автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Обработка информации для диагностики дефектов и снижения брака изделий в металлургии

На правах рукописи

Воронин Юрий Федорович

ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДЕФЕКТОВ И СНИЖЕНИЯ БРАКА ИЗДЕЛИЙ В МЕТАЛЛУРГИИ

(на примере литейного производства)

05.13.01 "Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)"

диссертации на соискание ученой степени

АВТОРЕФЕРАТ

доктора технических наук

Волгоград - 2008

003445645

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете на кафедре «Системы автоматизированного проектирования и поискового конструирования».

Научный консультант

доктор технических наук профессор Камаев Валерий Анатольевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук профессор Аверченков Владимир Иванович, доктор технических наук профессор Андрейчиков Александр Валентинович доктор технических наук профессор Ищенко Владимир Васильевич

Ведущая организация Компания «№Р», г Челябинск

Защита состоится 18 сентября 2008 г в 12 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д212.028.04 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу. 400131, г Волгоград, пр Ленина, 28, ауд 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан 2008 г

Ученый секретарь ^

диссертационного совета ^М^Слч^ Водопьянов В И.

/

Актуальность проблемы. Существуют классы систем (технических, производственных, биологических и т д), формальное представление которых затруднительно Это обусловлено значительным количеством параметров, определяющих функционирование системы, сложностью, а подчас и невозможностью точного определения их значений, в силу этого неэффективностью или невозможностью точного моделирования поведения системы К таким системам относится технологический процесс изготовления отливок из железоуглеродистых сплавов Несмотря на тысячелетнее существование этих технологий, до настоящего времени остается актуальной проблема выяснения причин возникновения дефектов литых изделий и методов их устранения

Производство отливок является одним из важнейших направлений в машиностроении Так трактор содержит около 70 % литых изделий, автомашина - 40-50 %, тепловозы, электровозы, вагоны - от 30 до 50 % К проблемам диагностики и ликвидации дефектов отливок относятся

- частые отклонения технологических параметров, усложняющие использование формального метода ликвидации дефектов,

- отсутствие системного подхода при ликвидации дефектов, которые до настоящего времени на большинстве предприятий снижаются методом проб и ошибок,

- отсутствие эффективного информационного обеспечения процесса ликвидации дефектов

- недостаточная квалификация сотрудников литейного производства, способствующая некачественной разработке технологических процессов,

- низкий уровень организация труда, приводящий к возникновению брака отливок

Современные теоретические исследования повышения качества литья делятся на ряд взаимосвязанных подходов К таковым можно отнести анализ и определение разновидностей литейных дефектов (ОРЛД), методологию диагностики причин возникновения дефектов (ДПВД), способы ликвидации дефектов (СЛД) и т д Каждый из них служит методологической основой лишь одного определенного направления При этом уровень разработок ОРЛД, ДПВД и других подходов недостаточен для полного описания характерных особенностей дефектов и причинно-следственных связей объекта диагностирования В связи с этим актуальной является проблема интеграции различных методов и создание обобщенной методологии по диагностике и ликвидации дефектов отливок

Решению проблем определения разновидностей дефектов в литых заготовках, диагностики причин их возникновения и методам устранения уделялось значительное внимание Среди ведущих авторов работ в этом направлении можно выделить П Н Аксенова,, П П Берга, П Н Бидулю, П Ф Василевского, А И Вейника, Б Б Гуляева, С П Дорошенко, Б В Рабиновича, В А Ильинского, И Б Куманина, А В Лакедемонского, Ф С Квашу, Я И Медведева, А А Рыжиков, Н Г Гиршовича, Н Т Дубинина и других отечественных и зарубежных исследователей

Несмотря на успехи ученых в решение проблемы повышение качества литья, до настоящего времени отсутствует системный подход к определению разновидностей дефектов, их связи с причинами возникновения и способами ликвидации Проведенный анализ литературы показывает, что роль системного анализа в решении проблем повышения качества заготовок достаточно высок Среди ведущих специалистов в области современного подхода к системному анализу сложных технических объектов следует отметить И В Прангишвили, О'Коннор, И Макдермотг, В Н Волкову, А А Денисова, К К Колин, А А Емельянова, В. И Аверченкова, А В Антонова, Ф Г Коломоец, А В Андрейчикова, В В Качала, А И Уемова и других исследователей Используя достигнутые успехи ученых в области системного подхода, требуется установить направление исследований по выявлению дефектов отливок, определению связи дефектов с причинами их возникновения и способами ликвидации В процессе исследований необходимо использовать методы систематизации, определения цепочек причинно-следственных связей, теории графов, системного анализа и др

Цель и задачи диссертационной работы Цель работы состоит в разработке новых подходов к системному анализу, рассматривающему методологию решения научной проблемы выявления и анализа разновидностей дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации, и создании на этой основе автоматизированных систем поддержки принятия решений в области повышения качества литья

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи

1 На основе литературных данных, опыта работы специалистов и автора проанализировать технологию изготовления литья, упорядочить и определить

• систематизацию дефектов отливок,

• цепочки причинно-следственных связей между разновидностями дефектов и причинами их возникновения,

• графы ликвидации литейных дефектов для создания устойчивых технологических процессов изготовления отливок

2 На основе обобщения эмпирического опыта создать методики для качественного определения разновидности возникающих дефектов и способов их ликвидации

3 Разработать математические модели для количественного определения возникающего давления газа в литейной форме и параметров процесса затвердевания отливки

4 Сформировать общую методологию качественного и количественного определения дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации

5 Реализовать модели и алгоритмы в виде программно-методического комплекса диагностики и устранения дефектов отливок

6 Провести проверку работоспособности и эффективности использования комплекса и предлагаемых методик

7 Разработать методику обучения и повышения квалификации специалистов в области литейного производства, консультаций по снижению брака отливок с использованием сетевых технологий

Научная новизна результатов в целом заключается в формировании методологии выявления дефектов и снижения брака отливок на основе нового подхода к систематизации К наиболее существенным научным результатам относятся

1 На основе анализа литературных данных и практического опыта создана систематизация литейных дефектов отливок из железоуглеродистых сплавов в виде дерева дефектов, содержащего их характерные отличия, позволяющая значительно сократить затраты времени для определения сложных разновидностей дефектов

2 Разработаны графовые модели определения причинно-следственных связей между разновидностями дефектов и причинами их возникновения, позволяющие определять направления поиска и выявлять истинные причины возникновения пороков изделий

3 Для каждой разновидности дефектов созданы схемы связей причин возникновения дефектов и способов их ликвидации

4 Разработана методика качественного анализа, содержащая идентификацию дефектов по геометрическим, цветовым и другим признакам, причинно-следственные связи определения причин возникновения и способов ликвидации дефектов

5 Разработана методика, основанная на идентификации разновидностей дефектов и таблиц взаимодействия причин и их влияния на возникновение дефектов отливок, основанных на эмпирических данных

6 Разработаны математические модели основных процессов формирования отливок, позволяющие разработать алгоритмы определения газового давления в литейной форме и создания объемного и направленного затвердевания отливки

Практическая значимость и использование результатов работ.

Сформированная методология анализа причин возникновения дефектов и способов их устранения позволяет обоснованно рекомендовать

• методику определения разновидностей дефектов по геометрическим, цветовым и другим признакам,

• методику определения связи разновидности дефекта с причиной (причинами) его возникновения,

• методику определения эффективных способов ликвидации дефектов,

• прагматическое моделирование процесса устранения литейных дефектов,

• методику обучения сотрудников литейного производства и студентов вузов новому подходу к повышению качества литья и разработке предложений по ликвидации брака отливок с использованием сетевых технологий

Созданный в работе комплекс автоматизированных систем, позволяет

1) моделировать условия снижения газового давления в литейной форме,

2) моделировать условия снижения или ликвидации усадочных дефектов в термических узлах отливки,

3) проводить экспертную оценку используемых в цехе технологических параметров производства отливок

С использованием предлагаемой методологии и разработанного программно-методического комплекса был проведен анализ качества выпускаемого литья на следующих предприятиях «АВТОВАЗ», «Пензадизельмаш», «Коломенский тепловозостроительный завод», «Тверьвагонзавод», «Метро-вагонмаш», «Бежицкий сталелитейный завод», «Брянский машиностроительный завод», «Новочеркасский электровозостроительный завод», «Альметьев-ский насосный завод» и др Разработанная методология показала высокую эффективность при оперативном определении видов дефектов, которые предприятия не могли устранить в течение длительного времени Например, на Тверском вагонзаводе ситовидная пористость отливки «Крышка» определена в пределах одного часа с общегодовым экономическим эффектом (ОГЭЭ) -12 млн руб , газовая раковина на отливке «Корпус» выявлена за это же время с ОГЭЭ - 6,45 млн руб, на ОАО «АЛНАС» ликвидация газовых раковин отливок «Рабочий орган» потребовали большего времени с ОГЭЭ - 3 млн руб

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Предлагаемый метод систематизации литейных дефектов отливок и выбор технического решения для его реализации

2 Методика идентификации дефектов по геометрическим, цветовым и другим признакам, позволяющая значительно сократить затраты времени для определения сложных разновидностей дефектов

3 Графовые модели определения причинно-следственных связей между разновидностями дефектов и причинами их возникновения, позволяющие определять направления поиска и выявлять истинные причины возникновения пороков изделий

4 Методики для качественного определения разновидности возникающих дефектов и способов их ликвидации, созданные на основе обобщения эмпирического опыта

5 Математические модели и алгоритмы основных процессов формирования отливок, позволяющие сопровождать процесс получения качественного литья

6 Общая методология качественного и количественного определения дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации

7 Программно-методический комплекс диагностики и устранения дефектов отливок

8 Методика обучения новым приемам повышения качества литья, в том числе с использованием сетевых технологий

Достоверность и обоснованность полученных результатов основывается на применении апробированных методов математического моделирования, использовании результатов системного анализа для выявления и ликвидации дефектов отливок, подтверждается практикой использования разработанных методик и автоматизированных систем на ряде предприятий, показавшей высокую эффективность предлагаемого подхода

Апробация результатов. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, съездах и семинарах Международная научно-техническая конференция «Интеллектуальные системы Интеллектуальные САПР» (г Дивноморск, 2006, 2007 гг ), VI, VII и VIII съезды литейщиков России (2003 - 2007 гг ), Международная конференция «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Гурзуф, 2003, 2007 гг ), Specialists education International scientific conference "Information Technologies and Telecommunications in Education and Science" (2005, Side Turkey), Международная конференция «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» (Волгоград, 2000 г ), IV Международная конференция «Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре и образовании» (Астрахань 2001, 2007 гг ), межвузовская конференция «Концептуальное проектирование в образовании, технике, технологии» (Волгоград, 2002 г ) и др

Публикации. По теме диссертации опубликована 81 работа, в том числе 3 монографии и 31 публикация в ведущих журналах, рекомендуемых ВАК для публикации докторских диссертаций, 27 авторских свидетельств на изобретение Четыре программные разработки зарегистрированы в государственном реестре программ для ЭВМ Список основных публикаций приведен в конце автореферата

Структура и объем работ. Диссертация состоит из 6 глав основных результатов работы, списка литературы из 241 наименования Работа изложена на 291 странице машинописного текста, содержит 166 рисунков и 263 страницы в приложении

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи работы и характеризуется научная новизна и практическая ценность результатов исследования

В главе 1 "Анализ условий возникновения дефектов отливок и постановка задачи по их ликвидации" рассматриваются существующие подходы к идентификации дефектов, диагностики причин и их устранения на примерах отливок из железоуглеродистых сплавов

Проведен анализ существующих подходов к идентификации и устранению литейных дефектов Несмотря на длительное время существования производства отливок, технология их изготовления имеет немало недостатков, способствующих снижению качества литья Анализ работы литейных предприятий показывает, что производство отливок терпит значительные убытки от брака литья К основным причинам, порождающих брак отливок, можно отнести

- частые отклонения параметров технологического процесса производства отливок от допустимых,

- отсутствие системного анализа литейных дефектов,

- отсутствие эффективного информационного обеспечения процесса ликвидации дефектов,

- недостаточная квалификация специалистов литейного производства

Ценность системного подхода к ликвидации дефектов состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем Системный анализ предназначен для решения в первую очередь слабо структурированных проблем, т е проблем, состав элементов и взаимосвязей которых установлен только частично, задач, возникающих, как правило, в ситуациях, характеризуемых наличием фактора неопределенности и содержащих неформализуемые элементы, непереводимые на язык математики К таким проблемам относится диагностика и ликвидация дефектов отливок

В известных литературных источниках имеется разное представление о систематизации, терминологии и характерных отличиях литейных дефектов Таким образом, существует актуальная задача разработки систематизации объектов диагностирования, которое позволит сформулировать характерные особенности разновидностей дефектов На основе систематизации дефектов требуется установить связь между разновидностями дефектов и причинами их возникновения

Приводится описание математических моделей, отражающих процессы формирования отливок, и сделан вывод о необходимости их модификации и упрощения Модификация и упрощение математических моделей позволят создать эффективные автоматизированные системы, позволяющие моделировать условия снижения газового давления в литейной форме и затвердевания отливки без усадочных дефектов Рассматривается созданное Я И Медведевым математическое моделирование процессов газообразования в литейной форме и отраженные в трудах А И Вейника процессы затвердевания металла с протеканием усадочных явлений В настоящее время российский рынок заполнен импортными и отечественными программами (на принципе импортных) с использованием математических методов конечных элементов и конечных разностей Программы не учитывают особенностей литейной технологии, не отвечают на поставленный вопрос о повышении качества литья, достаточно сложны в процессе исследования, отличаются высокой стоимостью

Рассматривается моделирование по прецедентам процесса устранения литейных дефектов Вопросы повышения качества литья связываются с обобщением практического опыта специалистов литейного производства и построением на их основе таблиц моделирования взаимодействиями факторов возникновения дефектов В процессе возникновения и ликвидации дефектов принимают участие три различных фактора

- имеющие позитивное влияние, способствующие ликвидации дефектов,

- массово используемые, которые определены расчетами или взяты из практики,

- обладающие негативным влиянием, оказывающие прямое воздействие на возникновение дефекта

Факторы могут влиять на возникновение дефектов как самостоятельно, так и при взаимодействии между собой, тем самым усиливая или ослабляя общее воздействие на возникновение брака отливки Созданная таблица с показателями такого воздействия позволяет отслеживать негативное или позитивное влияние технологических параметров (или их отклонений) на возникновение дефектов Разработанная таблица оценки влияния факторов может быть использована при построении автоматизированной системы, основанной на прецедентах

Обосновывается необходимость разработки алгоритмов для моделирования условий повышения качества литья Излагаются возможные варианты применения теоретических выводов в практических целях по повышению качества отливок Приводится перечень заводов России, на которых можно использовать результаты разрабатываемых научных исследований

В главе 2. "Разработка системного подхода к оценке качественных методов идентификации и устранення литейных дефектов" разработан комплекс моделей диагностики и устранения дефектов отливок Впервые созданы мифологические модели определения разновидностей дефектов, графы причинно-следственных связей дефектов и причин их возникновения, схемы определения способов ликвидации литейных дефектов

Идентификация дефекта

^Дефект А—О'

Рис 1 ОРО-диаграмма организации процесса идентификации и ликвидации дефектов сложных систем на примере дефектов отливок из железоуглеродистых сплавов

При проведении исследований было установлено, что процесс ликвидации дефектов сложных систем, к которым относятся отливки, можно представить в виде нескольких подсистем На рис 1 представлена ОРО-диаграмма организации процесса идентификации и ликвидации дефектов на примере производства отливок Такой подход организует единую систему выполнения поставленной цели идентификации дефектов, диагностики причин и их устранения Организация процесса выявления и ликвидации дефектов осуществ-

ляется следующим образом Разрабатывается техпроцесс изготовления отливки и изготавливается пробная партия литых заготовок При возникновении дефекта проводится его идентификация с выявлением разновидности, определяется причина возникновения и способ ликвидации После этого проводится исправление ошибок и изготовление новой партии литья Если причину возникновения дефекта отливки установить затруднительно, тогда проводится моделирование литейных процессов и выбор технологических приемов по созданию устойчивого технологического процесса

Рассматривается построение общей системы диагностики литейных дефектов Литое изделие содержит значительный набор негативных факторов, которые при определенных условиях могут создавать предпосылки для возникновения дефектов В свою очередь каждый дефект имеет присущие только ему характерные отличия Распознавание этих отличий даст расширенное представление о дефектах, возможности их систематизации с дальнейшим определением направлений по ликвидации

Поскольку дефект отливки может быть иллюстрирован по визуальным признакам, систематизация дефектов может быть представлена в виде корневого дерева, листьями которого являются дефекты, а вершинами - характерные отличительные особенности Такое представление может быть описано следующим образом

М={К., С},

где С=(У1, Е);

К1 - признаки систематизации, VI - множество групп дефектов 1-го уровня, Е - множество связей между группами дефектов

Обзор литературных данных, опыт работы специалистов и автора, позволил провести анализ пороков отливок из железоуглеродистых сплавов и создать древовидную схему систематизации 38 разновидностей дефектов по их характерным признакам В табл 1 приведено вербальное описание предложенной систематизации трех дефектов в виде раковин

Дефекты сгруппированы по схожим признакам, которыми обладают все дефекты данной группы Для каждого дефекта приведен полный набор отличительных признаков Систематизация литейных дефектов может быть приведена в различных формах На рис 2 приведен фрагмент систематизации в виде дерева для дефектов «Раковина» Дерево систематизирует дефекты по их отличительным особенностям, а именно по состоянию поверхности, ее виду, форме и расположению дефекта

Таблица I

Систематизация дефектов отливок по характерным особенностям (фрагмент), К|

Схожие признаки Наименование дефекта, Е Отличительные особенности Е

Раковина гладкая светлая блестящая VI Раковина газовая светлая локальная Раковина увеличенная, размером от 5 до 15 мм, располагается в различных местах отливки, форма преимущественно сферическая

Раковина газовая светлая крупная Раковина крупная, размером более 15 мм, располагается в различных местах отливки, преимущественно в верхних, имеет сферическую или другую форму, также известна как «вскип»

Раковина газовая светлая подкорковая (ситовидная пористость) Раковина мелкая, размером от 0,5 до 5 мм, реже более, располагается группами у поверхности отливки на глубине до 5-7 мм, имеет сферическую, каплеобразную, червеобразную или другую форму (в зависимости от давления газа и температуры металла)

Раковина газовая светлая рассредоточенная Раковина мелкая, размером от 0,5 до 5 мм, иногда более, располагается по толщине стенки отливки, имеет сферическую или продолговатую форму

Раковина гладкая окисленная Раковина окисленная, сферической формы Раковина матовая, серо-синего цвета недолитой отливки, сферическая или другой формы, размером более 3 мм, располагается в различных местах отливки, и может иметь неодинаковую форму

Раковина окисленная, приплюснутой формы Раковина блестящая, серо-синего цвета недолитой отливки с точечными шероховатыми местами, округлая, приплюснутая, размером более 10 мм, располагается на горизонтальных поверхностях, отделена от поверхности тонкой коркой металла

Раковина сферической формы с цветами побежалости Раковина блестящая, с цветами побежалости, сферической формы, размером более 3 мм, располагается отдельно или небольшими группами внутри отливки

Раковина окисленная, матовая шероховатая Раковина газоусадочная Раковина местами с дендритным рельефом, серо-синего цвета недолитой отливки, закрытая или открытая, неправильной формы, располагается в районе питателей, в термических узлах

Раковина усадочная открытая Раковина серо-синего цвета недолитой отливки, открытая, располагается во входящих углах, у питателей, в термических узлах

Раковина усадочная закрытая Раковина темно-синего цвета, закрытая, располагается в зонах, затвердевающих последними и в области питателей

Раковины -усадочная пористость Раковина серо-синего цвета, в виде мелких пористых рыхлот, располагается в термических узлах и в средине утолщенных стенок, является продолжением усадочных раковин

Рис. 2. Фрагмент дерева систематизации усадочных и газовых дефектов

Приведенный фрагмент дерева систематизации литейных дефектов является небольшой частью всего дерева. Для практического использования дерево было разделено на ряд частей, которые представляют систематизацию конкретных групп дефектов. Такое представление систематизации дефектов по отличительным признакам может быть представлено в виде дерева идентификации дефекта. Вершиной дерева являются литейные дефекты, которые разбиты на группы по схожим признакам. Идентификация дефекта ведется по четырех- или пятиуровневому дереву, где на каждом уровне приводятся его характерные отличительные особенности.

Рассматривается методика логического определения причин возникновения дефектов на основе цепочек причинно-следственных связей. Методика строится на базе модели поиска причин возникновения дефекта (РД представленной в виде:

ТРк, КБ, С},

где 81 - условия возникновения дефекта; ТРк - технологические параметры; ГБ - этапы формирования дефекта; в - граф разновидностей дефектов и причин его возникновения на основе причинно-следственных связей.

Приводится механика построения этих цепочек, определяющих последовательность операций при формировании условий возникновения дефекта. Был построен граф (С) связи отличительных признаков, характеризующих происхождение конкретной разновидности дефекта и причин их возникновения на основе цепочек причинно-следственных связей (рис. 3).

Рис 3 Граф (в) для определения причинно-следственных связей возникновения дефекта

Причинно-следственные связи: светлая подкорковая раковина; расположение раковин вблизи стержневого знака; использование в стержне гигроскопичного связующего; выдержка собранной формы более двух часов; увлажнение стержневого знака от влажной смеси.

Фрагменты отливки «Крышка» с газовыми раковинами

Рис. 4. Отливка «Крышка» с дефектными местами

Методика построения цепочек причинно-следственных связей представлена на рис. 4 по фрагментам отливки «Крышка» с дефектом «Светлые подкорковые газовые раковины» и может быть описана следующим образом.

Проведенный анализ возникновения дефекта показывает, что данная раковина образовалась на той поверхности отливки, которая находится рядом со стержневым знаком. В свою очередь стержневой знак входит в контакт с влажной поверхностью знака формы. В результате длительной выдержки стержневого знака в знаке формы и повышенной гигроскопичности стержневого связующего происходит миграция влаги из формовочной смеси в стержень. Это способствовало увлажнению стержней от знака на окрашенную поверхность, где и расположена исследуемая кромка отливки. При контакте влажной поверхности стержня с металлом образуется интенсивное парообразование влаги с проникновением под корку затвердевающего металла. Следовательно, соединительными цепочками между моделью систематизации разновидностей дефектов и моделью выявления причин возникновения светлых раковин служат описанные выше поэтапные условия формирования дефекта. Знания по выбору способов устранения дефектов были систематизированы в виде схем связи между причинами возникновения дефектов и способами их ликвидации.

Рассматривается методика определения дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации, основанная на качественном анализе с использова-

нием эмпирического опыта Предложенная во втором пункте логическая методика позволяет при хорошем знании литейных процессов быстро выявлять и ликвидировать дефекты отливок В случае, когда применение данной методики затруднительно (в частности, затруднительно определить цепочки причинно-следственных связей), предлагается другая методика, основанная на качественном анализе с использованием параметров технологических отклонений и парных связей причин возникновения дефектов

Модель определения дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации с использованием эмпирического опыта, основанного на совокупности параметров технологических отклонений и парных связей причин возникновения дефектов, представлена в следующем виде

М={Е1, Рв.!, РРц в, Ш, Р01}, где р1 - фактор, влияющий на возникновение дефекта, FSJ - состояние фактора,

РР1 - таблицы, описывающие связи "фактор-фактор" для каждого дефекта, в - график отклонения технологических параметров, РИ - правила формирования рекомендаций по ликвидации дефектов, ГБ1 - таблица, содержащая дополнительную информацию по дефекту Сложность выявления дефектов заключается в большом количестве позитивных, массово используемых и негативных факторов, которые участвуют в образовании брака отливки При этом одновременно могут оказывать влияние несколько факторов Они могут оказывать влияние как самостоятельно, так и в результате взаимодействия между собой, усиливая или ослабляя общее воздействие на возникновение брака отливки В табл 2 (левая часть) представлены причины возникновения дефекта и их номера (р1) В правой части таблицы, в продолжение каждой причины, приведены позитивные (1), массово используемые (2) и негативные (3) факторы (Рв)), оказывающие влияние на ликвидацию или возникновение дефекта «Пузырь подкорковый», относящегося к группе газовых раковин Для определения причины возникновения дефекта технолог выбирает факторы, сопутст-вующие процессу возникновения дефектных отливок

Обобщая производственный опыт и литературные данные по ликвидации дефектов отливок, было установлено следующее Если эмпирически определить степень влияния каждого фактора на возникновение дефекта (в %) и степень взаимодействия этих факторов между собой, то можно построить обобщенную таблицу парного влияния факторов на качество отливки (РР1) (более сложные связи не оказывают существенного влияния, поскольку в парных связях задействованы наиболее значимые факторы) (табл 3) Первая цифра по границе таблицы от (п ф) означает причину возникновения дефекта, вторая — фактор Используя конкретные факторы на день изготовления отливок, по этой таблице строятся трехмерные графики (в) влияния факторов на возможность образования дефекта и определяется основная причина его возникновения Процесс исследования завершается короткими рекоменда-

циями по ликвидации дефектов (№) и таблицами (РОГ), содержащими дополнительную информацию по дефекту.

Таблица 2

Факторы, влияющие на возникновение дефекта «Пузырь подкорковый»

Наименование причин возникновения дефектов П Состояние фахторо! позитивные (1)массово используемые (2) негативные (3)

Эффективность вентиляции стержней 1. Имеется полная венгкшщия стержней 2. Имеется центральный вентишщио нный канал 3.. Вентиляции в стержне нет

Температура залнгаемого металла 1. С большим перегревом 2. Средний перегрев (расчетное) 3. С минимальным перегревом

Время заливки формы 1. Увеличенное (выше расчетного) 2. Обычное (расчетное) 3. Уменьшенное (ниже расчетного)

ГазотЕорность стержней 1. Уменьшенная до 10 см^/г.смеси 2. Обычная - 10-15 см^/г. смеси 3. Увеличенная-более 15 см5/г.смвси

Газотаорность формовочной смесн 1. Уменьшенная до 12 см^'/г.смеси 2. Обычная - 12-16 см^/г. смеси 3. Увеличенная - боле е 16 с м%.с мес и

Газопроницаемость стержней 1. Увеличенная, более 130 ед. 2. Обычная-100-130 ед. 3. Утлвньшенная - 70 - 100 ед.

Газопроницаемость формовочной смесн 1. Увеличенная, белее 100 ед. 2. Обычная-70-100 ед. 3. Уменьшенная - 40 - 70 ед.

Количество I ентшгяцноиных наголоI на пох.ерхностн формы 1. 0 5. им, 10 шт./дм2 2. 0 5.им, 4 шт./дм: 3. Наколов нет

Протихода!ленке газа I стержне прн залмке металла 1. Противодавление газа нет рис. б 2. Противодавление незначительно

3. Противодавление значительное ряс. а

а) б) Схема протводавление газа.

1. Пгаощздь заделки незначительна: глубина менее 0,5.см, площадь менее 2 си* 2. Площадь заделки допустимая: птубина 1.см., площадь 4 см3 3. Площадь заделки значительная: глубина более 2см, площадь более 5.СМ

Наличие ремонтного состава на стержнях

L\

с w о ЬО о «о •о ЬО •о со 0» ьо ОС ы bJ -а о. ы о. bJ о. La La to La ■t* bJ ы W bJ W ю to to ьо Ы ьо ^ Я ►в-

о о о А О ьо о о bJ>

о с о Os О w о о ьо к>

О о о СО с> La о ьо Lsl

о О о Ю La о о s О о U)

о ЬО о о О to о с § ьо о о LS* ЬО

La О о ° S LA О Оч о § о s Kfl Lsl

О ° о О La La lu о с о о La о

Q lu о о La О ЬО La О LA W о ьо о CK о W О о ЬО

La О о о О О ЬО La СО О La О W о со о La О ьо LA ^ Lsl

О О О О со о о La La О to о Ln La О ЬО о О La

О ЬО о О ко о to La La La О ЬО La La La О о о о bJ La о CD ЬО

UJ о ° О о о О ЬО О CK О ЬО LA 00 о ¿л о о О ко о La

о о о ЬО о К о о о О о Ca la LU О to о о о кО О о OÍ

о ЬО 1л о ё to с ьо G- о. о bJ> о bJ о La О ЬО LA s О to La ьо о La LA ко LA о О. ЬО

LU Ut о о La La LA LU LA о о ьо La CK LA LU О ьо La La La О Lsl Оч "О О О LA CK

о о о ьо о La Сл О и< о ьо о О О La La С to о о La О Ь> О о M

о Ю о о о ЬО о La кО LA La О La О ьо La ЬО О La О bJ La О La О W о ко о О» La w о о ЬО

■и о о OJ о bJ LA LA О La о О о О UI о О W О ЬО О CK о UI о со О ■и о w о U»

о о о о о о ко La |_А О О s о -«ь О ЬО О о О La La 4- О La о Oí О ьо о о «0

о ю о * о bJ ilk о ы ьо LA кО О LA bJ LA LA О bJ La bJ о La bJ ЬО La La О »0 La ьо La ■vi О UI о о CD ЬО

* La о о о, о о о LA ы LA UJ о О w о ко LA La La LU О о •-3 О w © W О СУ о Ы La W Lr. СО о La w о со w

о о о ы La La о * о ЬО о Ы 1_А ЬО О о W О ьо о 5 « L-s bJ LA Ln о La О о О О ■ъ о ЬО О о ч>

о о о La La Ls> LA ЬО LA Ol о £ h» Ln О ы о b-> LA LA о W о к> LA CK О Lu La ЬО О) К Lsl ЬО La La О К to Ln LA W La о «о ьо

о о о ■» La о. О «0 LA Os о 00 о —J о CK о 00 о LA о. О о о 00 О Ol о о о О CK La о СО о О О О О w La <о UJ

о о ю о О о Lsl La ю о W La и U ю о о о ЬО о о ьо о La к> LA ЬО о La LA О LU О S о о О о bJ о о о. о W о о о

о о о о w kJ о La La w »JS о la о 1л kJ о * о LK> LA ю о LA LA ЬО La CK о w LA ьо La La La La) La ЬО La La О ы о ьо La во о ы о Ln о ьо

о о о о о ю о 00 о <о О «0 о. 00 о чэ о 00 о о «о о О о. о СО О СО О M О чэ о CK о О. О «О О «О О CK о 00 о СО о О «о о со о О о

Е

СЕЕЗ

гг М1Ж »

* !•: г»

» *

и » «

■Я

^Н >4 УК» ^

Идет и фи ка ция дефекта -

Выбор «ех >1 ш» шн нее «сих парам«?:» ре»

т

Оценка «арных свяк'й ра;ин>В1и*н»аей факторов и прими«« возникновения дефекта

Построение графика «заимо**ли«иия фактор«« и йринин »«зннклоненйя дефек1а

Построение таблицы в? и и мо »линн ия факторов

и причин воз иин'иойен и« дефект а. Вьиюд _ рек«^н;нда»|нй по е« о ликвидации.

Рис. 5. Схема методики определения дефектов отливок и причин их возникновения

Двпмшя.

Определение прич свя 1нно-спедственных зей / * Опоеаеление технологических параметров., /

1 *

Определение спо дефекта ло разра соба ликвидации 5отанным схемам/ Определение причин возникновения дефекта по таблицам оценки парных связ§*

Определение способов ликвидации дефекта у

Да

Корректировка таблиц технологических параметров и оценки парных связей факторов возникновения дефектов у

Производство пробной партии С исправленной технологией у

КОНЕЦ ^

Рис 6 Алгоритм метода качественного анализа выявления и ликвидации дефектов

Для каждой разновидности дефекта определены позитивные и негативные факторы и разработаны таблицы их взаимодействия На рис 5 представлена общая схема методики определения разновидности дефектов и причин их возникновения Определение причин происходит путем моделирования негативными, массово используемыми и позитивными факторами на технологический процесс изготовления отливки с отражением результатов на трех-

мерном графике влияния факторов Объединение описанных выше методик позволяет сформировать метод качественного анализа выявления и ликвидации дефектов отливок, алгоритм которого приведен на рис 6 Рассматривается ряд конкретных примеров использования предложенных методик для выявления и ликвидации различных дефектов

В главе 3 "Математическое моделирование процессов и методология, определяющие образование литейных дефектов" рассматриваются математические описания процессов формирования и снижения до допустимого уровня газового давления в литейной форме, а также процессы затвердевания металла в отливке Рассмотренный в главе 2 метод качественного анализа выявления и ликвидации дефектов во многом решает вопросы снижения брака отливок Однако есть дефекты отливок, ликвидация которых возможна только с использованием методов количественного анализа При этом необходимо использование упрощенных моделей литейных процессов, позволяющих оперативно изучить качественные особенности механизмов образования дефектов отливки

Наиболее трудоемкими для определения количественных характеристик технологического процесса изготовления отливки являются газовые и усадочные раковины Для решения этой проблемы необходимо провести математическое моделирование литейных процессов, учитывающее влияние основных факторов образования дефекта

Дефекты газового характера возникают при механическом внедрении газа в металл в процессе заливки Ргаза>Р критическое В случае возникновения дефекта по причине несовершенства технологии изготовления отливки проводится количественный анализ газового режима, в ходе которого рассчитывается давление газа в форме и стержнях отливки и последующее определение технологических приемов для устранения избыточного давления

Рассмотрены зависимости для определения давления газа в формах и стержнях, полученные доктором техн наук профессором Я И Медведевым При выводе математических зависимостей им были сделаны следующие ограничения

• скорость подъема металла, постоянная величина, не зависящая от конфигурации отливки, рассчитывается для геометрически простых тел, таких как сфера, цилиндр, куб, призма,

• объем газов, удаляющихся фильтрацией, не учитывается при расчете давления газа,

• при расчете приведенного сечения газового потока не учитывается сложность конфигурации стержня,

• формула расчета давления выбирается в зависимости от промежутка времени,

• свойства смеси однородны по сечению,

• длина пути фильтрации и пористость смеси не изменяется,

• распределение давления газа в направлении фильтрации линейное

Для снятия некоторых ограничений сделаны следующие уточнения в математической модели Я И Медведева, представленные в табл 4

Таблица 4

Уточнения математической модели Я И Медведева

По Я И Медведеву | Уточнения

Определение скорости растекания металла по поверхности формы и стержней

Ом — объемная скорость поступления металла, в полость формы, — площадь зеркала металла на П(И(г)) - периметр смачивания на высоте И, Ом-объемная скорость поступления металла в полость формы, II1 — обратная функция зависимости высоты от времени,

г- время от начала запивки - площадь зеркала металла на уровне Ь , г-время от начала запивки

Определение приведенного сечения газового потока стержня

р ьг*- ЫРа

^ - площади сечения знака стержня,

площади сечения знака, а - коэффициент, определенный в зависимости от класса сложности стержня

^ - площади сечения знака

стержня. Класс I Класс И ^""классШ '' Класс IV КлассУ

Определение объема газа, удаляющегося фильтрацией

Яфя определяется пропорционально перепаду давлений Объем удалившегося газа за счет фильтрации определяется по формуле Дар си / - длинапути фильтрации газа, к -газопроницаемость смеси, р - абсолютное давление газов в слое формы, прилегающей к отливке, РО-наружное противодавление газа

В результате проведенных преобразований получена уточненная математическая модель расчета давления газа

'3

а -у/г - гск + Мр0т +

у

Мт +-

2Ро

* Г„Р

где М - —~ пропускная способность, V - объем пор в области фильтрации

Уточненная математическая модель позволяет определить давление газа в любой точке формы или стержня с учетом реальной конфигурации отливки

и фильтрации за весь период с момента контакта металла с формой до образования безопасной корочки

В главе рассматривается моделирование условий снижения или ликвидации усадочных дефектов в отливках При затвердевании отливок происходят процессы, оказывающие влияние на возникновение усадочных дефектов, коробление отливки, образование трещин и т д Скрытность течения процесса затвердевания накладывает свои отпечатки на сложность управления ими и затрудняет возможность ликвидации возникающих дефектов отливок Следовательно, возникла реальная необходимость в создании модели, позволяющей технологу средней квалификации исследовать процессы затвердевания отливки с возможностью снижения или ликвидации усадочных дефектов в отливке

При разработке модели ставилась задача - визуально показать процесс объемного или направленного затвердевания стенок отливки при вариации технологических параметров Кроме этого, на основе моделирования необходимо определить для каждой выделенной пользователем области значение параметра теплоаккумуляции облицовочной смеси, обеспечивающей объемное затвердевание этих областей, несмотря на различие в толщинах стенок

Для расчетов использовалась основная формула определения толщины затвердевшей области отливки, известная как закон квадратного корня

Х = к4т, (1)

где х - расстояние изотермы кристаллизации от поверхности тела (толщина твердой области) в зависимости от времени г от начала процесса затвердевания отливки, К - коэффициент затвердевания

По Б Б Гуляеву К определяется следующим образом

К

М58 у Г'Р

(2)

где Т - температура кристаллизации заливаемого металла,

Ъ. - коэффициент теплоаккумуляции материала литейной формы,

у — плотность заливаемого металла, р - скрытая теплота кристаллизации металла После проведения преобразований формул, выведенных Б Б Гуляевым, получены следующие выражения

'1,44 (Ты-ТкУ2

=

Ь2 (Ты ~ТФ) 444 у-Д, -р^2

Ьг'{Ткр-Тф) ,

/

г3 =г2 +

где х2 - время отбора теплоты перегрева, т3 - время затвердевания стенки отливки, Ткр - температура кристаллизации заливаемого металла, р1 - удельная теплота кристаллизации металла, у-удельный вес металла (или плотность металла), С[ - коэффициент теплоемкости жидкого металла, 7?; - половина толщины стенки отливки, Тф - начальная температура формовочной смеси, Тзи - температура заливаемого металла

Результаты моделирования условий снижения или ликвидации усадочных дефектов в отливках позволяют

- для отливок любой конфигурации определить места расположения изотермических линий в каждый момент времени,

- определить по визуальной оценке возможность появления усадочных дефектов в термических узлах отливок,

- провести расчеты по определению параметров усадочных дефектов до ликвидации и после ликвидации усадочных пороков,

- определить расчетные коэффициенты теплоаккумуляции формообразующих материалов для создания объемного затвердевания отливки,

- создать направленное затвердевание отливки с формированием усадочной раковины в уменьшенной прибыли при использовании формообразующих материалов с различными коэффициентами теплоаккумуляции,

- создать условия повышения выхода годного литья за счет использования уменьшенных прибылей, формирующихся в формообразующих материалах с низким коэффициентом теплоаккумуляции

Далее рассматривается комбинированный подход к устранению дефектов, основанный на качественном и количественном методе с использованием математического моделирования сложных процессов формирования отливки В общем случае процесс устранения дефектов отливки состоит из ряда основных этапов

а) идентификация дефекта, поиск причин его возникновения, определение способов его ликвидации проводятся методиками качественного анализа,

б) моделирование процессов снижения давления газа, затвердевания отливки, уменьшение напряженного состояния и др проводится методиками количественного анализа

Представленный на рис 7 алгоритм иллюстрирует порядок прохождения этих этапов Алгоритм метода качественного анализа диагностики и ликвидации дефектов на примере литейного производства объединяет целый комплекс системных построений, описанных в главе 2, и позволяет определить

• группы дефектов по большинству схожих признаков,

• характерные отличительные особенности дефектов,

• разновидности дефектов по отличительным особенностям,

• цепочки причинно-следственных связей,

• причин возникновения дефекта,

• направление исследования причин

С

НАЧАЛО

Дефекты отливки пробной партии

Рис 7 Алгоритм применения методов качественного и количественного анализа для диагностики и снижения дефектов отливок из железоуглеродистых сплавов

В случае невозможности получить качественную отливку из-за сложности протекающих в литейной форме процессов используется метод количественного анализа, позволяющий провести количественную оценку протекающему процессу для принятия решений по ликвидации дефекта Количествен-

ные методы анализа сложных процессов, математическое описание которых приведено выше, реализованы в автоматизированных системах моделирования условий формирования отливки

Рис 8 Дерево компонентов методологии выявления дефектов и снижения брака отливок

Методология выявления дефектов и снижения брака отливок состоит из качественных и количественных методов Качественные методы выявления и ликвидации дефектов содержат методики логического и эмпирического определения дефектов Количественные методы моделирования условий возникновения и ликвидации дефектов содержат математические описания происходящих в литейной форме процессов Представленное на рис 8 дерево иллюстрирует иерархию компонентов методологии выявления дефектов и снижения брака отливок

В главе 4 "Программно-методический комплекс повышения качества литья" рассматриваются автоматизированные системы, объединенные в единый программно-методический комплекс повышения качества литья, которые поддерживают различные процедуры рассмотренной выше методологии

• Приводится описание архитектуры и отдельных подсистем программно-методического комплекса повышения качества литья «Технолог» Архитектура системы (рис 9) представляет собой комплекс средств информатизации литейного производства, который включает в себя следующие основные компоненты

.Подсистема логического определения разновидностей дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации I--

I

Т

Деревья идентификации дефектов

Интерфейс

идентификации

дефектов

А

Графы причинно-следственных связей

Причины и способы .ликвидации дефектов,

Интерфейс вывода справочной

Интерфейс поиска информации по причинам и

причин дефектов способам ликвидации

/ дефектов у

Подсистема моделирования литейных процессов

Формово-

Металлы чные

материалы

Интеграция с САО ^

_1_

г ч-

Подсистема анализа газового режима

Подсистема анализа затвердевания

Подсистема

анализа напряжений^

Интерфейс пользователя

21

Справочная система «Атласу

-1 **

Подсистема эмпирического определения разновидностей дефектов, парных связей причин ' их возникновения и способов ликвидации [

Рис 9 Архитектура программно-методического комплекса «Технолог»

26

а) модуль «Интерфейса пользователей» системы, имеющий выход на основные подсистемы подсистемы логического и эмпирического определения и ликвидации дефектов, подсистему моделирования литейных процессов, информационно-справочную систему «Автоматизированный атлас литейных дефектов», архитектура которого представлена на рис 10,

Рис 10 Архитектура справочной системы «Атлас литейных дефектов»

б) «Подсистема логического определения разновидностей дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации» Данная подсистема содержит модули визуально-логического определения дефекта, цепочки причинно-следственных связей возникновения дефектов, определения способов ликвидации дефектов, «Подсистема моделирования», является мощным и интуитивно понятным средством анализа и разработки технологии Все подсистемы моделирования имеют связь с CAD средствами для получения и проведения анализа непосредственно на ЗБ-модели отливки Инструментальные средства подсистемы позволяют проводить анализ и поддерживать весь процесс формирования или редактирования технологии изготовления отливки,

в) «Подсистема эмпирического определения разновидностей дефектов, парных связей причин их возникновения и способов ликвидации» Данная подсистема содержит модули визуально-логического определения дефекта, таблицу определения парных связей возникновения дефектов, определения способов ликвидации дефектов

Подсистемы являются отдельными программными продуктами и могут использоваться независимо или в составе комплекса Более подробно они рассматриваются далее

При затруднении выполнения сложного и не всегда реализуемого этапа определения причинно-следственных связей (рассмотренный ранее логический способ определения дефектов) большую помощь окажет автоматизированная система распознавания дефектов, определения причин их возникновения и способов ликвидации на основе качественного анализа, представленная

на рис 11 Система создана на основе методики определения и выявления дефектов при использовании оценки ординарных и парных связей позитивных и негативных факторов возникновения или ликвидации дефектов

Модуль корректировки модели идентификации и ликвидации дефектов /

Модели идентификации

_1_

Технологические факторы производства

отливки | —■

I

I

Интерфейс визуализации

моделей Идентификации дефектову/

Интерфейс выбора технологических параметров >

Модуль корректировки таблиц оценки технологических факторов и и^ связей /

Таблицы оценки влияния парных связей факторов

Причины возникновения и способы ликвидации вфектов

.---1

Модуль оценки парных связей факторов на возникновение

Модуль построения таблицы причин возникновения дефекта и способов их ликвидации у

Модуль построения графика влияния причин на возникновение дефекта у

Рис 11 Архитектура автоматизированной системы распознавания дефектов, определения причин их возникновения и способов ликвидации на основе качественного анализа

Функционирование системы начинается с определения разновидности дефекта с помощью интерфейса визуализации моделей идентификации дефекта по его отличительным признакам После этого осуществляется выявление причин возникновения дефекта при использовании

- интерфейса выбора технологических параметров производства отливок на день возникновения дефекта,

- модуля оценки влияния факторов и их парных взаимодействий на возникновение дефекта, при помощи которого находятся причины, оказывающие наиболее значимое воздействие на формирование дефекта

Полученные результаты о причинах возникновения дефектов представлены в виде таблицы и графика влияния причин на возникновение дефекта Для каждой найденной причины система выводит способ ее ликвидации выбором из базы данных

Рассматривается автоматизированная система моделирования газового режима в литейной форме Архитектура автоматизированной системы представлена на рис 12

Рис 12 Архитектура автоматизированной системы моделирования газового режима литейной формы

Система включает в себя следующие модули

- «Интерфейс пользователя», из которого возможен вызов всех остальных модулей,

- модуль подготовки файла данных геометрической формы отливки, который выполнен в виде подпрограммы для САБ-системы, функция которой заключается в формировании определенного формата файла, содержащего информацию о геометрической форме отливки,

- модуль заполнения и редактирования базы данных технологических характеристик металлов и смесей, которые используются в дальнейших расчетах,

- модуль расчета давления газа в форме и стержнях,

- модуль построения графиков давления газа в форме и стержнях, позволяющий визуально контролировать изменение давления газа в каждый момент времени,

- расчетный модуль для определения необходимого времени заливки, при котором давление газа остается ниже критического,

- модуль визуализации, расположенный в САО-системе, позволяющий на трехмерной модели отливки показать расчетную длину вентиляционных наколов в стержне, способствующих выводу газа,

- модуль формирования технологических карт, который по файлам данных выбирает технологические параметры изготовления отливки, уменьшающие возможность возникновения газовых раковин

Рассматривается автоматизированная система моделирования условий снижения или ликвидации усадочных дефектов отливок, архитектура которой представлена на рис 13

Рис 13 Архитектура автоматизированной системы моделирования условий снижения или ликвидации усадочных дефектов отливок

Эта система включает в себя следующие модули

- «Интерфейс пользователя», из которого возможен вызов всех остальных модулей,

- модуль подготовки файла сечения трехмерного чертежа отливки и его перевода в формат программы, выполненного в виде подпрограммы для САО-системы,

- модуль упрощенного графического редактора, позволяющий изменять существующие файлы сечений отливки формировать прибыли, изменять конфигурацию отливки и элементов для ее питания и т д ,

- модуль заполнения и редактирования базы данных технологических характеристик металлов и смесей, которые используются в дальнейших расчетах,

- модуль расчета температурных полей отливки с заданными пользователем технологическими параметрами (в том числе облицовка некоторых частей отливки захолаживающими формовочными смесями),

- модуль визуализации процесса затвердевания металла в отливке в виде последовательного изменения температурных полей через определенные промежутки времени,

- расчетные модули для определения параметров холодильников, пористости отливки, усадочных раковин и модуль определения теплоаккумуля-ции формовочной смеси для создания объемного затвердевания металла,

- модуль визуализации, расположенный в САБ-системе, позволяющий на трехмерной модели отливки показать расположение захолаживающих материалов, способствующих ликвидации усадочных дефектов

В главе 5 "Апробация полученных теоретических и практических результатов работы на литейных предприятиях России" рассматриваются примеры использования методологии и программно-методического комплекса повышения качества литья в практической деятельности ряда литейных предприятий

Приведен визуально-логический анализ разновидности дефекта с определением причинно-следственных связей и выявлением дефекта на примере отливки «Боковина» Первоначально был проведен анализ отливки на площадке брака с использованием дополнительного оборудования, в результате которого были определены характерные отличительные особенности рассматриваемого дефекта

На рис 14 представлена последовательность работы с использованием методики идентификации и устранения светлых мелких подкорковых раковин По форме, расположению, величине раковин установлено, что они образуются от излишнего количества влаги в формовочной смеси С помощью связи причин возникновения и способов ликвидации определено, что дефект может быть ликвидирован при соблюдении технологического режима изготовления отливки с использованием наполнительной формовочной смеси, охлажденной до температуры не более 35 °С при пониженной влажности

Рассматривается методика выявления разновидностей дефектов и их ликвидации при использовании результатов оценки ординарных или парных связей позитивных и негативных факторов на примере ликвидации газовой окисленной раковины в отливке «Корпус запорный» Определение дефектов проводилось с помощью визуально-логического метода, а выявление условий возникновения дефектов - на основе таблицы оценки связей факторов По материалам исследований сделаны конкретные рекомендации, позволяющие существенно снизить затраты на выявление разновидности дефектов, проводить варьирование позитивных и негативных факторов для определения приемлемых условий производства литых заготовок на предприятиях При этом не требуется использование глубоких знаний специалистов, которые отсутствуют на большинстве предприятий Приводятся данные использования результатов работы на предприятиях России Общий экономический эффект от использования теоретических и практических результатов работы на литейных предприятиях (на момент оформления автореферата) составил более 41,5 миллионов рублей (табл 5)

Таблица 5

Результаты экономической эффективности использования теоретических и практических

результатов работы

№№ п/п Наименование предприятий, использующих результаты работы Ориентировочный эконом, эффект, млн. руб.

1 ОАО «Альметьевский насосный завод» 8,0

2 ООО «Воронежский сталелитейный завод» 7,2

3 ОАО «Тверьвогонзавод» 15,0

4 ООО «ПК «Новочеркасский электровозостроительный завод» 5,5

5 ОАО «Курганмашзавод» 3,7

6 ООО «Ростовский литейный завод» 2,1

Итого: 41,5

Модель Идентификации дефекта

По толщин»'

:вТЯИ«й

Каплеобразна», сферическая или червеобразная, размером от 0,5 до 5 мм

ВШ

■Ь

ш

Раковина газоааа гладкая светлая блестящая, подкорковая

стороны стержня

Скопле««® раковин на отливке со стороны формы

цакоинн от

нвперхяостя *т<;расв*

Модель определения причин возникнооения дефекта

А.

КОИ Д«'Н Г ]> К (111*1

раклпни пйлнш

<ГГ«]>ЖЯ СЧ!МХ ЗНЙКО»

Омич 1.и<и- скоплен. раковин со сторон-формы «$»« и ».»им» нормам 1хНО и

Переу»лажненме

горячей наполнительной «.♦леей

Модель определения способов ликвидации дефекта

Одержан« с О,«»*«'« л форме

Г тюпръншнн?-

мосг». ф<>(»мш>о*шой

Созданне

«СИТЯЛ0Ш1Н

фор мм

Горячив стержни и *опо«наи смесь и наоборот

Тем пвратура стержней и

более 35оС

Рис. 14. Визуальная демонстрация использования методики логического определения, диагностики и ликвидации светлых мелких подкорковых раковин

В трех пунктах главы 6 "Использование результатов работы в образовательных целях" рассматриваются методика обучения эффективным приемам повышения качества литья и программные продукты для обеспечения дистанционного обучения, к которым относятся

- компьютерные лекции «Системный анализ повышения качества литья»,

- компьютерные программы для проведения дистанционных семинаров между заводами и ВолгГТУ (заказчиком и исполнителем),

- отдельные подсистемы программно-методического комплекса «Технолог»

Основные результаты работы:

1 На основе анализа литературных данных и практического опыта создана систематизация литейных дефектов отливок из железоуглеродистых сплавов в виде дерева, содержащего характерные отличия дефектов, позволяющая значительно сократить затраты времени для определения сложных разновидностей дефектов

2 Разработаны графовые модели определения причинно-следственных связей между разновидностями дефектов и причинами их возникновения, позволяющие определять направления поиска и выявлять истинные причины возникновения пороков изделий

3 Для каждой разновидности дефектов созданы схемы связей причин возникновения дефектов и способов их ликвидации, позволяющие определять условия ликвидации дефектов с созданием эффективных технологических процессов

4 Разработана методика качественного анализа, содержащая идентификацию дефектов по геометрическим, цветовым и другим признакам, причинно-следственные связи определения причин возникновения и способов ликвидации дефектов

5 Разработана методика, основанная на идентификации разновидностей дефектов и обобщенной таблице взаимодействия причин и их влияния на возникновение дефектов отливок, позволяющая без глубокого знания литейных процессов диагностировать и ликвидировать брак отливок

6 Разработаны математические модели основных процессов формирования отливок, позволяющие создать программно-методический комплекс «Технолог» для моделирования условий ликвидации газовых раковин, снижения или ликвидации дефектов усадочного происхождения и др

7 Разработана методология, состоящая из качественных (методики логического и эмпирического определения дефектов) и количественных (математическое моделирование условий возникновения и ликвидации дефектов) методов диагностики и устранения дефектов Она позволяет выбирать различные методики выявления и ликвидации дефектов отливок в зависимости от уровня подготовки пользователя

8 Разработано методическое пособие обучения новым приемам повышения качества литья, в том числе и снижения дефектов отливок с использованием сетевых технологий

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

Монографии и научные издания

1 Воронин, Ю. Ф Атлас литейных дефектов Черные сплавы монография/Ю Ф Воронин, В А Камаев -М Машиностроение-1, 2005 -328 с

2 Воронин, Ю. Ф. Экспертная оценка качества литья монография/ Ю Ф Воронин, В А Камаев -М Машиностроение-1,2006 - 180с

3 Воронин, Ю. Ф. Повышение качества литья Системный подход монография/Ю Ф Воронин -М Машиностроение-1, 2007 -263 с

4 Воронин, Ю. Ф. Повышение качества литья лекции/ Ю Ф Воронин/ ВолгГТУ - Волгоград, 2006 - 459 с (компьютерный вариант)

Статьи в ведущих журналах, рекомендуемых ВАК для публикации докторских диссертаций

5 Воронин, Ю. Ф Моделирование газового режима литейной формы/ Ю Ф Воронин, А В Матохина// Программные продукты и системы - 2007 - № 3 -С 56-58

6 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система «Атлас литейных дефектов» /Ю Ф Воронин, В А Камаев, А В Матохина// Вестник компьютерных и информационных технологий -2007 -№10 - С 25-26

7 Воронин, Ю. Ф Компьютерные программы на каждый день/ Ю Ф Воронин//Программные продукты и системы -2007 -№3 -С 58-59

8 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система качественного анализа при снижении брака литых заготовок/ Ю Ф Воронин, В А Камаев, Д Ю Куликов, А В Матохина// Вестник компьютерных и информационных технологий - 2008 - № 4 - С 33-34

9 Воронин, Ю. Ф Программная система «Атлас литейных дефектов»/ Ю Ф Воронин, В А Камаев// Программные продукты и системы - 2007 -№3 -С 59-61

10 Воронин, Ю. Ф Моделирование процесса остывания отливок в литейной форме/ Ю Ф Воронин, Д Ю Куликов// Программные продукты и системы -2007 - №3 -С 61-63

11 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система «Атлас литейных дефектов» свидетельство о регистрации № 2007612466 от 09 06 2007 г/ Ю Ф Воронин, А В Матохина, Д Ю Куликов

12 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система «Моделирование условий ликвидации газовых раковин в отливке» свидетельство о регистрации № 2007614500 от 15 11 2007 г / Ю Ф Воронин, А В Матохина, Д Ю Куликов, С Ю Воронин

13 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система «Моделирование условий ликвидации или снижения усадочных дефектов в отливке» свидетельство о регистрации № 2007614490 от 15 11 2007 г / Ю Ф Воронин, А В Матохина, Д Ю Куликов, С Ю Воронин

14 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система «ЭКСПЕРТ» свидетельство о регистрации № 2008612624 от 28 05 2008 г/ Ю Ф Воронин, С Ю Воронин, А Ю Воронин, Н А Бойко

15 Воронин, Ю. Ф Компьютерное определение дефекта, причин его возникновения и способа ликвидации/ Ю Ф Воронин, В. А Камаев, А В Матохина, С А Карпов//Литейное производство -2004 -№7 - С 17-24

16 Воронин, Ю. Ф Моделирование влияния причин возникновения дефектов на качество отливок / Ю Ф Воронин, А В Матохина// Литейщик России - 2004 - № 8 - С 33-37

17 Воронин, Ю. Ф К вопросу об определении причин возникновения дефектов отливок/ Ю Ф Воронин // Литейщик России - 2004 - № 9 - С 42—46

18 Воронин, Ю. Ф Управление процессом снижения усадочных дефектов отливок/ Ю Ф Воронин, В А Камаев, А В Матохина, Д Ю Куликов//Литейщик России -2004 -№12 - С 37-40

19 Воронин, Ю. Ф Комплексное решение вопросов повышения качества литья/ Ю Ф Воронин, В А Камаев// Литейное производство - 2005 -№2 - С 17-21

20 Воронин, Ю. Ф Определение условий возникновения дефектов отливок (на примере горячей трещины) / Ю Ф Воронин, В А Камаев// Заготовительное производство в машиностроении -2005 - №3 -С 10-14

21 Воронин, Ю. Ф Прагматическое моделирование литейных процессов / Ю Ф Воронин, В А Камаев// Литейное производство - 2005 - № 6 -С 25-28

22 Воронин, Ю. Ф Воронин Ю.Ф. Моделирование условий ликвидации газовых раковин / Ю Ф Воронин // Литейщик России - 2006 - № 2 -С. 38 42

23 Воронин, Ю. Ф Интегрированная аналитическая система повышения качества литья/ Ю Ф. Воронин, В А Камаев, А В Петрухин, В К Агеев, А В Шешенева // Заготовительное производство в машиностроении -2003 - № 9-С 3-6

24 Воронин, Ю. Ф Компьютер определяет причину возникновения дефекта отливки / Ю Ф Воронин, В А Камаев // Литейщик России - 2005 -№ 8 - С 30-34

25 Воронин, Ю. Ф Характерные особенности распознавания и устранения газовых раковин / Ю Ф Воронин, Ю А Парфенов, А В Шешенева// Заготовительные производства в машиностроении - 2003 - № 12 - С 7-9, 57

26 Воронин, Ю. Ф Устойчивые технологические режимы изготовления отливок/Ю Ф Воронин//Литейщик России -2005 -№10 С 46-48

27 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система оптимизации газового режима литейной формы/ Ю Ф Воронин, А Г Лосев, В А Камаев, Е А Мазепа, А В Шешенева, Е А Мартыненко, Т В Кокина, В А Бегма// Литейщик России -2003 -№12 - С 39-43

28 Тронин, A.B. Устойчивый процесс предупреждения возникновения газовых раковин/ А В Тронин, И Ф Хакимов, Ю Ф Воронин, В А Кама-ев//Литейщик России -2005 -№11 -С 48^9

29 Воронин, Ю. Ф Компьютерный "Атлас литейных дефектов"/ Ю Ф Воронин, В А Камаев, А В Матохина, С А Карпов// Литейщик России -2004.-№ 1 -С 31-36

30 Воронин, Ю. Ф Эффективность ликвидации горячих трещин/ Ю Ф Воронин//Литейщик России -2006 -№8 -С 15-19

31 Воронин, Ю. Ф Моделирование газового режима литейной формы/ Ю Ф Воронин, А Г Лосев, А В Матохина, В А Бегма// Литейщик России -2004-№4 - С -35-41

32 Воронин, Ю. Ф Системный анализ и экспертная оценка светлых газовых раковин в отливках / Ю Ф Воронин// Литейное производство - 2006 -№9 - С 9-12

33 Воронин, Ю. Ф Компьютерные лекции по повышению качества литья/Ю Ф Воронин, В А Камаев//Литейщик России -2007 -№3 -С 17-21

34 Воронин, Ю. Ф Автоматизированная система «Атлас литейных дефектов Чугун и сталь»/ Ю Ф Воронин, В А Камаев, А В Матохина, С А Карпов// Заготовительные производства в машиностроении - 2004 -№ 6 - С 3-7

35 Воронин, Ю. Ф Системный подход к определению разновидностей светлых газовых раковин/ Ю Ф Воронин// Литейщик России - 2007 - № 7 -С 8-10

Статьи в журналах, сборниках

36. Воронин, Ю. Ф Матричный метод определения причин возникновения дефекта/ Ю Ф Воронин// Оборудование Технический альманах -

2005 -№ 4 (ноябрь) - С 76-81

37. Воронин, Ю. Ф Архитектура разновидностей светлых газовых раковин/ Ю Ф Воронин, В А Камаев// Оборудование Технический альманах -

2006 1 (март) - С 69-73

38 Воронин, Ю. Ф Причины возникновения светлых газовых раковин / Ю Ф Воронин// Оборудование Технический альманах -2006 - № 2 (июнь) -С 74-76

39. Воронин, Ю. Ф Моделирование условий снижения или ликвидации усадочных дефектов/ Ю Ф Воронин, Д Ю Куликов// Оборудование Технический альманах -2006 - № З(сентябрь) - С 34-39

40. Воронин, Ю. Ф Характерные особенности окисленных газовых раковин / Ю Ф Воронин, С Ю Воронин// Оборудование Технический альманах -2006 - № 4 (ноябрь) - С 49-55

41 Воронин, Ю. Ф Ликвидация окисленных газовых раковин/ Ю Ф Воронин, С Ю Воронин// Оборудование Технический альманах -

2007 - № 1 (март) - С 46-49

42 Воронин, Ю. Ф Компьютерные программы в помощь литейщикам/ Ю Ф Воронин // Труды 7-го съезда литейщиков - г Новосибирск, 2005 - Т 2

43 Воронин, Ю. Ф Системный анализ повышения качества литья/ Ю Ф Воронин// Труды 8-го съезда литейщиков - г Ростов на Дону, 2007 -Т 2

44 Воронин, Ю. Ф Информатизация литейного производства/ Ю Ф Воронин//Волжский технологический вестник -2004 -№4 - С 55

45 Воронин, Ю. Ф Методология разработки экспертной системы идентификации видов дефектов, а также причин их возникновения по прецедентам/ Ю Ф Воронин, В А Камаев// Труды международной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы Интеллектуальные САПР» -М Физматлит, 2006, - Т 1 -С 219-221.

46. Bast, J. Using info-logical system "Atlas of casting defects" / J Bast, V Kamaev, A Kozlov, Yu Voronm// Specialists education International scientific conference "InformationTechnologies and Telecommunications m Education and Science" 15-22 May 2005 Side Turkey

47 Bast, J. Mathematical contents and processes models of electronic learning/ J Bast, V Kamaev, A Kozlov, Yu Voronin// International Scientific Conference "Technologies and Telekommunications in Education and Science", 15-22 May 2005 Side Turkey

48 Воронин, Ю. Ф Компьютерная поддержка процессов повышения качества отливок/ Ю Ф Воронин, В А Камаев// Волжский технологический вестник -2004-№ 5 -С 26-31

49 Петрухин, А. В. Интегрированная экспертная система по снижению и предупреждению возникновения дефектов чугунных отливок/ А В Петрухин, В К Агеев, Ю Ф Воронин// Информационные технологии в образовании, технике и медицине сб научных трудов в 2-х ч Ч 2 / ВолгГТУ - Волгоград, 2000 -С 37-38

50 Агеев, В. К. Новые информационные технологии в литейном производстве/ В К Агеев, А В Петрухин, В А Камаев, Ю Ф Воронин // Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре и образовании НИТРИО-2001 материалы IV Межд науч - метод конф - Астрахань, 2001 -С 275-276

51 Агеев, В. К. Программно-методический комплекс для оптимизации технологических процессов производства литья / В К Агеев, А В Петрухин, В А Камаев, Ю Ф Воронин // Концептуальное проектирование в образовании, технике, технологии межвуз сб науч трудов/ ВолгГТУ - Волгоград, 2002-С 104-106

52 Агеев, В. К. Автоматизация процесса проектирования элементов литейной оснастки/ В К Агеев, А В Петрухин, В А Камаев, Ю Ф Воронин // Концептуальное проектирование в образовании, технике, технологии межвузов сб науч трудов/ВолгГТУ - Волгоград, 2002 - С 107-109

53 Агеев, В. К. Информационно-консультационная система повышения качества литья/ В К Агеев, А В Петрухин, В А Камаев, Ю Ф Воронин // Прогрессивные технологии в обучении и производстве материалы Всероссийской конференции - г Камышин, 2002 -С 105-106

54 Воронин, Ю. Ф. Визуально-логические и формально-логические модели определения и ликвидации дефектов отливок из железоуглеродистых/ Ю Ф Воронин, В А Камаев// Труды международной научно-технической конференции «Интеллектуальные системы» (AIS 07) и «Интеллектуальные САПР» - М . Физматлит, 2007 - Т 3 - С 27-32

Авторские свидетельства на изобретения В 22

55 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм, преимущественно оболочковых в нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 1616754 СССР Ю Ф Воронин, Ю А Парфенов, В М Голованов, Е А Мащенко Заявл 01 02 89 Опубл 01 09 90

56 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 1608012 СССР Ю Ф Воронин, Л Д Качановская, Л П Синчук , В Ю Покровский Заявл 17 03 88 Опубл 22 07 90

57 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных форм и стержней авторское свидетельство № 1592085 СССР Ю Ф Воронин, Л Д Качановская, В А Ильинский, Ф Д Овчаренко Заявл 21 12 87 Опубл 15 05 90

58 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 1520736 СССР Ю Ф Воронин, А В Сандалов, В Л Цугель, Г И Савченко Заявл 20 11 87 Опубл 08 07 89

59 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения авторское свидетельство № 1509169 СССР Ю Ф Воронин, А В Сандалов, А Е Попов, А А Шавырин Заявл 03 08 87 Опубл 22 05 89

60 Сандалов, А. В. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 1488103 СССР Ю Ф Воронин, А В Сандалов, Г И Савченко, Ж Н Сладкова Заявл 02 11 87 Опубл 22 02 89

61 Сандалов, А. В. Состав для получения противопригарных покрытий на литейных формах и стержнях авторское свидетельство № 1463376 СССР А В Сандалов, Ю Ф Воронин, А А Вихлянцев, Б И Опихайленко Заявл 29 04 87 Опубл 08 11 88

62 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 1274840 СССР Ю Ф Воронин, М В Чеплакова, П К Змиевский, К Э Гаитов Заявл 24 07 85 Опубл 08 08 86

63 Воронин, Ю. Ф. Способ очистки рабочих органов пескодувных и пескострельных машин от остатков смеси авторское свидетельство № 1271631 СССР Ю Ф Воронин, В Ф Воронин, А К Воронина, Ю В Горбаченко Заявл28 01 85 Опубл 22 07 86

64 Чеплакова, М. В Способ изготовления катализатора отверждения для песчано-смоляных смесей, используемых для изготовления литейных стержней авторское свидетельство № 1185726 СССР М В Чеплакова, В А Сатарова, Ю Ф Воронин Заявл 09 01 84 Опубл 15 06 85

65 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в нагреваемой оснастке с одновременной продувкой нагретым воздухом авторское свидетельство № 989805 СССР Ю Ф Воронин, М В Чеплакова, Б Н Трушин, Л А Амбург Заявл 18 05 81 Опубл 14 09 82

66 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 967665 СССР Ю Ф Воронин, М В Чеплакова, Г И Козлова, В А Сатарова Заявл 10 06 80 Опубл 22 06 82

67 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 921660 СССР Ю Ф Воронин, М В Чеплакова, В А Сатарова, В И Кошелев Заявл 22 05 80, Опубл 21 12 81

68 Воронин, Ю. Ф. Устройство для извлечения изделий авторское свидетельство № 850295 СССР. Ю Ф Воронин, О А Пожидаев, В И Кошелев, Ю В Горбаченко Заявл 13 12 79 Опубл 27 03 81

69 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных стержней и форм по нагреваемой оснастке авторское свидетельство № 801958 СССР Ю Ф Воронин, М В Чеплакова, В А Сатарова, В И Кошелев Заявл 19 02 79 Опубл 08 10 80

70 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления оболочковых стержней и форм по горячей оснастке авторское свидетельство № 801957 СССР Ю Ф Воронин, Е А Наумов Заявл 10 11 77 Опубл 08 10 80

71 Воронин, Ю. Ф. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней авторское свидетельство № 801957 СССР Ю Ф Воронин, Е А Наумов, С В Ситников Заявл 02 01 79 Опубл 13 06 80

72 Терешин, Ю. П. Полуавтомат для изготовления оболочковых стержней авторское свидетельство № 738751 СССР Ю П Терешин, О А Пожидаев, Ю В Горбаченко, Ю Ф Воронин Заявл 27 07 77 Опубл 14 02 80

73 Воронин, Ю. Ф. Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по нагреваемой модельно-стержневой оснастке авторское свидетельство № 730445 СССР Ю Ф Воронин Заявл 21 03 77 Опубл 07 01 80

74 Вихлянцев, А. А. Способ покрытия изделий авторское свидетельство № 718213 СССР. Ю Ф Воронин, Е А. Наумов, А А Вихлянцев Заявл 26 09 78 Опубл 06 11 79

75 Вихлянцев, А. А. Покрытие для фильтровальной сетки авторское свидетельство № 638417 СССР А А Вихлянцев, О. АПожидаев, Ю Ф Воронин Заявл 03 06 77 Опубл 28 08 78

76 Воронин, Ю. Ф. Противопригарная краска для литейных форм и стержней авторское свидетельство № 621445 СССР Ю Ф Воронин Заявл 09 11 76 Опубл 06 05 78

77 Воронин, Ю. Ф. Раствор для обработки огнеупорного покрытия авторское свидетельство № 621442 СССР Ю Ф Воронин, О А Пожидаев Заявл 04 04 77 Опубл 06 05 78

78 Воронин, Ю. Ф. Способ отверждения оболочковых форм и стержней авторское свидетельство № 554932 СССР Ю Ф Воронин, Б В Рабинович, И А Никифоров Заявл 02 01 74 Опубл 27 12 76

79 Воронин, Ю. Ф. Композиция для обработки литейных стержней и форм авторское свидетельство № 532452 СССР Ю Ф Воронин, Б В Рабинович Заявл 22 08 75 Опубл 29 06 76

80 Воронин, Ю. Ф. Смесь для литейных форм и стержней авторское свидетельство № 513783 СССР Ю Ф Воронин, Б В Рабинович Заявл 06 07 73 Опубл 22 01 76

81 Воронин, Ю. Ф. Смесь для литейных стержней и форм авторское свидетельство № 389876 СССР Ю Ф Воронин, П А Никитин, О А Пожидаев, Г Е Самойличенко Заявл 24 05 71 Опубл 20 04 73

Подписано в печать 11 07 2008 г Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Уел печ л 2,33 Тираж 100 экз Заказ

РПК "Политехник" Волгоградского государственного технического университета 400131, г Волгоград, ул Советская, 35

Введение.

Глава 1. Анализ условий возникновения дефектов отливок и постановка задачи по их ликвидации

§ 1.1. Представление формы существующих знаний о разновидностях литейных дефектов и причин их возникновения

§ 1.2. Математическое моделирование литейных процессов.

§ 1.3. Прагматическое моделирование процесса устранения литейных дефектов.

§ 1.4. Апробация теоретических и практических результатов при обучении и снижении брака отливок.

Глава 2. Разработка качественных методов идентификации и устранения литейных дефектов.

§2.1. Систематизация литейных дефектов.

§ 2.2. Методики логического выявления причин возникновения дефектов и способов их ликвидации.

§ 2.3. Методика определения и ликвидации дефектов с использованием логических и эмпирических приемов.

§ 2.4. Примеры использования предложенных методик для выявления и ликвидации дефектов.

Глава 3. Математическое моделирование процессов и методология, определяющие образование литейных дефектов.

§3.1. Предпосылки и создание обновленной модели газообразования в литейной форме.

§3.2. Моделирование условий снижения или ликвидации усадочных дефектов в отливках.

§ 3.3. Комбинированный подход к устранению дефектов, основанный на качественном и количественном методах.

Глава 4. Программно-методический комплекс повышения качества литья.

§4.1. Архитектура и подсистемы программно-методического комплекса «Технолог».

§4.2. Автоматизированная система распознавания дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации на основе прагматических данных.

§4.3. Автоматизированная система моделирования газового режима в литейной форме.

§4.4. Архитектура автоматизированной системы моделирования условий снижения или ликвидации усадочных дефектов отливок

Глава 5. Апробация полученных теоретических и практических результатов работы на литейных предприятиях России.

§ 5.1. Практическое применение методики логического определения, диагностики и ликвидации дефектов.

§ 5.2. Методика выявления разновидностей дефектов и их ликвидации при использовании эмпирического подхода в составе автоматизированной системы.

§ 5.3. Использование результатов работы на предприятиях

России.

Глава 6. Обучающие и рекомендательные системы повышения качества литья.

В настоящее время литейное производство России несет значительные убытки в связи с низким качеством выпускаемых литых заготовок. Вызвано это рядом несовершенств в технологии и организации производства, к которым относятся:

• низкий уровень разрабатываемых технологических процессов изготовления отливок;

• отсутствие методических материалов по эффективным приемам изготовления отливок;

• устаревшие нормативные документы по ткачеству отливок, не дающие возможность точного определения дефекта;

• отсутствие системного подхода к созданию техпроцессов, а также к определению разновидностей дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации;

• недостаточная подготовленность специалистов литейного производства;

• отсутствием контроля за качеством выпускаемого литья и т.д.

Обоснование постановки темы Современные теоретические исследования повышения качества литья делятся на несколько слабо взаимосвязанных подходов. К ним можно отнести анализ и определение разновидностей литейных дефектов, методологию диагностики причин возникновения дефектов, способы ликвидации дефектов и т.д. Каждый из них служит методологической основой лишь одного определенного направления. При этом уровень разработок недостаточен для полного описания характерных особенностей дефектов и причинно-следственных связей объекта диагностирования. В связи с этим актуальной является проблема интеграции различных методов и создание обобщенной методологии по диагностике и ликвидации дефектов отливок.

Решению проблем определения разновидностей дефектов в литых заготовках, диагностики причин их возникновения и методам устранения уделялось значительное внимание. Среди ведущих авторов работ в этом направлении можно выделить следующих ученых: Аксенов П.Н.,., Берг П.П., Бидуля П.Н., Василевский П.Ф., Вейник А.И., Гуляев Б.Б., Дорошенко С.П., Рабинович Б.В., Ильинский В.А., Куманин И.Б., Лакедемонский

A.B., Кваша Ф.С., Медведев Я.И., Рыжиков A.A., Гиршович Н.Г., Дубинин Н.Т. и другие отечественные и зарубежные исследователи.

Несмотря на успехи ученых в решение проблемы повышение качества литья, до настоящего времени отсутствует системный подход к определению разновидностей дефектов, связи их с причинами возникновения и способами ликвидации. Проведенный анализ литературы показывает, что роль системного анализа в решении проблем повышения качества заготовок достаточно высок. Среди ведущих специалистов в области современного подхода к системному анализу сложных технических объектов следует отметить: Прангишвили И.В., О'Коннор, Макдермотт И., Волкову В.Н., Денисова A.A., Колин К.К., Емельянова A.A., Аверченкова

B.И., Антонова A.B., Коломоец Ф.Г., Андрейчикова A.B., Качала В.В., Уемова А.И. и других исследователей. Используя достигнутые успехи ученых в области системного подхода, требуется установить направление исследований по выявлению дефектов отливок, определению связи дефектов с причинами их возникновения и способами ликвидации. В процессе исследований необходимо использовать методы: систематизации, определения цепочек причинно-следственных связей, теории графов, системного анализа и др.

Цель исследований.

Цель исследований стало: разработка новых подходов к системному анализу, рассматривающему методологию решения научной проблемы 7 выявления и анализа разновидностей дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации; создание на этой основе автоматизированных систем поддержки принятия решений в области повышения качества литья.

Для достижения этих целей были решены следующие задачи: проанализирована технология изготовления литья, упорядочены и определены систематизация дефектов отливок, цепочки причинно-следственных связей между разновидностями дефектов и причинами их возникновения, графы ликвидации литейных дефектов для создания устойчивых технологических процессов изготовления отливок (гл. 1,2); созданы на основе обобщения эмпирического опыта методики для качественного определения разновидности возникающих дефектов и способов их ликвидации (гл 2); разработаны математические модели и алгоритмы в виде программно-методического комплекса для количественного определения ряда параметров в литейной форме (гл. 3,4); сформирована общая методология качественного и количественного определения дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации; проведена проверка работоспособности и эффективности использования комплекса и предлагаемых методик (гл. 5); разработана методика обучения и повышения квалификации специалистов в области литейного производства, консультаций по снижению брака отливок с использованием сетевых технологий.

Основные результаты работы

1. На основе анализа литературных данных и практического опыта создана систематизация литейных дефектов отливок из железоуглеродистых сплавов в виде дерева, содержащего характерные отличия дефектов, позволяющая значительно сократить затраты времени для определения сложных разновидностей дефектов.

2. Разработаны графовые модели определения причинно-следственных связей между разновидностями дефектов и причинами их возникновения, позволяющие определять направления поиска и выявлять истинные причины возникновения пороков изделий.

3. Для каждой разновидности дефектов созданы схемы связей причин возникновения дефектов и способов их ликвидации.

4. Разработана методика качественного анализа, содержащая идентификацию дефектов по геометрическим, цветовым и другим признакам, причинно-следственные связи определения причин возникновения и способов ликвидации дефектов.

5. Разработана методика, основанная на идентификации разновидностей дефектов и обобщенной таблице взаимодействия причин и их влияния на возникновение дефектов отливок.

6. Разработаны математические модели основных процессов формирования отливок, позволяющие разработать алгоритмы определения газового давления в литейной форме и создания объемного и направленного затвердевания отливки.

7. Разработана методология, состоящая из качественных (методики логического и эмпирического определения дефектов) и количественных (математическое моделирование условий возникновения и ликвидации дефектов) методов диагностики и устранения дефектов.

8. Основываясь на методах системного анализа, впервые в России выпущены компьютерные лекции по определению разновидностей дефектов, причин их возникновения и способов ликвидации. В составе лекций используется инфологический метод идентификации дефектов по их характерным признакам, систематики определения причин возникновения и способов ликвидации дефектов

9. В результате применения теоретических и практических результатов работы по повышению качества литья, был значительно снижен брак отливок на заводах:

• Тверской вагоностроительный;

• Брянский машиностроительный;

• Бежецкий сталелитейный;

• Коломенский тепловозостроительный;

• Метровагонмаш г.Мытищи;

• Новочеркасский электровозостроительный;

• Пензенский дизелестроительный и ряде других.

Общий экономический эффект от использования теоретических и практических результатов работы составил более 40 млн. руб.

10. Разработано методическое пособие обучения новым приемам повышения качества литья, в том числе и снижения дефектов отливок с использованием сетевых технологий.

1. Антонов A.B. Системный анализ. — М.: Высшая школа, 2004. — 454 с.

2. Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Проблемы методологии системного анализа. — М.: Наука, 1970. — 456 с.

3. Волкова В.Н., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа. — СПб.: СПбГТУ, 1997. — 510с.

4. Коломоец Ф.Г. Основы системного анализа и теории принятия решений. -Изд. «Тесей», Москва, 2007. -320с.

5. Уёмов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978. -272 с.

6. Садовский В.Н. Основания общей теории систем: Логико-методологический анализ. М.: Наука, 1974. 279 с.

7. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи/В.Н. Волкова, В.А. Воронков, A.A. Денисов и др. М.: Радио и связь, 1983. - 248

8. Волкова В. Н. Искусство формализации: От математики — к теории систем, и от теории систем — к математике. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2004. — 200 с.

9. Аксенов П.Н. Технология литейного производства. М.: «Машгиз» , 1957.-663 с.

10. Шевчук П.Т., Козлов С.А., Грешищев Б.А. К анализу брака отливок// Литейное производство. 1984. - № 5. - С. 30.

11. Гини ЭЛ., Омм В.В., Акишев К.У. Факторы брака отливок при их изготовлении на автоматической формовочной линии// Литейное производство. 1984. - № 8. - С. 4-5.

12. Худотеплов К.С., Хоруженко В.И., Гущин В.А. и др. Ужимины на чугунных отливках и меры борьбы с ними// Литейное производство. 2002. -№6. -С. 25-26.

13. Иванич Л., Кочовски Б. Прочностные свойства зоны конденсации влаги в песчано-глинистых смесях// Литейное производство. 1997. - № 12. - С. 12.

14. Денисов В.А., Рыбальченко Б.А.,Мурашова Н.И. Предотвращение образования спаев в стальных отливках// Литейное производство. 1987. - № 3.-С.23.

15. Константинов Л.С., Трухов А.П. Напряжения деформации и трещины в отливках. М. Машиностроение, 1981. - 198 с.

16. Десницкая Л.В., Ольховик Е.О., Кратович Л.Ф. и др. Структурообразование и свойства стали в отливках: Монография. С-Петербургский институт машиностроения, 2004. ~ 184 с.

17. Ольховик Е.О., Десницкий В.В., Кратович Л.Ф. Влияние структурной неоднородности на сопротивление разрушению в отливках из углеродистой стали: Тр.VII съезда литейщиков России. Новосибирск, 2005. - Том 1. - С. 173-178.

18. Folkhard Е. Welding metallurgy of stainless (New York: Springer Verlag), 1988.

19. Borland J. Generalized theoryof super-solidus cracking in castings. Br. Weld. J. 7: 508 512, 1960.

20. Лакедемонский A.B., Кваша Ф.С., Медведев Я.И. и др. Литейные дефекты и способы их устранения. М.: Машиностроение, 1972. - 184с.

21. Тодоров Р.П., Пешев П.Ц. Дефекты в отливках из черных сплавов. Сокращенный перевод с болгарского. М.: Машиностроение, 1984. - 184с.

22. Арсов Я.Б. Стальные отливки. София, 1974. Перевод с болгарского. М.: «Машиностроение», 1977. - 176 с.

23. Василевский П.Ф. Технология стального литья. М.: Машиностроение, 1974. -408с.

24. Бидуля П.Н. Технология стальных отливок. М.: «Металлургиздат», 1961.-352 с.

25. Гуляев Б.Б. Литейные процессы М. - Ленинград: МАШГИЗ, 1960. -416с.

26. Гуляев Б.Б. Проблема усадочных процессов в металлах. Труды «Усадочные процессы в металлах». Изд. Академия наук СССР. М. 1960. С. 5-18.

27. Неуструев A.A., Пантюхин В.П., Абрамов Г.Г. и др. Расчет времени охлаждения чугунных отливок в песчаных формах// Литейное производство. 1983. -№ 10. -С. 16 - 17.

28. Котлярский Ф.М., Борисов Г.П. Об организации направленного затвердевания фасонных отливок// Литейное производство. 1985. - № 10. -С. 4-5.

29. Рыжиков A.A. Технологические основы литейного производства М.: МАШГИЗ, 1962. -527с.

30. Берг П.П. Формовочные материалы. М.: «Машиностроение», 1979. -210 с.

31. Дефекты отливок и меры их предупреждения Сборник докладов научно-практической конференции в МДНТП, М.: МАШГИЗ. - 1962, - 260с.

32. Ильинский В.А., Костылева Л.В. Дефекты чугунных отливок (атлас). Учебное пособие/ВолгГТУ, Волгоград, 1996. 105с.

33. Гаранин В.Ф., Фирсов В.Г., Куренков O.A. Классификация отливок// Литейное производство. 1997. - № 3. - С. 5.

34. Чистяков В.В. Оптимизация режимов заливки форм по критериям качества// Литейное производство. 1994. - № 6. - С. 13.

35. О'Коннор, Макдермотт И. Искусство системного мышления: необходимые знания о системах и творческом подходе к решению проблем. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2006 — 256 с.

36. Рейнгольд Л. А. Структурирование информации. Системный подход. — М.: Наука, 2004.

37. Анфилатов B.C., Емельянов A.A., Кукушкин A.A. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / Под ред. A.A. Емельянова. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 368 с.

38. Галенко П.К., Голод В.М. Системный анализ литейных процессов// Литейное производство. 1989. - № 10- С. 4 -7.

39. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ: Учебное пособие. — Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1988. — 232 с.

40. Горский Ю.М. Системно-информационный анализ процессов управления. -Новосибирск.: Наука. 1988. - 327 с.

41. Марьянский A.B., Серебро B.C. Применение ЭВМ в литейном производстве за рубежом// Литейное производство. 1985. - № 11. - С. 37

42. Скородумов C.B., Ищенко В В., Сироткин C.B. Новые информационные технологии для разработки и ускоренного внедрения прогрессивных методов литья// Литейное производство. 1997. - № 4. - С. 48.

43. Васькин В.В., Кропоткин В.В., Голод В.М. и др. Численное моделирование процесса формирования чугунных отливок на основе трехмерной геометрической модели// Литейное производство. 1991. - № 10. -С. 2 -4.

44. Волкомич A.A., Кваша Ф.С., Туманова Л.П. Компьютерная программа «Литалаб» стабилизации состава и свойств формовочных смесей// Литейное производство. 2001. - № 2. - С. 27 - 29.

45. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А. Атлас литейных дефектов. Чёрные сплавы. Монография. М.: Машиностроение - 1, 2005, - 328с.

46. Системный подход в современной науке (к 100-летию Людвига фон Берталанфи). — М.: Прогресс-Традиция, 2004. — 560 с.

47. Семечкин А.Е. Системный анализ и системотехника. М.: -БуЗ-Аргус, 2005.

48. Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода.1. М.: Наука, 1973.

49. Бир Стаффорд. Кибернетика и управление производством. — М.: Наука, 1965. — 391 с.

50. Волкова В.Н. Из истории развития системного анализа в нашей стране. — СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. — 210 с.

51. Холл А. Опыт методологии для системотехники. — М.: Советское радио, 1975. — 448 с.

52. Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.Н. Волковой, В.Н. Козлова. — М.: Высш. шк., 2004.— 616 с.

53. Прангишвили И.В. Системный подход и общесистемные закономерности.

54. М.: СИНТЕГ, 2000. — 528 с.

55. Могилевкий В.Д. Методология систем. — М.: Экономика, 1999. —251 с.

56. Перевязко А.Т., Никитин Б.М., Лозутов В.Н. и др. Исследование причин пораженности отливок газовыми раковинами // Литейное производство. -1986. № 5. - С. 6-7.

57. Мухоморов И.А. Классификация и причины возникновения газовых раковин в чугунных отливках// Литейное производство. 2002. - № 8. - С. 28-29.

58. Кожинский Л.И. Предотвращение некоторых видов газовых раковин в отливках// Литейное производство. 1980. - № 7. - С. 25-26.

59. Вопросы теории литейных процессов. Сборник трудов литейных кафедр и институтов. М.: МАШГИЗ, 1960. - 693с.

60. Рыжиков A.A. Теоретические основы литейного производства. Москва - Свердловск: МАШГИЗ, 1961. -447с.

61. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки. М.:«Машгиз».1960. -435 с

62. Кузнецов В.П., Абрамов A.A., Тихомиров М.Д. и др. Компьютеризация и автоматизация процесса проектирования отливок и изготовления оснастки // Литейное производство. 1997. - № 4. - С. 45-47.

63. Рысев A.A. Практические аспекты компьютерного моделирования литейных процессов // Литейное производство. 2001. - № 6. - С. 31-33.

64. Севостьянов Л., Пономаренко Г. Компьютерный анализ процесса литья металла: экономия ресурсов// САПР и графики. 2001. - апрель. - С. 97-99.

65. Огородникова О., Черменский В. Литейные САЕ-системы AFSolid и WinCast// САПР и графики. 2001. - август. - С. 64-66.

66. Голод В.М., Ишханов А.Е., Тихомиров М.Д. и др. Интегрированная САПР литейной технологии POLICAST// Литейное производство. 1994. -№10-11.-С. 44-47.

67. Тику Ш. Эффективная работа: SolidWorks 2004. СПб.: Питер, 2005. -768 е.: ил.

68. Кропотин В. LVMFlov интеллектуальный инструмент технолога -литейщика // Литейное производство. - 2002. - № 9. - С. 29-30.

69. Васькин В.В., Кропотин A.B., Обухов A.B. и др. Литейные технологии XXI века на Вашем столе // Литейное производство. 2000. - № 2. - С. 29-31.

70. Тихомиров М.Д., Голод В.М., Морозов Б.М. Моделирование технологических процессов литья // Литейное производство. 1994. - № 10-С. 49-50.

71. Васькин В.В., Кропотин В.В. Программный комплекс LVM-Solid -очередной шаг в описании процесса кристаллизации// Литейное производство. 1997. - № 4. - С. 49.

72. Тихомиров М.Д., Сабиров Д.Х., Абрамов A.A. Пакет прикладных программ «Полигон» для моделирования процессов литья алюминиевых сплавов// Литейное производство. 1991. - № 10- С. 6 - 7.

73. Тихомиров М.Д., Сабиров Д.Х., Агроскин А.Р. Моделирование -достижения и проблемы. Игра для взрослых «Полигон»// Литейное производство. 2001. - № 6. - С. 33 - 35.

74. Серебро B.C. К проблеме фильтрации газа в литейной форме литья // Литейное производство. 1981. - № 9 - С. 4-6.

75. Оболенцев Ф.Д., Иванова Л.А., Попов С.В. Влияние граничного газового давления расплав стержень на качество тонкополостных отливок// Литейное производство. - 1980. - № 11 - С. 12-13.

76. Новиков В.П., Рожнов С.П. Программа для расчета давления в литейных стержнях// Литейное производство. 1997. - № 10 - С. 32-33.

77. Серебро B.C., Коган Э.А. Пакет прикладных программ для прогнозирования газового режима горизонтального стержня// Литейное производство. 1988. - № 10 - С. 19-20.

78. Медведев Я.И. Газы в литейной форме М.: Машиностроение, 1976. -240с.

79. Медведев Я.И. Газовые процессы в литейной форме. М.: Машиностроение, 1980. -200с.

80. Тихомиров М.Д. Основы моделирования литейных процессов. Тепловая задача// Литейное производство. 1998. - № 4 - С. 30 - 34.

81. Тихомиров М.Д. Система автоматизированного моделирования литейных процессов// Литейное производство. 1993. - № 9 - С. 32 - 35.

82. Зальцман Э.С., Демидов A.B., Курганов В.В. и др. Моделирование формирования отливок//Литейное производство. 1994. - № 4 - С. 29 - 31.

83. Голод В.М., Численное моделирование литейных процессов на ЭВМ// Литейное производство. 1980. - № 12 - С. 3 - 5.

84. Гуляев Б.Б. Теория литейных процессов. Л.: Машиностроение (Ленинградское отделение), 1976. -214с.

85. Вопросы теории литейных процессов. Сборник трудов литейных кафедр и институтов. М.: МАШГИЗ, 1960. - 693с.

86. Литейное производство. Под ред. Михайлова A.M., Сборник. М. Машиностроение, 1987.

87. Чугунное литье в станкостроении. Под редакцией Клецкина Г.И. М.: «Машиностроение», 1975. - 320 с.

88. Титов Н.Д., Степанов Ю.Ф. Технология литейного производства. М.: «Машиностроение», 1988. -432 с.

89. Озеров В.А. и др. Основы литейного производства. М.: «Высшая школа», 1987. - 304 с.

90. Антонов A.B. Системный анализ. — М.: Высшая школа, 2006.

91. Денисов A.A. Современные проблемы системного анализа: Информационные основы: Учебное пособие. — СПб: Изд-во СПбГТУ, 2005. — 295 с.

92. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Проблемы системологии (проблемы теории сложных систем). — М.: Советское Радио, 1976. — 296 с.

93. Винер Н. Кибернетика. — М.: Советское радио, 1968.

94. Квейд Э. Анализ сложных систем. — М.: Советское радио, 1969. — 520 с.

95. Вертгеймер М. Продуктивное мышление. М.: Прогресс, 1987

96. Бидуля П. Н. Технология литейного производства. М.: «Металлругиздат», 1956. - 615 с.

97. Дорошенко С.П., Дробятко В.Н., Ващенко К.И. Получение отливок без пригара в песчаных формах. М.: «Машиностроение», 1978. - 208 с.

98. Воронин Ю. Ф., Камаев В.А., Петрухин A.B. и др. Интегрированная аналитическая система повышения качества литья// Заготовительное производство в машиностроении,- 2003,- №9,- С. 3-6.

99. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А., Матохина A.B. и др. Автоматизированная компьютерная система «Атлас литейных дефектов. Чугун и сталь»// Заготовительные производства в машиностроении. 2004. - № 6. - С. 3-7.

100. Воронин Ю.Ф., Парфенов Ю.А., Шешенёва A.B. Характерные особенности распознавания и устранения газовых раковин //Заготовительные производства в машиностроении,- 2003,- №12. С. 7 - 9, 57.

101. Васильев В.И., Романов Л.Г., Червонный A.A. Основы теории систем: Конспект лекций. — М.: МГТУ ГА, 1994. — 104 с.

102. Волкова В. Н. Системный анализ и принятие решений. Словарь-справочник — М.: Высшая школа, 2004.

103. Колин К.К. Информационный подход как фундаментальный метод научного познания. М.: РАЕН, ИФПИ, 1998.

104. Воронин Ю.Ф. Системный анализ и экспертная оценка светлых газовых раковин в отливках // Литейное производство. 2006. - №9. - С. 9 - 12.

105. Воронин Ю.Ф. Дефекты литья. Причины возникновения светлых газовых раковин. //Оборудование. Технический альманах. июнь 2006. - № 2.-С. 74 -76.

106. Воронин Ю.Ф., Камаев В .А. Архитектура разновидностей светлых газовых раковин //Оборудование. Технический альманах. март 2006. - № 1. -С. 69 - 73.

107. Волкова В.H., Денисов A.A. Теория систем: Учебник для студентов вузов. —М.: Высшая школа, 2006. — 511 с.

108. Емельянов A.A. Проблемы системного анализа и управления. Изд.: Эдиториал, - 2001. - 256 с.

109. Жилин Д.М. Теория систем: опыт построения курса. — М.: Едиториал УРСС, 2004. — 184 с.

110. Качала В.В. Основы теории систем и системного анализа. Учебное пособие для вузов. — М.: Горячая линия — Телеком, 2007. — 216 с.

111. Месарович М., Мако Д., Такахара М. Теория иерархических многоуровневых систем. — М.: Мир, 1973. — 344 с.

112. Воронин Ю.Ф., Воронин С.Ю. Характерные особенности окисленных газовых раковин // Оборудование. Технический альманах. ноябрь 2006. - № 4.-С. 49 -55.

113. Воронин Ю.Ф., Воронин С.Ю. Ликвидация окисленных газовых раковин // Оборудование. Технический альманах. март 2007. - № 1. - С. 46 -49.

114. Воронин Ю.Ф. Повышение качества литья. Системный подход. Монография.// М.: Машиностроение 1, 2007, 263 с.

115. Агеев В.К., Петрухин A.B., Камаев В.А., Воронин Ю.Ф. Информационно-консультационная система повышения качества литья// «Прогрессивные технологии в обучении и производстве»: Материалы Всероссийской конференции, г.Камышин, 2002. С. 105-106

116. Тронин A.B., Хакимов И.Ф., Воронин Ю.Ф. и др. Устойчивый процесс предупреждения возникновения газовых раковин // Литейщик России. 2005. - № 11. -С.48-49.

117. Воронин Ю.Ф. Системный анализ повышения качества литья// Труды 8-го съезда литейщиков,, г. Ростов на Дону, апрель, 2007, том 2.

118. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А. Атлас литейных дефектов. Чёрные сплавы. Монография. М.: Машиностроение - 1, 2005, - 328 с.

119. Вейник А.И. Расчет отливки. М.: Машиностроение, 1964. - 403с.

120. Воронин Ю.Ф., Парфёнов Ю.А., Голованов В.М. и др. Смесь для изготовления литейных стержней и форм, преимущественно оболочковых в нагреваемой оснастке: авторское свидетельство № 1616754. СССР. Заявл. 01.02.89. Опубл. 01.09.90.

121. Воронин Ю.Ф., Наумов Е.А. Смесь для изготовления оболочковых стержней и форм по горячей оснастке: авторское свидетельство №. 801957 СССР. Заявл.Ю.11.77. Опубл. 08.10.80.

122. Воронин Ю.Ф., Сандалов A.B., Цугель В.Л. и др. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке: авторское свидетельство №.1520736 СССР. Заявл. 20.11.87. Опубл. 08.07.89.

123. Воронин Ю.Ф., Сандалов A.B., Савченко Г.И. и др. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке: авторское свидетельство №. 1488103 СССР. Заявл. 02.11.87. Опубл. 22.02.89.

124. Воронин Ю.Ф. Информатизация литейного производства// Волжский технологический вестник. 2004. - №4. - С.55.

125. Гуляев Б.Б. Проблема усадочных процессов в металлах. В кн. «Усадочные процессы в металлах». М.: Изд. Академии наук СССР, 1960. С. 5-18.

126. Магницкий О.Н., Гуляев Б.Б. Влияние условий затвердевания на формирование усадочных раковин в стальных отливках. В кн. «Усадочные процессы в металлах». М.: Изд. Академии наук СССР, 1960. С. 19-31.

127. Постнов Л.М., Гуляев Б.Б. Осевая усадочная пористость в стенках стальных отливок. В кн. «Усадочные процессы в металлах». М.: Изд. Академии наук СССР, 1960. С. 74- 84.

128. Власов В.И., Комолова Е.Ф. Исследование усадочной пористости в стальных отливках. В кн. «Усадочные процессы в металлах». М.: Изд. Академии наук СССР, 1960. С. 85 - 96.

129. Клочнев И.И., Стрижов Г.С. Экспериментальное исследование усадочных явлений в отливках из чугуна с шаровидным графитом. В кн. «Усадочные процессы в металлах». М.: Изд. Академии наук СССР, 1960. С. 57 -64.

130. Воронин Ю.Ф.,.Камаев В.А, Матохина A.B. Автоматизированная система «Атлас литейных дефектов»// Вестник компьютерных и информационных технологий. 2007. №10, С. 25 - 26.

131. Young S. Organization as a Total System. Calif. Manag. Review, v. X, № 3, 1968, p. 21—32.

132. Young S. Management: a Systems Analysis. Glcnvic'w, Illinois, 1966.

133. Bertalanfy I. An Outline of General System Theory "British J. for Phil, of Sei". 1950, vol.1, N2, 134 - 165.

134. Systems thinking, ed. by F. E. Emery, Harmondsworth, 1969;

135. Rivett P., Principles of model building. The construction of models for decision analysis, Chichester., 1972;

136. Bertalanffy L. von, General systems theory. Foundations, development, applications, 2 ed., N. Y., 1969;

137. Laszlo E., Introduction to systems philosophy, N. Y., 1972;

138. Bak P. How nature works: The science of self-organized criticality. SpringerVerlag, New York, Inc. 1996.

139. Ерохина Е.А. Теория экономического развития: системно-синергетический подход — Томск: Изд-во Томского ун-та, 1999. — 160 с.

140. Льноградский Л.А. Горизонты системного анализа. — Самара: ИЭКА Поволжье, 2000. —244 с.

141. Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Системный подход в системной науке, проблемы методологии системного исследования. М.: Мысль, 1970.

142. Прангишвили И.В. и др. Поиск подходов к решению проблем. М.: СИНТЕГ, 1999.

143. Афанасьев В.Г. Системность в обществе. М.: Политиздат, 1980.

144. Прангишвили И.В. Системные закономерности функционирования сложных систем различной природы и проблемы управления ими// Приборы и системы управления. 1998. - № 10.

145. Белобров Е.А., Бульштейн Р.И., Ковалев В.И. Применение хромитовых и хромомагнезитовых смесей и покрытий в литейном производстве. // Технологии, организации и механизация производства (НИИинформтяжмаш), 1976. -№30 с ил.

146. Моисеев B.C., Данков В.И. Автоматизация решения задачи выбора типа литниковой системы // Литейное производство. 1987. - № 10. - С. 2-3.

147. Голод В.М., Ошурков А.Т., Гуляев Б.Б. Оптимизация условий питания крупных стальных отливок // Литейное производство. 1984. - № 5.-С. 22 -23.

148. Чичко А.Н., Яцкевич Ю.В., Соболев В.Ф. Компьютерный метод расчета питателя литниковой системы // Литейное производство. 1998. -№ Ю.-С. 34 -35.

149. Гуляев Б.Б., Ларин А.Л., Кириловский В.Н. Оптимизация прибылей // Литейное производство. 1989. - № 9. - С. 5 - 6.

150. Воронин Ю.Ф. Матричный метод определения причин возникновения дефекта // Оборудование. Технический альманах. ноябрь 2005. - № 4. -С. 76-81.

151. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А. Определение условий возникновения дефектов отливок (на примере горячей трещины) // Заготовительное производство в машиностроении. 2005. - №3. - С. 10-14.

152. Воронин Ю.Ф., Матохина А.В Моделирование влияния причин возникновения дефектов на качество отливок // Литейщик России.- 2004,- № 8,-С. 33-37.

153. Воронин Ю.Ф. К вопросу об определении причин возникновения дефектов отливок / // Литейщик России. 2004. - № 9. - С. 42-46.

154. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А., Матохина A.B. и др. Компьютерное определение дефекта, причин его возникновения и способа ликвидации // Литейное производство. 2004. - №7. - С. 17 - 24.

155. Воронин Ю.Ф. Моделирование условий ликвидации газовых раковин // Литейщик России. 2006. - № 2. - С. 38 42.

156. Рабинович Б.В., Воронин Ю.Ф. Оптимизация состава смесей для оболочковых форм // Литейное производство. 1974. - №7. - С. 41-42.

157. Воронин Ю.Ф., Каленова Л.И., Кулишев В.И. Изготовление стержней прогрессивными способами // Литейное производство. 1984. - №4, - С. 14-15

158. Воронин Ю.Ф., Качановская Л.Д., Никитина В.А., Борсук П.А. Органно-минеральные нетоксичные стержневые смеси // Литейное производство. 1986. -№3. - С. 15

159. Воронин Ю.Ф., Каленова Л.И., Кулишев В.И. Изготовление стержней прогрессивными способами // Литейное производство. 1984. - №4. - С. 14-15.

160. Воронин Ю.Ф., Качановская Л.Д., Никитина В.А., Борсук П.А. Органно-минеральные нетоксичные стержневые смеси // Литейное производство. 1986. - №3. - С. 15

161. Воронин Ю.Ф., Сандалов A.B., Попов А.Е. и др. Смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения: авторское свидетельство №. 1509169 СССР. Заявл 03.08.87. Опубл. 22.05.89.

162. Воронин Ю.Ф., Чеплакова М.В., Змиевский П.К. и др. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке: авторское свидетельство №. 1274840 СССРЗаявл. 24.07.85. Опубл. 08.08.86.

163. Воронин Ю.Ф., Чеплакова М.В., Трушин Б. Н. и др. Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в нагреваемой оснастке с одновременной продувкой нагретым воздухом: авторское свидетельство №. 989805 СССР. Заявл. 18.05.81. 0публ14.09.82.

164. Воронин Ю.Ф., Чеплакова М.В., Козлова Г.И. и др. Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по нагреваемой оснастке: авторское свидетельство №. 967665 СССР. Опубл. 22.06.82.

165. Воронин Ю.Ф., Чеплакова М.В., Сатарова В.А. и др. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке: авторское свидетельство №. 921660 СССР. Заявл. 22.05.80, Опубл. 21.12.81.

166. Терешин Ю.П., Пожидаев O.A., Горбаченко, Ю.В. Воронин Ю.Ф. Полуавтомат для изготовления оболочковых стержней: авторское свидетельство №. 738751 СССР. Заявл. 27.07.77. Опубл. 14.02.80.

167. Воронин Ю.Ф. Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по нагреваемой модельно-стержневой оснастке: авторское свидетельство №. 730445 СССР. Заявл. 21.03.77. Опубл. 07.01.80.

168. Воронин Ю.Ф., Рабинович Б.В., Никифоров И.А. Способ отверждения оболочковых форм и стержней: авторское свидетельство №. 554932 СССР. Заявл. 02.01.74. Опубл. 27.12.76.

169. Воронин Ю.Ф., Лосев А.Г., Матохина A.B. и др. Моделирование газового режима литейной формы // Литейщик России 2004,- № 4. - С. 35-41.

170. Воронин Ю.Ф., Лосев А.Г., Камаев В.А. и др. Автоматизированная система оптимизации газового режима литейной формы // Литейщик России. -2003.-№ 12.-С. 39-43

171. Воронин Ю.Ф. Устойчивые технологические режимы изготовления отливок // Литейщик России. 2005. - № 10. С. 46 - 48.

172. Куликов Д.Ю., Воронин Ю.Ф., Моделирование процесса остывания отливок в литейной форме // Программные продукты и системы. 2007. -№3. - С. 61-63.

173. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А., Матохина A.B. И ДР. Управление процессом снижения усадочных дефектов отливок / // Литейщик России. -2004. -№12.-С. 37-40.

174. Волкова ВН., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. 512с.

175. Воронин Ю.Ф. Системный подход к определению разновидностей светлых газовых раковин // Литейщик России. 2007. - №7. - С. 8-10.

176. Воронин Ю.Ф., Куликов Д.Ю. Моделирование условий снижения или ликвидации усадочных дефектов // Оборудование. Технический альманах. сентябрь 2006. - № 3. - С. 34-39.

177. Bast J., KamaevV., KozlovA., Voronin Yu. Mathematical contents and processes models of electronic learning // International Scientific Conference "Technologies and Telekommunications in Education and Science",15.-22. May 2005 Side Turkey.

178. Пойа А. Математика и правдоподобные рассуждения. M.: ИЛ, 1987.

179. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.Л. Введение в системный анализ М:ВШ, 1989. - 198 с.

180. Щедровицкий Г.П. Принципы и общая схема методологической организации системно-структурных исследований и разработок. В книге Системные исследования. - М: Наука, Ежегодник. Системные исследования, 1981, С 192-227.

181. Бондаренко Н.И. Методология системного подхода к решению проблем: история, теория, практика. — СПб: Изд-во Санкт-Петербургского ун-та экономики и финансов, 1997. — 388 с.

182. Карташев В.А. Система систем. Очерки общей теории и методологии. — М.: Прогресс-академия, 1995. — 416 с.

183. Воронин Ю.Ф. Компьютерные программы на каждый день // Программные продукты и системы. 2007. - №3. - С. 58 - 59.

184. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А. Комплексное решение вопросов повышения качества литья // Литейное производство. 2005. - № 2. - С. 17-21.

185. Воронин Ю.Ф. Компьютерные программы в помощь литейщикам // Труды 7-го съезда литейщиков,, г. Новосибирск, май 2005, том 2.

186. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А. Компьютерная поддержка процессов повышения качества отливок //«Волжский технологический вестник». -2004,-№ 5. С. 26-31.

187. Камаев В.А., Воронин Ю.Ф. Программная система «Атлас литейных дефектов» // Программные продукты и системы. 2007. - №3. -С. 59-61.

188. Воронин Ю.Ф., Куликов Д.Ю. Автоматизированные системы качественного анализа при снижении брака литых заготовок // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2008. №4.

189. Воронин, Ю. Ф., Камаев В.А. Экспертная оценка качества литья. Монография. М.: Машиностроение - 1, 2006. - 180 с.

190. Воронин Ю.Ф. Эффективность ликвидации горячих трещин // Литейщик России. 2006. - №8. - С. 15 - 19.

191. Матохина A.B., Воронин Ю.Ф. Моделирование газового режима литейной формы // Программные продукты и системы. 2007. - №3. - С. 56 -58.

192. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А., Тронин A.B. и др. Прагматическое моделирование литейных процессов // Литейное производство. 2005. - № 6. - С. 25 -28.

193. Акофф Р. Искусство решения проблем / Пер. с англ. М.: Мир, 1982. 219 с.

194. Шэннон Р. Имитационное моделирование систем. искусство и наука. -М.: Мир, 1978.

195. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. М., 1981.

196. Горенко В.Г. , Яновер Я.Д. Теплоизоляционные материалы в литейном производстве. К.: «Техника». - 1981. - 96 с.

197. Литейное производство. Под редакцией Куманина И.Б. М.: «Машиностроение», 1971. -319 с.

198. Рабинович Б.В. Введение в литейную гидравлику. М.: «Машиностроение», 1980. - 423 с.

199. Грузин В.Г. Температурный режим литья стали. М.: «Металлургиздат», 1962. - 351 с.

200. Сварика A.A. Покрытие литейных форм. М.: «Машиностроение», 1977.-216 с.

201. Степанов Ю.А., Семенов В.И. Формовочные материалы. М.: «Машиностроение», 1969. - 157 с.

202. International atlas of casting defects. American Foundrymen's Society, Inc. International Committee of Foundry Technical Associations. English Edition translated and edited by Mervin T. Rowly. ISBN 0-87433-053-X. 1993.

203. Baier Jörg, Köpper Martin. Manual of Casting Defects. Incidence and avoidance of defects attributable to moulding sands // IKO-Erblöh. 1st edition 1994.

204. Jain P. L. Principles of Foundry Technology // Tata McGraw-Hill. 2003. ISBN 0070447608.

205. Штоф В.А. Моделирование и философия. М.-Л.: Наука, 1966.

206. Кини Р.Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях предпочтения и замещения /Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1981.560 с.

207. Шустер Г. Детерминированный хаос. Введение. М.: Мир, 1988.

208. Блехман И.П., Мышкис А.Д., Пановко Я.Г. Прикладная математика: предмет, логика, особенности подходов. К.: Наукова думка, 1976.

209. Денисов A.A., Колесников Д.М. Теория больших систем управления. -Л: Энергоиздат, 1982.

210. Michael Hilbinger. Vermeidung von Gussfehlern und Prognose von Eigenschaften durch Modellierung. Numerische Simulation: Verarbeitungsprozesse und prozessgerechte Bauteilgestaltung // Fokus Metalle, -№ 2./3. 11.2004.

211. Новик И.Б. Нильс Бор и вопросы системного мышления. М: Ежегодник. Системные исследования, 1991, С 91-108.

212. Бир С. Кибернетика и управления производством. М.: Наука, 1965.

213. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Наука, 1997 (2-е изд. М.: Эдиториал, УРСС, 2000).

214. Veijo Rauta, Orkas Juhani. Process control and data analyzing methods in automatic sand casting foundries.// Espoo, Finland. International Foundry Research/Giessereiforschung (59). 2007. - № 1.

215. Kluska-Nawarecka S. Knowledge representation of casting metal defects by means of Ontology.// Archibes of Foundry Engineering. ISSN (1897-3310). № 7.

216. Handbuch der Gussfehler. Formsandbeeinflussbare Fehler und deren Vermeidung. Herausgeber: S&B Industrial Minerals GmbH (IKO). 3. Auflage Jahrgang 2005.

217. WANG Jiadi, JIANG Yongfeng, LU Chen, DING Wenjiang. Expert Network for Die Casing Defect Analysis. // Mater. Sci. Technol., Vol. 19. 2003. - № 4.

218. Воронин Ю. Ф. Повышение качества литья. Лекции// ВолгГТУ, 2006 г., 459 с. (компьютерная версия).

219. Куманин И.Б. Вопросы теории литейных процессов. М.: «Машиностроение», 1976. -216 с.

220. Орешкин В.Д. Основы литейного производства М. - Свердловск: «Машгиз», 1961. - 326 с.

221. Ransing R.S., Ransing M.R. Innovations in Machine Learning and Defect Diagnostics.// World Foundry Congress, 2006.

222. Alfred T. Casting troubleshooting to be available through via Internet. // Modern Casting, 1998.

223. RANSING R. S., SRINIVASAN M. N. , LEWIS R. W. Intelligent computer aided defect analysis for castings. // Journal of Intelligent Manufacturing. 1995. -№ 6, 29-40.

224. Саати Т., Керне К. Аналитическое планирование. Организация систем. / М. Радио и связь. 1991.

225. Джонс Д. Методы проектирования. М.: Мир, 1986.

226. Аккофф Р. Искусство решения проблем. М.: Мир, 1987.

227. Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент. М.: Наука, 1988.

228. Уемов А.И. Информационные процессы в научных исследованиях и проблема их упрощения. Новосибирск, Наука, 1972.

229. Справочник по чугунному литью. Под редакцией Гиршовича Н.Г. -Л.: «Машиностроение», Ленинградское отделение, 1978. 758 с.

230. Стальное литье. Справочник под редакцией Дубинина Н.Т. М.: «Машгиз», 1961.- 888 с.