Содержание:

Введение

1. Проектирование 3D – детали

2.Моделирование процесса заливки и анализ качества отливок

3. Разработка управляющих программ и изготовление модели из пенополистирола

4.Подготовка пеномодели к заливке; заливка; окончательная мехобработка

4.1.Покрытие пеномодели

4.2.установка и уплотнение пеномодели

4.3.Извлечение и окончательная механообработка полученных

Библиографический список

Введение

В настоящее время все более востребован­ными становятся системы автоматизирован­ного проектирования в таких отраслях, как авиастроение, автомобилестроение, тяжелое машиностроение, строительство, нефтегазо­вая промышленность, архитектура, произ­водство товаров народного потребления и т.д., в связи с повышением требований к ка­честву изготовляемой продукции, к сокра­щению сроков подготовки производства, снижению себестоимости изделия. Констру­ирование, механическая обработка и литей­ное производство не являются здесь исклю­чением. В машиностроительном производ­стве литьем получают около 60% всех заго­товок с массой отливок от нескольких грам­мов до 300 т. Для изготовления отливок при­меняется множество способов литья: в пес­чаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, по газифицируе­мым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и пр. Для изготовления опытно-экспериментальных образцов лить­ем, как правило, используется дорогостоя­щая оснастка и осуществляются трудоемкие операции, связанные и с процессом подго­товки, и с самой заливкой.

Целью данного реферата является ознакомление с применением систем автоматизированного проектирования, расчета и изготовления. Другими словами в данном реферате показано, как и для чего в современном производстве применяются CAD/CAM/CAE системы. Основой реферата являются выдержки из проектной работы Д.М.Кокырла, магистранта Самарского государственного технического университета, вы­полненной на кафедре «Технология машиностроения» под руководством докт. техн. наук, проф. Н.В.Носова.

В этом проекте были проведены работы по проектированию и разработке управляющих программ для станков с ЧПУ, по созданию ко­нечно-элементной модели литниковой систе­мы и отливки, по моделированию и анализу качества отливок. Целью данного проекта яв­лялась разработка технологии проектирования и изготовления опытно-экспериментального образца модифицированного ресивера ВАЗ-2123 с помощью программ фирмы Delcam plc на базе САD/САМ/САЕ-систем.

Процесс проектирования и изготовления модифицированного ресивера состоит из сле­дующих последовательно выполняемых эта­пов: проектирование детали и заготовки; раз­работка УП и изготовление модели из пенополистирола; покрытие пеномодели; установка и уплотнение пеномодели; заливка пеномодели; извлечение и окончательная обработка заго­товок; моделирование процесса заливки и ана­лиз качества отливок.

1. Проектирование 3D-детали

Построение математической модели детали начинается с изучения чертежа детали и тех­нических требований. Желательно также иметь технические требования на заготовку данной детали, что позволит в дальнейшем сократить трудозатраты на построение моде­ли заготовки. В качестве инструмента постро­ения используется САD-система PowerSHAPE фирмы Delcam plc.

Доработанная конструкция ресивера (рис. 1) лишена многих конструктивных недо­статков, присущих стандартной детали: исклю­чены конструктивные элементы, создающие завихрения и сопротивление во впускной си­стеме; увеличены поперечные сечения впуск­ных каналов; уменьшена общая длина впуск­ного тракта; как следствие, улучшены процессы смесеобразования в камере сгорания каждого цилиндра.

Рис. 1. Доработанная модель детали ресивер ВАЗ-2123

Применение модернизированного ре­сивера позволяет оптими­зировать мощностные ха­рактеристики двигателя в целом. Предложенная кон­струкция является сбор­ной и состоит из крышки (рис. 2), основания (рис. 3), и крепежного элемента, соединяющего ре­сивер с приемной трубой (рис. 4).

Поскольку по предлагаемой технологии из­готовления предполагается окончательная ме­ханическая обработка, то для достижения тре­буемой точности и качества поверхностей, с учетом усадочных дефектов и различных ли­тейных спаев толщина стенок была увеличе­на — припуск на каждую из поверхностей со­ставляет 6 мм (рис. 5 и 6).

2. Моделирование процесса заливки и анализ качества отливок

Анализ качества отливок подготовленных 3D-моделей осуществляется в САЕ-модуле «Поли­гон». Моделирование ведется методом конеч­ных элементов, который позволяет использо­вать наиболее адекватные физические и гео­метрические модели. Для создания конечно-элементной модели используется программа Altair HyperMesh. На рис.7 показана конечно-элементная сетка, выполненная для отливки с литниковой системой в целом.

Рис. 7. КЭ-сетка, построенная на базе заготовки крышки ресивера с литниковой системой

После создания КЭ-модели сетка импорти­руется в систему «Полигон», где возможно моделировать следующие процессы: тепловые процессы при затвердевании, образование усадочных раковин и макропористости, обра­зование микропористости, гидродинамичес­кие процессы при заливке, а также деформационные процессы для прогноза кристаллиза­ционных трещин. Кроме того, этот пакет по­зволяет рассчитывать критерии качества для прогноза структуры, ликвации, механических свойств и т.п. Базовые модели (затвердевание, усадка и др.), основываясь на реальной физи­ке процессов, максимально универсальны по сплавам и способам литья. При помощи автоматизированной системы моделирования литейных процессов «Поли­гон» был смоделирован процесс заполнения полости формы расплавом. Анализ его ре­зультатов показывает, что данная литниковая система обеспечивает ламинарное полное за­полнение расплавом полости формы при ми­нимальных потерях температур, а это способ­ствует свободному удалению продуктов дест­рукции пенополистирола от фронта заполне­ния металлом. Кроме того, данная литниковая система позволяет избежать захвата и замешивания газов и неметаллических включений при заливке расплава, что, в свою очередь, предотвращает возникновение дефектов при заливке, таких как газовая пористость, неспаи и т.п.

3.Разработка управляющих программ и изготовление модели из пенополистирола.

Обработка формообразующих поверхностей частей ресивера осуществляется в пакете PowerMILL фирмы Delcam plc, разработанном специально для тех предприятий, которые специализируются на выпуске продукции со сложными формообразующими поверхностями. Эффективные алгоритмы расчета позволяют быстро проанализировать различные стратегии как черновой, так и чистовой обработки изделия, выбрать оптимальную технологию, визуа­лизировать весь процесс обработки на экране, убедиться в отсутствии зарезаний и столкнове­ний цанги с заготовкой и только после этого приступать к реальной обработке изделия на станке. Все это дает возможность достичь зна­чительной экономии станочного времени и сократить затраты дорогостоящих материалов. Функции редактирования полученных траекторий движения инструмента и огра­ничения областей обработки по выбранной стратегии позволяют добиться значительной экономии машинного времени при прог­раммировании обработки однотипных изде­лий, изделий с повторяющимися или сим­метричными фрагментами.