Раздел 7. Компьютерное моделирование и автоматизация процессов производства

рование порошковых материалов. Совместно с деформацион­

ными процессами можно анализировать процессы термической

обработки (закалка, отпуск, старение, науглероживание), а так­

же разделительные операции (вырубка, пробивка, механообра­

ботка).

Применение моделирования в DEFORM™ позволяет:

- минимизировать усилия штамповки;

- подобрать технологическое оборудование;

- оптимизировать количество технологических переходов;

- проследить за трёхмерным течением материала в объем­

ных штампах сложной формы и получить макроструктуру по­

ковки;

- изучить образование дефектов и понять способы их устра­

нения;

- рассчитать прочность и деформации инструмента;

- спрогнозировать свойства конечного изделия, микрострук­

туру и фазовый состав.

Система DEFORM™ имеет модульную структуру, что позво­

ляет пользователю выбрать набор только из необходимых ему

функций.

На сегодняшний день разработаны и успешно используются

следующие модули:

- DEFORM™-2D-Moaynb, предназначенный для моделирова­

ния осесимметричных и плоскодеформированных процессов;

- DEFORM™-3D-Mojxynb, предназначенный для моделирова­

ния сложных трёхмерных процессов;

- DEFORM™-2D+3D — позволяет моделировать осесимме-

тричные переходы в 2D, затем передавать результаты расчёта

в модуль 3D для моделирования последующих несимметричных

трёхмерных переходов. Рекомендуется для крупных предприя­

тий с большой номенклатурой изделий;

- DEFORM™-PC-PRO - модуль, аналогичный DEFORM™-

2D, но адаптированный для работы на персональных компьюте­

рах с ОС Windows;

- DEFORM™-PC-Moaynb,

аналогичный

DEFORM™-PC-PR°>

но имеющий меньшие возможности по моделированию и самую

512

Приложение 1

Приложение 1

Рис. 5. Два варианта обработки поверхностей матрицы:

а — обработка вертикально-расположенной фрезой;

б — обработка наклонно-расположенной фрезой

ПРИЛОЖЕНИЕ

Разработка технологии проектирования и оснастки

для производства детали «Кронштейн крепления

правого экрана» автомобиля 2 1 7 0 «Приора»

на примере изготовления ф о р м о о б р а з у ю щ е г о

пуансона с п р и м е н е н и е м C A D / C A M - с и с т е м

4

Разработал: ст. Калимуллин Р. Г.

Руководитель: ст. преп. Смыслов СЛ.

Рис. 7. Вид нижней части штампа после обработки

Приложение 4

Рис. 4. Деталь до оптимизации

б

Рис. 2. Разработка программ для станка с ЧПУ:

а — поиск областей, требующих дальнейшей доработки;

Рис. 5. Деталь после оптимизации

Приложение 5

6

Разработка системы сквозного проектирования

технологической подготовки производства

переднего крыла автомобиля ВАЗ 2 1 Ю М

Разработал: ст. Федоренко Д.Г.

Руководитель: доц. Кургузое Ю.И.

Рис. 9. Модель 8-гнездной литейной формы

V=350 м/мин;

S=0,11 мм/об;

п=3500 об/мин;

t=0:18:55.

V=376 м/мин;

S=0,12 мм/об;

п=4000 об/мин;

t=0:05:04.

1. Черновое фрезерование. ИП1 2. Центрование отверстий. ИП2

V=220 м/мин; V=220 м/мин;

S=0.11 мм/об; S=0.11 мм/об;

п=5300 об/мин; п=5300 об/мин;

1=0:03:35. t=0:05:55.

3. Сверление 4 отверстий 4. Сверление 4 отверстий

0 12 мм. ИПЗ 0 30 мм. ИП4

V=350 м/мин; V=166 м/мин;

S=0,12 мм/об; S=0,1 мм/об;

п=5300 об/мин; п=5300 об/мин;

t=l: 16:56. t=l:45:05.

5. Черновая обработка 6. Черновая обработка

окон матрицы. ИП5 окон матрицы. ИП6

V=94 м/мин; V=94 м/мин;

S=0,1 мм/об; S=0,1 мм/об;

п=6000 об/мин;

п=6000 об/мин;

1=0:16:16.

1=0:08:09.

Фрезерование литниковой 7. Фрезерование контура

матрицы. ИП7 системы матрицы. ИП8

Рис. 10. Построение фрезерно-сверлильной операции с ЧПУ

для обработки 8-гнездной матрицы

Рис. 1. Модель переднего крыла после дизайнерской проработки

в программе Power Shape (материал детали — сталь 08)

Рис. 2. Проверка крыла на совместимость с другими частями кузова

Рис. 3. Модель бетонно-смоляного штампа (вид сверху)

для левого и правого крыла

Приложение 6

Этапы фрезерной обработки с ЧПУ мастер-модели

на станке «Mecof» в программе «Power М П 1 »

Рис. 4. ИП1. Получистовая обработка

лицевой части шаровой фрезой

Рис. 5. ИП4. Доработка углов

на лицевой поверхности детали

Анализ напряжений и деформаций в материале детали

в процессе вытяжки с использованием программы «AutoForm>>

Приложение 7

ПРИЛОЖЕНИЕ

Разработка технологии проектирования

и изготовление летали

«Патрубок впускной» автомобиля ВАЗ 2 1 1 2

с использованием C A D / C A E / C A M - с и с т е м

7

Разработал: ст. Павленко С. Н.

Руководитель: доц. Кургузое Ю. И.

Вес отлитого кластера — 83,8 кг;

вес литниково-питающей системы — 26,2 кг;

вес отливки — 57,6 кг;

вес одной отливки — 1,8 кг.

Рис. 1. Зй-модель детали

Рис. 3. Проектирование литейного кластера с 32 пеномоделями

Моделирование процесса заливки в программе «LVM Flow»

Рис. 4. Анализ распределения Рис. 5. Анализ кристаллизации

температуры по элементам модели металла

Приложение 7

Разработка программы обработки матрицы

в пакете «Power Mill»

Рис. 9. Обработка лицевой стороны матрицы

Установ 1. Чистовая обработка.

Инструмент — шаровая фреза 10 мм, вылет фрезы 70 мм.

Оставляемый припуск 0 мм, допуск на обработку 0,01 мм.

Подача ускоренная 1000 мм/мин.

Подача врезания 70 мм/мин.

Рабочая подача 100 мм/мин.

Частота вращения шпинделя 1000 об/мин.

Рис. 10. Обработка тыльной стороны матрицы

Установ 2. Доработка тыльной стороны.

Инструмент — шаровая фреза 16 мм, вылет фрезы 80 мм.

Оставляемый припуск 0 мм, допуск на обработку 0,01 мм.

Подача ускоренная 1000 мм/мин.

Подача врезания 50 мм/мин.

Рабочая подача 70 мм/мин.

Частота вращения шпинделя 1200 об/мин.

Приложение 8

Рис. 6. Оценка возможности формообразования.

Зеленый цвет, соответствует нормальным режимам деформации металла.

Красный цвет соответствует растягивающим напряжениям.

Синий цвет показывает образование сжимающих напряжений, которые

вызывают гофры. В результате моделирования процесса штамповки

приходим к выводу о возможности получения данного рельефа

методом листовой штамповки.

Рис. 8. Визуализация модели ангела-флюгера, установленного на башню

Приложение 9

ПРИЛОЖЕНИЕ

Разработка технологического процесса изготовления

детали «Кронштейн генератора нижний»

для ВАЗ 2 1 0 8 с использованием C A D X C A M - с и с т е м

9

Разработал: ст. Кузнецов А.В.

Руководитель: ст. преп. Смыслов С.А.

Рис. 2. Зй-модель отливки

Рис. 1. Зй-модель детали. Проект выполнен в программном пакете

«САПА РЗ V5R15»

Приложение 9

ПРИЛОЖЕНИЕ

Практическая реализация технологии получения

м е т о д о м литья по г а з и ф и ц и р у е м ы м моделям

заготовок с использованием CAD/CAE/CAM-систем

(на примере изготовления отливки детали

«Корпус форсунки»)

10

Разработал: ст. Алексеев В. И.

Руководитель: доц. Кургузое Ю.И.

Построение моделей в программе «Power Shape»

Инструмент: комбинированный расточной резец D = 18 мм.

Режимы: V= 2 2 5 м/мин; SMHH = 8 0 0 мм/мин; п = 3 9 8 0 об/мин;

Тмаш. = 0 , 2 2 мин.

Рис. 5. Растачивание отверстия крепления генератора к кронштейну

Приложение 1 О

а

О

Рис. 4. Элементы приспособления для сборки 2-х частей пеномодели:

а — нижний ложемент; б — верхний ложемент отливки

Рис. 6. Моделирование

литейного кластера

Рис. 8. Кристаллизация кластера.

Жидкая фаза 20,23%. Время от

заливки металла в «L VM Flow»

Время с начала заливки 14,022 с,

Рис. 3. Проектировние матрицы и пуансона для изготовления пеномодели заполнено 99,99%. Заливка завершена

начала заливки металла 7мин 40 с

Приложение 11

в

г

Рис. 4. Расчёт отливки в программе «ПОЛИГОН»:

а — конечноэлементная модель;

б, в — анализ температурных полей; г — анализ кристаллизации отливки

б

Рис. 5. Моделирование фрезерной обработки на станке с ЧПУ

формообразующих поверхностей кокиля в программе «Power Mill»:

а — черновое фрезерование концевой фрезой d = 25 мм;

б — чистовое фрезерование концевой шаровой фрезой d = 6 мм

Приложение 1 2

ПРИЛОЖЕНИЕ

Технологическое обеспечение качества процесса

сборки пол сварку секций бурового долота

12

Разработал: ст. Рогожников А.Н

Руководитель: проф. Рыльцев И. К.

Рис. 2. Размерный анализ сборки двух секций

по методу полной взаимозаменяемости

Сборка долота под сварку по методу пригонки

Рис 1. ЗО-модели в программе «Solid Works»:

а — модель сборки долота бурового трехшарошечного;

б — вид с разнесенными частями; в — разрез собранной секции

ПРИЛОЖЕНИЕ

С к в о з н о е проектирование технологии изготовления

13

шталлповой оснастки для производства буровых долот

Разработал: ст.

Руководитель: доц.

а б

Салтыков

Дмитриев

Е.А.

В.А.

Рис. 1. Моделирование деталей в среде «Solid Edge»:

а — предварительная ЗВ-модель лапы долота;

б — прорисовка изменений в конструкции лапы

(5

i°MC. 2 Моделирование сборки долота:

а, б — стадии проверки собираемости лапы

с деталями долота

ПРИЛОЖЕНИЕ

Моделирование и оптимизация р е ж и м о в

14

ф и н и ш н о й обработки поверхностей шаровых кранов

Разработал: ст. Довлятчин Р.Ш.

Руководитель: ст. преп. Горяинов Д.С.

Рис. 1. Геометрическая модель, совмещенная со схемой движения

инструмента и заготовки при шлифовании сферы шарового крана.

Схемы и траектории движения построены в программе «Solid Works*

ПРИЛОЖЕНИЕ

15

7.3. Моделирование процессов обработки металлов давлением

низкую стоимость, что делает его доступным для небольших

компаний.

Дополнительные модули:

- DEFORM™-HT-Monynb, предназначенный для моделирова­

ния процессов термической обработки;

— DEFORM™-TOOLS — дополнительный модуль, предназна­

ченный для создания анимации и презентаций процессов горя­

чей обработки металлов давлением.

В качестве практического примера применения моделиро­

вания процессов обработки металлов давлением проиллюстри­

руем методику сквозного проектирования кузнечной оснастки

с помощью пакета DEFORM, внедренную на объединении Авто­

ВАЗ.

Для решения проектной задачи была создана компьютерная

модель сложного трехмерного пластического течения материа­

ла, моделирующая процесс горячей штамповки детали подвески

автомобиля 2123.

В процессе проектирования технологами были разработаны

три перехода для получения окончательной формы указанной

детали. На рис. 7.3.1 а, б показаны модели, использованные на

первом и втором переходах; на рис. 7.3.2 — полученная заготовка

после второго перехода.

Автоматический генератор сетки полностью интегрирован

в программный комплекс и обеспечивает формирование под­

робной сетки в тех областях, где требуется повышенная точность

расчёта, уменьшая, таким образом, общую размерность задачи

и требования к вычислительным ресурсам

Для моделирования процесса горячей объёмной штамповки

технолог задает необходимые параметры процесса и свойства

материала заготовки и инструмента.

Основными параметрами, которыми оперирует технолог

в ходе отработки технологического процесса ковки, являются

эквивалентные деформации в заготовке (рис. 7.3.3), минималь­

ное расстояние между заготовкой и инструментом (рис. 7.3.4)

для определения степени незаполнения штампа (рис. 7.3.5),

усилие на инструменте, скорости деформаций, скорости тече­

ния и т.д.

513

7.3. Моделирование процессов обработки металлов давлением

Рис. 7.3.2. Полученная заготовка после второго перехода

Рис. 7.3.3. Эквивалентные деформации в заготовке

в конце второго перехода (пуансон не показан)

515