WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

развитая Закрытая схема перемычки Улучшение условий качественного отделения вырожденная Открытая схема Параметры корректировки I. Проектирование окончательной Типоразмер фланца Pу, Dу поковки с чистовым отверстием ГОСТ 12815-80 / ГОСТ 12821- (ГОСТ 7505-89) а) II. Проектирование предварительной Расчетная схема поковки согласования переходов (базовый вариант: р=4°;н=5°; n=0; с=1) lк / R Т Развитость горловины III. Определение классификационной а) в) группы предварительной 1,5 Классификационные поковки 1,признаки:

h4 /d1; lк /RТ б) г) средние высокие h4 / d0,39 0,Относительная Улучшение условий качественного формообразования поковки высота фланца IV. Определение рациональных вариантов конструкции предварительной поковки V. Моделирование вариантов процесса ПРВК Вариант №1. Базовый Вариант №… Вариант №(р=…; н=…; с=… ) (н=6°; с=сmin) Критерий выбора – VI. Оценка результатов минимизация дефектов:

моделирования и выбор – утяжины, наилучшего проектного – коробления, варианта переходов – поднутрения VII. Оформление чертежей Оформление чертежей поковок и штампов поковок и штампов Рис. 11. Этапы проектирования процесса ПРВК Закрытая схема перемычки Улучшение условий качественного отделения вырожденная развитая Открытая схема достижения наилучшего проектного решения необходимо выполнить в CAEсистеме моделирование процесса ПРВК для рассматриваемых вариантов (включая базовый) и выбрать из них, сопоставляя расчетные контуры, наиболее качественный. На заключительном этапе разработки для принятого варианта ПРВК оформляется необходимая конструкторско-технологическая документация.

Третья глава посвящена созданию электронного проекта-модели процесса ПРВК, потребность в котором вызвана необходимостью проектирования нескольких вариантов предварительной поковки и соответствующих гравюр ковочного штампа, а также рабочих частей доделочного инструмента. Для снижения трудоемкости проектирования и обеспечения его качества требуется иметь инструмент автоматизированной подготовки новой технологии – электронную модель.

Модель процесса ПРВК выполнена в виде проекта в системе Pro/ENGINEER.

Структурно проект состоит (рис. 12) из ассоциативно связанных между собой математических моделей: фланца воротникового, предварительной (ПП) и окончательной (ОП) поковки, исходной заготовки, пуансона комбинированного (ПК), матрицы доделочной (МД), верхней (ГВ) и нижней (ГН) гравюр предварительного штампа. Указанные объекты созданы в соответствии со схемой построения переходов и установленными правилами конструирования инструмента ПРВК. Они построены на базе твердотельной геометрии. Модели инструмента деформации отражают геометрию рабочих частей. Разработка проекта выполнена с использованием только стандартных средств и функций данной системы. Внешние приложения не используются.

Рис. 12. Структурно-функциональная схема электронного проекта технологии ПРВК в среде Pro/ENGINEER: – передача параметров; – передача геометрии Исходной моделью проекта является «родовая» (обобщенная) геометрическая модель фланца, все размеры которой заданы параметрически. Значения размеров, определяющих типоразмер фланца, занесены в созданную «таблицу семейств» (исполнений). При выборе строки таблицы происходит генерация «инстанции» – варианта исполнения родовой модели. Таким образом, формируется модель конкретного типоразмера фланца.

В сборочной сессии проекта установлена ассоциативная связь между геометрией и параметрами моделей. Сюда помещены все создаваемые в проекте объекты (рис. 13): инстанция модели фланца, предварительная и окончательная поковки, заготовка, верхняя и нижняя гравюра ручья предварительного штампа, пуансон комбинированный, матрица доделочная, Первым компонентом «дерева построения» сборки является инстанция модели фланца. Замена инстанции на другую осуществляется интерактивно через контекстное меню и приводит к автоматическому перестроению остальных компонентов сборки под выбранный типоразмер. На поле графического окна системы вынесены основные параметры процесса ПРВК, где они доступны пользователю для ввода значений в интерактивном режиме.

Рис. 13. Модели проекта процесса ПРВК Чертежная сессия проекта предназначена для создания фрагментов чертежей фланца, поковок и инструмента деформации. Фрагменты представляют собой эскизы, содержащие все необходимые для контроля поковок и изготовления штампового инструмента размеры, ассоциативно связанные с 3D-моделями.

Окончательное оформление чертежей поковок и штампов на основе их эскизов осуществляется пользователем проекта посредством соответствующего инструментария Pro/ENGINEER или в любой другой CAD 2D-системе. Для этого необходимо сохранить полученные эскизы поковок и рабочих частей инструмента в файлах соответствующих форматов.

Генерируемые в проекте эскизы рабочих частей инструмента использовались для создания расчетной модели процесса ПРВК. Для этого они экспортировались в систему РАПИД-2D, что позволило существенно снизить трудоемкость формирования вариантов расчета переходов.

Четвертая глава посвящена промышленному внедрению технологии ПРВК на Кузнечном заводе ОАО «Курганмашзавод». На основе результатов исследования и условий производства для освоения технологии выбран ряд типоразмеров мелких и средних фланцев воротниковых: Pу16 Dу40, Pу16 Dу50, Pу16Dу80, Pу16Dу100, Pу16 Dу125, Pу16Dу150, Pу40 Dу50, Pу40 Dу80, Pу40 Dу100, Pу40 Dу150, Pу63 Dу80.

Конструкторско-технологическая подготовка опытных и серийных технологий проведена с использованием электронного проекта ПРВК, обеспечившего получения чертежей поковок и штамповой оснастки, сведений о расчетных заготовках. Проектные решения проверялись на качество формоизменения моделированием процесса в системе РАПИД-2D.

Реализация технологии ПРВК произведена на агрегатах: КГШП 25 МН – пресс обрезной 4 МН (К9536); ПВШМ 3 т и 5 т – обрезные пресса 4 (К9536) и 6,МН (К9538) соответственно. Для данного оборудования изготовлены промышленные молотовые, прессовые и доделочные штампы (рис. 14, а, б). Конструкция последних представляет собой специальные 2-х позиционные блоки со сменными рабочими деталями на фиксированный диапазон размеров фланцев.

Энергосиловой режим ПРВК полностью обеспечивался мощностью используемого обрезного оборудования. Наличие двух переходов доделочной операции не снижало темпа штамповки и производительности агрегата по сравнению с традиционной технологией.

Освоение новой технологии сопровождалось моделью жизненного цикла – эталоном процесса ПРВК, сформированной на основе объектов электронного проекта и созданной расчетной модели. Такой подход позволил оперативно выявлять отклонения технологических факторов и приводить их в соответствие с проектными параметрами для достижения необходимого качества серийных поковок фланцев с чистовым проходным отверстием (рис. 14, в, г).

Анализ информации, полученной при освоении технологии, позволил разработать дополнительные технические мероприятия, направленные на устранение производственных причин, снижающих качество поковок фланцев. С учетом опыта внедрения составлена диаграмма для выбора рационального состава штамповочного агрегата по требуемой мощности основного и габаритам штампового пространства доделочного оборудования, учитывающая область применения процесса ПРВК по качеству поковок.

а) в) б) г) Рис. 14. Промышленные штампы для технологии ПРВК (а, б), поковки фланцев с чистовым отверстием (в), обработанные фланцы воротниковые (г) В результате серийного освоения технологии ПРВК для указанной номенклатуры фланцев получены следующие технико-экономические показатели. Сокращение времени обработки поковок фланцев с чистовым отверстием на универсальных металлорежущих станках для отдельных типоразмеров достигало 38%.

При обработке поковок на многошпиндельных горизонтальных и вертикальных полуавтоматах снижение трудоемкости составило 20…37,8%.

Устранение припуска на расточку проходного отверстия, а также использование части металла уклона на оформление поковки фланца, обеспечило сокращение расхода металла в штамповочном производстве. Сравнение затрат металла на изготовление поковок фланцев по традиционной технологии и ПРВК показало снижение нормы расхода на 6…10%.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 1. Решение актуальной задачи совершенствования технологии изготовления заготовок трубопроводной арматуры обеспечено созданием нового способа и ресурсосберегающей технологии горячей штамповки поковок фланцев воротниковых на универсальном кузнечно-прессовом оборудовании.

2. Выполненные в работе теоретические и экспериментальные исследования НДС и формоизменения позволили разработать научные и технологические осно вы проектирования процесса ПРВК: параметрическую схему построения переходов и инструмента деформации, классификацию предварительных поковок, установить управляющие параметры и рациональные варианты процесса. Сформированная методика проектирования переходов ПРВК обеспечивает возможность управления качеством поковок.

3. На основе результатов исследования и опыта освоения определена область применения технологии ПРВК для изготовления поковок мелких и средних фланцев воротниковых и даны рекомендации по выбору состава оборудования штамповочного агрегата.

4. Созданный электронный проект-модель технологии ПРВК обеспечивает качественное автоматизированное проектирование переходов и инструмента согласно принятой схеме их построения и общим правилам конструирования горячештампованных поковок. Модель содержит управляющие параметры для генерации требуемых вариантов процесса в интерактивном режиме проектирования.

5. Достоверность результатов исследования подтверждена проведенными экспериментами, а также освоением технологии ПРВК для производства ряда типоразмеров поковок фланцев воротниковых с чистовым отверстием.

6. Сопровождение подготовки и освоения новой технологии моделью жизненного цикла, сформированной на основе объектов электронного проекта и расчетной модели процесса ПРВК, повысило ее надежность, способствовало выявлению и устранению причин дефектообразования поковок.

7. Применение технологии ПРВК в производстве на ОАО «Курганмашзавод» обеспечило снижение трудоемкости механообработки поковок фланцев на 20…38 % при сокращении расхода металла на штамповку 6…10%.

8. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе по специальности «Машины и технология обработки металлов давлением» на кафедре «Технология производства машин» Южно-Уральского государственного университета.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах 1. Разработка и применение программного обеспечения для автоматизированного проектирования и моделирования процессов ковки и горячей штамповки / В.С. Чесноков, Б.Г. Каплунов, Н.Е. Возмищев, А.В. Плаксин и др. // Кузнечноштамповочное производство. – 2008. – № 9. – С. 36–44.

2. Ресурсосберегающие технологии мелкосерийного производства горячештампованных поковок / Б.Г. Каплунов, В.М. Тяжельников, И.Я. Пыжов, А.В.

Плаксин и др. // Состояние, проблемы и перспективы развития кузнечнопрессового машиностроения, кузнечно-штамповочного производства и обработки материалов давлением – основы машиностроительного комплекса и национальной безопасности России. Сборник докладов и материалов VIII Конгресса «Кузнец-2008». – Рязань: ООО «Политех», 2008. – С. 240 – 256.

3. Плаксин, А.В. Ресурсосберегающая технология штамповки фланцев / А.В.

Плаксин, Б.Г. Каплунов // Заготовительные производства в машиностроении. – 2007. – № 12. – С. 36–40.

4. Ресурсоэкономные технологии производства горячештампованных поковок/ Б.Г. Каплунов, В.М. Тяжельников, А.В. Плаксин, К.В. Анненков // Современные технологии обработки металлов с применением инструментов из сверхтвердых материалов – новые технологии и направления. Труды 5-го международного семинара: Сб. науч. тр. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. – Вып. 1. – С. 44–52.

5. Плаксин, А.В. Повышение качества поковок фланцев на основе совершенствования схемы деформации / А.В. Плаксин, Б.Г. Каплунов // Вестник ЮУрГУ.

Серия «Машиностроение». – 2006. – Вып. 8. – № 11 [66]. – С. 148–154.

6. Разработка и применение программного обеспечения для автоматизированного проектирования и моделирования процессов ковки и горячей штамповки / Чесноков В.С., Каплунов Б.Г., Возмищев Н.Е., Плаксин А.В. и др. // Кузнечноштамповочное производство: перспективы и развитие (сб. научных трудов). Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ», 2005. – С. 109–235.

7. Ресурсоэкономные технологии серийного производства горячештампованных поковок / Каплунов Б.Г., Тяжельников В.М., Зуев С.П., Плаксин А.В. и др. // Кузнечно-штамповочное производство: перспективы и развитие (сб. научных трудов). Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ», 2005. – С. 228–235.

8. Плаксин А.В., Каплунов Б.Г. Электронная модель новой технологии штамповки поковок фланцев воротниковых // Наука и технологии. Избранные труды Российской школы. Серия Технологии и машины обработки давлением.– М.: РАН, 2005. – С. 189–193.

9. Каплунов, Б.Г. Ресурсоэкономная технология штамповки поковок фланцев воротниковых / Б.Г. Каплунов, А.В. Плаксин, В.М. Тяжельников // XXIV Российская школа по проблемам науки и технологий, посвященная 80-летию со дня рождения академика В.П.Макеева. Тезисы докладов. – Миасс, Челяб. обл.: РАН, 2004. – С. 97.

10. Плаксин, А.В. Повышение эффективности ресурсоэкономной технологии горячей штамповки на основе моделирования жизненного цикла изделия / А.В.

Плаксин, Б.Г. Каплунов, Б.И. Проскуряков // Механика и процессы управления.

Серия «Проблемы машиностроения». – Екатеринбург: РАН, 2003. – С. 263–267.

11. Плаксин, А.В. Ассоциативное параметрическое проектирование новых переходов штамповки поковок фланцев / А.В. Плаксин, Б.Г. Каплунов // Механика и процессы управления. Серия «Технологии и машины обработки давлением». Труды XXXIII Уральского семинара. – Екатеринбург: РАН, 2003. – С. 38–41.

12. Каплунов, Б.Г. Новая технология штамповки поковок фланцев трубопроводных / Б.Г. Каплунов, А.В. Плаксин, С.В. Зуев // Механика и процессы управления. Серия «Технологии и машины обработки давлением». Труды XXXIII Уральского семинара. – Екатеринбург: РАН, 2003. – С. 30–37.

13. Патент № 2352431 РФ, МПК B21K 1/16, B21J 5/10. Способ штамповки фланцев воротниковых / Б.Г. Каплунов, В.М. Тяжельников, С.П. Зуев, А.В. Плаксин, И.Н. Гиляжев, И.Я Пыжов. – № 2007111832/02; заявл. 30.03.2007; опубл.

20.04.2009, Бюл. № 11.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»