Совершенствование методов разработки технологических процессов и инструмента для штамповки тонкостенных оребренных поковок на основе графо-аналитического компьютерного моделирования

• Автор: Соломонов, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 426 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ, ОПТИМИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТОВ ПРОЦЕССОВ ПЛАСТИЧЕСКОГО Д ЕФОРМИРОВ АНИЯ.
1.1. Моделирование пластического течения металла и формообразования поковок в процессах

штамповки и прессования

1.1.1. Математические модели и их реализация

1.1.2. Моделирование пластического течения на компьютере

1.1.3. Геометрическое моделирование.

1.1.4. Физическое моделирование.

1.2. Автоматизация расчетов и проектирования инструмента

и процесса штамповки поковок из легких сплавов.

1.3. Решение задач оптимизации параметров процессов ОМД

1.4. Новые разработки в области технологии производства
штампованных поковок.
1.5. Классификация штампованных поковок с ребрами
жесткости из алюминиевых сплавов.
1.5.1. Параметры поковок
1.5.2. Анализ данных по ряду серийных поковок.
1.5.3. Коэффициент сложности поковок
ВЫВОДЫ.
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА
ПЛАСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ.
2.1. Основные гипотезы и соотношения теории течения
тонкого пластического слоя
2.2. Обоснование выбора нелинейной схемы течения металла
по контактной поверхности.
2.3. Зависимость формы ребра жесткости от характера
изменения граничного контактного давления.
2.4. Исследование формы ребра жесткости.
2.5. Сопоставление принятой математической модели
с методикой И.Я. Тарновского
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Глава 3. АНАЛИЗ ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ПО КОНТАКТНОЙ щ ПОВЕРХНОСТИ.
3.1. Постановка задачи определения положения линии раздела
течения металла на контактной поверхности.
3.2. Тестирование решения для замкнутых кривых, задающих контур поковки
3.3. Решение задачи построения линии раздела течения
металла в общем виде
3.4. Частные случаи задания контура поковки.
3.4.1. Две окружности, расположенные на некотором расстоянии друг от друга.
3.4.2. Окружность и отрезок прямой.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
з
Глава 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ
КОНТАКТНЫХ ДАВЛЕНИЙ
4.1. Исследование формы поверхности контактных давлений
4.2. Зависимость изменения контактного давления вдоль контура
поковки от параметров поверхности контактных давлений
4.3. Определение формы гребня поверхности контактных давлений.
4.3.1. Аналитическое определение вида линии пересечения участков поверхности контактных давлений
4.3.2. Построение линии пересечения участков поверхности контактных давлений графическими методами.
4.4. Расчет объема эпюры контактных давлений
4.4.1. Моделирование эпюры контактных давлений поверхностью одинакового ската
4.4.2. Физическое моделирование пространственной эпюры
контактных давлений предельной насыпью
4.4.3. Аналитическое решение задачи
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Глава 5. РЕШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ОБЪЕМНОЙ
ШТАМПОВКИ.
5.1. Определение коэффициента неравномерности формирования поковки по различным критериям
5.1.1. Неравномерность формирования ребра жесткости
в продольном сечении
5.1.2. Неравномерность течения металла но полотну поковки
5.1.3. Обобщенный коэффициент неравномерности
5.1.4. Коэффициент неравномерности формирования поковки.
5.1.5. Общий коэффициент неравномерности.
5.2. Применение технологического выреза для устранения неравномерности формирования штампованных поковок.
5.3. Расчет заполнения технологического выреза.
5.4. Формообразование поковки с ребрами жесткости
различной толщины.
5.4.1. Схема распределения потоков металла по полотну поковки
5.4.2. Исследование скорости заполнения полостей штампа.
5.5. Особенности распределения потоков металла
на прямолинейном участке контура поковки
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
Глава 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ШТАМПОВКЕ
ПОКОВОК
6.1. Основные понятия теории оптимизации.
6.1.1. Определения
6.1.2. Классическая теория минимизации
6.1.3. Основной итерационный алгоритм.
6.2. Метод поиска вдоль линии
6.2.1. Определение минимального шага
6.2.2. Определение направления поиска.
6.3. Анализ методов минимизации
6.3.1. Метод наискорейшего спуска.
6.3.2. Метод Ньютона
6.3.3. Методы с переменной метрикой.
6.3.4. Релаксационные методы
6.3.5. Метод МонтеКарло
6.4. О качестве численного решения.
6.5. Выбор оптимальных параметров технологических вырезов
6.5.1. Постановка и решение задачи.
6.5.2. Основные расчетные соотношения
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
Глава 7. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕМНОЙ
ШТАМПОВКИ.
7.1. Алгоритм расчета формообразования штампованных
поковок
7.2. Экспрессанализ модульной задачи
7.3. Адаптация разработанной программы ЕР
в программном комплексе
7.4. Построение картины течения металла
для произвольного контура поковки
7.5. Адаптация разработанной программы ИО
в программном комплексе
7.6. Описание функциональных возможностей
программного комплекса РАЯБИТАМР.
7.7. Построение линии раздела течения металла
для ряда серийных поковок
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
Глава 8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ.
8.1. Особенности формообразования поковки
с технологическим вырезом
8.2. Формообразование симметричной поковки
в условиях многоиереходной штамповки.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Минск, Беларусь система КОМПАСШТАМП 6 успешно эксплуатируется на ряде предприятий СНГ. Ее последняя модификация КОМПАСШТАМП 5 отличается от других САПР штампов отсутствием ограничений на конструкции проектируемых штампов, использованием одинаковой технологии работы конструктора при проектировании как оригинальных, так и типовых конструкций штампов. Чертежноконструкторский редактор КОМПАСГРАФИК является базовым программным средством для воспроизводства, визуализации, редактирования и документирования графической информации в САПР КОМПАСШТАМП 5. Авторами 7 для проектирования технологических процессов и инструмента созданы система СТЕПШ и одноименный технологический язык, позволяющие пользователютехнологу описывать методики, правила и алгоритмы проектирования и нормативносправочную информацию на офаниченном естественном языке в терминах предметной области. Большое внимание уделяется разработке САПР технологических процессов САПР ТП. Разработаны математическая модель, методика и программа расчета, позволяющие проектировать многопереходную вытяжку круглых деталей, подбирать на каждом переходе соответствующие размеры инструмента, а также прогнозировать технологические отказы. Принципы работы САПР технологии ковки штамповых кубиков, рассмотренные в 9, позволяют значительно сократить время технологической подготовки их производства, а также разработать алгоритм расчета размеров заготовки для кубиков высшей категории качества. Вместе с тем быстрыми темпами развиваются системы не только проектирования, но и управления технологическими процессами. Например, на мировом рынке появилась широкая номенклатура программнотехнических средств, изменяющих прежний подход к построению промышленных автоматизированных систем управления АСУ. Широкое распространение получила распределенная структура управления, показавшая себя как более эффективная, чем централизованная. Такой подход в полной мере проявился при коренной реконструкции и модернизации АСУ ТП на Пикалсвском глиноземном комбинате, проводимой ВАМИ совместно с заводом. Основным направлением работ 0 стали разработка и внедрение распределенных систем управления, включающие замену устаревших больших управляющих машин персональными. В статье 1 рассмотрен опыт применения в промышленности и обоснована необходимость разработки конкурентоспособных отечественных систем и устройств ЧПУ процессами и машинами ОМД. Приведены требования к стабильному качеству штампованных заготовок и изделий, рассмотрены состав и свойства системы ОМД, проанализирована управляемость процессов и машин. В последние годы получают все большее распространение оригинальные информационные системы. САПИР но проектированию штампов холодной листовой штамповки. Словарь понятий этой базы, используемых в ходе проектирования, содержит более 0 терминов, на основе которых составлено свыше 0 таблиц с данными. В работе 3 указывается на то, что при автоматизированном проектировании заготовительноштамповой оснастки необходимо создание единой информационнологической модели изготовляемых деталей, производственной системы и процессов производства. Такая модель позволит комплексно решать вопросы технологической подготовки производства, сократить объем расчетов на ЭВМ за счет использования результатов решения предшествующих задач. В статье 4 описана подсистема информационного обеспечения автоматизированной системы размерного анализа, состоящая из массивов трех видов постоянной инвариантной информации, которая содержит данные стандартов и другой нормативной информации обязательного использования полуиостоянной информации, в которой собираются сведения о точности обработки и составляющих минимальных припусков переменной информации, включающей данные по деталям, исходным заготовкам и технологическим процессам. В работе 5 рассматривается созданная на Нижегородском АО Завод Теплообменник интегрированная информационнопоисковая система Штамп на базе СУБД i 5. В настоящее время созданы компьютерные системы, используемые не только в научных, но и в учебных целях.