РЕФЕРАТ 4
Аннотация 7
ВВЕДЕНИЕ 8
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИТЕЙНОЙ ТЕХНОЛОГИИ 13
1. НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ И ЕЁ ОПИСАНИЕ 13
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ BD-МОДЕЛИ ОТЛИВКИ
«ПОДШИПНИКОВЫЙ ЩИТ» 16
2.1. Припуски на механическую обработку и допуски на размеры
отливки 16
2.2. Линейная усадка сплавов, заливаемых в кокиль 16
2.3. Требования к конструкции деталей, отливаемых в кокиль 17
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВКИ 21
3.1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОГРАММ 21
3.1.1. Программа моделирования литейных процессов LVMFIowCV 21
3.1.2. Программа моделирования литейных технологий ProCAST 22
3.1.3. Программа моделирования литейных процессов CastCAE 23
3.1.4. Программа моделирования литейных процессов PoligonSoft 26
3.2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ЛИТЬЯ В СИСТЕМЕ LVMFlow 31
3.2.1. 3D-Импорт 33
3.2.2. База данных 35
3.2.3. Начальные условия 41
3.2.4. Моделирование заполнения и кристаллизация 46
3.2.5. Моделирование заполнения литейной формы и образования
усадочных дефектов 49
3.2.6. Анализ работы питания отливки и образования усадки 57
3.2.7. Моделирование напряжений отливки после затвердевания 60
3.3. РАЗРАБОТКА КОКИЛЬНОЙ ОСНАСТКИ 65
3.3.1. Классификация кокилей 66
3.3.2. Стойкость кокилей 68
3.3.3. Материал кокилей 69
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 74
4.1 Описание предприятия 74
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 75
4.3 SWOT-анализ 77
4.4 Инициация проекта 78
4.4.1 Цели и результат проекта 78
4.4.2. Организационная структура проекта 79
4.4.3 Ограничения и допущения проекта 79
4.5 План проекта 80
4.6 Бюджет научного исследования 83
4.7 Матрица ответственности 87
4.8 Реестр рисков проекта 88
4.9 Оценка сравнительной эффективности исследования 89
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 95
5.1 Анализ опасных и вредных факторов 95
5.1.1 Производственный шум 96
5.1.2 Электромагнитное и ионизирующее излучения 97
5.1.3 Поражение электрическим током 98
5.1. Эргономический анализ трудового процесса 100
5.2.1 Микроклимат 100
5.2.2 Освещение 101
5.2.3 Эргономические требования к рабочему месту 105
5.2. Разработка мер защиты от опасных и вредных факторов 111
5.4 Пожарная безопасность 113
5.4.1 Причины возникновения пожара 113
5.4.2 Профилактика пожара 113
5.4 Охрана окружающей среды 116
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ 123

Купить

Литье и кокиль обеспечивает не только высокую точность отливок, но и высокий процент выхода годного литья, значительное улучшение механических свойств металла отливки, а также резкое повышение производительности труда и улучшение санитарно-гигиеничных условий труда. Литье в кокиль рекомендуется применять при серийности не менее 300—500 мелких отливок или 50—150 средних. В случаях, когда применение металлических форм позволяет получить отливки высокого качества и заданную структуру металла, требования к серийности могут быть снижены [3].
Литьё в кокиль используется для изготовления различных по назначению отливок из стали, чугуна и цветных сплавов. Наиболее технологичны алюминиевые, магниевые и медные сплавы, менее — железоуглеродистые сплавы и особенно сталь. Это объясняется тем, что с повышением температуры плавления используемого для литья сплава уменьшается стойкость кокиля [2]. Кроме того, большие скорости охлаждения расплава и затвердевшей отливки приводят к возникновению в ней повышенных напряжений, а в чугунной отливке возможен поверхностный или сквозной отбел по сечению стенки. Отбел является дефектом структуры отливок из серого чугуна и обнаруживается в тонких частях отливок или около остроугольных кромок. Причина образования отбела — пониженное содержание углерода и кремния в чугуне или повышенное содержание карбидообразующих элементов: хрома, титана, марганца, ванадия, которые могут попасть в чугун из чушковых чугунов или легированного стального лома.
В ручных и механизированных кокилях чаще всего изготовляют стальные отливки простой конфигурации со стенками толщиной более 6 мм и массой от нескольких килограммов до 14 т; чугунные отливки простой конфигурации с отбеленной поверхностью, плотной структурой и повышенной герметичностью, а также отливки, к которым не предъявляют каких-либо требований по структуре; отливки из чугуна с вермикулярной или шаровидной формой графита со стенками не менее 8 мм; отливки средней сложности до 100 кг массой из алюминиевых сплавов с толщиной стенок не менее 4 мм; простые и средней сложности отливки из магниевых сплавов массой не более 50 кг и толщиной стенки не менее 5 мм; отливки из латуни со стенками не меньше 4 мм и размерами в плане до 600х700 мм [1].
Технологическая возможность изготовления отливки в кокиле зависит от конструкции литой детали и литейных свойств используемого сплава. Так с уменьшением толщины стенки и размеров отливки возрастают трудности ее производства и ухудшается технологичность литья. Полученные в кокиле отливки с тонкими стенками могут иметь недоливы, стальные и чугунные — трещины, а чугунные — поверхностный или сквозной отбел. Технологичность литья ухудшается и с увеличением числа отливаемых в отливке отверстий и повышением температуры плавления используемого сплава. Чем выше температура заливаемого в кокиль расплава, тем меньше его стойкость.
Сложность и специфичность процесса литья в кокиль приводят к тому, что уже на этапе разработки литейной технологии инженер-литейщик сталкивается со следующими трудностями:
• выбор оптимальной литниково-питающей системы (ЛПС);
• выбор температуры заливки;
• выбор оптимальной скорости течения расплава;
• предотвращение колебания скоростей потока в процессе заливки.
Развитие техники литейного производства привело к созданию систем
автоматических машин, автоматических линий и автоматических комплексов машин для литья. Элементом литейной технологии является то, что обрабатываемый материал приобретает определенную конфигурацию, и свойства во время перехода из жидкого состояния в
твердое. Условия протекания перехода во многом определяют качество изделия — отливки, а также производительность процесса и, в конечном счете, эффективность производства. На основе знания закономерностей протекания этих процессов необходимо создавать оборудование, позволяющее в режиме реального времени управлять формированием свойств отливок. Дальнейшее совершенствование литейной технологии, создание действительно автоматических систем машин для изготовления отливок должны основываться, прежде всего, на управлении процессом формирования качественной отливки. При подготовке технологического процесса литья металлов возникает необходимость принятия решений в условиях недостатка информации о физической картине процесса. Это связано с проблемами анализа явлений переноса (гидродинамики, теплопередачи, фазовых превращений), происходящих в условиях реального производства. Применение систем,позволяющих визуализировать и понять природу процесса литья, даёт возможность значительно усовершенствовать процесс проектирования и производства отливок. При этом экономятся важнейшие ресурсы — металл, рабочее время, электроэнергия. Результатом использования прикладных пакетов визуализации литья является точное знание протекающих в сплаве физических явлений, позволяющее вносить необходимые коррективы на стадии проектирования, что значительно снижает процент брака, помогает повысить качество продукции и одновременно снизить ее себестоимость. Применение наукоемких технологий, в частности, систем компьютерного моделирования физико-химических процессов, происходящих во время формирования отливки, позволяет, с одной стороны, переходить к отливкам все более и более сложной формы, используя все большую номенклатуру сплавов, с другой стороны, сокращать затраты на отладку технологии, заменяя натурный эксперимент вычислительным.
Компьютерное моделирование и оптимизация литейных технологий является важным направлением в развитии программных продуктов компьютерного инженерного анализа - САЕ - Computer Aided Engineering. Компьютерная программа дает возможность проследить, что происходит при заполнении расплавом формы и в дальнейшем - при охлаждении и затвердевании металла. СAE-программы позволяют находить дефекты разной природы в отливке на стадии проектирования, использовать разные модификации в технологии, сравнивая ожидаемое качество отливки для предложенных модификаций и выбирая оптимальный вариант технологии и литниково-питающей системы. Современные программы компьютерного моделирования, основанные на физических теориях тепловых, диффузионных, гидродинамических и деформационных явлений способны адекватно отразить картину физико-химических процессов, происходящих при заполнении жидким металлом формы, кристаллизации многокомпонентного сплава, отжига и т.д
Использование прикладных CAD / CAE программ позволяет существенно упростить процесс проектирования литейной технологии.
Система автоматизированного проектирования CAD обеспечивает геометрическое моделирование и визуализацию изделий или их деталей в двух или трех измерениях. В современную CAD-систему входят следующие модули: моделирование объемной конструкции; изготовление и оформление чертежей; введение текстовой конструкторской документации; заполнение технологических карт. Средства САЕ в свою очередь позволяют выполнить разнообразные расчеты напряжения, деформаций, теплообмена, распределения магнитного поля, потока жидкостей и других параметров сплошных сред, а также технических систем в целом .

Купить