элементов техноло-* гических процессов. Сложность здесь заключается в:

- выборе вида математической модели и способа её пост роения;

- выборе определяющих параметров математической модели, ее переменных и соотношений между ними;

- выборе способа решения построенной математической модели, который мог бы гарантировать исследователю получение достоверных результатов; применимых на практике.

Для решения этих проблем осуществлялась попытка найти некоторые наиболее общие или часто повторяющиеся соответствия между задачами ТПЛП, видами математических моделей объектов литейного производства и существующими методами их решения. В результате была предложена классификация математических моделей ли1 ейного производства по способу получения, полноте и виду математического описания (рис.2). С учетом проведенного системного анализа ТПЛП предложенная классификация позволяет систематизировать основные типы задач ТПЛП по степени формализуемости и выдать практические рекомендации для применения того или иного вида математической модели и способа решения, наиболее рациональных при автоматизации ТПЛП на ЭВМ.

Весь комплекс работ ТПЛП условно можно разделить на два направления:

- разработка новых методик, обеспечивающих сокращения длительности и трудоемкости подготовки производства;

- текущая подготовка, связанная с проектированием технологических процессов, их оснащением, расчетом норм затрат труда, материалов, оборудования и т.п.

В первом случае решаются основные научные проблемы, обеспечивающие проведение коренных изменений в производственном и технологическом процессах завода, связанных с изменениями в научных основах технологии.

■О о

о ■3

тз

г

§

о-§

о н п> 2 Г

а ь а

Контроль чертежей на технологичность

Заимствование объектов и их элементов

Унификация и стандартизация объектов

Выбор базового способа литья

Проектирование групповых и 'типовых технологических процессов

Проектирование индивидуальных технологических процессов

Проектирование технологической оснастки

Выбор технологического оборудования

Проектирование нестандартного технологического оборудования

Разработка маршрутов и операционных карт

Техническое нормирование

Изготовление и доводка оснастки

Отладка технологических процессов

Исследовательские работы

Статистический контроль производства отливок

о X

Г X

и

р г а В)

(5 I 2 О

О

н 3 н

§55

1 2 о- 0» я

01? ф о 2

5 5 *

5 О О»

Т5 I О

0 х О в п п

01 п о

X * => ГОЛ

а ч -с о Л

12

"О

X

э (0

■О л

о и

X *

(0 й>

аз 0 X

Ь О

<*) о*

0"

а> ф

Си *

—«

2

о

г п> п

5

о

о £ (v)

О »

о »

о

о

=1 ь а

; °;

г оо а* о > /р п «

1 1 5

г о 2

х 2 5

■£ 1 1 X X

Е Л £

с

Математические модели

)

Рис. 2 Классификация математических моделей ТП ЛП

Но втором - обеспечивается подготовка текущего производства, которая состоит из технологической инспекции чертежей, разработки технологических процессов получения отливок, технического нормирования, изготовления и доводки оснастки, проведения комплекса приклад-пых исследовательских работ и отладки технологического процесса.

Исходя из этого, были выделены и основные предпосылки успешной автоматизации ТПЛП на конкретном предприятии:

- »ысохий уровень технологической унификации;

- систематизация имеющегося арсенала ранее реализованных на практике технических решений;

- высокая степень формализации текущей подготовки производства (наличие расчетных методик, алгоритмов принятия рациональных решений);

- глубокая проработка научных основ проектируемых литейных технологий и наличие соответствующих математического и методического обеспечений;

- технико-экономическая целесообразность автоматизации.

Немаловажными условиями автоматизации ТПЛП являются и наличие соответствующего комплекса технических средств автоматизации и подготовка персонала предприятия.

В третьей главе работы подробно рассматривались вопросы автоматизации решения отдельных задач ТПЛП, представляющих практический интерес как при проведении проектирования литейных технологий, так и в ходе их отладки. Предварительное изучение комплекса задач показало, что чем труднее формализовать задачу, тем выше должен быть уровень "интеллектуализации" системы, позволяющей решать данную задачу в автоматизированном режиме.

а) Автоматизация отработки отливок на технологичпость

Было предложено технологичность отливки рассматривать как математический эквивалент цели ТПЛП на данном её этапе. Вводимый критерий технологичности позволяет при выборе проектного решения отдавать предпочтение тому или иному варианту в зависимости от их эффективности. Поскольку "технологичность отливки" - понятие составное, критерий технологичности есть величина векторная:

Т=(11,...,1Р), О)

где I], 1 ,р - частные критерии по отдельным характеристикам отливки. Задача отработки отливки на технологичность рассматривалась как типичная задача векторной оптимизации. Решение её сводится к нахождению таких значений управляемых параметров технологического процесса получения отливки и, с ограничениями 01, при которых до- . стигается экстремальное значение I и выполняются все ограничения задачи:

1)=1](ш,...,11к), где щ € Оь ¡=1,к — — ' т 0-) 1=(11,...ДР) сх^ешиш, где ^ £ О], ] = 1,р

где О, - ограничения на частные критерии 1}.

Исследования доказали существование условий упрощения задачи до задачи математического программирования, решаемой а свою очередь, с помощью программно-реализуемых на ЭВМ диалоговых систем оптимизации. Такая система была разработана; она представляет собой быстро переналаживаемый программный продукт, включающий в себя:

- модуль задания управляемых параметров отливки;

- модуль задания частных критериев технологичности;

- модуль выбора схемы компромиссного решения задачи оптимизации (предлагаются 4 схемы);

- расчетный модуль, служащий для проведения расчетов и визуализации результатов;

-архивтехнических решений.

Последовательно решаются задачи структурной и параметрической оптимизации и соответствии с выбранной схемой компромисса. Расчетный цикл повторяется до получения оптимального сочетания координат вектора I. Такой подход позволяет отказаться от традиционной грубой и субъективной оценки технологичности отливки и перейти к се прогнозированию на основе математических методов оптимизации даже в условиях недостатка информации и неопределенности.

В работе подробно рассмотрен механизм применения предлагаемой диалоговой оп тимизационной системы для выбора способа литья отливки.

б) Автоматизация подготовки текстовой технологической документации на литейные процессы

Для первого уровня развертывания САПР особенно на предприятиях с серийным и мелкосерийным производством отливок, многономенклатурностью и ограниченными возможностями компьютеризации инженерной деятельности предлагается создание развивающейся и наполняющейся сети информационно-поисковых систем технологического назначения (ИПС ТН) и систем автоматизации документирования. Каждая ИПС ТН имеет обширную базу данных по заводской номенклатуре отливок, изготовляемых соответствующим видом литья, и технологическим режимам, информацию по нормативно-техническим документам и стандартам предприятия, а также испытанный в условиях производства типовой технологический процесс со всеми необходимыми ссылками на используемые оборудование, оснастку, материалы и исполнителей. Разработаны и внедрены две интегрированные ИПС такого типа, ориентированные на литье в землю, литье по выплавляемым моделям, литье в кокиль, литье под давлением, полужидкую штамповку различных сплавов и на горячую штамповку алюминиевых, медных, титановых сплавов и сталей. Достигнуто сокращение сроков подготовки технологической текстовой документации в 5-6 раз.

в) Автоматизация подготовки технологической схемы литья

Важнейшей задачей ТПЛП является разработка обеспечения технологического проектирования литейных процессов (соответствующий модуль выделен в составе структурной схемы ТПЛП). Под обеспечением технологического проектирования в работе понимались прежде всего методическое, математическое и программное обеспечения проектных работ, позволяющие подготавливать в автоматизированном режиме на ЭВМ так называемую технологическую схему литья - заготовку, дающую цельное представление о проектируемом технологическом процессе и включающую, как правило, геометрическую модель отливки с литниковой системой и набор основных численных параметров технологического режима литья.

В данном разделе работы рассматривались математическая база и собственно методики решения частных проектных задач литья под давлением(ЛПД), связанных тем не менее с гидрогазодинамической стороной литья в целом, а именно, с заполнением формы - явлением, в наибольшей степени определяющим качество будущей отливки.

Была разработана и исследована аналитическая модель заполнения формы в условиях ЛПД. Относительная доступность математического аппарата позволила выбрать в качестве базовой физическую модель движения однофазной жидкой среды ("Газо-жидкостная" специфика опускалась.).

По схеме решения основной задачи термодинамики с использованием уравнений неразрывности, движения Навье-Стокса, энергии и записанной в общем виде зависимости динамической вязкости потока от давления и температуры при соответствующих условиях однозначности была записана обобщенная аналитическая модель процесса заполнения формы жидким металлом при ЛПД.

Детальный анализ но 1можпос1сп упрощения и дальнейшего решения аналитической модели заполнения позволил разрабош п. оригинальную методику приведения исходной аналитической модели к частым задачам, решаемым аналитическими или численными методами. Сущность приема заключается н следующем. Задача исследования процесса заполнения формы имеет дна аспекта' 'Iсиловой и | идродипамичсскин. В зависимости от практической направленности решения общей задачи один из ее аспектов выбирается в качестве приоритетного, а второй "замораживается", фиксируется. Общая задача заменяется совокупностью частных относительно приоритетного аспекта с шаговым изменением параметров "замороженного".

На основе анализа аналит ической модели заполнения проводилось теоретическое исследование волнообразования в наполнительном стакане при ЛПД. В результате было математически доказано, что для каждой машины ЛПД можно определить массив основных технологических параметров, при которых отрыв волны от поршня и образование газового "мешка" гарантированно не происходят. На основе теории "мелкой воды" была выведена и записана математиче- • екая форма данного условия.

Проводилась аналитическая оценка объема промывников в пресс-формах ЛПД. В одной из разработанных методик оценка производится по мере объемной незаполненности, а во второй -по доле временного интервала интенсивного нарастания давления к общему времени заполнения формы. Сходимость результатов расчетов с практическими данными при объемах полости формы до 200 см'удовлетворительная.

В работе аналитически исследована динамика газового противодавления потоку расплава при заполнении формы. Известные теоретические зависимости не могут применяться в качестве базовых для проведения проектных расчетов из-за того, что величина фигурирующего в них критерия вентилируемости при расчете газового противодавления принимается не переменной, а постоянной, и завышена, так как не учитываются перекрытие потоком по ходу заполнения формы отверстий вентиляционной системы и соответственно увеличение количества неудаленного газа, замешиваемого в расплав.

В работе задача решена с учетом этих явлений на основе постадийного рассмотрения уравнения адиабатического истечения свободного газа через отверстия вентиляционной системы и ' уравнения состояния газа с переменной массой и получена формула для расчета величины локального критерия вентилируемости на каждой стадии процесса заполнения формы в ЛПД. В итоге была разработана методика совместного проверочного расчета литниковой и вентиляционной системы пресс-формы ЛПД, включающая оценку эффективности работы компонентов вентиляционной системы и расчет их рабочих размеров для конкретной технологической схемы. Причем роль оценочного критерия ,при решении вопроса о целесообразности применения той или иной технологической схемы для обеспечения качества литья по газовым дефектам в ней играет рассчитываемая величина локального критерия вентилируемости на заключительной стадии заполнения формы, кот орая сравнивается с минимально допустимой. Проверка данной методики на практике показала хорошую сходимость результатов (до 90%).

Наглядной иллюстрацией применения полуэмпирического метода для решения аналитической модели заполнения формы в условиях ЛПД в работе выступает программно реализованная и освоенная на практике методика проверочного экспресс-расчета технологической схемы ЛПД отливок из алюминиевых сплавов на машинах с холодной горизонтальной камерой. Методика построена на упрощении исходной аналитической модели заполнения посредством приведения её к системе многократно проверенных на практике эмпирических соотношений и опытных данных.

Исследование аналитической модели заполнения формы способствовало разработке метода компьютерного аналогирования, суть которого сводится к имитации на ЭВМ работы структур-

пой анало! оно» вычисли гельной машины для решения и исследования аналитических моделей и, в частости, упрощенных аналитических модели заполнения. Соответствующий программный комплекс был создан и используется для проведения работ в НГТУ.

Были разработаны и изучены два типа аналитико-имитационных моделей заполнения формы: на основе теории систем и на основе теории размерностей. Разработка первого типа апали-тико-имитациониой модели предполагала прежде всего частичную замену математических соотношений базовой аналитической модели алгоритмами и логическими схемами и ориентацию на основную теорему теории систем - теорему Котельникова о дискретно-непрерывной структуре явлений. Аналитическая часть модели соответствовала тепловому аспекту задачи и сводилась к расчету температурного поля расплава при течении по каналам формы, а имитационная - гидродинамическому и основывалась на экспериментальной базе данных, подтвержденных скоростной киносъемкой. В качестве входных параметров модели использовались текущая скорость, температура потока и конфигурация заполняемой полости. Связь между частями модели осуществлялась через вязкость, рассматривавшуюся как функция температуры. "Газо-жидкостная" специфика заполнения учитывалась корректировкой значения плотности расплава в аналитической части модели по результатам оценки объема газа в газо-жидкостной смеси при заполнении формы.

Аналитико-имктационное моделирование первого типа было реализовано, как компьютерное в двумерной визуализации. Проектировщик технологического процесса ЛПД, визуально наблюдая на экране дисплея ПЭВМ процесс заполнения и изменяя начальные значения входных ' параметров модели или технологическую схему, имеет возможность итеративно прийти к наиболее оптимальному проектному решению, качественно решать трудноформализуемке задачи выбора мест подвода металла, расположения отливки в форме, поверхности разъема, типа литниковой системы, расположения элементов вентиляционной системы (например, промывников), а также прогнозировать места расположения типичных дефектов. Разработанная методика компьютерного моделирования проверялась на адекватность реальному процессу заполнения на отливках типа "Рамка", "Крышка" и "Плита". Результаты проверки удовлетворительные.

Аналитико-имитационная модель второго типа разрабатывалась на основе теории размерностей и методик проф. В. В. Чистякова. Необходимость разработки была вызвана следующими обстоятельствами. В центре алгоритма аналитико-имитационного моделирования заполнения на основе теории систем лежит величина критерия Рейнольдса: именно она определяет выбор той или иной математически описанной типовой ситуации из соответствующей библиотеки для имитации поведения потока при движении по каналам формы. Однако при этом упускаются из виду такие специфические черты ЛПД как непостоянство устойчивости потока, динамика взаимодействия газо-жидкостного потока с газовой средой формы в условиях ограниченной вентилируемое™ последней. При таком подходе для форм сложной конфигурации задача прогнозирования последовательности заполнения участков формы уже не имеет определенного решения, что, в свою очередь, увеличивает вероятность конструкторской ошибки при компоновке многогнезд-ных пресс-форм.

В результате решения аналитико-имитационной модели второго типа было выведено уравнение подобия, закладывающее базу для проведения натурных экспериментальных исследований упомянутых выше проблем и содержащее новый критерий, математически изоморфный критерию Эйлера и характеризующий соотношение сил инерции потока и сил газового противодавления его движению в замкнутом объеме:

Еи=Дрпз/игр, (3)

где

Др,„- противодавление потоку газа, заполняющего форму;

и - скорость потока;

р - плотность потока.

Изучение модели позволило предложить для оценки устойчивое! и по тока, заполняющего форму при ЛПД, применить критерий устойчивости, функционально объединяющий известные критерии Эйлера, Рсйнольдса и новый Ей. Переход из одной области численных значений предлагаемого критерия устойчивости в другую теоретически влечет за собой изменение характера заполнения формы от ламинарного с растеканием у входа в форму и последовательным вытеснением газа от питателей к "быстрым" ламинарным режимам с растеканием у противоположной стенки и вытеснением газа к питателям, турбулентным "фроммеровским" режимам и далее скоростным режимам с высокой степенью турбулентности, когда форма заполняется дисперсионным потоком.

Разработан способ прогнозирования последовательности заполнения участков формы сложной конфигурации, основанный на сравнении величин критерия Ей на разных участках: вероятность первоочередного заполнения выше там, где величина Ей меньше. Предложен соответствующий алгоритм расчета заполнения сложной многогнездной пресс-формы и методика определения оптимального количества гнезд в пресс-форме, гарантирующая качественное заполнение гнезд на основе массива экспериментально проверенных данных по Ей и условия неразрывности течения газо-жидкостного потока при заполнении формы.

В заключении главы анализировались возможности автоматизации в рамках ТПЛП комплекса исследовательских работ. Эффективная автоматизация данного типа ТПЛП возможна при условии предварительного структурно-функционального анализа всего комплекса работ этапа, который и был осуществлен. Кроме того, были выделены три уровня сложности исследовательских работ, в соответствие которым ставились отдельные группы математического и программного обеспечения. Сопоставление этих двух аспектов задачи позволило слелать выводы об автоматизации исследовательской деятельности в рамках ТПЛП.

Была наглядно показана целесообразность применения на стадии отладки технологического процесса перед запуском отливок в серию таких средств программного и математического обеспечения, как программы компьютерного моделирования определяющих литейных процессов, информационно-поисковые системы различного назначения, программы частных расчетов, комплексы определения матрицы технологических параметров. Для проведения технической диагностики и экспертизы качества опытных партий отливок пригодны экспертные системы, а для оценки эффективности вариантов технологических процессов литья - метод инженерных игр с неполной информацией. Все приведенные в данном разделе рекомендации в той или иной степени реализованы на ЭВМ в условиях действующего предприятия..

Была разработана и внедрена автоматизированная система текущего статистического контроля качества литья, позволяющая не только накапливать статистические данные контроля, но и организовать по аналогии с электронными таблицами их первичную математическую обработку, визуализовать результаты последней, подготовить необходимые и удобные формы отчетности на ЭВМ. Разработан программный комплекс вторичной математической обработки ре- ■ зультатов контроля, позволяющий осуществить прогнозирование результатов измерений с определенной надежностью.

Особый интерес представляет проведение на ЭВМ автоматизированной экспертизы качества литья. Подробный анализ задачи свидетельствует о применимости для сё решения компьютерных экспертных систем (ЭС) и баз знаний.

Разработана и проходит опробование на предприятии ЭС, основанная на формальных правилах и ориентированная на экспертизу качества алюминиевых отливок, полученных литьем в землю и в кокиль. На начальном этапе решалась задача создания электронного классификатора дефектов отливок, получаемых указанными методами литья. Основная идея классификации за-

ключалась в формировании логических цепочек "дефект - признаки - причины - меры устранения - профилактика". Дефекты отливок были подразделены па четыре группы: дефекты поверхности; размеров,формы и массы; тела отливок; материала. Экспертная система строилась таким образом, чтобы задача исследования дефекта решалась постепенно от общей характеристики дефекта к его существенным признакам, позволяющим провести идентификацию. Конкретизация типа дефекта в ЭС'реализована по алгоритму: словесное описание - выделение определяющих признаков дефекта сравнением с эталонным описанием - проверка по данным контрольных измерений и испытаний конкретных показателей качества - выдача заключения экспертизы с высокой степенью надежности. На отдельных этапах алгоритма, по желанию пользователя , на экран ЭВМ можно быстро выводить отсканированные с фотографий изображения образцов дефектов различного типа, эталонов макро- и микроструктуры, представленные в графической и табличной форме данные ранее проведенных исследований, хранящиеся в архиве ЭС. Среди достоинств разработанной ЭС возможность расширения базы знаний по накопительному принципу, простота _ использования системы неподготовленными пользователями и оптимизация средств и приемов профилактики и устранения дефектов.

Четвертая глава посвящена разработке теоретических и методических основ автоматизации проектирования МЛО. В ней рассмотрены следующие вопросы:

- место проектирования МЛО в общей схеме ТПЛП;

- основные типы оснастки и классификация МЛО;

- способы проектирования МЛО;

- информационная база и задачи проектирования МЛО;

- возможности автоматизации проектирования МЛО на ЭВМ;

- специфика структуры САПР МЛО и состав основных видов обеспечений;

- обобщенная методика и идеология автоматизации проектирования МЛО.

Проектирование технологической литейной оснастки является одной из наиболее трудоемких и важнейших частей ТПП отливок. Автоматизация проектирования литейной оснастки, по мнению многих исследователей, "обречена на успех". Во многом этот прогноз подтверждается существенным прогрессом "конструкторского" направления автоматизации ТПЛП. Однако усЛехи были бы еще более весомыми, если бы существовала некая, теоретическая база для ведения работ в этом направлении. В первую очередь это касается дорогостоящей и конструктивно сложной МЛО.

Любой тип МЛО представляет собой техническую систему деталей оснастки, каждая из которых, в зависимости типа оснастки, несет определенную функциональную нагрузку в ходе реализации технологического процесса. Однако все детали МЛО могут быть отнесены к группам стандартных, типовых или оригинальных деталей. Опыт показывает, что сведение доли оригинальных деталей в МЛО к минимуму значительно снижае г трудоемкость и сроки проектирования и изготовления оснастки. В связи с этим в работе предлагается классификация МЛО по признаку степени унификации и стандартизации, позволяющая прогнозировать формализуемость проектирования оснастки для конкретных видов литья и выбирать способы автоматизации проектирования.

Анализ существующих неавтоматизированных способов проектирования МЛО позволяет выделить два основных:

- индивидуальное проектирование с использованием стандартных и типовых (унифицированных) деталей;

- ускоренное проектирование на основе унифицированных конструкций.

В настоящее время второй способ находит большее применение; он создаст хорошие предпосылки и надежную информационную базу для автоматизации проектирования МЛО. Проек-

тнроваиие MJIO прсдставляе! собой сложный процесс анализа и преобразования различных видов информации, на основе которых определяются сс конструктивные параметры.

Информационная база включает в себя чертеж изделия, или исходную конструктивную схему оригинальной части оснастки, набор исходных технологических требований и нормативно-справочную информацию. Исходные и выходные данные в общем случае носят временный, а нормативно-справочная информация - условно-постоянный характер. Для процесса проектирования МЛО характерно наличие обратных связей, делающих процедуру итеративной.

Анализ укрупненного алгоритма традиционного процесса проектирования МЛО позволяет условно разделить его на два этапа: трудноформализуемый, связанный с разработкой компоновочной схемы оснастки, нахождением наиболее эффективного ее варианта, обеспечивающего наименьшие затраты на изготовление деталей оснастки и высокое качество изделия, получаемого с помощью МЛО; легкоформализуемый, связанный с формированием спецификации, выполнением полной деталировки, документированием. На каждом из этих этапов возможности ЭВМ дтя автоматизации проектных работ могут быть использованы в разной степени.

Поскольку проектирование МЛО выступает как часть проектирования технологического процесса литья в целом, в работе были выделены основные типы проектных задач МЛО, во многом сходные с чисто технологическими задачами, и основные группы программного обеспечения современных систем автоматизации литейных технологий. Сопоставление характера выделенных проектных задач и назначения групп программного обеспечения позволило оценить применимость имеющихся программ для автоматизации проектирования МЛО на ЭВМ. В результате оценки было выявлено, что наибольшая нагрузка при автоматизации проектных задач МЛО ложится на программные комплексы средств машинной графики. Отсюда и острая необходимость в проблемно-ориентированных разработках специального программного обеспечения именно этого назначения.

В данной главе излагаются теоретические основы автоматизации проектирования МЛО. Основные положения базируются на теории параметризации объектов проектирования и системном подходе в исследовании автоматизированного проектирования МЛО как единого процесса. Проектирование рассматривается как комплекс целенаправленных действий проектировщика, ориентированных на получение описаний нового или модернизированного объекта МЛО в заданных условиях. Причем комплекс работ включает в себя теоретические и экспериментальные исследования, расчеты и собственно конструирование.

Необходимыми условиями успешного проектирования МЛО в рамках САПР в соответствии с предлагаемой теорией являются:

- проведение структурно-функционального анализа конструкции МЛО;

- разработка и реализация формального алгоритма проектирования;

- правильный выбор технических средств САПР;

- наличие в составе программного обеспечения мощного набора средств машинной графики;

- экономическая целесообразность компьютеризации и соответствующий уровень последней.

В качестве целей проектирования рассматриваются получение комплекта чертежей на оснастку или заготовки для дальнейшего создания по ней программы изготовления деталей оснастки на станках с ЧПУ. Автоматизация проектирования МЛО реализуется при работе с геометрическими моделями детален и узлов оснастки конструктивным построением из базовых графических примитивов, их комплексов и макропримитивов, или макросов. Основным видом формализации объекта проектирования является рациональная декомпозиция его на оригинальные, типовые и стандартные элементы с целью максимального увеличения степени унификации МЛО. Предлагается набор методов достижения поставленных целей, т.е. методов автоматизации проектирования МЛО. Выбор метода производится по результатам структурно-функционального .

анализа МЛО как объекта Проект иронания и во многом определяет содержание формального алгоритма проектирования оснастки. К числу основных методов относятся:

- полная гибкая параметризация обьскта проектирования (полной параметризации подвср1 аются не только все элементы МЛО, но и процедура компонования сборочных единиц и узлон, состоящих из таких параметризованных элементов);

- пакетная автоматизация (когда имеется ряд уже скомпонованных сборочных единиц в соответствии с некоторыми параметрами - пакетов, представляющих собой заготовки чертежей МЛО с максимально возможной степенью завершенности, которые подвергаются редактированию);

- поузловая доукомплектация или секционирование (объект проектирования компонуется из узлов, обладающих достаточно высокой степенью внутренней унификации, причем алгоритм компонования заранее не определен, а реализуется свободным выбором из библиотек тех или иных параметризованных узлов и доукомплектацией, или последовательным построением, необходимой геометрической модели объекта проектирования из таких узлов);

- прямое применение средств машинной графики (МГ) базового графического пакета (конструктивное построение геометрических моделей из штатных графических примитивов пакета);

- комбинированный метод, совмещающий, при необходимости, предыдущие методы на различных этапах проектирования.

В соответствии с общей теорией САПР выделяются следующие основные виды обеспечения САПР МЛО: техническое, программное, математическое, информационное, методическое, лингвистическое, организационное. Основной изменяющейся частью здесь выступает специальное программное обеспечение, ориентированное на конкретный вид оснастки и конкретные производственные условия.

САПР МЛО, обеспечивающая, например, получение комплекта чертежей оснастки строятся по типу САО-систем, основными отличиями которых являются системное единство, совместимость, типизация, модульность построения доступность, возможность развития. При этом рациональным признается варьирование интерактивными режимами работы ("проектировщик- . ведущий", "проектировщик и ЭВМ - равные партнеры", "ЭВМ - ведущая") на различных этапах проектирования МЛО.

В пятой главе подробно изложено, каким образом теоретические основы автоматизации проектирования МЛО, приведенные ранее, нашли практическое применение в виде методик автоматизации проектирования различных типов металлической оснастки. Были рассмотрены вопросы (см. таблицу):

- автоматизация проектирования пресс-форм литья под давлением (ЛПД);

- специфика автоматизации проектирования оснастки для литья с кристаллизацией под давлением (ЛКД);

- проектирование стержневой оснастки на ПЭВМ;

- автоматизация проектирования пресс-форм литья по выплавляемым моделям (ЛВМ);

- автоматизация проектирования модельной оснастки для литья в оболочковые формы;

- автоматизация проектирования кокилей;

- автоматизация проектирования других видов металлической оснастки.

В работе рассматривалась известная схема классификации пресс-форм ЛПД, оценивалась • возможность ее использования для автоматизации проектирования оснастки, проводился структурно-функциональный анализ пресс-формы ЛПД как сложной технической системы, состоящей из функциональных подсистем. На конкретных примерах было показано влияние степени унификации, способа нормализации оснастки и характера производства на эффективность автомат иза-

Автоматизация проектирования МЛО *

Таблица

№ п/п Тип МЛО Способ автоматизации проектирования Характер производства по серийности Степень использования типовых и стандартных элементов Вид практического применения Краткая характеристика эффекта

1. Пресс-формы литья под давлением полная гибкая параметризация; пакетная автоматизация; прямое применение средств машинной графики массовое; крупносерийное; серийное; мелкосерийное 80-90% 60-70% внедрение на предприятиях сокращение сроков проектирования до 80%; снижение трудоемкости изготовления до 20%

2. Пресс-формы литья с кристаллизацией под давлением полная гибкая параметризация для геометрически подобных отливок; секционирование; прямое применение средств машинной графики серийное; мелкосерийное 90-95% опробование на предприятии сокращение сроков проектирования до 700 о

3. Нагреваемая стержневая оснастка пакетная автоматизация; прямое применение средств машинной графики массовое 75-80% внедрение на предприятиях сокращение сроков проектирования до 50°о; снижение трудоемкости изготовления до 15 %

4. Пресс-формы литья по выплавляемым моделям полная гибкая параметризация; пакетная автоматизация; прямое применение средств машинной графики массовое; крупносерийное; серийное; мелкосерийное до 90% до 80% внедрение на предприятиях сокращение сроков проектирования до Х0 0 и

5. Модельная оснастка для оболочкового литья секционирование; прямое применение средств машинной графики серийное; мелкосерийное до 60% освоение на предприятии сокращение сроков проектирования до 40 "•>

6. Кокили секционирование; прямое применение средств машинной графики массовое; крупносерийное до 80% внедрение на предприятиях сокращение сроков проектирования до 70 %

* в таблицу не включены данные по металлической оснастке нелитейного назначения

ции проектирования пресс-форм. Наиболее экономически оправданной автоматизация проект и-рования пресс-форм ЛПД оказывается и условиях массово1 о и серийного производства отливок при широком использовании результатов работ по унификации и нормализации оснастки. Однако правильный выбор способа автоматизации проектирования позволяет успешно осуществлять автоматизацию проектирования прссс-форм ЛПД и и условиях мелкосерийного производства. Разработаны и успешно освоены предприятиями программные комплексы автоматизации проектирования пресс-форм ЛПД;

- ориентированные на использование универсальных форм-пакетов с автоматизацией проектирования способом полной гибкой параметризации;

- работающие по принципу пакетной автоматизации.

Опыт освоения показал сокращение сроков проведения проектных работ на 80%, а также 20%-ное снижение трудоемкости изготовления пресс-форм за счет широкого использования в проектах унифицированных узлов и деталей.

Было показано, что для автоматизации проектирования пресс-форм ЛПД в условиях мелкосерийного многономенклатурного производства наиболее рационально использовать непосредственно средства машинной графики базового графического пакета и работать с библиотекой готовых чертежей групповых или комплексных блок-форм, создаваемой по типу конструкторских баз данных.

Для проектирования пресс-форм ЛКД характерны неразвитость информационной базы проектных работ и низкая степень унификации. В этих условиях под вопрос ставится целесообразность применения ЭВМ для автоматизации проектирования пресс-формы ЛКД, если нет дополнительных предпосылок для этого. Одной из возможных предпосылок может быть ориентация программного комплекса для автоматизированного проектирования оснастки на определенный тип отливок, обладающих геометрическим подобием. Это позволяет использовать для автоматизации проектирования пресс-формы ЛКД метод полной параметризации, включая формообразующие элементы пресс-формы. Такой подход был реализован в разработанном программном комплексе автоматизации проектирования пресс-форм ЛКД на отливки типа "Цилиндр" и "Втулка".

Разработан и внедрен в производство программный комплекс автоматизации проектирования нагреваемой стержневой оснастки на автомат АС-4744, позволяющий проектировать стержневые ящики для конструктивных вариантов с симметричным и несимметричным расположением толкателей относительно плоскости разъема. Этому предшествовала унификация деталей и узлов оснастки. Основным модулем комплекса выступает библиотека заготовок чертежей узлов и сборочных единиц, содержащих изображения контуров деталей, типовые элементы и фрагменты, привязку к автомату на необходимом числе проекций. Уровень автоматизации конструкторских работ достигает 70-80%; время проектирования сокращается на 50%; за счет широкого использования при работе с программным комплексом унифицированных деталей и узлов трудоемкость изготовления стержневых ящиков снижается на 15%.

По результатам структурно-функционального анализа пресс-форм ЛВМ разработаны и успешно внедрены на предприятиях программные комплексы автоматизации проектирования пресс-форм ЛВМ:

- ориентированные на условия массового производства (автомат 653) с автоматизацией способом полной гибкой параметризации (достигаемое сокращение сроков проектирования до 80 %);

- ориентированные на условия мелкосерийного производства (ручные пресс-формы) с автоматизацией комбинированием пакетной автоматизации и прямого применения средств машинной графики базового графического пакета (достигаемый уровень автоматизации до 80%).

Основной упор при проведении работ но автоматизации проектирования модельной оснастки для оболочкоиого литья делался па повышение степени унификации оснастки. Достигалось это разработкой специальных библиотек стандартных элементов модельной оснас! ки, унифицированных элсмен тов литниковых систем и типовых схем расположения моделей на плите. Для автоматизации проектирования данного вида МЛО разработан программный комплекс, работающий но принципу секционирования.

Этот же способ автоматизации проектирования был использован и в разработанном и внедренном на производстве программном комплексе автоматизации проектирования кокилей. В условиях относительно невысокой степени унификации кокилей (до 25-50%) и ограниченного (до 10) числа принципиально разных вариантов конструктивных схем, отличающихся расположением в пространстве поверхности разъема и направлением перемещения частей и узлов кокиля, секционирование компоновочной схемы подразумевает: отказ проектировщика от библиотеки жестких компоновочных схем и от программного комплекса, включающего программы построения параметризованных геометрических моделей деталей кокиля и головную программу сборки; расширение имеющейся на предприятии библиотеки типовых и стандартных элементов за счет, разумной унификации деталей кокиля; формализацию и алгоритмизацию проектных процедур; создание библиотеки условно типовых узлов кокиля и программного комплекса работы с ними как с макропримитивами при формировании заготовки сборочного чертежа и как со сборочными единицами при подготовке рабочих чертежей деталей. Проектировщик в диалоговом режиме "собирает" компоновочную схему из необходимых ему типовых узлов библиотеки, постоянно ее доукомплектовывая, в произвольном, выбираемым им самим, порядке. Заготовки рабочих чертежей деталей кокиля формируются на основе гибкой параметризации. Спецификация подготавливается в автоматизированном режиме путем редактирования заготовки. Такой подход позволяет охватить в рамках созданной САПР кокильной оснастки до 90% всех конструктивных вариантов кокилей и сократить время проектирования на 50-70%.

Далее в работе доказывается достаточная универсальность предлагаемых методов, подходов и принципов автоматизации проектирования металлической оснастки и в других областях машиностроения, а также общность лежащей в основе такой автоматизации теоретической базы. Основанием для такого вывода явились успешные разработка и внедрение на производстве программных комплексов автоматизации проектирования оснастки для литья под давлением пластмасс и горячей объемной штамповки.

В заключительной части главы освещены задачи разработки информационно-поисковых систем конструкторского назначения (ИПС КН) и автоматизации проектирования формообразующих деталей оснастки.

В ходе выполнения конструкторских работ и дальнейшего использования результатов ТПЛП возникает необходимость систематизированного хранения конструкторской документации, полученной средствами САПР. При таком хранении должны обеспечиваться возможности:

- оперативного доступа к конструкторским документам на ЭВМ;

- подборки конструкторской документации по запросам из архива;

- внесения в архив новых документов;

- проводки изменений в конструкторских документах базы;

- получения ссылок на нормативно-технические источники, использованные работником при принятии конструкторских решений;

- выявления конструкторских прототипов и аналогов, хранящихся в базе, для использования в новых проектах.

Для решения перечисленных задач на ЭВМ предлагается использовать ИПС КН, которые, в отличие от ИПС ТН, должны работать с графической информацией в виде чертежей, геометри-

ческих моделей, образов. Существующие компьютерные технологии для распознавания I рафичс-ских образов весьма громоздки, дорогостоящи и базируются на вычислительной технике высокого уровня, недоступной большинству отечественных предприятий. Поэтому была создана и внедрена ИПС КН, в которой задача идентификации конструкторского объекта решается посрсд- • ством работы с его атрибутами, хранящимися в трехуровневой текстовой базе данных по деталям, заготовкам и технологической оснастке. (Причем для третьего уровня, касающегося оснастки, разрабатывалась специальная система атрибутов - электронный классификатор оснастки.).

Так, при внесении в ИПС КН данных о каждом новом комплекте чертежей оснастки на основе анализа данной конструкторской документации проводится формирование атрибутивной модели посредством отнесения оснастки и отдельных ее составляющих к той или иной группе или подгруппе в соответствии с классификатором. Сформированная модель автоматически заменяется числовым кодом оснастки по классификатору. Вся информация заносится в текстовую базу данных третьего уровня и в кодированном виде в обозначение чертежа. Задача, таким образом, переходит в разряд легкоформализуемых. Атрибутивной форме геометрической модели конструкторского объекта в любой момент может быть поставлен в соответствие числовой код или цифровая форма модели, хранящиеся в памяти ЭВМ. Это дополнительно обеспечивает возможность легкого решения и таких задач, как:

- определение потребности в стандартных и покупных изделиях;

- отнесение деталей оснастки к группам оригинальных, типовых, стандартных;

- поиск среди имеющихся в архиве тех сборочных единиц и узлов оснастки, где данная деталь уже применялась.

Формообразующие детали МЛО традиционно мало поддаются унификации, поэтому формализовать процедуру получения на ЭВМ их геометрических моделей почти невозможно. Это создает ситуацию, когда все усилия конструктора по сокращению сроков проектирования МЛО за счет применения САПР практически сводится к нулю из-за необходимости длительной "ручной" проработки конструкции формобразующих деталей оснастки. Проведенный системный анализ ситуации позволил выработать следующий подход к данной проблеме:

- если конструктор оснастки получает готовую геометрическую модель отливки, т.е. цифровая модель отливки изначально задана, то задача сводится к реализации перехода от геометрической модели отливки к геометрической модели формобразующей полости оснастки (соответствующий программный комплекс для литья под давлением был разработан и внедрен);

- если цифровая модель отливки изначально не задана, построить ее можно граничным аналитическим представлением, когда геометрия отливки или формобразующей детали описывается соотношениями аналитической геометрии, или конструктивным построением, когда модель "набирается" из составляющих элементов-примитивов базового графического пакета.

Для повышения скорости конструктивного построения был предложен и успешно освоен метод укрупнения базовых примитивов, заключающийся в том, что к базовым примитивам и штатным средствам машинной графики пакета, в среде которого ведется проектирование оснастки, добавляются пользовательские макропримитивы, или макросы, представляющие собой последовательность графических программ описывающих фрагменты геометрии, каждая из которых может быть инициирована одной командой. Структура макроса определяется содержанием конкретной проектной задачи и результатами предварительного структурно-функционального анализа объекта проектирования.

Для упрощения процедуры граничного аналитического представления' формообразующей поверхности было предложено применять оригинальный алгоритм машинной аппроксимации ее

гладкими одномерными обводами с помощью метола нелинейных преобразований. Опробование успешно проведено на отливке типа "Лопасть гребного винга".

Кроме того, рассма тривался вопрос перехода от двух- к трехмерному моделированию в связи с подготовкой программ обработки деталей оснастки на станках с ЧПУ. В условиях, когда двухмерные модели формообразующих деталей оснастки не всегда могут успешно применяться для подготовки обрабатывающих программ без трансформации в трехмерные, предлагается формирование библиотеки программ расчета и построения на ЭВМ линий сопряжения и поверхностей составляющих геометрической модели и траектории движения режущего инструмента в среде базового графического пакета, что успешно реализуется на практике.

Шестая глава посвящена освоению и эффективности методик автоматизации ТПЛП в условиях действующего производства. Рассмотрены вопросы:

- организация работ по автоматизации ТПЛП на предприятии;

- проблемы внедрения и освоения предприятиями систем автоматизированного проектирования;

- экономический аспект автоматизации ТПЛП на предприятии;

- основные этапы продвижения работ на производство;

- эффективность освоения разработок в условиях конкретных предприятий.

Подробно описаны и проанализированы последовательность и содержание организационных работ по автоматизации ТПЛП на предприятии "с нуля", включающая этап организационно-технического анализа технологической подготовки производства, стадии технического задания, технического и рабочего проектов и собственно внедрения системы автоматизации на предприятии. При наличии же в отрасли или в рамках промышленной группы проекта типовой системы автоматизации ТПЛП необходима лишь привязка такой системы к условиям конкретного предприятия, сводящаяся к корректированию некоторых алгоритмов и программ и созданию собственной информационной базы. Применение типовой системы значительно сокращает время и снижает стоимость ее внедрения на предприятии. При создании такой системы могла бы оказаться полезной и настоящая работа.

Были выделены три группы проблем освоения и внедрения предприятиями систем автоматизированного проектирования: технические; организационно-экономические; проблемы охраны здоровья пользователей. Подробно рассматривались две первые группы. Сформулированы конкретные предложения и рекомендации по их решению на основе приобретенного опыта работы с рядом машиностроительных предприятий.

При рассмотрении экономического аспекта автоматизации ТПЛП основное внимание уделялось экономически обоснованным формам внедрения методик автоматизации на предприятиях, путем создания интегрированных АСТПП отливок и показателям их эффективности.

Были выделены три уровня автоматизации ТПЛП машиностроительных предприятий, соответствующие эпизодическому применению ЭВМ и компьютерных технологий для решения частных задач; параллельной работе на предприятиях не связанных между собой систем автоматизации отдельных видов работ ТПЛП; наличию на предприятии интегрированной автоматизированной системы технологической подготовки производства. Сформулированы условия и целесообразность поэтапной автоматизации ТПЛП в условиях действующего производства без резких потрясений структуры предприятия и ломки сложившихся алгоритмов работ. Даны рекомендации по автоматизации ТПЛП небольших и мелких предприятий посредством создания единой информационной базы; организации центров подготовки производства; более полной реализации в условиях многономенклатурности производства группового метода унификации.

В заключение главы даны анализ и оценка эффективности освоения описанных разработок по автоматизации ТПЛП в условиях конкретных предприятий. Практическое использование разработок проводилось по следующим направлениям:

а) автоматизация решения основных проектных задач ТПЛП;

б) автоматизация проектирования металлической оснастки;

в) автоматизация исследовательских р^бот в рамках ТПЛП.

Получены следующие результаты:

а) Система автоматизированного проектирования технологии литья под давлением внедрена в 1990 году на ГПО "Теплообменник" (г.Горький) и ряде преднриятий-партнерон АО "РЛК" (г.Москва). Годоьой экономический эффект от внедрения только на одном предприятии составил 16175 руб. по ценам на 01.06.90г.

Интегрированная информационно-поисковая система технологического назначения "Литье" для разработки комплектов документации на литейные технологические процессы внедрена в 1993 г. на АО "Теплообменник" (Г.Н.Новгород). Обеспечено снижение времени подготовки комплектов документации в среднем в 5 раз.

Программный комплекс для автоматизации на ПЭВМ технологической подготовки горя-, чей объемной штамповки внедрен в 1994 г. на АО "Завод "Теплообменник" (г.Н.Новгород). Достигаемая степень автоматизации работ - более 70 %, снижение временных затрат в среднем в 5-6 раз.

Информационно-поисковая система конструкторского назначения для ведения конструкторского архива и разработки конструкторской документации на литейные технологические процессы внедрена в 1995 году на АО "Завод "Теплообменник" (г.Н.Новгород). Достигаемое сокращение времени подготовки комплектов чертежей в 2-3 раза.

Программный комплекс для расчетов траектории движения режущего инструмента при изготовлении формообразующих частей модельной оснастки осваивается на АО "ЗМЗ" (г. Заволжье). Ожидаемое сокращение временных затрат примерно в 3-4 раза.

Методика отработки отливок на технологичность с помощью программного комплекса векторной оптимизации осваивается на АО "Завод "Теплообменник" (г.Н.Новгород). Ожидаемое сокращение затрат на ТПЛП на 10-20 %.

Методика расчета вентиляционной и литниковой систем и прогнозирования заполнения внедрена в 1991 г. на АО "ЗМЗ" (г. Заволжье), что позволило получить годовой экономический эффект 70000 руб. в ценах 1991 года.

б) Комплекс автоматизации проектирования стержневой нагреваемой оснастки на автомат АС-4744 внедрен в 1993 году на АО "ГАЗ" (г.Н.Новгород). Достигаемый уровень автоматизации - 70-80 %; сиижеиие времени проектирования на 50 %; снижение трудоемкости изготовления стержневых ящиков на 15%; экономический эффект - 12 тыс. руб. на единицу оснастки по ценам на 01.02.93 года.

Комплекс программ поддержки машинной графики для автоматизированного проектирования пресс-форм, литья под давлением пластмасс внедрен в 1989 году, на ПО "ГАЗ" (г.Горький). Достигаемое сокращение затрат машинного времени в 2-4 раза; экономия 4,5-6,0 руб. на час машинного времени по ценам 1989 года.

Программно-информационный комплекс автоматизации проектирования пресс-форм литья под давлением для массового и серийного производства отливок на основе стандартных универсальных форм-пакетов передан в 1990 году АО "РЛК" (г.Москва) для реализации на предприятиях. Ожидаемое сокращение времени проектирования - не менее 40 %. Используется на двух предприятиях авиастроения.

Программный комплекс для автоматизации проектирования пресс-форм литья под давлением массового и серийного производства на различные типы машин ЛПД внедрен в 1993 году на АО "ЗМЗ" (г.Заволжье) и в 1995 году на АО "Завод "Теплообменник" (в г.Н.Новгород). До-

спи нсчпя с к ист, ли К!м;г1 и мини работ - до 80%. снижение времени проектирования ил 70"... повышение качества документирования и культуры труда инженеров.

Про! раммно-информаннонный комплекс автоматизации проектирования пресс-форм ЛНМ еындармюи компоновки нередан в 1991 году АО "РЛК" (г.Москва) для реализации на нред-прияшяч. Ожидаемое сокращение времени проектирования - пе менее 60 %. Используется па трех предприятиях авиационной промышленности и тракторостроения.

Протраммпый комплекс автоматизации проектирования пресс-форм ЛВМ на автомат 653 внедрен 1943 году АО "ГАЗ" (г.Н.Новгород). Достигаемая степень автоматизации проектных работ - до 90%; снижение времени проектирования на 40 %; снижение трудоемкости изготовления пресс-форм на 20%. Годовой экономический эффект 4 млн. руб. по ценам на 01.10.93 года.

Программный комплекс автоматизации проектирования пресс-форм ЛВМ серийного производства внедрен в 1993 году на АО "Теплообменник" (г.Н.Новгород). Достигаемая степень автоматизации - до 80%; снижение времени проектирования в 10 раз; повышение качества документирования.

Программный комплекс автоматизации проектирования пресс-форм ЛКД передан в 1991 году ВНИИТСМ "Сириус" (г.Н.Новгород) для внедрения на предприятиях. Ожидаемое сокращение времени проектирования - до 70 %.

Программный комплекс автоматизации проектирования модельной оснастки для литья в оболочковые формы внедрен в 1995 году на АО "ЗЕФС" (Г.Н.Новгород). Ожидаемое сокращение сроков проектирования - на 30-40 %.

Программный комплекс для автоматизации проектирования кокилей внедрен в 1993 году на АО "ЗМЗ" (г .Заволжье). Достигаемая степень автоматизации работ до 80%; снижение времени проектирования - на 70%.

в) Автоматизированная система текущего статистического контроля качества литья внедрена в 1996 году на АО "Завод "Теплообменник" (г.Н.Новгород). Ожидаемый экономический эффект около 5 млн. руб. в год по ценам на ОМ2.95 г.

Автоматизированная экспертная система по литейным дефектам передана в 1996 году и осваивается АО "Завод "Теплообменник" (г.Н.Новгород). Ожидаемое сокращение времени на проведение исследований и идентификацию дефектов - ориентировочно в 3-5 раз.

Таким образом суммарный экономический эффект от внедрения результатов работы с 1989 по 1996 г.т . составил более 5 млрд. руб.

Основными источниками экономического эффекта выступали сокращение сроков и повышение качества ТПЛП за счет автоматизации, широкое применение унифицированных элементов оснастки и типовых проектных решений, а также использование новых методик технологической подготовки, обеспечивающих ресурсосбережение.

ВЫВОДЫ

1. Исходя из содержания основных выполняемых функций, разработана и проанализирована структурная модель ТПЛП, выделены задачтт составляющих ее модулей. Сформулированы порядок и задачтт проведения системного анализа ТПЛП как объекта исследования, состоящего из множества взаимосвязанных элементов, выполняющего определенные функции и выступающего как едттное целое.

2. Предложена классификация математических моделей литейного производства по способу получения, виду и полноте математического описания, которая позволяет решать задачи выбора рационального вида модели и способов се использования для практических целей. Приведены конкретные рекомендации по математическому моделированию отдельных этапов и операций ТПЛП. Выявлсш,I основные направления возможной автоматизации ТПЛП, выделены предпосылки и условия ее успешной реализации на практике.

3. Разрабокша концепция построения диалоговых оптимизационных систем отработки ог-ливок на технолог ичпоегь. Предполагается ввести в практику проектных работ критерий чехно-логичности как математический эквивалент цели ТПЛП на данном се этапе, что позволяет формализовать отработку отливки на технологичность, сведя ее к решению математической задачи векторной оптимизации стандартными методами математического программирования.

4. Разработаны и реализованы на практике подходы к автоматизации ТПЛП на начальном этапе на основе развивающейся и наполняющейся сети информационно-поисковых систем технологического назначения (ИПС ТН), предназначенной для оперативной подготовки текстовой технологической документации на литейные процессы.

5. Проведены работы по созданию обеспечения технологического проектирования на основе математического моделирования некоторых процессов литья. На примере исследования проблемы заполнения формы в литье под давлением приведена схема последовательного построения математической модели процесса, ее анализа, оценки способов решения и доказана теоретическая и практическая полезность такого подхода для решения некоторых частных задач ТПЛП:

- исследования волнообразования в наполнительном стакане машин литья под давлением и предотвращения образования газовых "мешков";

- аналитической оценки объема промывников в пресс-формах литья под давлением;

- оценки газового противодавления потоку при заполнении формы и совместного расчета вентиляционной и литниковой систем пресс-форм;

- полуэмпирического проверочного экспресс-расчета технологической схемы литья под давлением отливок из алюминиевых сплавов;

- компьютерного моделирования заполнения формы, позволяющего прогнозировать места образования возможных дефектов, качественно решать задачи состава и расположения компонентов литниковой и вентиляционной систем;

- прогнозирования последовательности заполнения участков формы, расчета заполнения мно-гогнеэдной пресс-формы сложной конфигурации, оценки устойчивости потока и исследования динамики взаимодействия двухфазного потока с газовой средой при движении по каналам формы.

Разработан метод компьютерного аналогирования для решения частных задач на основе сложных аналитических математических моделей.

Выведено и проанализировано опорное уравнение подобия, связывающее определяющие критерии (в том числе и новый критерий) процесса заполнения в литье под давлением и закладывающее базу для проведения натурных экспериментальных исследований в условиях отсутствия полного математического описания процесса.

6. Проведена структуризация комплекса исследовательских работ в рамках ТПЛП по уровням сложности и стадиям, предложены способы и конкретные программные средства автоматизации таких работ.

Разработана и освоена автоматизированная система текущего статистического контроля качества литья, позволяющая не только собирать и анализировать результаты контроля качества литья в условиях действующего производства, но и оперативно принимать меры по снижению брака отливок.

Предложена методика проведения автоматизированной экспертизы качества отливок на ЭВМ, органично включающая в себя использование возможностей современных компьютерных технологий. Методика реализована в виде автоматизированной экспертной системы, позволяющей определить тип дефекта с высокой степенью точности; выявить "слабые" места в технологической цепочке, в которых появление дефекта наиболее вероятно; сформулировать причины вйз-

пикновсния дсфсша; пылать конкретные рекомендации но способам исправления и профилактике.

7. Оценено место проектирования металлической литейной оснастки (МЛО) в общей схеме ТГ1ЛП и показана целесообразность проведения работ по автоматизации проектирования МЛО. Разработан общий подход к классификации МЛО, обеспечивающий базу для автоматизации проектных работ. Детально рассмотрены информационная база и задачи проектирования МЛО. Выявлены основные сложности формализации проектных задач и пути их преодоления. Оценены возможности автоматизации проектирования МЛО на ЭВМ: сделана попытка найти соответствие между совокупностью проектных задач и группами прикладного программного обеспечения САПР литейной ориентации.

8. Разработаны основы теории автоматизации проектирования МЛО:

- основные принципы построения САПР МЛО;

- состав основных видов обеспечений;

- идеология автоматизированного проектирования для различных видов МЛО;

- набор методов автоматизации проектирования.

9. Разработаны, освоены и внедрены на предприятиях методики и системы автоматизации проектирования основных видов МЛО:

- пресс-форм литья под давлением для условий массового и мелкосерийного производства;

- пресс-форм литья с кристаллизацией под давлением для деталей однотипной геометрии;

- нагреваемой стержневой оснастки;

- пресс-форм литья по выплавляемым моделям для условий массового и мелкосерийного производства;

- кокилей для условий массового производства.

Разработана и осваивается методика автоматизированного проектирования металлической модельной оснастки для литья в оболочковые формы.

Успешная реализация в условиях производства автоматизации проектирования некоторых других видов металлической оснастки, таких как пресс-формы для литья под давлением пласт- • масс, пресс-формы для прессования металлокерамических порошков, штамповая оснастка для горячей объемной штамповки, свидетельствует о достаточной универсальности предлагаемых методов и существенном потенциале для использования их в различных областях машиностроения.

10. Сформулироааны требования к разрабатываемым информационно-поисковым системам конструкторского назначения (ИПС КН), выявлены основные проблемы разработки, приведены в общем виде структурная схема и принципы работы ИПС КН. Рассмотрен конкретный пример ИПС КН, успешно освоенной на производстве и позволяющей эффективно решать все стоящие перед ней задачи, в том числе распознавания графических образов при поиске прототипов и аналогов деталей оснастки с использованием разработанного электронного классификатора МЛО.

11. Проанализированы возможности решения задачи автоматизированного проектирования формообразующих деталей МЛО в условиях действующей на предприятии интегрированной системы автоматизированной подготовки производства и в условиях перехода к такой системе. Разработаны методики и приводятся описания специального программного обеспечения для решения данной задачи с учетом специфики первого и второго вариантов. Подробно рассмотрена проблема подготовки обрабатывающих программ для станков с ЧПУ и МСУ в условиях трехмерного и двухмерного геометрического моделирования формообразующих деталей оснастки и предлагаются конкретные пути ее разрешения, активно использующие аппарат современной геометрии и успешно подтверждаемые практикой.

12. Приведен <ин ори im и подробно описан комплекс работ но организации в условиях действующего производства ант ома i изированной системы ТПЛП.

Выявлены пять этапов разработки и внедрения такой системы на предприятии, раскрыто содержание каждого из них. Ар^мснтирустся целесообразность создания типовой системы автоматизации ТПЛП. которую необходимо лить "привязать" к условиям конкретного предприятия.

13. Выявлены и проанализированы технические и организационно-экономические проблемы внедрения и освоения отечественными предприятиями систем автоматизированного проек тирования. Рассмотрены организационные формы внедрения и показатели эффективности работы САПР на предприятиях. Изложены два подхода к внедрению модулей автоматизации ТПЛП на предприятиях малой и большой серийности, проверенные на практике и обеспечивающие оптимальное построение и эксплуатацию системы автоматизации. Выделены три уровня автоматизации ТПЛП на предприятиях и их отличительные особенности. Описаны основные этапы продвижения разработок, касающихся автоматизации ТПЛП, на производство вплоть до уровня интегрированных систем САПР/АСТПП.

14. Результаты выполненной работы внедрены, а частично успешно прошли производственную проверку, позволяют получить существенный социальный и технико-экономический • эффект и могут быть полезны как в теоретических исследованиях, так и в дальнейших практических разработках в области автоматизации ТПЛП.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Злотин С.З., Братухин В.А., Леушин И.О. Влияние давления на механизм образования пористости в литье под давлением. - В н.-т. сб.: Управление строением отливок и слитков. - Горький: ГПИ, 1986, с. 90-95.

2. Григорьев С.П., Тимофеев Г.И., Леушин И.О. Автоматизированное конструирование отливки II Современные технологические процессы и оборудование для литья в металлические формы: Тез. докл. научно-технического семинара. - М.: ЦНИИ информации, 1989, с.54-55.

3. Тимофеев Г.И., Леушин И.О. Автоматизированное проектирование металлической литейной оснастки II Литейное производство. -1990. - №5. - с.21-22

4. Тимофеев Г.И., Леушин И.О. Разработка САПР технологии и оснастки литья под давлением на базе персональных компьютеров // Разработка технологических процессов литья, проектирование оснаст ки и анализ качества отливок с использованием ЭВМ: Тез. докл. научно-технической конференции. - Рыбинск: РАТИ, 1990, с.30-31

5. Тимофеев Г.И., Леушин И.О. Разработка технологии литья под давлением в рамках специализированной CAD - системы // Управление технологическими процессами литья и свойствами отливок: Тез. докл. научно-технической конференции. - М.: НИАТ, 1990, с.19-20.

6. Тимофеев Г.И., Григорьев С.П., Леушин И.О. Техническое обеспечение САПР и изготовления литейной оснасгки // Литейное производство. -1990. - №10. - с.29-30

7. Тимофеев Г.И., Леушин И.О. Автоматизированное проектирование форм для лтья под давлением серийных отливок // Литейное производство. -1990. - №11. -с.26-28

8. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Нищенков A.B. Автоматизированное проектирование технологии литья под давлением. - В и. т. сб.: Повышение качества отливок и слитков. -Н.Новгород: ННПИ, 1991, с. 49-51

9. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Нищенков A.B. Компьютерное моделирование процесса заполнения формы при литье под давлением // Литейное производство. -1991. -№10. - с. 15-17

10. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Нищенков A.B. Проектирование технологии литья под давлением с применением системы управления базой данных II Литейное производство. -1991.-. №10. - с.26-27.

11. Тимофеев Г.И., Леушии И.О., Нищенков A.B. Структура про1раммного обеспечения САПР литейных технологий // Прогрессивные технологические процессы и охрана труда н ли-тейно-металлургическом производстве: Тез. докл. научно-технической конференции. -Н.Новгород: ЦНТИ, НТО "Машпром", 1991, с.92-94.

12. Леушин И.О. Проектирование вентиляционной системы пресс-формы литья под давлением // Прогрессивные технологические процессы и охрана труда в литейно-металлургическом производстве: Тез. докл. научно-технической конференции. - Н.Новгород: ЦНТИ, НТО "Машпром", 1991, с.101-103

13. Леушин И.О. Разработка и освоение методик автоматизированного проектирования и оснастки для литья под давлением. Диссерт. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. Защ. 20.03.92 г.

- Н.Новгород: ННПИ.1992, 238 с.

14. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Нищенков A.B. Расчет толщины стенки формообразующего вкладыша пресс-формы литья под давлением II Известия вузов. Черная металлургия. - 1992.

- №9. - с.55-58

15. Леушин И.О., Нищенков A.B., Караулов И.И. Разработка САПР оснастки специальных способов литья // Новые материалы и технологии машиностроения: Тез. докл. научно-технической конференции. - М.: МАТИ, 1992, с. 18-19

16. Леушин И.О. Применение интегрированной САПР технологических процессов литья для повышения их эффективности // Технические средства, методы расчета прочностных характеристик, технологии, обеспечивающие надежность и долговечность деталей и конструкций из новых материалов, в машиностроительной, горнодобывающей и нефтегазовой промышленности: Тез. докл. научно-технической конференции. - Комсомольск-на-Амуре: КнАПИ, ЦГИ, 1993, с. 1718

17. Леушин И.О. Автоматизация проектирования ресурсосберегающих литейных технологий и оснастки. - В н. т. сб.: Технология / серия: Ресурсосберегающие процессы, оборудование, материалы. - М.: ВНИИР, 1993, с. 24-30

18. Нищенков A.B., Леушин И.О. Особенности автоматизации проектирования оснастки для литья с кристаллизацией под давлением // Оптимизация технологических процессов и управление качеством при производстве фасонных отливок: Тез. докл. научно- технической конференции. - Рыбинск: РАТИ, 1993, с. 15

19. Леушин И.О. Основные принципы автоматизации проектирования металлической литейной оснастки II Оптимизация технологических процессов и управление качеством при производстве фасонных отливок: Тез. докл. научно- технической конференции. - Рыбинск: РАТИ, 1993, с. 4-5

20. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Потапов Д.А. Особенности автоматизации проектирования на персональных ЭВМ модельной оснастки для литья в оболочковые формы // Оптимизация технологических процессов и управление качеством при производстве фасонных отливок: Тез. . докл. научно- технической конференции. - Рыбинск: РАТИ, 1993, с. 14-15

21. Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Леушин И.О. Методика автоматизации проектирования пресс-форм литья по выплавляемым моделям серийного и массового производства // Оптимизация технологических процессов и управление качеством при производстве фасонных отливок: Тез. докл. научно- технической конференции. - Рыбинск: РАТИ, 1993, с. 13

22. Леушин И.О., Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Арзамаскин Ю.А., Кондаков В.В. Интегрированная информационно-поисковая система для разработки литейных технологий на персональных ЭВМ II Литейное производство. - 1993. - №12. -с. 20

. 23. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Нищенков А.И. Методика построения и принципы организации САПР металлических форм - В н. т. сб.: Совершенствование процессов формообразования » литейном производстве. - Комсомольск-на-Амуре: КнАПИ, 1994, с. 33-38

24. Леушин И.О., Тимофеев Г.И. Закономерности волнообразования в процессе прессования на машинах литья иод давлением с холодной горизонтальной камерой II Известия вузов. Черпая металлургия. -1994. -Jfel. - с. 75-79

25. Тимофеев Г.И., Нищснков A.B., Леушин И.О., Чугунов В.К. Программные комплексы поддержки САПР литейной оснастки II Литейное производство. - 1994. - №2. - с.27-28.

26. Чугунов В.К., Леушин И.О., Нищенков A.B. Автоматизированное проектирование нагреваемой стержневой оснастки на ПЭВМ. - Н.Новгород: ЦНТИ, Инф. листок, 1994, 5 с.

27. Леушин И.О., Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Табаков Л.А., Смирнов В.М., Назарычсв С.И., Уваров H.A., Овчинников Г.Н., Яковлев Д.В., Караулов И.Н. Автоматизированное проектирование форм литья под давлением // Литейное производство. - 1994. - № 4. - с. 31-33

28. Леушин И.О., Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Чугунов В.К. Автоматизированное проектирование нагреваемой стержневой оснастки // Литейное производство. - 1994. - №6. - с.25-26

29. Леушин И.О., Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Сотсков С.В., Суралев Л.М., Овчинников Г.Н., Караулов И.Н. Автоматизированное проектирование кокилей II Литейное производство. -1994. -№6. - с.26-27

30. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Потапов Д.А. Специфика автоматизированного проектирования модельной оснастки для литья в оболочковые формы II Литейное производство. - 1994. -№7. - с.23-24

31. Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Леушин И.О., Чугунов В.К., Гущин А.К., Усанова О.В. Автоматизированное проектирование пресс-форм литья по выплавляемым моделям для массового производства II Литейное производство. - 1994. - №9. - с.27-29

32. Леушин И.О., Тимофеев Г.И. Разработка CAD-системы для автоматизированного проектирования металлической литейной оснастки II Наукоемкие технологии и проблемы их внедрения в машиностроительной и металлургической промышленностях: Тез. докл. научно-технического семинара. - Комсомольск-на-Амуре: КнАПИ, 1994, с. 10-13

33. Леушин И.О Автоматизированное проектирование металлической литейной оснастки на ПЭВМ: Монография - М.: Металлургия, 1994. - 96 с.

34. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Решегов В.А. Программа проверочного экспресс-расчета технологической схемы литья под давлением. - В н. т. сб.: Новые литейно-металлургические процессы и сплавы. - Комсомольск-на-Амуре: КнАПИ, 1995, с. 6-9

35. Тимофеев Г.И., Леушин И.О., Потапов Д.А. Повышение унификации металлической модельной оснастки при се автоматизированном проектировании. - В н. т. сб.: Новые литейно-металлургические процессы и сплавы. - Комсомольск-на-Амуре: КнАПИ, 1995, с. 10-13

36. Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Леушин И.О., Кондаков В.В., Осокин В.Ф., Ванина И.В. Автоматизированное проектирование металлических пресс-форм литья по выплавляемым моделям для серийного производства II Литейное производство. - 1995. - №6. - с. 31-33

37. Андреев А.О., Леушин И.О. Некоторые проблемы внедрения и освоения предприятиями систем автоматизированного проектирования II Кокс и химия. - 1995. - №6. - с. 32-34

38. Тимофеев Г.И., Леушин И.О. Автоматизированное проектирование металлической литейной оснастки II Литейное производство. - 1995. - №4-5. - с.71

39. Тимофеев Г.И., Леушин И.О. Автоматизированное проектирование технологии литья в металлических формах //Фундаментальные проблемы металлургии: Тез. докл. научно-технической конференции. - Екатеринбург: УГТУ, 1995, с.65-66

40. Лсушин И.О. Матсмл шчсские модели и методы в литейном производстве: Учебное пособие. - Н.Новгород: НГТУ. 19У5. - 178 с.

41. Леушин И.О. Разработка теоретических основ автоматизации проектирования металлической литейной оснасткн // Известия вузов. Черная металлургия. - 1996. - №1 - с. 61-63

42. Тимофеев Г.И., Лсушин И.О., Потапов Д.А., Чугунов Н.П. Рациональная компоновка элемент ов оснастки па модельной плите для оболочковых форм // Литейное производство. - 1996. - №4. - с. 32-33

43. Лсушин И.О., Тимофеев Г.И., Нищенков A.B., Потапов Д.А., Решетов В.А. Особенности автоматизированного проектирования металлической литейной оснастки в условиях мелкосерийного производства // Литейное производство. - 1996. - №10. - с. 18-20

Подп. к печ. /У С9 Формат 60x84 '/|6- Бумага газетная.

Печать офсетная. Уч.-изд. л. 2,0 . Тираж ^¿>0 экз. Заказ ^ .

Бесплатно.____

Типография НГТУ. 603600, Н.Новгород, ул.Минина, 24.