автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка и освоение методик автоматизированного проектирования технологии и оснастки литья с кристаллизацией под давлением

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СВЯТОВ ВАЛЕНТИН ВАЛЕНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ МЕТОДИК АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ Й ОСНАСТКИ ЛИТЬЯ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НихниЯ Новгород - 1996

Работа выполнена в Нижегородском Государственном техническом университете.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Г. И. Тимофеев

- Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор И.В. Гаврилин - кандидат технических наук главный инженер АО "Нормаль" В.А. Братухин Ведущая организация - АО "Теплообменник"

Защита диссертации состоится •Ж".

¿¿/?Рс?у%& 1996 г. в ' * часов на заседании специализированного совета К 063.85.05 при Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603600. г,Н.Новгород.ул. Минина. 24. корп.1, ауд. 1258.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета.

Автореферат разослан 1еэб

Ученый секретарь специализированного совета.. кандидат технических наук,

В. А. ВАСИЛЬЕВ

Подл, к печ. Формат 60x84 Бумага

Печать офсетная. Уч.-изд. л. . Тираж экз. Заказ

Бесплатно. _' _■

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

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В решении проблемы получения качественных Заготовок хорошо зарекомендовал себя метод литья с кристаллизацией под давлением (ЛКД). благодаря таким преимуществам как Высокая плотность отливок, уменьшенные припуски на механическую обработку. высокие физико-механ.. .еские и эксплуатационные свойства заготовок. Однако имеется ряд факторов, сдерживающих развитие метода. Одним из них является малый объем нормативно-технической Докумен--тации на технологический процесс (ТП) и на проектирование оТливки и оснастки. Кроме того, процесс технологической подготовки производства (ТПП). при использовании ЛКД, особенно этап конструирования и изготовления оснастки, - является сложным, длительным, и как следствие - дорогостоящим. Наиболее оптимальным способом преодоления этих положений является разработка системы автоматизированного проектирования (САПР) технологии и оснастки, которая долила максимально охватывать имеющиеся наработки. В настоящее время в нашей стране вопрос разработки эффективных пакетов САПР ТП ЛКД не проработан, и решение этой проблемы является актуальной задачей.

Работа проводилась по программе САПР Государственного комитета по высшему и среднему специальному образованию РФ. Цель работы - провести анализ отливок, конструкций пресс-форм ЛКД и их элементов и классифицировать их с учетом специфики САПР;

- разработать методику автоматизированного проектирования пресс-форм ЛКД, основанную на принятии ТПР согласно классификации процесса ЛКД, с выполнением в ходе проектирования автоматизированного расчета размеров элементов пресс-формы, назначением соответствующих литейных уклонов и припусков на усадку и обработку;

- разработать методику расчета температурных полей системы стержень -отливка-матрица позволяющую обосновать необходимость применения принудительного (воздушного или жидкостного) охлаждения стержня, осуществить выбор материала разового стержня и состава его покрытия, назначить технологические параметры литья;

- разработать новые эффективные конструкции пресс-форм и их элементов, в том числе пресс-форм со стержнями, исключающие брак от-" ливок, вызванных неудовлетворительной работой стержней.'

Научная новизна. Получены следующие научные положения:

1. Исходя из сущности и особенностей способа ЛКД, оборудования для его осуществления и схем прессования произведена классификация отливок для ЛКД, конструкций пресс-форм ЛКД и их элементов на основе существующей классификации данного процесса с учетом требований автоматизированного проектирования.

2. Разработана методика и на ее основе создан программный

3

комплекс для автоматизированного проектирования пресс-форм ЛКД, работающий в среде системы AutoCAD на базе ПЭВМ IBM PC 386/486.

3. Разработаны методика, алгоритм и программа автоматизированного расчета температурных полей системы стержень-отливка-матрица. позволяющие определять конструктивные и технологические параметры процесса литья, исключающие брак отливок. Практическая значимость работы и ее реализация в промышленности. Разработанный и опробованный на ВНИИТСМ "Сириус" программный комплекс автоматизированного проектирования пресс-форм ЛКД позволяет сократить сроки и повысить качество ТПП, увеличить производительность и поднять культуру труда инженеров литейщиков. Выполненный автоматизированный расчет системы стержень-отливка-матрица позволяет исключить брак отливок связанный с неправильным выбором материала и конструкции стержня без затрат на опытное производство. Разработаны новые конструкции пресс-форм, опробованные и внедренные в производство. На пресс-форму с металлическим стержнем и на способ охлаждения стержня получены авторское свидетельство N 1770065 и патент Н 2043854. Основные положения, представленные к защите:

1. Методика автоматизированного проектирования пресс-форм ЛКД. основанная на принятии ТПР согласно классификации процесса ЛКД. В ходе проектирования производится автоматизированный расчет размеров эле гентов пресс-формы, назначение соответствующих литейных уклонов и припусков на обработку.

2. Методика расчета температурных полей системы стержень-отливка-матрица, позволяющая обоснованно выбирать конструкцию стержня и назначать технологические параметры литья.

3. Новые конструкции пресс-форм с металлическими стержнями: охлаждаемыми, исключающими брак отливок, вызванных неудовлетворительной работой стержней, и выплавляемыми, позволяющими получать отливки со сложными полостями. «

Апробация работы. Результаты работы в период с 1989 по 1995 год докладывались на Всесоюзной научно-технической конферешдаи в г. Москве {1989 г.), IX научной конференции молодых ученых и специалистов Волго-Вятского региона $ г.: Горьком (1989 г.), областной научно-техническрй конференции "Прогрессивные технологические процессы и охрана труда в литейно-металлургическом производстве" в г,Нижнем Новгороде (1991 г.К

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 7 печатных работах, защищены авторским свидетельстве»! и патентом.. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка используемой литературы и приложения, включающего программы расчета н проектирования, акты внедрения и 4

пропиленного опробывакпя, авторское свидетельство, патент. Основная часть диссертации содержит 206 страниц машинописного текста, 1 таблицу. 55 рисунков, библиографию-из 85 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность поставленной задачи. В петтаой главе проведен анализ литературных данных по состоянию вопросоз, связанных с развитием метода ЖД, отмечаются достижения и проблемы в этой области. Выделяются проблемы связанные с работой стер-тшей в пресс-формах ЛКД. В отличие от других видов литья при ЛКД высокие тепловые, гидродинамические и термомеханические нагрузки на стержни действуют в течение всего периода форгарова-ния отливки. На поверхности стержней в местах соприкосновения с жидким металлом протекают сложные физико-химические, -силовые и теплофизнческие процессы. Это приводит к налипании и привариванию металла, сильному об:киму стержня металлом отливки. В конечном итоге, снижается производительность процесса, сокращается срок службы стершей, увеличивается брак отливок.

Сложение полости в отливках при ЛКД возможно получать, применяя составные металлические и разовые' (выбиваеше, вымываемые, выплавляемые) стерхяи.. Выяснено, что преимущества ЛКД при производстве отливок со сложными полостями удается реализовать только при использовании выплавляемых металлических стержней.

В главе рассматриваются также особенности применения САПР в литейном производстве (ЛП). Выделяются следующие направления развития САПР ЛП: расчет литникоЕО-пйтающих и вентиляционных систем, конструирование отливки и проектирование оснастки, моделирование теплового и напряженного состояния отливки и фор;ш. расчет сихты. расчет режимов плавки, выбор оборудования:

Проведенный анализ опубликованных данных позволил обосновать цели и задачи, исследования и определить пути их решения. Материалы второй главы являются исходными для создания САПР ТП ЛКД. Изложены особенности способа ЛКД и оборудования для его осуществления, классификация отливок для ЛКД, основные' схемы процесса ЛКД, особенности конструкций пресс-форм ЛКД и их элементов.

. В основу систематизации процесса ЛКД для пакета САПР положена классификация предложенная А". И. Батышевым и доработанная с учетом требований автоматизированного проектирования. Выделено пять групп отливок для ЛКД. В качестве отливок-представителей показаны заготовки, технология изготовления которых отработана в лаборатории кафедры "Машины и технология литейного производства" Нижегородского государственного технического университета. При разра- ■

5

ботке технологии их получения отрабатывались ТПР пресс-форм различных типов, которые впоследствии были заложены в библиотеку ТПР САПР ТП ЛКД.

Обобщенная классификация процесса ЛКД представлена на рис.1 согласно основным этапам технологии производства отливки.

В дальнейшем в ,главе подробно рассмотрены конструктивные особенности основных элементов пресс-форм ЛКД (матрица, пуансон, толкатель, съемник, стержень). Изложены подходы к конструированию многогнездных пресс-форм и универсальных блок-форм. Третья глава посвяшена разработке методики САПР ТП ЛКД. Проектирование ТП ЛКД это прежде всего выполнение чертежей, поэтому в качестве среды проектирования выбран пакет автоматизированного черчения AutoCAD. Создание программ осуществляется на встроенном в AutoCAD языке программирования AutoLISP. Специальное программное обеспечение САПР ТП ЛКД состоит из графических и расчетных программ, нормативно-справочной информации и архива.

В графическую часть пакета САЙР входят программы вычерчивания форматов и бланков, типовых, и стандартных элементов пресс-форм, программы генерации сборочного чертежа и спецификаций. Типовые элементы пресс-форм (монтажные плиты, толкатель, крепежные кольца, съемник, стойки) представлены как "гибкие" и "жесткие" параметрические Модели в виде программных модулей. Данные модели используются для создания готовых чертежей деталей пресс-форм или в виде блоков вставляются в другое чертежи. Стандартные элементы представляются в виде законченных чертежей, которые сразу. выводятся для получения твердой копии.. Параметрические модели могут использоваться как автономно, так и . для построения сборочного чертежа путем их компановки. Отработанные ТПР заносятся в архив.

В процессе проектирования выполняются различные (силовые, тепловые, технологические, геометрические) расчеты. Для этого в пакет САПР включены расчетные программы. Расчетная часть может входить в программы параметрических моделей, тогда результаты расчетов используются непосредственно во время создания чертежа.

Для поддержания процесса проектирования в пакет САПР ТП ЛКД включают нормативно-справочную информацию, содержащую документацию, регламентирующую процесс проектирования, классификацию процесса ЛКД,. режимы ТП ЛКД, информацию по используемым сплайам и оборудованию. В САПР ТП.ЛКД закладывается принцип развития, то есть созданная САПР функционирует с учетом пополнения, совершенствования и обновления своих подсистем и компонентов.

Для занесения в базу данных ЭВМ чертежей элементов пресс-форм и соединения их в сборочные чертежи, были конструктивно проработаны схемы прессования и разработаны четыре конструкции 6

-| В МАТРИЦУ

и в приемник

»орхо-образованиб

СХЕМУ

прессования

о*0рмление наружной поверхности

ОТКРЫТЫХ СПОСОБОМ

-| в одно гнездо"

через каналы

в несколько гнезд

П0РНВЕ8ОЕ

ПУАВСОВВОЕ

пуансовно-поринкво!

через литники

разъемная матрица ¡-ц яногоразъемиая

г по вертикали

по горизонтали

НЕРАЗЪЕМНАЯ МАТРИЦА

-ив0г0гнездна» матрица)

подвижная

НЕПОДВИЖНАЯ

оюрмление полостей и отверстий

-| НЕПОДВИЖНЫЕ стержни подвижные стержни

разовые стержни

уплотнение металла под давлением

одним пуансоном

СВЕРХУ

снизу

сбоку

несколькими пуансонами

р С ОДНОЙ СТОРОНЫ

к

сверху и сбоку

сверху и снизу

[простым пуансоном| [двойным пуансоном)

телескопических пуансоном

извлечение отливки

СЪЕВ С ПУАНСОНА

гг верхним съемником

ч:

БОКОВЫМ съемником

извлечение из матрицы

простой толкатель

сложный толкатель |-ц • комбинированный [

|сложных пуансоном[

составной

подпружиненный

Рис. 1 Обобщенная классификация процесса ЛКД

1

типовых пресс-форм (рас.2). Порядок автоматизированного расчета размеров типовых элементов пресс-форм осуществляется в последовательности, схематично представленной на рис.3.

Автоматизированное проектирование ТП ЛКД осуществляется следующим образом. На основании чертежа детали и технических условий на отливку осуществляется выделение классификационных параметров, по которым выбирается образ отливки-аналога или непосредственно оТлнвка-аналог. При наличии информации для данного класса отливок производится выбор ТПР. В противном случае, разработка ТП осу, ществляется индивидуально.- Для этого производят анализ отливки на технологичность, и в случае положительного ответа производят выбор схемы прессования, разработку технологии изготовления отливки и проектирование пресс-формы. При этом используются ТПР изготовления отливок,близких по конструктивно-технологическим признака!!. Если отливка не технологична для ЛКД, производится корректировка чертежа детали, или отказываются от использования данного способа литья. На разработанную технологии выпускается необходимая документация, производится опытное изготовление партии отливок, анализируется их качество и технико-экономические показатели. Если эти показатели удовлетворительны, производят пополнение конструктивно-технологического классификатора отливок и библиотеки ТПР, и запускают разработаннуи технологию в производство. Четвертая г *аиа посвящена особенностям проектирования стержней для пресс-форм ЛКД и управлению основными технологическими параметрами (прежде всего тепловыми) работы стержней, в том числе стержней специальных конструкций: а) постоянных охлаждаемых, при-; меняемых при относительно небольшой массе стержней по сравнению с массой отливки: б) выплавляемых разовых металлических стержней, используемых для оформления сложных полостей в отливках.

Как выяснено, стержни в ТП ЛКД испытывают большие термические к силовые нагрузки и способны нагреваться до температур выше технологически допустимых беличин (вьзпе 350°С), что может вызвать их коробление, трудности извлечения из отливки, а значит и нарушение технологического режима литья. Одна из мер предупреждения подобных отрицательных явлений - принудительное охлаждение стержней. Однако, применение охлаждаемых стержней усложняет и удорожает всю конструкцию пресс-формы, поэтому их применение должно быть достаточно обоснованным.

При проектировании разовых выплавляемых металлических стержней большая роль отводится правильному выбору материала стержня, который согласуется с материалом.отливки прежде всего по показатели величины температуры плавления (температуры затвердевания). Температура плавления материала стержня выбирается на 200-300°С 8 |

а)

т

в)

Рис.2 Типовые пресс-формы ЖЦ:

а) - без применения съемника и встречного прессования^

б) - без встречного прессования, с применением съемника; з) - без съемника с применением встречного прессования; ■*) - с применением съемника и встречного прессования

г)

Рис.3 Порядок автоматизированного расчета

размеров элементов типовых просс-фори

ю

ниже температуры плавления материала отливки с целью последующего выплавления стержней путем нагрева изготовленных отливок без нарушения их геометрии и размеров. С другой стороны разовый стержень не должен подплавляться до затвердевания отливки, то есть температура его поверхности, в течение цикла прессования, должна быть меньше температуры солидуса материала стержня. Управлять процессом нагрева стержня можно йзменением материала и толщины его покрытия.

Таким образом, для.обоих рассматриваемых типов стержней необходим расчет температурных полей. Для этого составляется система соответствующих дифференциальных уравнений Фурье для стержня, отливки и формы, дополненная граничными и начальными условиями.

Для расчета применена осесимметричная модель. Для отливок типа "втулка", у которых длина значительно превышает диаметр, система дифференциальных уравнений Фурье может быть представлена в виде одномерной задачи. В этом случае уравнение теплопроводности Фурье в цилиндрических координатах записывается:

для отливки ' Ы - /Щ . 1.СТ ч + ь .

5т ~ М + г 5г ) + с 5? • а0 1 , Г!+5с <г <г, Л ТУГ, ; (1)

: ¡>:1; Я £ :

.а,

г2+бс <г <г3

Граничные условия на наружной поверхности матрицы представим как условия третьего рода: "

Граничные условия третьего рода на поверхности контакта матрицы с металлом отливки:

-Ь25Т(£-г'Т) -Д46Т(Гг^Л)>ех2(Т(г2.т)-Т(гг^с.т)) (5)

Граничные условия третьего рода на поверхности стержня в зоне контакта с металлом:

_Хг5Т(г^5сЛ) , = о, (ТГГ, +гс,'т)-Т(г,.т)) (6)

и

- для стержня

- для матрицы

где г - радиус границы, м; г, , г2 , г3 - наружные радиусы стержня, отливки и матрицы соответственно, м; 6С - толщина сма-зочно-газового зазора, и; х - время, с; а0, а^ аст - коэффициенты температуропроводности сплава ( а„ л , а^г, ао 3 - жидкого, двухфазного и твердого), материалов матрицы и стержня соответственно, мг/с; Х2. . - коэффициенты теплопроводности материалов стержня, отливки, и матрицы, соответственно, Вт/(м'-°С); о^, а,, - коэффициенты тепловой проводимости смазочно-газовых слоев мезду. границами стержень-отливка и отливка-матрица, Бт/(мг оС). Оз - коэффициент теплоотдачи в окружающую среду, Вт/(н2 -"С); Гл. Тс. Тс р, - температуры ликвидуса, солидуса. окружающей среды, соответственно, °С; 1(г,,т), Т(г1+5с.т), Т(г2.т), Т(г2+6с.т). Т(г3,'т) - температуры поверхности стержня, внутренней и наружной поверхностей отливки, внутренней и наружной поверхностей матрицы, соответственно, °С;

Теплообмен в пресс-формах с постоянным и разовым (выплавляемым) стержнями несколько отличен. Различие заключается в теплофи-зических характеристиках стержней, смазочно-газовых зазоров и в температурном режиме работы стершей. Начальные условия:

ТП.О) = Тс*; Т(4.0) = Те; Т{2, 0) = Т„ , (7)

где Т(1,0),Т(4, 0),Т(2,0) - тешературы стержня, пресс-формы и расплава з начальный момент времени соответственно, °С: Тс, Т„, Тст - исходные температуры пресс-формы, расплава, стержня соответственно. °С:

Для пресс-формы с постоянным стержнем

Т(1,0) = Т(4.0) = Т0 (8)

Представленная система дифференциальных уравнений с начальными и граничными условиями в общем виде не имеет решения. Поэтому задача определения температурных полей системы стержень-отливка-матрица была решена с помощью метода конечных разностей, на четырехточечном шаблоне с повышенной точностью. На основе описанного алгоритма была составлена программа расчета температур в узлах сетки с заданным шагами по радиусу и времени.

В программе расчета температурного поля выплавляемого стержня устанавливаете;; ограничение на величину температуры его поверхности, которая не должна превышать температуру солидуса материала стержня. Если это условие не соблюдается, то увеличивается толщина или применяется менее теплопроводное покрытие стержня.

Для постоянных стержней, по аналогичной методике, рассчитывается изменение температурного поля после удаления отливки. Основное граничное условие в этом случае - тепловой поток в окружающую среду при естественной или вынужденной конвекции, интенсив-12

ность которого характеризуется коэффициентом теплоотдачи ос. определяемым из зависимостей критериев Нусельта, Прандтля и Грасгофа.

Если средняя температура стержня при установившемся тепловом режиме работы пресс-формы не превышает 350°С, то технологический режим литья можно считать приемлемым, в противном случае следует назначать жидкостное охлаждение стержня. Но применение стержней с жидкостным охлаждением обычной конструкции может вызвать появления такого брака отливок как спаи, завороты и недоливы. Поэтому был предложен способ охлаждения,стержня и устройство для его осуществления (Авторское свидетельство N 1770065). по которому охлаждающая жидкость автоматически подается только в период прессования. Стержень для повышения прочности выполнен сборным в виде вкладыша с пазами, являющимися каналами охлаждения, типа "шлице-вый вал" с напрессованной на него обоймой. Средство подачи охлаждающей жидкости выполнено в виде встроенного в пуансон подпружиненного вкладыша с полостью, сообщающейся при прессовании с каналом подачи охлаждающей жидкости и каналами стержня. При прессовании стержень взаимодействует с вкладышем пуансона, вследствие чего открывается доступ охлаждающей жидкости внутрь стержня, которая сливается по каналам охлаждения, производя теплоотвод. После выдержки металла под давлением пуансон поднимается и вкладыш стержня под действием пружины возвращается в нижнее положение перекрывая канал подачи охлаждающей жидкости.

Вторая очень валкая проблема, связанная с.работой стержня -его обжим охлаждающейся отливкой. Для решения этой проблемы была предложена пресс-форма ЛКД отливок со сквозными отверстиями (Патент 2043854). в которой стержень выполнен разъемным, в виде обоймы и центральной подпружиненной вставки с коничесшши поверхностями сопряжения. Обойма стержня установлена в матрице, а центральная вставка закреплена на пуансоне. При прессовании центральная вставка заходит в обойму, образуя при сопрязении стержень жесткой конструкции. После прессования пуансон с центральной вставкой стержня поднимается. В образовавшуюся полость обоймы стержня до заданного уровня автоматически подается охлаждающая жидкость. Обойма стержня охлаждается, значительно быстрее отливки. и за счет разности усадок обоймы стержня и отливки между ними ~ образуется зазор, облегчающий съем отливки со стержня. В пятой главе изложены результаты практической реализации разработанных методик и технологий.

Разработан программный комплекс автоматизированного проектирования пресс-форм ЛКД. работающий в среде системы AutoCAD на базе ПЭВМ IBM PC 336/486. Процесс автоматизированного проектирования ТП ЛКД осуществляется по методике и с использованием ТПР пу-

13

тем использования в интерактивном режиме машинной графики для -создания рабочих чертежей деталей пресс-форм. Программный комплекс ориентирован на проектирование оснастки для стандартных гидравлических прессов с верхним и нижним гидроцилиндрами, однако может использоваться и в случае применения специализированного прессового оборудования. Продуктом программного комплекса является комплект конструкторской документации на ГП.

Проведена научно-ис следователь екая работа по теме "Применение технологии ЛКД для производства товаров народного потребления". Произведен анализ широкой номенклатуры деталей на предмет использования метода ЛКД. выделены их классификационные признаки. Изучена перспектива и проведены опыты по организации участка ЛКД в действующем кузнечно-прессовоы производстве, с целью переработки собственных отходов цветных металлов. Результаты исследований использованы при создании САПР ТП ЛКД.

При разработке ТПР пресс-формы с разъемной матрицей для пакета САПР ТП была спроектирована, изготовлена и опробована на- Семеновском арматурном заводе пресс-форма ЛКД для производства отливки "Корпус распределителя". Данная пресс-форма позволяет получать отливки со сложной нарузшой поверхностью, а при производстве тонкостенных отливок исключается вероятность их деформации при извлечении из полости матрицы. Конструкция пресс-формы обеспечивает совместную одноврёменную работу выталкивателя и механизма разъема матрицы, что позволяет использорать данную пресс-форму для работы в автоматическом режиме, и следовательно, увеличить производительность процесса. Промышленное опробование доказало работоспособность данного типа пресс-форм.

В качестве ГПР оснасткч для отливок со сложными полостями была спроектирована, изготовлена и опробована пресс-форма ЛКД, с использованием разовых (выплавляемых) металлических стержней. Параметры технологического процесса, выбор материала стержня, материала н толщины теплоизоляционной краски обоснованы тепловым расчетом на ЭВМ. Лабораторные испытания подтвердили правильность расчетных параметров и возможность получения годных отливок по разработанной технологии.

При разработке ТПР пресс-форм в целом и отдельных их элементов в частности большое значение имеет вопрос выбора рационального способа получения полостей и отверстий в отливке. На заводе "Прогресс" (г. Пермь) был внедрен ТП ЛКД отливки "Корпус гидронасоса" с полостью и сквозными отверстиями, получаемыми пуансоном и постоянными стержнями. Данная пресс-форма может быть использована как ТПР пресс-форм пуансонного прессования для паке та САПР ТП ЛКД. Оригинальное решение выполнения телескопических стоек съем-14

ника, а также разработанные способы получения в отливке сквозных отверстий включены в состав пакета САПР в качестве общих ТПР для пресс-форм различных типов.

На предприятии "APT" (г. Владимир) внедрен ТП производства отливки "Корпус тормозного цилиндра". Пресс-форма содержит подвижные стержни приводимые в движение наклонными пальцами и является многоместной. Впрыск расплава в гнезда осуществляется с помощью нижнего гидроцилиндра из общего металлоприемника. Отработанные решения рекомендуются как типовые для САПР ТП ЛКД.-

Основные выводы

1. Разработаны основное положения"по составу и функционированию программного обеспечения САПР ТП ЛКД. принципы организации конструкторской базы данных, позволяющие производить поиск аналогов и ТПР, и обеспечивающие разработку конструкторской и технологической документации в автоматизированном режиме на ПЭВМ.

2. Проведена классификация^ литых деталей, конструкции пресс-форм ЛКД И их элементов, согласно требованиям автоматизированного проектирования разработаны типовые схемы пресс-форм ЛКД.

2. Разработаны методики автоматизированного проектирования типовых схем пресс-форм ЛКД и расчета, размеров их элементов . использующие действующие стандарты, нормативно-справочные данные, типовые и оригинальные методы расчетов.

4. Разработан алгоритм и программа для расчета на ЭВМ температурных полей в элементах пресс-формы с металлическими постоянным и выплавляемым стержнями. Результаты расчетов позволяют обоснованно выбирать конструкции стержней, материал выплавляемых стержней, а также назначать технологические режимы литья.

5. разработан способ охлаждения стержня и устройство для его осуществления снижающие брак отливок и увеличивающие срок службы оснастки, за счет повышения жесткости стержня и установления требуемого, теплового режима работы пресс-формы. Способ и устройство защищены авторским свидетельством.

6. разработана конструкция пресс-формы для ЛКД отливок со сквозными отверстиями, обеспечивающая повьшение срока службы пресс-формы и снижение браха отливок за счет исключения обжима стержня отливкой.. На конструкций получен патент.

7. Разработана конструкция пресс-формы для ЛКД отливок со сложными полостями с использованием выплавляемых металлических стержней. Технологические параметры литья обоснованы тепловым расчетом системы стержень-отливка-форма.

8. Опыт внедрения и опробования разработанных методик позво-

15

ляет: сократить сроки и повысить качество ТПП и соответственно качество получаемых отливок, более обоснованно и аргументированно выбирать технологические схемы прессования при разработке ТП ЛКД конкретной отливки, точно назначать технологические режимы и параметры процесса ЛКД с применением разовых выплавляемых и постоянных охлаждаемых стержней, повысить производительность и культуру труда проектировщиков.

Список публикация по теме диссертации:

1. Тимофеев Г.И.. Святов В.В.. Чувагин Н.Ф.. Марков В.В., Савинова Е.Г. Использование вторичных сплавов при жидкой штамповке // Цветная металлургия. - 1989; - N10 - С. 42-44.

2. Тимофеев Г.К.. СвятЗв В.В., Чувагин Н.Ф.. Парков В.В..

, Савинова Е.Г. Использование вторичных сплавов при жидкой штамповке В сб. тезисов докладов к Всесоюзной научно-технической конференции. Москва 1989. - С. 47.

3. Святов В.В. Использование отходов деформируемых сплавов в условиях собственного кузнечно-прессового производства. В сб. тезисов докладов к IX научной конференции молодых ученых и специалистов Волго-Вятского региона. Горький 1989. - С. 66.

4. Святов В.В..Марков В.В..Чувагин Н.Ф..Спирин А.Г..Савинова v Е.Г. Получение сложных тонкостенных отливок методом литья с кристаллизацией под давлением. В сб. тезисов докладов к областной научно-технической конференции. Нижний Новгород 1991.- С. 72-74. .

- 5. Марков В.В.. Святов В.В..'Чувагин Н.Ф.. Савинова Е.Г. Получение сложных отливок литьем с кристаллизацией под давлением. В сб. "Управление строением отливок и слитков". Нижний Новгород 1991. - С. 65-68. •

6. Тимофеев Г.И.. Чувагин В.Ф.. Святов В.В.. Нищенков A.B. Методика автоматизированного проектирования пресс-форм для литья с кристаллизацией под давлением. Информационный листок М 135-95 Нижнний Новгород 1995.

7. Тимофеев Г.И., Чувагин Н.Ф.. Святов В.В.. Нищенков A. B. Пресс-форма для литья с кристаллизацией под давлением деталей типа "Стакан". Информационный листок N 136-95 Нижний Новгород 1995.

8. A.c. 1770065 (СССР) В 22 0 18/02. Способ литья с кристаллизацией под давлением отливок со сквозными отверстиями и устройство для его осуществления / В В.Марков. В.В.Святов. Е.Г.Савинова (СССР). - 4 е.: ил.

9. Патент 2043854 (РФ) В 22 D 18/02. Пресс-форма для литья с кристаллизацией.под давлением / В.В.Марков. В.В.Святов. Е.Г.Савинова. - 6 с.: ил.