Сведения о преподавателе и контактная информация

Рабочая учебная программа

Сведения о преподавателе и контактная информация

Кипнис Лев Семенович, к.т.н., доц. кафедры МЛП и КМ

Кузембаев Серик Баппаевич, к.т.н., доц. кафедры МЛП и КМ

Альсенова Гульнара Бимендиновна, ассистент кафедры МЛП и КМ

Кафедра МЛП и КМ находится в гл. корпусе КарГТУ (Караганда, Б.Мира 56), аудитория 313, контактный телефон 56-75-92 доб. 124

 

1.2 Трудоемкость дисциплины

Семестр	Количество кредитов	Вид занятий	Количество часов СРС	Общее количество часов	Форма контроля
количество контактных часов	количество часов СРСП	всего часов
лекции	практические занятия	лабораторные занятия
			-						экзамен

1.3 Характеристика дисциплины

Дисциплина «САПР литейных машин и технологий» является дисциплиной по выбору вуза цикла профильных дисциплин.

 

 

1.4 Цель дисциплины

Целью преподавания дисциплины является расширение и углубление знаний студентов в области систем автоматизированного проектирования (САПР) машин и технологических процессов литейного производства, формирование навыков, необходимых для использования компьютерной техники в профессиональной деятельности.

На занятиях по данной дисциплине студенты рассмотрят проблемы применения информатики к процессам проектирования и подготовки производства литых изделий, овладеют практическими навыками работы с прикладными программными продуктами.

 

1.5 Задачи дисциплины

Задачи дисциплины – дать будущим специалистам знания в области автоматизированного проектирования машин и технологических процессов литейного производства, познакомить с современными разработками и основными направлениями развития автоматизированного проектирования машин, технологии, производств.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

иметь представление о принципах автоматизированного проектирования машин и технологических процессов получения литых изделий;

знать: структуру и возможности современных САПР машин и технологических процессов получения отливок;

уметь: использовать элементы систем автоматизированного проектирования при решении технологических и конструкторских задач получения отливки;

приобрести практические навыки: в работе с базами данных, пакетами прикладных программ, формирующими системы автоматизированного проектирования машин и технологических процессов.

 

Пререквизиты

Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение материала следующих предшествующих дисциплин:

Дисциплина	Наименование разделов (тем)
1 Информационные технологии в машиностроении	САПР технологических процессов в машиностроении
2 Компьютерная графика	Система КОМПАС 3D
3. Оборудование литейных цехов, промышленные роботы и манипуляторы I и II	Анализ рабочих процессов, конструирование узлов и деталей машин. Анализ рабочих процессов и расчет параметров литейных машин.
4 Технология литейного производства I и II	Технология получения литых изделий, конструкция модельной оснастки. Основные параметры технологического процесса получения отливки и литейной формы, основы их выбора и расчета.
5. Теория формирования металлических систем.	Основные закономерности процессов формирования и свойств металлических изделий из жидкого состояния сплава, методы расчета параметров.

 

Постреквизиты

Знания и навыки, полученные при изучении дисциплины «САПР литейных машин и технологий», студенты используют в дипломном проектировании.

 

1.8 Содержание дисциплины

 

1.8.1 Содержание дисциплины по видам занятий и их трудоемкость

Наименование раздела, (темы)	Трудоемкость по видам занятий, ч.
лекции	практические	лабораторные	СРСП	СРС

 

1. Общие сведения о САПР ТЛП. Состав и структура САПР изготовления отливки. Состав проектных процедур и обобщенный алгоритм (структурно-логическая схем1. САПР изготовления отливки. Основные компоненты системы, их взаимодействие. Подсистемы выбора способа литья и оценки технологичности отливки. Базы данных системы. Методы проектирования на базе типовых технологических процессов. Принципы построения ИПС технологических процессов. Описание исходной технологической информации в САПР. Особенности САПР ТПП единичного, серийного и массового производства.		-	-
2. САПР элементов литейной формы. Интегрированные САПР литейной технологии Принципы построения, состав, структурная схема и базы данных подсистемы САПР «Элементы литейной формы». САПР «Чертеж отливки» и «Технология литейной формы», их особенности. Структура интегрированных САПР, принципы их построения. Подсистемы, образующие интегрированные САПР: типового проектирования, технологической документации, информационно - поисковые базы данных и системы управления ими.		-
3. Системы автоматизированного моделирования процессов формирования отливки Системный анализ процессов формирования отливки и системы автоматического моделирования (САМ) процессов литья. Связь теории формирования отливки и систем автоматического моделирования. Роль САМ в предупреждении дефектов в отливках на стадии проектирования и отработки технологических процессов. Основные виды математических моделей процессов литья. Системы автоматического моделирования на базе двумерных и трехмерных геометрических моделей: "Полигон", LVM-Solid, Pro Cast и другие, их методические основы, область рационального применения. САМ специальных способов литья.		-
4. САПР технологической оснастки для литейного производства Структура автоматизированного проектирования модельных плит и стержневых ящиков для серийного и массового производства. Библиотеки типовых и стандартных элементов модельной оснастки. САПР «Модель» и «Стержень». Методика автоматизированного проектирования металлических форм и пресс-форм литья под давлением. Проектирование и изготовление модельной оснастки с применением технологий быстрого прототипирования ("Карат", ТПС и т.п.).		-
5. Анализ рабочих процессов литейных машин с применением ЭВМ. Элементы САПР литейных машин Особенности анализа рабочих процессов литейных машин с применением ЭВМ. Математические модели основных рабочих процессов формообразующих, смешивающих, очистных и выбивных агрегатов. Синтез механизмов литейных машин. САПР рабочих органов машин для изготовления литейных форм и стержней, очистных машин и оборудования для специальных способов литья.		-
6. САПР литейных цехов и участков. Методы автоматизации расчетов производственных программ для групп оборудования и отделений цеха. Основные элементы систем автоматизации расположения оборудования: выбора и расчета элементов, размещения элементов, оформление проектной документации. Библиотеки типовых графических элементов и их использование в проектировании (пакеты "План цеха", Auto Plan и т.п.).
ИТОГО:		-

 

Список основной литературы

1. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. Учебник для ВУЗов - М.: Изд. МГТУ им. Баумана, 2000.

2. Неуструев А.А., Моисеев В.С., Смыков А. Ф. Разработка САПР технологических процессов литья. - М.: «Экомет»,2005.

3. Неуструев А.А., Моисеев В.С Автоматизированное проектирование технологических процессов литья. Учебное пособие. - М.: МГАТУ,1994.

4. Глушков О. И. Автоматизация проектирования пресс-форм. – М.: Машиностроение, 1990.

Политика и процедуры

При изучении дисциплины «САПР литейных машин и технологии» прошу соблюдать следующие правила:

1. Не опаздывать на занятия.

2. Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни прошу представлять справку, в других случаях – объяснительную записку.

3. Отрабатывать пропущенные занятия независимо от причины пропусков.

4. Активно участвовать в учебном процессе.

5. Быть терпимыми, открытыми, откровенными и доброжелательными к сокурсникам и преподавателям.

1.13 Учебно-методическая обеспеченность дисциплины

Ф.И.О автора	Наименование учебно-методической литературы	Издательство, год издания	Количество экземпляров
в библиотеке	на кафедре
Основная литература
Норенков И.П.	Основы автоматизированного проектирования. Учебник для ВУЗов	М.: Изд. МГТУ им. Баумана, 2000.		-
Неуструев А. А., Моисеев В. С., Смыков А. Ф.	Разработка САПР технологических процессов литья	М.: «Экомет», 2005.		-
Неуструев А. А., Моисеев В. С.,	Автоматизированное проектирование технологических процессов литья. Учебное пособие.	М.: МГАТУ, 1994.		-
Глушков О. И.	Автоматизация проектирования пресс-форм	М.: Машиностроение, 1990.		-
Дополнительная литература
Курейчик В. М.	Математическое обеспечение конструкторского и технологического проектирования с применением САПР.	М.: Высшая школа, 1990.		-
Чичварин Н. В.	Экспертные компоненты САПР.	М.: Машиностроение, 1991.		-
Васькин В. В.	Литейные технологии XXI века на Вашем столе	Литейное производство – 2000, №2.		-

2 График выполнения и сдачи заданий по дисциплине

Вид контроля

Цель и содержание задания

Рекомендуемая литература

Продолжительность выполнения

Форма контроля

Срок сдачи

 

Лабораторная работа №1	Работа с базой данных "Технолог" - выбор припусков на мехобработку отливок	[2] стр.28- 44	2 недели	текущий	2-ая неделя
Отчет по СРС	Углубить знания по теме	[4] стр.30-36, [5] стр.52-59	2 недели	текущий	2-ая неделя
Лабораторная работа № 2	Расчеты параметров технологического процесса изготовления отливки с использованием прикладных программ	[6] стр.146-206	3 недели	текущий	5-ая неделя
Отчет по СРС	Углубить знания по теме	[2] стр.15-53, [5] стр.42-55	3 недели	текущий	5-ая неделя
Лабораторная работа № 3	Разработка чертежа элементов литейной формы в среде AutoCAD или КОМПАС 3D	[2] стр.106-116	2 недели	текущий	7-ая неделя
Отчет по СРС	Углубить знания по теме	[1] стр.30-36, [2] стр.15-58, [4] стр.65-72	3 недели	текущий	8-ая неделя
Лабораторная работа №4	Разработка чертежей модельных плит с использованием подсистемы "Модель"	[4] стр.36-42	3 недели	текущий	10-ая неделя
Отчет по СРС	Углубить знания по теме:	[1] стр.30-36, [4] стр.65-72, [7] стр.27-29	2 недели	текущий	10-ая неделя
Лабораторная работа № 5	Разработка чертежей стержневых ящиков с использованием подсистемы "Стержень"	[4] стр.36-42	3 недели	текущий	13-ая неделя
Отчет по СРС	Углубить знания по теме:	[1] стр.301-306, [2] стр.15-53, [5] стр.52-59	3 недели	текущий	13-ая неделя
Лабораторная работа № 6	Расчет параметров рабочего процесса литейных машин	[7] стр.27-29	2 недели	текущий	15-ая неделя
Отчет по СРС	Углубить знания по теме:	[1] стр.30-36, [2] стр.15-33, [4] стр.65-72, [5] стр.52-59	2 недели	текущий	15-ая неделя
Экзамен	Контроль знаний по курсу	Вся рекомендуемая лит-ра		итоговый	сессия

Конспект лекций

Тема 1 Состав и структура САПР изготовления отливки –

(4 часа)

План лекции

1. Описание исходной технологической информации в САПР. Особенности САПР ТПП единичного, серийного и массового производства.

2. Состав проектных процедур и обобщенный алгоритм (структурно-логическая схем1. САПР изготовления отливки. Основные компоненты системы, их взаимодействие.

3. Подсистемы выбора способа литья и оценки технологичности отливки. Базы данных системы. Методы проектирования на базе типовых технологических процессов.

 

Цели создания и использования САПР:

– повышение технико-экономического уровня и качества проектируемых и выпускаемых продуктов;

– уменьшение затрат на проектирование;

– сокращение сроков и уменьшение трудоемкости проектирования;

– повышение качества проектной документации, упрощение ее хранения, передачи, использования.

Эти цели достигаются путем:

– систематизации и совершенствования методики проектирования на основе математических методов и ЭВМ;

– использования многовариантных решений и методов оптимизации;

– создания и использования единых банков данных, содержащих сведения справочного характера, информацию о существующих объектах, библиотеки типовых решений.

Блок анализа задания должен выполнять следующие функции:

- оценка возможности изготовления отливки и её технологичности (экспертная система);

- выбор оптимального способа изготовления отливки с учётом условий выполнения заказа, технологического оборудования и оснастки;

- формирование рекомендаций по корректировке конструкции отливки (при необходимости).

 

Структурно-логическая схема проектирования технологии изготовления отливок с использованием элементов САПР

 

 

 

Блок поиска аналога технологического процесса предназначен для просмотра библиотеки (архив 1. технологических процессов с целью нахождения отливки, аналогичной по параметрам заданной. При нахождении в архиве документации такого объекта выполняется её редактирование для приведения в соответствие параметрам заданной отливки. При отсутствии аналога проводится поиск подходящего типового технологического процесса. Блок поиска типового технологического процесса производит выбор технологического процесса из библиотеки типовых технологических процессов, наиболее близких по типизационным признакам параметрам заданной отливки. При нахождении такого типового процесса производится его адаптация к заданной отливке. При отсутствии удовлетворительного типового технологического процесса выдаётся задание на его индивидуальное проектирование.

Система индивидуального проектирования, включающая в себя блоки (подсистемы): проектирования элементов литейной формы, проектирования технологической оснастки, формирования технологической документации.

 

 

Рекомендуемая литература [1, 2, 3, 4, 7]

 

Контрольные задания для СРС (тема 1) [2, 4, 7]

1. Предмет САПР литейной технологии.

2. Основные этапы развития САПР технологии литья и металлообработки.

3. Состав современных САПР технологии изготовления отливки.

План лекции

1. Состав и содержание задач технологического проектирования. Методы проектирования на базе типовых технологических процессов. Принципы построения ИПС технологических процессов.

2. Структура интегрированных САПР, принципы их построения. Подсистемы, образующие интегрированные САПР: типового проектирования, технологической документации, информационно - поисковые базы данных и системы управления ими.

3. Принципы построения, состав, структурная схема и базы данных подсистемы САПР «Элементы литейной формы».

 

Важным направлением развития САПР технологии является системное использование возможностей отображения информации, средств машинной графики, доступа к разветвленным базам данных, стандартным сервисным программам математического анализа и т.д.

В настоящее время создано и достаточно детально разработано довольно большое количество САПР технологии, ориентированных на применение для изделий различного уровня сложности, массы, серийности производства и ряда других параметров, определяющих особенности технологии. Разработчиками САПР, как правило, являются коллективы специализированных проектно-исследовательских фирм, а также специалистов технологических подразделений и служб крупных промышленных предприятий.

Основные требования, предъявляемые к САПР технологии, следующие:

- они должны охватывать до 90% номенклатуры изделий предприятия, эти изделия можно классифицировать по конструкторско-технологическим признакам и для выделенных групп создавать типовые технологические процессы, сведения о которых аккумулировать в базах данных, обслуживаемых информационно-поисковыми системами (ИПС);

- создаваемые САПР должны обеспечивать проектирование технологических процессов для типовых изделий и для индивидуального и мелкосерийного производства, в том числе изделий высоких категорий сложности, конструкторско-технологические характеристики которых могут варьироваться в широком диапазоне, для которых использование типовых технологических решений затруднительно.

Наиболее эффективна разработка систем на основе модулей, образующих при объединении базу для развития полномасштабной САПР. При этом для обеспечения возможно высокого уровня автоматизации отдельные модули системы должны сопрягаться между собой, с тем, чтобы как можно больше сокращалась доля диалогового режима её работы. На первом этапе создания САПР модули могут работать автономно, решая локальные задачи, в рамках интегрированной САПР они образуют единую систему.

Базовый набор модулей может состоять из подсистем: информационно-поисковой, типового проектирования, технологических расчётов, геометрического моделирования, моделирования процессов, диагностики качества, формирования графической и текстовой технологической документации.

Информационно-поисковая система служит для поиска графической и текстовой информации в БД, где хранимые сведения могут быть выбраны по формируемому набору поисковых признаков. Это позволяет отыскать для проектируемой детали в машинном архиве детали-аналоги и просмотреть на экране дисплея их технологические карты и соответствующие чертежи. При наличии подходящего аналога его технология может быть принята для последующего редактирования или использована в качестве отправного варианта. ИПС одновременно выполняет функции системного диспетчера, отображая информацию о состоянии проектных разработок по всем деталям, находящимся в работе.

Развитие ИПС способствует систематизации наполнения многолетнего производственного опыта, нормативной и справочной информации, унификации технологических разработок и повышению их качества. Желательно включать в структуру ИПС подсистемы автоматического кодирования технологических признаков.

Система типового проектирования (СТП) обеспечивает проектирование технологии для изделий, охватываемых машинным конструктивно-технологическим классификатором, на основе статистического моделирования взаимосвязей между параметрами технологии. При успешном поиске деталей в классификаторе СТП предоставляет для просмотра типовую схему технологии, организует опрос размеров детали и осуществляет расчёт среднестатистических параметров, базирующихся на данных технологического архива. Результаты расчёта могут быть отредактированы на основе данных, полученных с помощью других расчётных процедур.

Система технологических расчётов (СТР) позволяет выполнить комплекс расчётов для разработки технологии, не прибегая к типовым решениям или данным об аналогичных деталях. Набор используемых проектных и расчётных процедур определяется содержанием решаемой задачи по разработке или корректировке элементов технологии. Результаты расчётов фиксируются для использования в других модулях.

Первоначальные шаги по автоматизации проектирования литейной технологии сводились к машинному воплощению традиционных инженер­ных расчётов, в основе своей эмпирических или использующие простейшие математические зависимости, полученные путём радикального упрощения сложных зависимостей. Это направление к настоящему времени на основе использования средств информатики и развитого математического аппарата приближённого описания литейных процессов оформилось как автоматиза­ция проектирования отдельных технологических процедур и параметров. На базе таких разработок возникли и с тем или иным успехом используются в производстве пакеты программ для автоматизации проектирования.

Система формирования технологической документации (СФТ5. обеспечивает создание комплекса текстовых (карта технологической информации, маршрутная карта и т.д.) и графических документов. Для этого в системе создаётся БД о применяемых на данном производстве сплавах, смесях, оснастке и т.д., групповых технологических потоках, операциях, тарифных ставках и др.

Для формирования технологического чертежа средствами стандартного графического пакета в него вводят параметризованные графические и текстовые заготовки. Количественные параметры технологии запрашиваются из других модулей САПР и автоматически наносятся в заданном масштабе на чертеже. В рамках СФТД осуществляется также архивизация технологических разработок для просмотра и анализа с помощью других систем (ИПС, СТР и т.д.).

Структуру, сходную с описанной, имеют в той или иной степени большинство созданных САПР технологии.

Современная САПР ТП должна быть двухуровневой, что предполагает, возможность использования персональных компьютеров (РС), непосредственно используемых технологами и конструкторами, с одной стороны, а с другой – вычислительных мощностей и программного обеспечения рабочих станций.

По функциональному назначению (синтез проектных решений) САПР первого уровня составляют системы, предназначенные для автоматизированного формирования графической документации (чертежей оснастки и т.д.), а также текстовой – карт технологической информации, маршрутных технологических карт, включая определение основных параметров технологии, как при типовом, так и при индивидуальном проектировании.

Направлением развития средств автоматизированного проек­тирования технологии являются информационно-поисковые системы, обеспе­чивающие отображение накопленного опыта тех­нологических разработок, его обобщения в виде классификаторов типовых элементов технологии и типовых техпроцессов. Появившиеся на их основе интегрированные программные комплексы перекрывают до 60 - 75 % но­менклатуры большой группы цехов мелкосерийного производства.

 

Рекомендуемая литература [2, 3, 4, 7]

 

Контрольные задания для СРС (тема 1) [2, 3, 4, 5]

1. Современные системы автоматизированного проектирования

технологических процессов литья.

2. Основные методы типизации технологических процессов литья.

3. Интегрированные САПР технологии специальных способов литья.

 

Тема 3. Системы автоматизированного моделирования процессов

формирования отливки – (6 часов)

План лекции:

1. Системный анализ процессов формирования отливки и системы автоматического моделирования (САМ) процессов литья.

2. Связь теории формирования отливки и систем автоматического моделирования. Роль САМ в предупреждении дефектов в отливках на стадии проектирования и отработки технологических процессов. Основные виды математических моделей процессов литья.

3. Системы автоматического моделирования на базе двумерных и трехмерных геометрических моделей: "Полигон", LVM-Solid, Pro Cast и другие, их методические основы, область рационального применения.

4. САМ специальных способов литья.

Основу систем должны составлять системы автоматизированного моделирования (САМ) процессов, позволяющие проектировщикам в короткие сроки и без дорогостоящих натурных экспериментов производить итерационную доработку технологии. Последнее особенно важно для освоения производства ответственных и крупных изделий сложной конфигурации из дорогих сплавов, в условиях единичного либо мелкосерийного производства.

Системы автоматизированного моделирования (САМ) предназначены для численного анализа разработанной технологии на основе визуального, графического или табличного представления результатов моделирования.

Компьютерное моделирование технологий, являясь альтернативой заводским испытаниям, за последние годы получило мощное развитие, обеспечивая реальную экономию времени и материальных ресурсов на этапе проектирования оснастки и геометрии отливки с использованием виртуальных имитаторов.

Современные программы компьютерного моделирования основаны на физических теориях тепловых, диффузионных, гидродинамических и деформационных явлений, они способны адекватно имитировать многие процессы, происходящие при эксплуатации объектов проектирования или в ходе их изготовления. Они различаются функциональными возможностями и типом генерируемой сетки (т.е. способом разбиения геометрической модели на элементарные объемы для дискретного решения дифференциальных уравнений теплопроводности и иных задач), как следствие, программы имеют различную стоимость.

Системы моделирования позволяют на этапе проектирования технологии смоделировать сложные физические явления и проверить различные варианты технологических решений. Они помогают проанализировать причины возникновения дефекта и подобрать оптимальные параметры, обеспечивающие устойчивую, бездефектную и экономически выгодную технологию производства.

Моделирующая система позволяет пронаблюдать процессы, идущие в конкретном изделии, и найти причины возникновения дефекта при данных технологических параметрах. В результате можно выделить эффективные технологические решения, которые затем неоднократно можно перепроверить с помощью компьютерных моделей. Система автоматизированного моделирования (САМ) предназначена для численного анализа разработанной технологии на основе визуального, графического или табличного представления результатов моделирования процессов. Наиболее важным направлением совершенствования систем моделирования является разработка средств объективного анализа, позволяющих диагностировать технологические разработки с помощью систем обобщенных критических параметров, устанавливаемых экспериментально.

К преимуществам виртуальных экспериментов перед натурными исследованиями относятся возможность моделирования физического процесса в широком диапазоне значений исходных параметров, наглядное представление результатов эксперимента, независимость от типа приборов, измеряющих параметры процесса.

Наиболее важным направлением совершенствования систем моделирования является разработка средств объективного анализа, позволяющих диагностировать технологические разработки с помощью системы обобщённых критических параметров, устанавливаемых экспериментально. Качество выполняемой диагностики определяется адекватностью используемых моделей, для адаптации которых к условиям конкретного производства они должны иметь настроечные параметры. Необходима разработка процедур производственной экспериментальной адаптации моделей.

Главный результат визуализации процессов – точное знание протекающих физических явлений, позволяющее вносить необходимые коррективы на стадии проектирования, что позволяет решить одновременно две задачи: повысить качество продукции и снизить ее себестоимость.

Существующие системы компьютерного моделирования процессов позволяют еще на стадии проектирования технологии выбрать оптимальный вариант, обеспечивающий получение качественной продукции при минимальных затратах на ее изготовление.

 

Рекомендуемая литература [1, 3, 4, 5, 10, 13]

 

Контрольные задания для СРС [3, 4, 5]

1.Сущность и назначение визуализации процесса формирования отливок.

2. Системы автоматизированного моделирования Magmasoft, LVM-Solid, ProCast.

3. Автоматизированное моделирование напряжённого состояния охлаждающейся отливки.

План лекции

1. Особенности автоматизированного проектирования оснастки. Структура автоматизированного проектирования модельных плит и стержневых ящиков для серийного и массового производства.

2. Библиотеки типовых и стандартных элементов модельной оснастки. САПР «ТЗ на модельную и стержневую оснастку».

3. Методика автоматизированного проектирования металлических форм и пресс-форм литья под давлением.

4. Методы автоматизированного изготовления опытных образцов изделий и оснастки с применением технологий быстрого прототипирования (RP).

Сквозная автоматизация подго­товки производства на машиностроительном предприятии пред­полагает проектирование не толь­ко изделия, но и оснастки для его производства. На одну «конструк­торскую» деталь обычно прихо­дится несколько единиц оснастки. За счет эффективной автоматиза­ции создания оснастки могут су­щественно сократиться сроки подготовки производства.

САПР оснастки должна включать в себя три основные подсистемы:

- подсистему «Модель», которая предназначена для проектирования конфигурации и конструктивного оформления моделей с учётом материала для их изготовления;

- подсистему «Плита», предназначенную для разработки сборочных чертежей модельных плит, определения мест и способов крепления элементов моделей к плитам, подбора крепёжных деталей с учётом особенностей оборудования, на котором осуществляется формовка;

Структурно-логическая схема проектирования модельных плит

- подсистему «Ящик», предназначенную для разработки конструкции и оформления чертежей стержневых ящиков для изготовления стержней на выбранном технологическом оборудовании.

 

Структурно-логическая схема процесса проектирования стержневых ящиков

 

В автоматизации проектирования модельных плит используются:

- контуры чертежей моделей;

- элементы литниковой системы из геометрической базы унифицированных шлакоуловителей, стояков, питателей, прибылей;

- алгоритм корректировки и назначения размеров унифицированных элементов литниковой системы и модельных вставок для конкретной плиты.

В ходе проектирования элементов литейной формы технолог, исходя из конфигурации стержня и требований к нему (рабочие и нерабочие поверхности, наиболее ответственные части и др.), определяет тип стержневого ящика (разъёмный, неразъёмный), строну набивки стержня, положение и конфигурацию поверхности разъёма. Эти сведения вместе с условиями заказа (индивидуальное, серийное, массовое производство, сроки выполнения) составляют исходные данные для проектирования.

После просмотра библиотек архива и типовых конструкций стержневых ящиков (базы данных «Банк конструкций стержневых ящиков» и «Банк типовых стержневых ящиков»), в случае, если не найден аналог или подходящая типовая конструкция, производится индивидуальное проектирование. После выбора типа машины и установления габаритов стержневого ящика (базы данных «Параметры стержневых ящиков» и «Параметры стержневых машин») рассчитываются (выбираются) толщина стенки и бортов ящика, количество рабочих гнёзд в нём и параметры вдува и вентиляции при пескодувном способе, размеры и число выталкивателей (базы данных «Вдув» и «Выталкиватель»).

Полученные сведения закладываются в основу разработки общей конструктивной схемы ящика, основными элементами которой служат контуры и взаимные расположения рабочих гнёзд, границы бортов, фланцев, основания, мест крепления ящика к столу машины, плите вдува и вентиляции или плитам механизма сборки-разборки ящика.

На основании принятой общей конструктивной схемы выполняется построение контура рабочих гнёзд стержневого ящика с учётом их расположения в пределах его габаритов и реальной конфигурации. Затем конструируются стандартные и нестандартные элементы ящика: борта, бронировка, узлы спаривания и скрепления половин, рёбра жёсткости на нерабочих поверхностях, венты и вдувные отверстия и др. Для этой процедуры используется база данных «Стандартные элементы стержневых ящиков» (примеры показаны на листе 3). Нестандартные элементы ящика разрабатываются проектировщиком графически с использованием общих сведений о конструкциях стержневых ящиков либо для этой цели может быть привлечён составленный специальный алгоритм предварительного построения наружного контура.

Для ускоренного изготовления пробных экземпляров изделий или оснастки в настоящее время широко применяются технологии быстрого прототипирования (rapid prototyping - RP).

Исправить положение позволяют компьюте­ризированные технологии быстрого прототипирования и производства (Rapid Prototyping and Manufacturing - RPM),в отечественной терминоло­гии - технологии послойного синтеза (ТПС) - техпро­цессы, которые с начала 90-х гг. стали активно ис­пользовать многие фирмы.

Основные принципы работы RPM сводятся к следующему.

Создается объемная (3D) геометри­ческая модель изделия, которая алгоритмами послойной декомпо­зиции разбивается на тонкие слои. Используя специальное про­граммное обеспечение, составляют управляющую программу для оборудования, формирующего модель тем или иным способом в материале.

На сегодня наиболее широко применяется оборудование RPM фирм: 3D Systems Corp - для процесса стерео литографии (SL) и послойной инжекции термопластов (MJM), Helisys Inc.- для послойного синтеза из лами­нированных листовых материалов (LOM), Stratasys Ltd. (для послой­ного синтеза изделия полимерной нитью - FDM), DTM Corp. (для се­лективного лазерного спекания -SLS).

Один из первых методов RP - лазерная стерео литография (SL). Под действием лазерного излучения на одной технологической установке одновременно идет процесс точного воспроизведения формы объекта без какой-либо специаль­ной оснастки. Управляемый компь­ютером луч лазера, прорисовывая изображения каждого слоя на по­верхности модельного материала, вызывает в нем требуемое физико-химическое преобразование. На каждом шаге процесса слой обработанного материала соединяется с предыду­щим, образуя, в итоге, монолитную деталь произвольной, сколь угод­но сложной, формы.

Системы RP мо­гут использоваться для быстрого изготовления моделей, прототипов, головных образцов изделий, которые трудно либо невозможно получить с помо­щью традиционных технологий, при индивидуальном изготовлении фун­кциональных моделей, инструментов, фор­мообразующих элементов оснастки, в процессе научного ана­лиза сложных аэродинамичес­ких поверхностей, объемных моделей различных объектов и структур.