Разработка методики расчета размеров исходной заготовки для поковок со ступенчатой геометрией, исходя из гарантированного заполнения наибольшего сечения набором металла со смежных периферийных участков
Введение 3
1. Актуальность исследования 4
1.1. Современный подход в моделировании технологических процессов 4
1.2. Современный пакет прикладных программ для моделирования
технологических процессов 5
1.2.1. Deform 2D/3D 5
1.2.2. QuantorForm 2D/3D 11
1.2.3. Stampack 15
1.3. Общие выводы по главе 21
2. Цели исследования 22
3. Объекты исследования 23
3.1. Общие выводы по главе 33
4. Экспериментальные и теоретические исследования 35
4.1. Расчет и моделирование для поковки «Вал первичный» . . . . 35
4.1.1. Моделирование заполнения металла штампов для поковки
«Вал первичный» в программе «QuantorForm» 41
4.1.2. Моделирование износа инструмента для поковки «Вал первичный» в программе «QuantorForm» 46
4.2. Расчет и моделирование для поковки «Вал» 52
4.2.1. Моделирование заполнения металла штампов для поковки
«Вал» в программе «QuantorForm» 57
4.2.2. Моделирование износа инструмента для поковки «Вал» в
программе «QuantorForm» 61
4.3. Общие выводы по главе 67
5. Алгоритм расчета оптимальной заготовки для поковок типа Вал,
в условиях Кузнечного завода ПАО КАМАЗ 68
6. Общие выводы по диссертации 71
7. Список используемой литературы 72
В условиях рыночной экономики актуальной остается задача приобретения и удержания конкурентного преимущества. Помимо предложения инновационного продукта и ноу-хау, одним из инструментов, позволяющим «оставаться на плаву», является оптимизация и улучшение имеющихся процессов, которое позволяет снизить себестоимость конечного продукта и, соответственно, предложить потребителю конкурентоспособную цену. При постоянно растущих затратах на сырье и энергию возникает необходимость в увеличении эффективности используемых в процессах производства ресурсах. В машиностроении одним из возможных направлений служит повышение КИМ за счет снижения нормы расхода материала. Для номенклатуры де-талей машин, изготавливаемых из штампованной заготовки, это означает снижение нормы расхода исходной заготовки для последующей штамповки. При этом крайне нежелательно повышение затрат на изготовление штампованного полуфабриката в целом, то есть недопустимо увеличение стоимости оснастки и инструмента, увеличение трудоемкости изготовления и энергозатрат оборудования. Также необходимо учесть сопутствующие реальному производству факторы, такие как возможности конкретно взятого предприятия (а, соответственно, возможности оборудования), возможность унификации исходного маркопрофиля (увеличение типов ведет к удорожанию металлопроката), возможности минимизации влияния на окружающую среду (экология) и улучшения условий труда, и другие.
По результатам исследования можно сделать следующие выводы.
5.1. По результатам исследования и 3D моделирования была повышена эффективность КИМ при штамповке поковки «Вал первичный» и «Вал», путем снижения нормы расхода металла. Программирование в прикладной программе Qform показало существенную оптимизацию исходной заготовки на
1,2 кг для поковки «Вал первичный» и «Вал», и дало понятие возможности перераспределения металла со смежных периферийных участков в область с максимальным сечением. По единичным частным решениям появилась возможность судить о возможности передачи металла в продольном направлении и заполнения глубоких сложных полостей гравюры при штамповке. Требуется дальнейший анализ для различных относительных параметров граничных условий.
5.2. Задача по определению условий, при которых возможно перераспределение металла по сечению заготовки в процессе штамповки, представляется перспективной. Причем дальнейший анализ необходимо выполнять для конфигураций, наиболее приближенных к реальным изделиям.
5.3. Моделирование в программе QuantorForm показало, что изменение конфигурации исходной заготовки, путем уменьшения ее диаметра до 070 позволяет заполнять смежные периферийные участки поковки с диаметром до 082 для штампованных заготовок типа вал со ступенчатой геометрией.
