автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка элементов комплексной системы автоматизированного проектирования технологических процессов литья, направленных на повышение качества отливок

^ ,л

й Белорусская государственная политехническая

4 АКАДЕМИЯ

^--- - -=»

УДК 671,74

СУТОРЬМА Игорь Иванович

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЛИТЬЯ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОТЛИВОК

05.16.04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1997

Работа выполнена в Белорусской государственной политехнической академии.

Научный руководитель - доктор технических наук,

. профессор Кукуй Д. М.

Официальные оппонент: доктор технических наук,

профессор Тутов В. И.,

кандидат технических наук Дудецкий Б.Ф.

Оппонирующая организация - "БелНИИЛит" (г. Минск)

Защита состоится "смпОСс^] 997 г. в № часов на заседании совета по защите диссертаций Д 02.05.06 в Белорусской государственной политехнической академии по адресу: 220027, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 65, корп. 1, ауд 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусской государственной политехнической академии.

• Автореферат разослан " ^ ■ " сюиг^^Ъ^ 1997 г.

Ученый секретарь совета по защите * диссертаций Д 02.05.06, кандидат .

технических наук, доцент П Б. М. Немененок

Сугорьма И. И., 1997

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В услопиях постоянно повышающихся требований к качеству отливок, сокращение сроков технологической подготовки производства и необходимость повышения уровня принимаемых проектных решений представляют собой одни из важнейших задач современною литейнс о производства и тесно связаны с экономическими показателями литейных цехов. Одним из наиболее '»ффекгиппыг путей решения этих задач является использование комплексных систем автоматизированного проектирования технологических процессов литья (САПг' ТПЛ). Однако в настоящее время имеется ряд нерешенных проблем теоретического и практического характера, связанных с разработкой комплексных САПР ТПЛ. В частности, на данный момент npaicniMeciai нет эффективных методик математического моделирования процесса залнвки на основе уравнений неустановившегося движения расплавленного металла в каналах литейной формы, математического моделирования и оптимизации литниковых систем по критериям качества будущей отливки. Отсутствуют банки данных положительных технологических решений с надежными системами информационного поиска, которые бы учитывали многолетний опыт в проектировании технологических процессов литейного производства. Нет эффективного аппарата конструкторской и графической проработки элементов литейной ггхнолотии.

В связи с вышеизложенным актуальным является проведение исследований по изучению неустановившегося движения расплавленного металла в каналах литейной формы с целью разработки методик математического моделирования процесса заливки и оптимизации литниковых систем по критериям качества, а также разработка элементов комплексной САПР ТПЛ.

Связь работы с крупными научными программами. Настоящая работа выполнена в соответствии с Государственной научно - технической программой "Технологии", угаержденной Советом Министров РБ (№7 от 17.01.1996г. ), и в соответствии с планом научно - исследовательских программ Белорусской государственной политехнической академии: "Разработка ресурсосберегающих экологически чистых технологий получения высококачественных материалов и изделий из них, в том числе с использованием промышленных отходов предприятий Республики Беларусь" (ГБ-92-21/6, 1992-1995г), "Разработка методики

н пакета прикладных программ для математического моделирования литниковых систем" (ГБ-96-21/1, 1996г.), "Разработка элементов комплексной системы автоматизированного проектирования технологических процессов литьл" (ГБ-97-73, 1997г.), а также в рамках хозяйственных договоров "Разработать и внедрить на заводах Республики Беларусь технологию изготовле: яя ответственных отливок из литейных сплавов с использованием пенофильтров" №1342/95 (Белорусская ассоциация литейщиков и металлург ов), "Разработка комплексной САПР ТШГ №19-96 (Гомельский литейный завод "Центрслит").

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в разработке комплексной системы автоматизированного проекти рования технологических процессов литья, основными элементами которой являются модули математического моделирования процесса заполнения полостей литейных форм расплавленным металлом и оптимизации литниковых систем по критериям качества.

Для реализации поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

- разработать методику математического моделирования процесса заполнения полости литейной формы расплавленным металлом на основе уравнений неустановившегося движения;

- исследовать влияние инерционного напора от действия локальных сил инерции потока на процесс заливки литейных форм;

- разработать методику математического моделирования и оптимизации литниковых систем на основе критериев качества отливок;

- провести экспериментальные исследования по проверке адекватности разработанных методик физической сущности процессов и корректировке параметров соответствующих математических моделей;

- сформировать банк данных положительных технологических решений и информационно-поисковый классификатор для станочных отливок из серого чугуна, получаемых в, разовых песчано-глинистых формах, а также разработать элементы автоматизированного проектирования литейной технологии;

- внедрить и апробировать результаты работы в условиях действующего производства

Научная новизна работы. Работа содержит новые научно обоснованные теоретические и экспериментальные результаты в области литейной гидродинамики и математического моделирования процессов заполнения литейных форм расплавленным металлом, совокупность

которых имеет существенное значение для развития процессов автоматизированного проектирования и управления качеством продукции литейного производства. Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Разработана новая методика математического моделирования процесса послойного заполнения полости литейной формы расплавленным металлом на основе уравнений неустановившегося медленно меняющегося движения с учетом локальных сил инерции потока и гидравлического удара, возникающего в конце процесса заливки.

2. Впервые теоретически и экспериментально показано влияние инерционного напора на процесс заливки литейных форм. Установлено, что величина инерционной составляющей зависит от конфигурации полости литейной формы и типа моделирующей жидкости. Размах амплитуды колебаний при гидравлическом ударе в значительной степени определяется величиной инерционной составляющей потока расплав- . ленного металла. -

3. Получены новые экспериментальные данные, позволяющие определит!, коэффициенты потерь при неустановившемся движении расплава серого чугуна в местных сопротивлениях литниковых систем и каналах песчаио-глинисшх форм.

4 На основе анализа теоретических, экспериментальных и статистических данных предложена новая методика математического моделирования и оптимизации литниковых систем по критериям качества

О1ЛИВ0К

Практическая и экономическая значимость полученных результатов состоит в разработке:

- программного обеспечения элементов комплексной системы ав-юмаинированиото проектирования технологических процессов литья для предприятий, специализирующихся на единичном и мелкосерийном производстве отливок из серого чугуна;

- оптимальных конструкция литниковых систем для счлирок корпус редуктора' , "корпус насоса", "крышка" и "фланец', получаемых ти серого чу туна при литье в песчано-глинистые формы для условии Гомельского лигейною завода "Центролит"', что позволило чоау-•41 и. ютовой экономический эффект в р;имсре Мб млн. руб.,

- программного обеспечения для расчета дроссельных литниковых систем и литниковых систем с пенофильграмп по специальному

заказу Белорусской ассоциации литейщиков и металлургов для предприятий промышленности РБ.

В связи с вышеизложенным на защиту выносятся:

- методика расчета процесса заполнения полости литейной формы расплавленным металлом на основЬ уравнений неустановившегося движения;

- влияние Инерционного напора от действия локальных сил инерции потока на процесс заливки литейных форм, а также зависимость инерционной составляющей от конфигурации отливки и моделирующей системы;

- экспериментальные зависимости для определения коэффициентов потерь в местных сопротивлениях полостейлитейных форм и литниковых систем при неустановившемся движении расплава серого чугуна;

- методика математического моделирования и оптимизации литниковых систем по критериям качества;

- принципы разработки элементов комплексной системы автоматизированного проектирования технологических процессов литья.

Личный вклад соискателя в совместных работах, результаты ко-. торых вошли в диссертацию, заключается в следующем: автором лично разработаны методики математического моделирования процесса заполнения полости литейной формы расплавленным металлом, моделирования и оптимизации литниковых систем по критериям качества; получены все результаты численных и экспериментальных исследований, а также их математическая обработка; разработано программное обеспечение; выполнен анализ и обобщение полученных результатов. Совместные работы соискателя выполнены в соавторстве с научным руководителем диссертационной работы д.т.н., профессором Д.М. Кукуем, которому принадлежи г постановка цели и задач исследований.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях: "78 научно-техническая конференция 'преподавателей и сотрудников БГПА" (г.Минск, 1995), "Международная научно-техническая конференция, посвященная 75-летию БГПА" (г.Минск, 1996), "Современные проблемы машиноведения" (г.Гомель, 1996), "Pecvpco- и энергосберегающие технологии в промышленности" (г Одесса, IW6), "42 Internationalen Wissenschaftlichen Kolloquium / 1WK" (i .Ilmenau, 1997). а также на научно-технических семинара* кафедры

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, из них: 2 статьи в научно-технических журналах, 2 статьи в сборниках научных трудов; 3 статьи в информационных бюллетенях, распространяемых в стране и за рубежом; 1 тезис докладов, опубликованный за рубежом, а также 2 заключительных отчета о законченной НИР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введе-, ния, общей характеристики работы, пяти глав (96 страниц машинописного текста), в которых 45 рисунков и 15 таблиц, приложения (12 страниц), списка использованных источников (130 наименований).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлены оценка современного состояния решаемой проблемы, основание для ря^эбоисп темы диссертации и ь обоснование необходимости проведения работы.

В общей характеристике работы обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана связь работы с крупными научными программами, сформулированы цель, научная новизна, практическая и экономическая значимость полученных результатов работы, показан личный вклад автора в получении результатов и разработке изложенных в работе положений, степень опубликованное™ и апробации результатов работы, структура и объем диссертации.

В первой главе изложены основные тенденции использования средств вычислительной техники в литейном производстве, проблемы разработки систем автоматизированного проектирования технологических процессов литья Выполнен анализ работ по математическому моделированию процессов заполнения, затвердевания, кристаллизации и питания отливок. Представлены результаты работ, посвященных процессу заполнения полости литейных форм расплавленным металлом и расчету литниковых систем. Сформулированы задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке методики математического моделирования процесса заполнения полости литейной формы расплавленным металлом. В основу методики положены уравнения не\с-ганопивтегося медленно меняющеюся движения потока с учеюм лекальных сил инерции и гидравлического улара, имеющего место в конце процесса юлпвки при внезапном о. г : ктке металла:

у 2g 1 у 2ё 1+1 Р Й <к ~ Р

Р,к = Р0! ~ (Р|к-1-"' е Е + • р •5 ■ - е~е)

где - пьезометрическое давление и скорость движения металла

в 1-ом сечении; - обобщенная координата ¡- ого сечения; у, р -удельный вес и плотность жидкого металла; g - ускорение силы тяжести; ОС ,(Хо- корректив кинетической энергии и количества движения потока; £Ьр суммарные потери напора между ¡-ым и ¡+1- ым

сечениями; т - время; С? - расход жидкого металла в системе; К - площадь поперечного сечения потока; п - общее количество участков полости литейной формы постоянного сечения; р!1- давление в ¡-ом сечении в к-ой фазе гидравлического удара; ро1>У<и" Давление и скорость

расплавленного металла в начальный момент гидравлического удара; е - динамический декремент затухания колебаний; 5 - скорость распространения ударной волны.

В работе проведены исследования по адашаиии парамегров математической модели. С этой целью были экспериментально получены зависимости для определения коэффициентов потерь в местных сопротивлениях применительно к нестационарному течению серого чугуна под затопленный уровень в каналах песчано-глинистых форм. Установлено, что коэффициенты потерь при неустановившемся движении расплава в литниковых системах главным образом зависят от геометрии каналов и числа Рейнольдса, а в полостях литейных форм - от конфш у-рации отливки (см. таблицу). •

Для решения дифференциального уравнения разработан специальный метод расчета при послойном заполнении полости литейной формы. Сущность метода состоит в том, что форма разбиваете» сеткой слоев на ряд последовательных участков, в пределах которых сечение принимается постоянным. Заполнение формы происходит дискретно -

Зависимость коэффициентов потерь в местных сопротивлениях каналов песчано-глинистых форм ог геометрии каналов и числа Рейнольдса

Число Рейнольдса Ле х 10" Вид сопротивления

шлакоуловитель-питатель канал литейкой формы

угол сопряжения

45° 90° 130° 45° Ж 130°

2,55 0,210 0,16 0,10 0,650 0,410 0,141

3,00 0,240 0,18 0,10 0,647 0,400 0,140

3,25 0,270 ' 0,23 , 0,10 0,650 0,400 0Л38

3,50 0,275 0,25 0,10 0,650 0,430 0,139

3,55 0,280 0,26 0,12 0,648 0,399 0,140

4,00 0,280 0,26 0,14 0,654 0,420 0,140

4,25 0,270 0,24- 0,17 0,653 0,400 0,140

4,50 0,250 0,22 0,17 0,650 0.397 о,и:

4,55 0,260 0,21 0.16 0,647 0,410 0,139

4,60 0,260 0,21 0,16 0,651 0,397 0,141

от слоя к слою, а все необходимые параметры гидродинамического и теплового режимов рассчитываются на границах слоев. Разработан алгоритм и программа для математического моделирования процесса заливки.

В результате проведения численного эксперимента по исследованию влияния инерционной составляющей на процесс заливки было установлено, что степень влияния инерционного напора на величину гидродинамических параметров зависит от типа моделирующей жидкости (см.рис.1). Во-вторых, величина инерционной составляющей зависит от конфигурации полости литейной формы и индивидуальна для каждой конкретной отливки (см рис 2).

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований по проверке адекватности разработанной методики математического моделирования физической сущности явлений, протекающих при заливке лигейных форм. Исследования проводились в два этапа. На первом этане проверке подвергалась применимость уравнений неуста -

ь

Время, с

Рис.1. Зависимость расхода 6т времени заливки для модели типа "куб": 1 - без учета инерционного напора; 2-е учетом инерционного напора (вода); 3-е учетом инерционного напора (серый чугун)

130 ------И

0 10 20 30 40

Время, с

Рис.2. Зависимость расхода расплавленного металла (серый чугун) от времени заливки: 1 - без учета инерционного напора; 2-е учетом инерционного напора для отливки типа "куб"; 3-е учетом инерционного напора для отливки типа "верхняя полусфера"; 4-е учетом инерционного напора для отливки типа "нижняя полусфера"

повившеюся медленно меняющегося движения потока с учеюм локальных сил инерции и гидравлического удара для описания процесса заливки. Экспериментальные исследования проводились на прозрач -ных моделях в лаборатории гидромоделирования БГПА. В качестве моделирующей жидкости использовалась вода. На втором этапе проводились исследования для реальных условий заливки на отливках из серого чугуна, получаемых в разовых песчано - глинистых формах.

Контролируемыми параметрами являлись расход в системе, давление расплавленного металла на стенки формы на уровне питателей я изменение давления в момент гидравлического удара. Дня контроля быстро протекающих процессов был разработан комплекс технических и программных средств сбора и обработки экспериментальных данных с помощью персонального компьютера.

В результате проведения экспериментальных исследований (см рис.3), во-первых, была подгверждена адекватность методики математического моделирования физической сущности явлений протекающих при заливке литейных форм; во-вгорых, экспериментально доказано влияние напора от действия локальных сип инерции потока на процесс заливки и величину размаха амплитуды колебаний при гидравлическом ударе, в-третьих, установлено, что погрешность при расчете процесса заливки традиционными способами на основе уравнений установившегося движения достигает 15-30%.

В четвертой главе излагается новая методика математического модетирования и оптимизации литниковых систем по критериям качества. Анализ статистических данных литейных цехов позволил определить группу основных видов литейных дефектов, возникающих вследствие нетехнологичности конструкции литниковой системы, и специфических для производства станочных отливок из серого чугуна, получаемых в разовых песчано-гликистых формах. В результ<ие проведенного анализа причин возникновения этих дефектов было установлено, что для каждого из них существует основной критерий, играющий наиболее важную роль по отношению к прочим параметрам, влияю -щим, на процесс возникновения дефекта. Совокупность основ-

Врсия, с

Рис.3. Зависимость расхода металла от времени заливки для отливки типа "куб": 1 - с учетом инерционного напора; 2 - без учета инерционного напора; , 3- поле разброса экспериментальных данных

ных критериев, определенных для каждой конкретной отливки, может' быть представлена в виде массива параметров:

где Ткр " критическая температура равная температуре кристаллизации расплава (при' понижении температуры расплава низке критической в отливке образуется недолив); Ук.р - критическая скорость движения металла в шлакоуловителе, при превышении которой литни-,'. ковая система не выполняет своих функций по задержанию неметаллических частиц, что вызывает образование шлаковых включений

в сгглнвке; - критическое давление пластической деформации формы, при превышении которого происходит возникновение дефек-

тов несоответствия размеров формы и отливки; п - критическое

давление разрушения формы, равное пределу прочности' формовочной смеси, при превышении которого происходит локальное разрешение

стенок фррмы; р - критическое давление внедрения расплавленного металла в поры формы, при превышении которого происходит образование механического пригара; р 4* критическое давление внедрения

газовых пузырей из стенок формы в расплав, равное критическому давлению газов в порах формы, при превышении которого образуется газовая пористость; р 5- критическое давление гидравлического удара,

при превышении которого образуется залив или недолив.

Установлено, что формирование всех приведенных зыше литейных дефектов существенным образом зависит от параметров гидродинамического режима заполнения полости литейной формы, который, в

свою очередь, определяется конструкцией и размерами лшниковой системы. В связи с этим прогнозируя возникновение в отливке дефектов того или иного рода путем сопос. (аьления текущих значений параметров процесса заливки, получаемых в результат математического моделирования, с их критическими значениями, можно произвести оптимизацию конструкции и размеров литниковой системы для каждой конкретной отливки. Иными словами, в основу предлагаемою способа оптимизации литниковых сиаем положен показатель качества будущей отливки.

В работе приводятся данные по математическому моделированию и оптимизации литниковыр систем для станочных отливок четырех наименований по номенклатуре Гомельскою питейного завода "Центролит", которые выпускались с аысоким кшшчеивом брака (1740%) по таким видам литейных дефектов как механический пригар, газовые раковины, ужимины и недолив. После проведения компьютерной оптимизации брак снизился до 6-18 % В результате проведенных мероприятий годовой экономический эффект только от снижения брака для лих четырех огливок составил -146 млн.руб.

Пятая глапа посвящена разработке комплексной системы лито-млизированного проектирования технологических процессов литья. Основными элементами комплексной САПР ТПЛ (см.рис.4), помимо модуля математического моделирования и оптимизации литниковых систем, являются информационно -поисковая система и модуль

Рис. 4. Структурная схема комплексной системы автоматизированного проектирования технологических процессов литейного производства

проектирования типового а новою телнолотчоских промессой.

Информационно - поисковая сиаема включая гш> шжних (оД) и информационно - поисковый классификатор (ПИК,1 ЬД прсдставлхи собой банк положительных технологических решений виде чертежей и паспортов на опшвки Паспорт отливки содержи[ сведении о сноси-бе формовки, составе формовочной смеси, типе и размерах литниковой системы и т.п. ( всего ~50 ращелон) К качестве главно!о поискового признака в ИНК выбрано деление номенклатуры отливок на классы в зависимости ог назначения и условий работы будущих деталей машин, что позволяет учитывать качественные характеристики изделий уже на " стадии проектирования технологического процесса литых заготовок Другими поисковыми признаками являются: серийность, марка сплава, масса и габаритные размеры огливки.

Подсистема проектирования типового и нового технологических процессов функционирует в среде графическою редактора пакета прикладных программ АиЮСАО. С целью адаптации пакета разработано сг'спк'чное содержащее команды офисоикк элементов ли теп

ной техаоло! и определении припусков на механическую обработку а гак/се модули выбора техноло!ичоского оборудования и I [лее кости разъем'! формы

А.'норнтм ф;. акционированн.-г комплексной САПР ТПЛ соеюш в спсцуюикм В ¡¡а;.,:!п, персонального компьютера випдится набор нн-ц.'ормзц.юм.к! - поисковых признаков, специально разработанных для проведения поиска техпроцесса - аналога в банке данных положительных технологических решений. Дальнейшее проектирование может !!\*,!.'!Ь фи пут ранштия

! Найден аналог Ц этом случае вся документация натехнолоти ческий процесс непосредственно передается в производство.

2. Найден типовой технологический процесс, который можег бьпь передан в производство после внесения необходимых изменений и ночнений параметров в модуле проектирования типового технологическою процесса и корректировке типа и размеров литниковой системы по результатам, полу ченным в системе математического моделиро-гания

3. Положительное решение в банке данных отсутствует. В таком случае производится проектирование нового технологического процес-

сг с последующей проработкой типа, конструкции и размеров литниковых систем в системе математического моделирования.

Приведены результаты внедрения комплексной САПР ТПЛ в условиях действующего производства Гомельского литейного завода "Цснтролнт". Промышленные испытания системы показали, что при се эксплуатации сроки разработки технологических процессов сокращаются в 2,5-3,0 раза, брак снижается в 1,5-3,0 раза.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана методика математического моделирования гидродинамики послойного заполнения полости литейной формы расплавленным металлом, в основу которой положены уравнения для неустановившегося движения жидкости с учетом локальных сил инерции потока и уравнения гидравлического удара, возникающего в конце заливки формы при внезапной остановке металла. Предложена методика геометрического моделирования абстрактной эквивалентной отливки, которая позволяет осуществить расчет геометрических характеристик полости литейной формы для отливки любой произвольной конфигурации.

2. Исследовано влияние инерционного напора от действия локальных сил инерции потока на динамику процесса заполнения полостей литейных форм расплавленным металлом. Установлена взаимосвязь между параметрами процесса заливки и конфигурацией полости литейной формы. Получены экспериментатьные зависимости для определения коэффициентов потерь в местных сопротивлениях литниково - питающих систем и полостей литейных форм применительно к неустановившемуся течению расплава серого чугуна.

3. Разработаны методика экспериментальных исследований, комплекс технических и программных средств, позволивших произвести сбор и обработку экспериментальных данных с высокой частотой и точностью измерений от различных датчиков давления, температуры и расхода с помощью персонально! о компьютера.

4. Впервые экспериментально доказано влияние инерционного напора от действия локальных сил инерции потока расплава и геометрии отливок на процесс заполнения литейных форм расплавленным металлом и величину амплитуды колебаний давления при гидравличе-

ском ударе в литейной форме Экспериментально покатано, что погрешность при расчетах процесса заливки традиционными способами бет учета инерционного напора составляет 15-30% и более.

5. На основании статистических данных литейных цехов и проведенного теоретического анализа причин возникновения основных видов дефектов, возникающих в чугунных отливках в период заливки разработана методика определения критических значении параметров гидродинамического, теплового и газового режимов в литейной форме, приводящих к воишкновению этих дефектов. Установлено, чю образование дефектов можно прогнозировать путем сопоставления текущих параметров гидродинамического, теплового и сазового режимов в литейной форме с их кршнческими значениями. Разработан алгоритм,, позволяющий на основе такого прогноза провести оптимизацию типа и конструктивных размеров литниковых систем.

6. Разработана система математического моделирования и оптимизации литниковых систем. Приводится описание математического, программного и технического обеспечения системы, а также принципы эксплуатации и работы отдельных ее модулей. Приведенные результа-; ты компьютерной оптимизации литниковых систем для отливок четырех наименований по номенклатуре Гомельского завода "Центролит", выпускавшихся с высоким процентом брака по различным видам литейных дефектов, позволяют сделать вывод о достаточно высокой эффективности разнотипной системы математического моделирования Д111 НИКОИМ* ■■иггум

7 Разрабшана комплексная система ароматизированного про-••KMtpfwami» ".'vho.tm пчеекпх процессов литья, состоящая из информационно - ж»«-:*'. л.й (емы, модуля нроектир''.".л.-:1<я типового и ново. ! пгчиочогич-; «.-»i* а также системы ¿гюмэшзированною моделирования литниковых систем. Приводится характеристика и описание UtllCMU. UU,:!!JMU ф> HMUKHtHpOnaiilU И Нр'ЛНШШЫ работы OT-де-п.ж.к ее i;ie?u'inoi>

8. Производственные испытания комплексной САПР ТПЛ показали, что ее основные модули в 3-4 - 90 % случаев дают положительные технические решения При эксплуатации системы сроки разработки „-\fio.iorii4CvMi4 процессов соьрашакнея в 2,5-3 раза, количество брака -!•> основным mi там дшенныч дефектов уменьшается в 1,5 - 3,0 раза !I шои паи,1я эффективность комплексной САПР ТПЛ достигается при

се использовании в условиях единичного и мелкосерийною производства отливок.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1.Кукуй Д.М., Суторьма И.И. Методика математического моделирования процесса заполнения полости литейной формы расплавленным металлом II Мир инструмента - 1995, № 3 - С.28-29.

2. Кукуй Д.М., Суторьма И.И. Экспериментальные исследования процесса заполнения полости литейной формы на прозрачных моделях // Мир инструмента. - 1995, № 4,- С. 19-21.

3. Кукуй Д.М., Суторьма И.И. Математическое моделирование процесса заполнения полости литейной формы расплавленным металлом П Сб. Металлургия и литейное производство. - Минск: Белорг-станкинпромиздат, 1997- С.47-49.

4. Суторьма И.И. Разработка элементов комплексной системы автоматизированного проектирования технологических процессов лятъя // Сб. Металлургия и литейное производство. - Минск: Белорг-станкинпромиздат, 1997-С.45-46.

5. Кукуй Д.М., Рафальский И.В., Суторьма И.И. Система компьютерного анализа литейных процессов // Инф. бюл. Литье и металлургия. - Минск: Интерфаундри, 1997, № 2. - С.8-9.

6. Кукуй Д.М., Рафальский И.В., Суторьма И.И. Комплексная система автоматизированного проектирования технологических процессов литья И Инф. бюл. Литье и металлургия. - Минск: Интерфаундри,1997, № 3,4. - С. 13-14

7. Кукуй Д М., Суторьма И.И. Компьютерное моделирование литниковых систем // Инф. бюл. Литье и металлургия - Минск: Интерфаундри. !997, № 5,6. - С. 14 -15.

8 D.M. Kukui, 1.!. Sutonm. I.V. Rafalski. 3-D Computer Control of Meli Flow Process in a Mould // 42 Internationalen Wissenschaftlichen Kolloquium, 1WK. - Ilmenau. 1997,- P. 35-40. .

9. Разработка методики и пакета прикладных npoi рамм для математического моделирования процесса заполнения полости лшейног формы расплавленным металлом .Отчет о НИР (заключ.) / ЬГПА; Руководитель работы Д.М. Кукуй; № ГР 1°94325 - Минск. 1995. - 154 с.

10. Разработка методики и пакета прикладных про'рачм для математическою МОДСЛИРОВЯ1ГИЯ ЛИГНИКО!Ч,Ч СИСП> ' I "1С! о НИР (гаключ.) / BFI1Л; Руководитель работы Д М Кукуй N-: f Р !91>6891 -Минск. 1996. - 18ъ с

РЕЗЮМЕ

Суторьма Игорь Иванович. ' Разработка элементов комплексной системы автоматизированного проектрования технологических процессов литья, направленных на повишетше качества отливок".

Ключевые слова: литейное производство, система ароматизированного проектирования, математическая модель, заливка, неустановившееся движение, сила инерции потока, литниковая система, критерий качества.

Предложена новая методика математического моделирования процесса послойного заполнения литейных форм расплавленным металлом на основе уравнений неустановившегося движения Приведется экспериментально полученные зависимости для определения коэффициентов потерь в местных сопротивлениях полостей лигейных форм а литниковых систем применительно к неустановившемуся течению серого чугуна в каналах сырых песчано-глинистых форм. Предложена новая методика математического моделирования и оптимизации литниковых систем по критериям качества будущей отливки. Приводится описание разработанной комплексной системы автоматизированного проектированы технологических процессов литья, состоящей из бзика данных положительных технологических решений, модулей проекте-г^аии* .юе;>го техно,, ..ямеских процессов, а также сисгте-

.(,. моп'мчгинесксю моделирована I и оптимизации литниковых систем Поелстцв-ена ннфопмг.ння о -фактическом использовании системы для повышения качества огливок. гезультагы представляют интерес к, 1,1 /Пленного производства.

Р:< -юме

> , 1.|(>\., . "Рюпрадоука элметау ломплексн.чи

ыстзмы аутаматызаоанагз г.раектг.-'Лння тэхналапчных працэсау лншя,

лак лшаиых ни !миии!и::<о ' :зсщ .ишак".

Юночавыя стовы: пшейная «ытворчасць, силэма ч.-тлмагмзаиз-)>а(а праекгавяння, магэматычная мадэль, зал1ука, леусталяваны рух, еыа шорш.н патоку, 11 пиковая Ыстэма, крытэрый якасш.

• 1и 41 зап.! ич1и< меюлыь 1 м.нчмашчнап »ляьаннч ¡'.рац'*-н.ц-.чоин.ка «(„¡уцепил л.исГпн.!\ <|м>рмау расплаутеныи меплам ч*

падставе урауненняу неусталяванага руху. Даводзяцца экспериментальна атрымапмя залежнасщ для выяулення каэф|'цыента страт у мяс-новых супрашутеннях поласцей лшсйиых формау i лпшковых сютэм прыкладна да неусталяванага цячэння шэрага чугуну у каналах сырых-пяшчана-глшяных формау. Прапанована новая методика матэматычна-га мадэлявання i аптымпацьп лтмковых астэм па крытэрыях якасш будучай адл1ук1. Даводзнща aiiicaiine распрацаванай комплексна« сштэмы аутаматызаванага нраектавання тэхналапчных працэсау лщця, складзеннай з банка дадзенных станоучых тэхналапчных рашзнняу, модуляу праектавання тыпавога i новага тэхналапчных працэсау, так-сама cicDMw матэматычнага мадэлявання i аптымйацьн лгпи'ковых Ыстэм. Прыведзена ¡нфармацыя аб практичным выкарысташп астэмы для павышэння якасщ ащнвак. Вьпнк! уяуляюнь штарэс для лщейнай выгворчасш.

SUMMARY

Sutorma Igor lvanovTcli. "The development of elements of comprehensive system for computer-aided design of casting technology processes, directed to push up the quality of castings".

Key words: foundry, computei -aided design system, mathematical model, casting, unsteady-state motion, inertia force of flow, cast system, criteria for quality.

The rieu methods for mathematical simulation of Filling moulds with a melt in a step-by-step fashion for individual sections 011 the basis unsteady-state motion equations aie suggested. The experimental functions to determine the pressure diop coefficients in local tubes of a mould are presented with reference to unsteady-state flow of cast iion in canals of moulds. The lieu metdods of mathematical simulation and optimisation of cast systems же suggested by quality cuterions lhc desenption of worked out comprehensive system for computer-aided design uf casting technology processes is presented. The system includes the data ba=e of positive technology designs, systems of mathematical simulation and optimization of a mould, design modules of type as well ач new technology processes. Information about practical adoption of wcrl.eil оч( system to push up the quality of castings is presented. The results of this woik ?'c interested in foundry. /