Оптимизация процессов формирования отливок при литье под регулируемым давлением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, доктор технических наук Чуркин, Алексей Борисович

• Чуркин, Алексей Борисович
• доктор технических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор технических наук Чуркин, Алексей Борисович

Введение.

Глава 1. Анализ современного состояния вопроса.

1.1. Управление заливкой форм.

1.2. Затвердевание и питание отливок при литье под регулируемым давлением.

1.3. Расчет и конструирование литниковых систем при ЛРД

1.4. Оптимальная продолжительность заполнения форм при ЛРД 42 Выводы и задачи исследования.

Глава 2. Оптимизация гидродинамических процессов при заполнении форм при литье под регулируемым давлением.

2.1. Математическая модель гидравлических процессов при заполнении полости формы при ЛРД и ее численная аппроксимация.

2.2. Организация выполнения машинных экспериментов.

2.3. Анализ результатов машинных экспериментов.

2.4. Исследование гидравлического режима заполнения форм при наличии сужения сечения потока.

2.5. Критерии оптимизации гидравлического режима заполнения формы. Обеспечение оптимального режима заливки

2.6. Особенности применения предложенной методики оптимизации гидравлического режима заполнения формы применительно к литью под низким давлением и с противодавлением.

2.7. Экспериментальная проверка адекватности результатов математического моделирования.

Выводы.

Глава 3. Разработка системы управления газодинамическими процессами в установках ЛРД, обеспечивающей оптимальные условия заливки форм.

3.1. Математическая модель истечения воздуха через ряд последовательно включаемых дросселирующих устройств с различными площадями проходного сечениями.

3.2. Методика проведения машинных экспериментов.

3.3. Анализ данных машинных экспериментов.

3.4. Экспериментальное исследование закономерностей изменения перепада давлений на расплав при управлении процессом путем последовательного включения дросселирующих устройств с различными проходными сечениями

Выводы.

Глава 4. Оптимальная продолжительность заливки форм при литье под регулируемым давлением.

4.1. Характеристика дефектов отливок, связанных с заполнением формы в условиях ЛРД.

4.2. Типовые конструкции элементов отливок.

4.3. Методика выполнения экспериментов. Анализ результатов

4.4. Заполняемость форм сплавом. Расчет максимальной продолжительности заливки тонкостенных элементов отливок

Выводы.

Глава 5. Оптимизация гидравлических процессов в литниковопитающих системах (ЛПС).

5.1. Литниково-питающие системы, осуществляющие нижний центральный или распределенный по периметру отливки подвод сплава из металлопровода.

5.2. Литниково-питающие системы, осуществляющие боковой подвод сплава к отливке.

5.3. Литниково-питающие системы при боковом подводе сплава на некотором уровне по высоте отливки.

5.4. Вертикально-щелевые литниково-питающие системы.

5.5. Экспериментальная проверка полученных результатов.

Выводы.

Глава 6. Оптимизация теплового режима заполнения форм при ЛРД

6.1. Влияние заполнения формы и естественной конвекции сплава на процесс затвердевания отливки.

6.2. Обеспечение направленного затвердевания отливок при ЛРД

6.2.1. Расчет конусности питания при боковом нижнем подводе ЛПС.

6.2.2. Расчет конусности питания при нижнем подводе сплава.

6.3. Разработка методики теплового расчета литниково-питающих систем.

6.3.1. Тепловой расчет нижней боковой литниковопитающей системы.

6.3.2. Тепловой расчет литниково-питающей системы при нижнем подводе сплава.

6.3.3. Тепловой расчет щелевых литниково-питающих систем.

Выводы.

Глава 7. Разработка системы автоматизированного расчета оптимальных технологических параметров изготовления отливок при ЛРД.

7.1. Последовательность определения параметров заполнения формы и формирования отливки.

7.1.1. Анализ конструкции отливок.>

7.1.2. Определение характерных геометрических размеров отливки.

7.1.3. Расчет продолжительности или скорости заливки полости формы.

7.1.4. Расчет газодинамических параметров заливки форм

7.1.5. Расчет параметров системы при управлении процессом с помощью дросселирующих устройств

7.1.6. Выбор места подвода сплава и типа ЛПС.

7.1.7. Расчет параметров литниково-питающих систем.

7.1.8. Расчет прибылей.

7.1.9. Оптимизация теплового режима металлической формы в естественных условиях ее охлаждения.

7.2. Система автоматизированного расчета оптимальных технологических параметров.

7.3. Эффективность применения системы автоматизированного расчета технологических параметров.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация процессов формирования отливок при литье под регулируемым давлением»

Методы литья с использованием регулируемого перепада давлений на расплав позволяют решать многие проблемы литейного производства. Широкое использование методов литья под низким давлением, с противодавлением и особенно вакуумным всасыванием обеспечивает повышение экономической эффективности, экологической чистоты технологии и конкурентоспособности литейного производства как основной заготовительной отрасли машиностроения.

Среди основных преимуществ указанных методов литья можно выделить следующие [15,17, 27, 28, 53-55, 60, 79, 81, 85, 92,104, 135]:

• они позволяют осуществить не только регулирование общей продолжительности заливки форм, но и целенаправленное управление характером движения расплава при заполнении отдельных участков полости формы;

• подвод металла через металлопровод позволяет существенно интенсифицировать процесс питания затвердевающей отливки, снизить расход металла на прибыли и повысить выход годного до 90 % и более;

• благодаря повышению заполняемое™ форм, особенно при литье вакуумным всасыванием, можно сократить или полностью исключить технологические напуски и припуски, что, как показывает практика, позволяет существенно повысить коэффициент использования металла в заготовке (КИМ) и снизить трудоемкость механической обработки отливок;

• интенсификация теплообмена между отливкой и формой путем приложения давления в сочетании с различивши методами воздействия на ~ расплав создает возможность эффективно управлять кристаллической структурой отливки, позволяет повысить эксплуатационные свойства отливок;

• наличие камеры, в которой находится отливка при литье вакуумным всасыванием и с противодавлением, исключает выделение вредных газообразных продуктов в атмосферу цеха;

• возможность создания средств комплексной механизации и автоматизации технологических процессов обеспечивает снижение их трудоемкости и существенное улучшение условий труда.

Практическая реализация указанных преимуществ возможна лишь на основе разработки комплексной теории общих и специфических для данных методов процессов, создания методов оптимизации определяющих технологических параметров.

Решением этих вопросов в последние десятилетия активно занимались отечественные и зарубежные ученые. В разработку теории и технологии методов литья под регулируемым давлением большой вклад внесли Б.М.Ксенофонтов, В.К.Бедель, Г.И.Тимофеев, Г.П.Борисов, Ф.М.Котляр-ский, Н.Н.Белоусов, Б.С.Чуркин, Э.Ч.Гини, В.Н.Майоров и др. Ими созданы основы теории и технологии методов литья, что позволило обеспечить их внедрение на многих машиностроительных предприятиях.

Однако, в настоящее время уровень использования методов литья под регулируемым давлением (ЛРД) в промышленности относительно мал, а их преимущества реализуются не в полной мере. Кроме причин чисто конъюнктурного характера, это вызвано наличием ряда нерешенных научно-технических проблем.

Фактически не разработаны методы оптимального управления заливкой форм. В существующих установках обеспечивается практически линейный закон изменения перепада давлений на расплав в процессе заливки, темп которого постоянен во времени и на практике определяется методом проб и ошибок. В этих условиях качественное заполнение форм возможно лишь для отливок с относительно небольшими перепадами толщин стенок. Особые проблемы возникают при изготовлении сложных отливок, содержащих тонкостенные элементы. В этих случаях для обеспечения плавного, качественного заполнения форм приходится делать технологические напуски, что снижает коэффициент использования металла в заготовке и увеличивает трудоемкость механической обработки отливок.

Недостаточно разработаны методы расчета литниково-питающих систем (ЛПС). Ввиду отсутствия научно обоснованных методов расчета, конструирование ЛПС осуществляется эмпирически. Процесс отладки и доводки технологии часто занимает несколько месяцев и сопряжен со значительными расходами.

Из всех разновидностей методов ЛРД наибольшее внимание уделено литью под низким давлением (ЛНД). Недостаточно разработана теория и технология литья вакуумным всасыванием (ЛВВ), которое по сравнению с другими методами ЛРД имеет ряд существенных преимуществ, особенно для отливок сложной конфигурации с тонкостенными элементами.

Отсутствуют четкие требования к технологичности конструкции отливок с точки зрения специфики ЛРД.

Большое значение имеет повышение надежности технологии. При ЛРД количество определяющих факторов увеличивается, что предполагает необходимость разработки принципов оптимизации технологических процессов, обеспечивающих стабильное получение качественных отливок.

В связи со сказанным, целью данной диссертационной работы является создание комплексной теории методов литья под регулируемым давлением и разработка системы оптимального управления процессами формирования отливок и автоматизированного расчета оптимальных технологических параметров.

Работа выполнялась в соответствии со следующими программами Гособразования СССР, АН СССР, Совета Министров СССР, Министерства образования Российской Федерации: Математическое моделирование в научных технических системах; Управление нелинейными динамическими объектами; Новые технологии и автоматизация производственных процессов в машиностроении; Повышение надежности систем «Машина-человек-среда»; Математические методы моделирования и управления в народном хозяйстве; Технология литейного производства (грант Министерства образования Российской Федерации).

Диссертация направлена на решение следующих задач:

• системное математическое, натурное и гидромоделирование гидродинамических и газодинамических процессов при ЛРД и определение четких границ применимости существующих методов управления заливкой форм при ЛРД;

• разработка и обоснование критериев оптимальности управления заливкой форм при ЛРД;

• разработка системы оптимального управления заливкой форм при ЛРД;

• постановка сопряженной краевой задачи тепломассопереноса при заполнении форм и затвердевании отливок при ЛРД и разработка экономного и устойчивого алгоритма ее численной реализации;

• выполнение системных машинных и натурных экспериментов по исследованию заполняемости форм при ЛРД и разработка методов расчета максимальной продолжительности заливки форм;

• разработка рекомендаций по расчету оптимальной продолжительности заливки форм при ЛРД;

• разработка методов расчета разных типов ЛПС при ЛРД на основе оптимизации тепловых и гидродинамических процессов;

• создание системы автоматизированного проектирования технологического процесса формирования отливки.

Выполненные исследования позволили получить следующие новые научные результаты:

• экспериментально и методом математического моделирования исследованы закономерности истечения расплава в полость формы при нижнем и боковом подводе в условиях ЛРД;

• разработан алгоритм математического моделирования по методу потоков процессов тепломассопереноса при заполнении полости формы и затвердевании отливки при ЛРД;

• исследованы закономерности изменения разрежения или избыточного давления в камере машины ЛРД при управлении заливкой с помощью дросселирующего устройства с дискретно изменяющейся площадью проходного сечения;

• разработана методика оптимизации гидравлического режима заполнения форм при ЛРД, обоснованы критерии оптимальности управления заливкой;

• установлена оптимальная кусочно-линейная зависимость перепада давлений на расплав в процессе заливки форм при ЛРД, получены формулы для расчета темпов изменения перепада давлений при заполнении металлопровода и отдельных участков полости формы;

• исследованы закономерности тепломассопереноса в потоке сплава при заполнении тонкостенных отливок в условиях ЛРД, получены формулы для расчета максимальной продолжительности заливки;

• исследованы гидравлические режимы работы семи основных типов ЛПС, получены формулы для определения оптимальных диапазонов технологических и геометрических параметров;

• методом математического моделирования исследовано влияние естественной и вынужденной конвекции на кинетику затвердевания отливки при ЛРД, установлено существенное влияние естественной конвекции на организацию направленного затвердевания отливок при ЛРД;

• разработана методика оптимизации тепловых условий для основных типов ЛПС для ЛРД с точки зрения обеспечения непрерывного питания отливки из металлопровода.

Основные практические результаты диссертации сводятся к следующему:

• разработана система автоматического оптимального управления заливкой форм, позволяющая значительно расширить сферу применения ЛРД и обеспечивающая плавное, качественное заполнение форм даже при десятикратном перепаде площадей поперечного сечения;

• разработана методика определения площадей дросселирующих устройств, обеспечивающих заданные темпы изменения перепада давлений на расплав в процессе заполнения металлопровода и отдельных участков полости формы;

• разработана методика определения оптимальных продолжитель-ностей заливки формы и соответствующих им газодинамических параметров, характеризующих темп создания разрежения или избыточного давления в камере машины;

• предложены методы и получены соответствующие формулы для расчета литниково-питающих систем при нижнем, рассредоточенном, боковом, вертикально-щелевом подводе сплава, а также при заполнении формы через два расположенных на разных уровнях питателя;

• предложена методика оптимизации теплового режима металлических форм в естественных условиях их охлаждения, обеспечивающая получение отливок со стабильным уровнем их эксплуатационных свойств;

• разработана система комплексного автоматизированного расчета всех основных технологических параметров применительно к ЛВВ, ЛНД и литью с противодавлением (ЛПрД).

Эффективность разработанной системы была проверена на основных типах изготовляемых при ЛРД промышленных отливок. Применение системы показало, что она позволяет определить весь комплекс технологических параметров, обеспечивающих получение качественных отливок с минимальной последующей доводкой технологии. При этом повышается на 10-15 % коэффициент использования металла в заготовке, до 80 % и более выход годного, в 1,5-2 раза снижается пористость сплава в отливках.

Система принята к использованию на предприятиях ГУЛ «Урал-трансмаш», ГУЛ «Уральский оптико-механический завод», АО «Уральский турбомоторный завод» и АО «Курганмашзавод». Внедрение рекомендаций по оптимизации теплового режима металлических форм обеспечило получение экономического эффекта около 1 млн руб. Получено 5 ав-тоских свидетельств о государственной регистрации разработанных компьютерных программ, предназначенных для расчета технологических параметров и анализа процессов формирования отливок при литье под регулируемым давлением.

В диссертации сформулированы следующие новые научные положения, которые выносятся на защиту:

• в качестве критерия оптимальности гидравлического режима заполнения форм при ЛРД можно принять относительное отклонение скорости сплава от соответствующих значений скорости изменения разности действующих на расплав пьезометрических напоров. Плавное, качественное заполнение форм сплавом обеспечивается, если значение данного критерия не превышает 10%;

• оптимальное управление заливкой форм при ЛРД включает дискретное изменение темпа нарастания перепада газового давления при переходе расплава через участки резкого расширения и сужения потока в соответствии с предложенными рекомендациями;

• при относительном перепаде уровней сплава на свободной поверхности потока, превышающем 15%, возникают поперечные циркуляционные потоки, приводящие к недопустимым с точки зрения качества отливки возмущениям свободной поверхности сплава;

• инерционными явлениями в газовой сети установок ЛРД при дискретном изменении площади управляющего дросселирующего устройства можно пренебречь;

• естественная конвекция в затвердевающем расплаве приводит к существенному смещению вверх термического центра отливки. Это приводит к затруднению организации питания отливок при ЛРД, при котором преимущественным является нижнее расположение литниково-питающих систем;

• для обеспечения непрерывного питания отливки через ЛПС, тепловые и геометрические характеристики ЛПС должны обеспечить необходимое значение отрицательных продольных градиентов продолжительности затвердевания сечений питателей и отливки, а также продолжительности достижения центров сечений фронтом нулевой жидкотекучести.

Результаты работы были доложены на международных конференциях в г. Липецке (1989 г.) и Екатеринбурге (1999 г.), республиканской конференции в г. Днепропетровске (1990 г.), на пятом и шестом съездах литейщиков России (2001, 2003 гг.), на региональных конференциях в Перми, Омске, Рыбинске и Екатеринбурге.

Заключение диссертации по теме «Литейное производство», Чуркин, Алексей Борисович

Выводы

1. Разработанная система автоматизированного расчета технологических параметров основана на комплексном использовании приведенных в предыдущих главах результатов исследования гидродинамических и газодинамических процессов при ЛРД.

- '2: Методы расчёта газодшсамЕгчёЙкйх"параметров процесса и расчетные рекомендации по характеру изменения темпа нарастания избыточного давления или разрежения в камере литейной машины обеспечивают выполнение приведенных в гл.2 критериев оптимизации гидравлических процессов при ЛРД.

3. Расчетные методы для определения параметров ЛПС разработаны для широкого класса типов ЛПС. Определяемые параметры ЛПС обеспечивают оптимальные гидравлические и тепловые режимы их работы.

4. Система автоматизированного расчета технологических параметров опробована на большом числе производственных отливок. Опробование показало ее высокую эффективность. Применение системы позволяет существенно снизить затраты времени на разработку технологического процесса и освоение технологии, обеспечивает получение качественных отливок с 1—3-й заливки при минимальной доводке технологических параметров. При этом обеспечивается снижение расхода металла на ЛПС, повышение выхода годного и коэффициента использования металла в заготовке до 80 % и более.

5. Система автоматизированных расчетов технологических параметров опробована и принята к использованию на предприятиях ФГУП ПО «Уралтрансмаш», ФГУП ПО «Уральский оптико-механический завод», АО «Курганмашзавод», АО «Уральский турбомоторный завод» и АО «Уральский научно-исследовательский технологический институт».

6. На программу, реализующую систему автоматизированных расчетов получены свидетельства РОСПАТЕНТА № 2003611605 и № 2003612274 об официальной регистрации компьютерных программ.

330 а

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленной целью в диссертации решена научная проблема повышения эффективности, расширения сферы применимости и обеспечения высокой надежности технологии методов литья под регулируемым давлением на основе комплексной оптимизации гидравлических, газодинамических и тепловых процессов при формировании отливок.

В результате выполненных исследований разработаны следующие принципы и научно обоснованные мероприятия по оптимальной организации технологического процесса.

1. Методы управления заливкой форм при ЛРД должны обеспечивать оптимальный характер заполнения сплавом отдельных участков полости формы с учетом их конфигурации без существенного развития процессов фонтанирования сплава, колебаний его уровня и развития поперечных вихревых зон на свободной поверхности потока.

В качестве критерия оптимальности гидродинамического режима заполнения форм при ЛРД в диссертации предложена и обоснована величина относительного отклонения скорости сплава в форме v от соответствующих значений скорости изменения разности действующих на расплав пьеd(APKIpg) \у-ур\ лппо/ зометрических напоров v = ——* ev =J-1 100%. dt vp

Как показали результаты численного и гидравлического моделирования, а также натурные эксперименты по заполнению форм алюминиевыми сплавами, качественное заполнение форм обеспечивается, если в процессе заливки значение sv не превышает 10 %.

2. С точки зрения указанного критерия оптимальности существующие методы управления заливкой форм при ЛРД, при которых темп изменения перепада давлений АРК, а следовательно и значение vp в процессе заливки формы практически постоянны, не являются оптимальными. В местах расширения или сужения потока происходит изменение скорости сплава v, что при постоянном значении vp приводит к увеличению sv. Как показали расчеты и эксперименты, д ля обеспечения качественного заполнения форм в данных условиях значения газодинамических коэффициентов или т, определяющих темп изменения перепада давлений не должны превышать некоторые максимально допустимые значения Дф и т^, зависящие от отношения площадей сечений отливки. Для исключения недопустимых с точки зрения качества отливки колебаний уровня сплава в местах сужения сечений полости формы отношение площадей сечений coi+\l(Oi должно быть не менее 0,6. Как показали эксперименты и производственный опыт, область применения существующих методов управления заливкой форм ограничивается интервалом значений отношений площадей сечений от 0,6 до

6 при скорости заливки, не превышающей 10 см/с. Это суживает сферу применения методов ЛРД. Особые проблемы возникают при изготовлении сложных отливок с тонкостенными элементами, для которых необходимо применение технологических напусков, снижающих коэффициент использования металла в заготовке и увеличивающих трудоемкость механической обработки. При невыполнении указанных условий необходимо применение оптимальных методов управления заливкой форм.

3. Оптимальный метод управления заливкой должен обеспечивать выполнение условия £v<10 % во всем, характерном для практики, диапазоне отношений площадей сечений отливки и скоростей заливки. Для этого необходимо обеспечить согласование значений скоростей v и vp при прохождении сплава через все участки сужения или расширения потока. В предложенном в диссертации методе это достигается путем дискретного изменения темпов нарастания перепада давлений и значений vp при заполнении отдельных участков полости формы с различными площадями поперечных сечений. При этом значения газодинамических коэффициентов или т изменяются обратно пропорционально отношению площадей.

В диссертации разработана методика расчета значений коэффициентов Р и т для условий заполнения различных участков полости формы. При оптимальном управлении реализуется кусочно-линейный закон изменения перепада давлений ЛРК, характеризующийся на разных участках полости формы различными значениями коэффициентов /? или т.

Экспериментальная проверка предложенного метода оптимального управления показала, что качественное заполнение форм обеспечивается в интервале отношений площадей сечений отливки от 0,1 до 10 при скорости заливки до 20 см/с, что охватывает практически всю номенклатуру изготовляемых при ЛРД отливок.

4. Для реализации предложенного метода разработана система автоматического управления заливкой форм при ЛРД. Она включает встроенное в газовую сеть машины устройство, содержащее ряд параллельно встроенных дросселирующих устройств (диафрагм) с разными проходными сечениями, которые последовательно включаются в работу. Настройка системы сводится к расчету площадей диафрагм, обеспечивающих соответствующие значения коэффициентов при заполнении различных участков полости формы, установке их в газовую систему, а также настройке реле времени на соответствующие времена включения той или иной диафрагмы. Для получения соответствующих расчетных формул были выполнены машинные эксперименты по решению математической модели, описывающей газодинамические процессы при истечении газа через ряд последовательно включаемых диафрагм.

Экспериментальная проверка работы предложенной автоматической системы показала ее высокую надежность. Погрешность реализации заданного закона изменения перепада давлений на расплав не превышала 510 %. Инерционность переключения диафрагм составляет не более 0,1 с.

5. Как и при любом методе литья при ЛРД продолжительность заливки должна находиться в некотором оптимальном диапазоне значений. Для определения этих диапазонов была выполнена укрупненная классификация конфигурационных типов отливок. Были выделены следующие типы: отливки вертикальной протяженности, отливки горизонтальной протяженности, отливки корпусного типа или полых цилиндров, отливки, представляющие собой комбинацию указанных типов, и отливки сложной, не сводящейся к данным типам конфигураций. В результате статистической обработки экспериментов по изготовлению типовых представителей отливок указанных видов из алюминиевых сплавов в диссертации получены формулы для расчета оптимальной продолжительности заливки форм в условиях ЛРД. Разработана методика отнесения отливок к указанным типам и выполнена широкая экспериментальная проверка предложенных типов.

Использование полученных формул положено в основу разработанной методики определения газодинамических параметров, которые необходимо реализовать при изготовлении отливок. Эти значения параметров используются при настройке рассмотренной выше системы автоматического управления заливкой форм.

6. При организации технологического процесса изготовления отливок большое значение имеет расчет и конструирование литниковых систем. В условиях ЛРД литниковые системы имеют ряд специфических особенностей. В отличие от традиционных методов литья литниковые системы при ЛРД, как правило, не являются регуляторами продолжительности заливки, которая определяется принятым темпом изменения перепада дав-летай на расплав. При ЛРД речь идет о литниково-питающих системах (ЛПС), т.е. важнейшей функцией литниковых систем является обеспечение питания отливки через литники из металлопровода. Для реализации этой функции используются разные типы ЛПС.

В диссертации рассмотрены 7 основных типов ЛПС: ЛПС, осуществляющие нижний центральный подвод сплава из металлопровода; ЛПС при рассредоточенном нижнем или боковом подводе сплава по периметру отливки; ЛПС при нижнем боковом подводе сплава; ЛПС при боковом подводе сплава в термический узел на некотором расстоянии от низа отливки; ЛПС при подводе сплава через 2 расположенных на разных уровнях питателя и вертикально-щелевая ЛПС.

С гидродинамической точки зрения ЛПС вносит возмущение в поток сплава. Поэтому размеры и конструкция ЛПС должны удовлетворять сформулированным выше условиям оптимального гидродинамического режима заполнения формы. Исследование гидродинамических процессов при работе ЛПС указанных типов делали путем проведения машинных экспериментов по решению написанных для условий каждой ЛПС гидродинамический уравнений, при гидромоделировании и выполнении экспериментов по заполнению форм алюминиевыми сплавами.

В результате исследования влияния ЛПС на гидродинамический режим заполнения формы сформулированы следующие рекомендации.

При нижнем подводе сплава через центральный литник или несколько литников для исключения колебания уровня сплава в полости формы площадь сечения литников должна выбираться, исходя из выполнения условия ООп>0,6 сом.

При боковом рассредоточенном подводе сплава скорость сплава на выходе из литников vn существенно превышает значение vp. Поэтому заполнение металлопровода и полости формы следует осуществлять при разных значениях коэффициентов /? или т, для расчета значений которых в диссертации получены соответствующие формулы.

При боковом подводе питателя в нижнее сечение отливки длина питателя относительно невелика. Условие ev<10 % соблюдается при соблюдении условия а>п>0,6 сом при постоянном темпе изменения перепада давлений на расплав.

При подводе сплава на нескольких уровнях необходимо так определить площади сечений нижнего и верхнего питателей, чтобы обеспечить заливку формы при ограничении высоты падения струи из верхнего питателя на зеркало расплава в форме допустимыми значениями (30-50 мм). Для определения минимальной площади нижнего питателя получены соответствующие формулы. На практике площади нижнего и верхнего питателей определяют исходя из обеспечения непрерывного питания отливки через питатели. При этом значение площади нижнего питателя должно быть не меньше значения, определенного исходя из ограничения перепада уровней сплава в стояке и полости формы.

Вертикально-щелевые системы применяют при заполнении протяженных тонкостенных отливок или отливок с расположенными по высоте отливки несколькими термическими узлами.

Как показали результаты гидромоделирования работы вертикально-щелевых ЛПС, при перепаде уровней сплава в стояке и полости формы АН, превышающем 40 мм, при истечении сплава через щель в полости формы возникает гидравлический прыжок с интенсивной вихревой зоной на свободной поверхности потока. В результате выполненных машинных экспериментов по математическому моделированию процесса получены формулы для расчета минимальной ширины щели Ь^, обеспечивающей выполнение условия Д#<40 мм и плавный характер заполнения формы. Для исключения колебаний уровня сплава в стояке площадь сечения стояка должна удовлетворять условию шс/сом >0,6.

7. Важной задачей при организации технологического процесса является обеспечение направленного затвердевания отливки и непрерывного ее питания через литники. В отличие от традиционных методов литья при ЛРД питание отливки осуществляется снизу из металлопровода. В данных условиях естественная конвекция при затвердевании сплава затрудняет организацию питания отливки. Анализ результатов машинных экспериментов по решению краевой задачи тепломассообмена при затвердевании отливок при ЛРД с учетом естественной конвекции и экспериментов по исследованию температурных полей показал, что естественная конвекция незначительно влияет на продолжительность затвердевания, сокращая ее не более чем на 10%. Однако, благодаря естественной конвекции термический центр отливки существенно смещается вверх, достигая высоты, равной 0,75-0,85 от высоты отливки. Поэтому естественная конвекция существенно влияет на величину необходимой для обеспечения направленного затвердевания конусности отливки, увеличивая ее в условиях ЛРД в 2-4 раза.

В результате обработки данных математического моделирования процессов тепломассообмена в системе отливка-форма-различные типы ЛПС получены формулы для расчета минимальной конусности питания для отливок из алюминиевых сплавов, а также формулы для определения геометрических размеров ЛПС, при которых обеспечивается непрерывное питание отливки через литники.

Методы расчета ЛПС разработаны для всех рассмотренных выше типов литниково-питающих систем. При этом в качестве критерия направленности затвердевания было принято обеспечение монотонного уменьшения величин тн ж и Тзап, в сечениях литников по направлению к термическому узлу отливки, к которому осуществлен подвод сплава.

Как показали экспериментальные данные, назначение сечений ЛПС в соответствии с рекомендованными расчетными формулами обеспечивает получение качественных отливок при значении пористости на уровне 0,51,7%, что значительно меньше, чем при обычном кокильном литье. Сечение стояков ЛПС определяются из обеспечения возможности слива металла из них после затвердевания отливки и снятия перепада давлений, что позволяет существенно увеличить выход годного.

8. В случае если технологическая установка не оснащена системой термостабилизации формы, необходимо оптимизировать технологические параметры с точки зрения ограничения колебаний продолжительности затвердевания и механических свойств отливок в процессе производства в допустимых пределах (не более 10-15%). При отсутствии термостабилизации имеет место существенный дрейф температуры металлической формы перед каждой очередной заливкой, что вызывает значительную нестабильность параметров структуры и механических свойств отливок.

В результате математического моделирования теплового режима кокилей при формировании отливок из алюминиевых сплавов разработаны и экспериментально проверены формулы для определения оптимальных значений температуры формы перед первой заливкой, толщины стенки формы и степени оребрения наружной поверхности формы, обеспечивающих ограничение колебаний механических свойств в пределах, не превышающих 10-15 % при любых реально встречающихся на производстве колебаниях значений толщины кокильного покрытия и темпах работы кокильной машины.

9. Для практической реализации принципов оптимального управления формирования отливок из алюминиевых сплавов разработана программа автоматизированного расчета технологических параметров. Она основана на комплексном учете сформулированных выше принципов и рекомендаций по оптимизации тепловых и гидродинамических процессов при ЛРД. Она построена на обобщенном использовании расчетных рекомендаций по определению характера изменения перепада давлений на расплав, параметров управляющей газовой сети и характеристик настройки системы автоматизированного управления заливкой форм, тепловых и геометрических параметров различных типов ЛПС, обеспечивающих выполнение гидродинамических критериев оптимальности и непрерывное питание отливки из металлопровода, а также параметров, обеспечивающих стабильность теплового режима металлических форм. Система позволяет работать в интерактивном режиме. Технолог может по желанию вносить изменения в значения температуры заливки, начальной температуры формы, характеристики теплоизоляционного покрытия в полости формы и литниковых каналах.

Система автоматизированного расчета технологических параметров опробована на большом числе производственных отливок. Опробование показало ее высокую эффективность. Применение системы позволяет существенно снизить затраты времени на разработку техпроцесса и освоение технологии, обеспечивает получение качественных отливок практически без доводки технологии. При этом обеспечивается снижение расхода металла на ЛПС и до 80 % и более повышение выхода годного.

За счет исключения технологических напусков на тонкостенных элементах сложных отливок с большими перепадами толщин стенок применение разработанной системы оптимизации управления заливкой форм позволяет на 10-20 % увеличить коэффициент использования металла в заготовке и снизить трудоемкость механической обработки. .

Разработанная система расчетов ЛПС позволяет определить не только оптимальные размеры литников, но и толщину и тип кокильного покрытия в литниках. Это позволяет не только исключить образование видимых усадочных дефектов, но и снизить в 1,5-2 раза пористость сплава по сравнению с применением ЛПС, параметры которой определены при эмпирической производственной доводке технологии. Система оптимизации термического режима металлических форм была внедрена на предприятии «Уралтрансмаш». Внедрение системы позволило стабилизировать структуру и механические свойства отливок, повысить производительность литейных машин. При внедрении получен экономический эффект около 1 млн рублей. Акт внедрения приведен в приложении.

Система автоматизированных расчетов технологических параметров опробована и принята к использованию на ФГУП «Уралтрансмаш», ФГУП «Уральский оптико-механический завод», АО «Курганмашзавод», АО «Уральский турбомоторный завод» и АО «Уральский научно-исследовательский технологический институт». Соответствующие заключения приведены в приложении.

Получено 5 свидетельств о государственной регистрации компьютерных программ, предназначенных для автоматизированного расчета технологических параметров и анализа технологических процессов при изготовлении отливок. Свидетельства приведены в приложении.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Чуркин, Алексей Борисович, 2004 год

1. Абрамович Г.И. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976. -715с.

2. Агроскин И.И., Дмитриев Г.Т., Пикалев Ф.И. Гидравлика. -М., Л.: Энергия, 1964. -352 с.

3. Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1989. - 414 с.

4. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Машиностроение, 1972. - 216 с.

5. Амельянчик А.В., По литки на В.Т. Универсальная программа БМСОЛИД для расчета процессов затвердевания отливок//Литейное пр-во. №10. 1988. С. 7-8.

6. Анисович Г.А., Тугов В.И., Гринберг В.А. Влияние интенсивности охлаждения и условий питания на свойства отливок/У садочные процессы в сплавах и отливках. Киев: Наукова Думка, 1970. С. 147-149.

7. Анисович Г.А. Затвердевание отливок. Минск: Наука и техника, 1979. - 242 с.

8. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. Часть 1. -М.: Машиностроение, 1976. 328 с.

9. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. В 2-х частях. Ч. 2. М.: Машиностроение, 1979. - 335 с.

10. Бахвалов Н.С. Численные методы. -М.: Наука, 1975. -631 с.

11. Белоцерковский О.М. Численные методы в механике сплошных сред. -М.: Наука, 1984. 519 с.

12. Бондарев В.А., Вейник А.И. Связь диаграммы состояния и условий питания отливки/Литейные свойства металлов и сплавов. М.: Наука, 1967. - С. 173-178.

13. Бондарев В.А. Исследование формирования усадочной пористости/Теплофизика в литейном производстве. Минск: Изд-во АН БССР, 1963. - С.284-295.

14. Борисов Г.П. Некоторые вопросы силового воздействия на процесс движения расплава при литье под низким давлением/Литье под низким давлением. Киев, 1980. С. 3-22.

15. Борисов Г.П. Применение регулируемого давления при изготовлении отливок//Литейное пр-во. №5. 1979. С.6-8.

16. Борисов Г.П. Математическая модель движения расплава в системе «тигель-металлопровод-форма» при литье под низким давлени-ем//Литейное производство. №12. 1981. С.3-5.

17. Борисов Г.П. Давление в управлении литейными процессами. -Киев: Наукова Думка, 1988. 272 с.

18. Борисов Г.П. Особенности процесса заполнения тонкостенных отливок при литье под низким давлением/Новое в литье под низким давлением. -Киев: Наукова Думка. С.71-78.

19. Борисов Г.П., Шнитко В.К., Исайчева Н.П. О роли структуры потока расплава в процессах питания при литье под низким давлени-ем//Литейное пр-во. №3. 1984. С. 3-4.

20. Борисов Г.П., Беленький Д.М. Кинетика затвердевания отливок из заэвтектических силуминов под низким давлением/Опыт изготовления литых заготовок из цветных сплавов. Д.: ЛДНТП, 1974. С.10-12.

21. Борисов Г.П., Баев В.А., Котлярский Ф.М. Влияние гидравлического удара при литье под низким давлением на качество поверхности отливок из алюминиевых сплавов//Новое в литье под низким давлением.-Киев: Наукова думка, 1976. 8 с.

22. Борисов Г.П. Влияние способа приложения и динамики нарастания давления на формирование алюминиевых отливок//Литейное пр-во. 1989. №9. С. 11-13.

23. Борисов Г.П. Некоторые направления в развитии литья под регулируемым давлением//Литейное пр-во. 1978. №4. С. 31-32.

24. Борисов Г.П., Беленький Д.М. Контакт отливки с формой при воздействии низкого давления//Литейное пр-во. 1986. №3. С. 23-24.

25. Борисов Г.П. Литье под регулируемым теплосиловым воздейст-вием//Литейное пр-во. 1992. №9. С. 25-27.

26. Батышев А.И. Теплосиловые условия формирования отливок при литье с кристаллизацией под давлением//Литейное пр-во. 1982. №4. С. 20-22.

27. Бахиркин Л.П. Опыт освоения технологии литья под низким дав-лением//Литейное пр-во. 1994. №10-11. С. 21-23.

28. Варьян С.М., Шестаков Н.В., Линченко Т.Н. Область применения способов литья под регулируемым газовым давлением//Литейное пр-во. 1987. №7. С. 23-25.

29. Вейник А.И. Расчет отливки. М.: Машиностроение, 1964,- 249 с.

30. Влияние местного сопротивления на входе в металлопровод на характер заполнения формы при литье вакуумным всасыванием/Б.С. Чур-кин, Г.П. Шумихин, Э.Б. Гофман и др.//Литейное производство. 1980. №3. С.22-23.

31. Габасов Р., Кирилова Ф.М. Методы оптимизации. Минск: Изд-воБГУ, 1975.-279 с.

32. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М., Непомнящий А.Л. Устойчивость конвективных течений. М.: Наука, 1989. - 250 с.

33. Гофман Э.Б., Чуркин А.Б., Шабалин А.Ю. Опыт проектирования технологии с помощью ЭВМ при литье под регулируемым давлени-ем//Литейное пр-во. 1990. №10. С. 20-21.

34. Галенко П.К., Голод В.М. Системный анализ литейных процес-сов//Литейное пр-во. 1989. №10. С. 4-7.

35. Гидродинамические процессы при заполнении форм методом вакуумного всасывания/Б. С.Чуркин, Г.П.Шумихин, Э.Б.Гофман и др.//Изв. вузов. Черная металлургия. 1978. №2. С.124-127.

36. Гини Э.Ч., Майоров В.Н. Тепловые параметры при литье под низким давлением//Новое в литье под низким давлением. Киев: Наукова думка, 1971.-С. 32-37.

37. Графман З.И., Токарев Ж.В., Чуркин Б.С. Исследование изменения механических свойств сплава AJI9 по поперечному сечению отливок/Сб. науч. трудов ПЛИ №94. Пермь: ЦБТИ, 1971.

38. Гуляев Б.Б. Литейные процессы. М.: Машгиз, 1960. - 416 с.

39. ДейчМ.Е. Техническая газодинамика-М.: Энергия, 1974 592 с.

40. Даммер В.Х., Капанеу А.С. Заливка роторов электромашин под регулируемым давлением//Литейное пр-во. 1997. №3. С.

41. Джалурия Й. Естественная конвекция. М.: Мир, 1983. - 399 с.

42. Динамика рабочего процесса установок для литья под низким давлением/Ю.А. Степанов, Э.Ч. Гини, А.А. Каюпов, Б.К. Уразбаев//Изв. вузов. Машиностроение. 1972. №4. С. 130-133.

43. Дубицкий Г.М., Чуркин Б.С. Тепловые процессы при течении жидких металлов в песчаной литейной форме/Приложения теплофизика в литейном производстве. Минск: Выш. школа, 1966. - С. 173-178.

44. Ефимов В.А., Борисов Г.П., Затуловский С.С. Некоторые вопросы теории и технологии процесса литья с газовым противодавлением. -София, 1978.-С.9-25.

45. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М.: Металлургия, 1976. - 552 с.

46. Ефимов В.А., Эльдарханов А.С. Физические методы воздействия на процессы затвердевания сплавов. М.: Металлургия, 1995.

47. Ермаков С.М., Михайлов Г.А. Курс статистического моделирования. М.: Наука, 1976. - 319 с.

48. Есьман Р.И., Бахмат В.А., Шуб Л.И. Гидродинамические и тепловые процессы при формировании отливок//Литейное пр-во. 1998. №5.

49. Жидкие металлы/Под ред. П.Л. Кириллова, П.Л. Субботина и П. А. Ушакова. М.: Госатомиздат, 1967. - 444 с.

50. Жидкие металлы/Под ред. В.М.Боришанского. М.: Госатомиздат, 1963.-327 с.

51. Исайчева Н.П. Особенности гидродинамики процесса заполнения форм при литье под низким давлением//Новое в литье под низким давлением. Киев, 1971. - С. 68-71.

52. Исследование процессов получения тонкостенных отливок методом вакуумного всасывания с повышенными эксплуатационными свойствами. Отчет о НИР/Урал, политехи, ин-т; Рук. Б.С.Чуркин; №ГР 76051469 Свердловск, 1978- 130 с.

53. Исследование формирования крупногабаритных отливок из сплава АЛ9 с целью улучшения их эксплуатационных свойств. Отчет по НИР/Урал, политехи, ин-т. Руководитель Б.С.Чуркин; №0188. Свердловск, 1976. -145 с.

54. Исследование процессов получения тонкостенных отливок типа рабочих колес для изделий 303, 305 и др. вакуумным всасыванием из алюминиевых сплавов. Отчет по НИР/Урал, политехи, ин-т. Руководитель Б.С.Чуркин; №ГР 79006524. Свердловск, 1980. - 82 с.

55. Исследование эффективности влияния избыточного давления на процесс формирования отливок из сплава АЛ9/Б.Л. Борисов, Ю.В. Моисеев, В.П. Головченко и др.//Новое в литье с противодавлением. София, 1978. С. 58-65.

56. Колодкин В.М., Маурина А.С., Шихинин А.И. Математическое моделирование затвердевания тонкостенных отливок//Литейное пр-во. 1989. №10. С. 6-10.

57. Косинцев В.А., Пасик Л.М. Массовое производство фасонных отливок из алюминиевых сплавов вакуумным всасыванием//Литейное производство. 1973. №5. С.17-18.

58. Косинцев В.А., Томаровский В.И. Технологические особенности изготовления отливок из алюминиевых сплавов/Новое в литье под низким давлением.- Киев: Наукова думка, 1972. С.110-114.

59. Кинетика затвердевания сплава АЛ9 при литье вакуумным всасыванием/Б.С.Чуркин, А.П.Кузьмин, П.К.Матюшенко и др.//Литейное пр-во. 1977. №6. С. 24-26.

60. Котлярский Ф.М. Формирование отливок из алюминиевых сплавов.- Киев: Наукова думка, 1990. 216 с.

61. Котлярский Ф.М., Борисов Г.П. О механизме формирования зазора/Литье под регулируемым давлением. Киев, 1980. - С. 69-77.

62. Котлярский Ф.М., Борисов Г.П. Влияние теплосилового воздействия на процессы питания отливок из алюминиевых сплавов,- Киев: Наукова думка, 1979. 59 с.

63. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. -М.: Энергоатомиздат, 1990 366 с.

64. Ксенофонтов Б.М. К расчету литниковых систем для литья методом вакуумного всасывания//Повышение производительности труда в литейном производстве. М.: НИИМАШ, 1969. - С. 12-17.

65. Ксенофонтов Б.М. Литье методом вакуумного всасывания. М.: Машгиз, 1962. - 163 с.

66. Книпп Э. Пороки отливок. М.: Машгиз, 1958. - 276 с.

67. Костяков В.Н. Особенности теплового расчета установок для литья под низким давлением/Новое в литье под низким давлением. Киев: Наукова думка, 1971. - С. 51-56.

68. Каширцев Л.П. Реологическая модель и уравнение сплавов с интервале кристаллизации//Изв. вузов. Машиностроение. 1978. №9. С.124-129.

69. Курочкина Т.Н., Изотов В.А., Шатульский А.А. Расчет заполняемое™ кокилей легкими сплавами//Литейное пр-во. 1996. №11.

70. Койнов И.Л., Поляков С.И. Метод проектирования систем питания отливок из высокопрочных алюминиевых сплавов//Литейное пр-во. 2000. №8.

71. Круглов С.В., Уразбаев Б.К. Расчет литниково-питающих систем для отливок, получаемых в оболочковых формах//Литейное пр-во. 1988. №10. С. 21-22.

72. Котлярский Ф.М. Гидроудар в форме при литье под низким давлением//Литейное пр-во. 1988. №6. С. 17-18.

73. Крау Ч.С., Старфилд А. Метод граничных элементов в механике твердого тела. М.: Мир, 1987. - 327 с.

74. Лыков А.В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1972. - 309 с.

75. Майоров В.Н. Динамика заполнения форм с использованием низкого давления//Литейное производство. 1980. №7. С.24-25.

76. Майоров В.Н. Динамика литья под низким давлением//Тр. МВТУ им. Н.Э.Баумана. -М, 1980, №330. С.211-218.

77. Майоров В.Н., Гини Э.Ч. Заливка роторов электродвигателей под низким давлением//Литейное производство. 1975. №7. С.20-21.

78. Марширов В.В., Тимофеев Г.И. Применение автоматизированного проектирования для разработки технологии литья под регулируемым давлением//Литейное пр-во. 1989. №12. С. 19-20.

79. Мельников В.В., Белов В.Р. Особенности изготовления дисков автомобильных колес из силумина литьем под низким давлением//Литей-ное пр-во. 1994. №3. С. 20-21.

80. Моисеев B.C., Неуструев А.А. Методология автоматизированного проектирования литниково-питающих систем для отливок//Литейное пр-во. 1992. №12. С. 9-10.

81. Моисеев B.C., Смыков А.Ф. Оптимизационный подход к расчету литниково-питающих систем и средств воздействия на направленное за-твердевание//Литейное пр-во. 2000.

82. Мусияченко А.С. Предельно-допустимые скорости течения расплава в форме//Литейное пр-во. 1987. №2. С.16-17.

83. Мушиц В.И., Косинцев В.А., Салегин Д.К., Пасик Л.М. Изготовление литых колес компрессоров из алюминиевых сплавов//Повышение производительности труда в литейном производстве. М.: НИИМАШ, 1969. - С.82-87.

84. Марширов В.В., Тимофеев Г.И., Трифонов Ю.И. Влияние избыточного давления на теплообмен расплава с металлической формой//Ли-тейное пр-во. 1987. №10. С. 21-22.

85. Милицын К.Н. Исследование питания отливок/Гидродинамика расплавленных металлов. -М.: Наука, 1958. С. 174-187.

86. Некоторые стороны динамики процесса литья под низким давле-нием/Б.К. Уразбаев, А.К. Каюпов, Э.Ч. Гини, Ю.А. Степанов//Новое в литье под низким давлением. Киев, 1971. - С.80-89.

87. Наривский А.В., Борисов Г.П., Моисеев Ю.В. Реологические свойства алюминиевых сплавов в интервале температур кристаллизации/Усовершенствование процессов литья фасонных отливок. Киев, 1976. С.54-57.

88. Оптимизация получения отливок типа вертикальных плит вакуумным всасыванием/Б.С. Чуркин, А.П. Кузьмин, Г.П. Шумихин и др.// Повышение качества отливок из легких сплавов.- Пермь: Изд-во ШЛИ, 1977-С.56-62.

89. Особенности процесса заполнения тонкостенных отливок при литье под низким давлением/Г.П.Борисов и др.//Новое в литье под низким давлением. Киев: Наукова думка, 1971. - С. 71-78.

90. Опыт освоения технологии литья на машинах АЛУ-1 корпусных деталей электрорадиоаппаратуры/А.И. Семенченко, В.А. Антонов, С.Д. Дро-бот и др.//Литье под регулируемым давлением. Киев, 1980. - С. 111-121.

91. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. Л.: Машиностроение, 1976.-502 с.

92. Петриченко A.M., Тулузов Г.Н. Тепловой режим работы кокилей для тонкостенных отливок//Производительность труда в литейном производстве. Минск: Выш. школа, 1966. -С. 186-190.

93. Постнов Л.М., Гуляев Б.Б. Осевая усадочная пористость в стенках стальных отливок/Усадочные процессы в металлах. М.: Изд-во АН СССР, 1960. С.74-84.

94. Петриченко A.M., Тулузов Г.Н. К вопросу о выборе оптимального теплового режима работы кокилей толстостенных отливок/ЛГеплообмен между отливкой и формой. Минск: Выш. школа, 1967. - С. 128-130.

95. Палесгин С.М., Крымский Д.М. О связи между толщиной стенок, химическим составом, структурой и механическими свойствами отливок из серого чугуна//Литейное пр-во. 1964. №1. С. 27-31.

96. Парамонов A.M., Никитина В.И., Павлов В.В. Оптимизация свойств сплава AJI4 при литье в кокиль поэтапным планированием экспе-риментов//Литейное пр-во. 1986. №11. С. 12—14.

97. Попель С.И. Поверхностные явления в расплавах. М.: Металлургия, 1994. -432 с.

98. Пчелинцев В.М. Метод проектирования технологичной по питанию отливки при литье в кокиль//Литейное пр-во. 1984. №3. С. 17-18.

99. Рабинович Б.В. Введение в литейную гидравлику. М.: Машиностроение, 1966. -423 с.

100. Расчет заполнения форм при литье вакуумным всасывани-ем/Б.С. Чуркин, Г.П. Шумихин, Э.Б. Гофман и др.//Известия вузов. Черная металлургия. 1979. №1. -С. 125-128.

101. Рауз X. Механика жидкости. М.: Стройиздат, 1967. - 390 с.

102. Рощин М.И., Тимофеев Г.И., Литье под низким давлением. -Горький, 1976. 104 с.

103. Рыжиков А.А. и др. Регулирование процессов заполнения и затвердевания металла в форме при литье под низким давлением//Литейное пр-во. 1965. №5. -С.38-39.

104. Рыжков Н.Ф., Гини Э.Ч. Литье методом вакуумного всасывания. М.: Машиностроение, 1982. - 96 с.

105. Рыжиков А.А. Технологические основы литейного производства. М.: Машгиз, 1963 - 448 с.

106. Рыжиков А.А., Мергольд А.И. Исследование способов интенсификации процесса кристаллизации при литье под низким давлением/Новое в литье под низким давлением. Киев: Наукова Думка, 1971. - С. 122-125.

107. Серебро B.C. Расчет охлаждения потока расплава//Новое в литье под низким давлением. Киев: Наукова думка, 1971. С.56-61.

108. Сагерленд А. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. -343 с.

109. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983.456 с.

110. Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. -М.: Наука, 1987. 589 с.

111. Смыков А.Ф., Модин С.В. Расчет затвердевания и питания от-ливок//Литейное пр-во. 1989. №10. С. 11.

112. Смирнов Н.Т., Фрейдин В.А. Система термостабилизирования для терморегулирования крупных форм ЛПД//Литейное пр-во. 1988. №5. С. 29-31.

113. Советов Б.С., Яковлев С.А. Моделирование систем. -М.: Высш. школа, 1985. -271 с.

114. Соловьев Е.П. и др. Гидродинамические параметры заполнения протяженных полостей форм при литье под низким давлением//Литейное производство,. 1973. № 9. С. 27-29.

115. Соловьев Е.П., Мусияченко А.С, Виноградов В.Н. Влияние характера заполнения формы на затвердевание и свойства протяженных элементов отливок//Литейное производство. 1973. №8. С.38-41.

116. Степанов Ю.А., Гини Э.Ч., Соколов Е.А. Литье тонкостенных конструкций. -М.: Машиностроение, 1960. -255 с.

117. Севастьянов П.В. Моделирование, идентификация и оптимизация процессов литья в металлические кристаллизаторы//Литейное пр-во. 1989. №10. С.21.

118. Себеси Т., Брадшод П. Конвективный теплообмен. М.: Мир, 1987.-520 с.

119. Самойлович Ю.Л., Ясницкий Л.Н. Алгоритм решения задач термогравитационной конвекции вязкой несжимаемой жидкости методом конечных элементов. Пермь: Изд-во ПТУ, 1980. - 15 с.

120. Тимофеев Г.И. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок. М.: Металлургия, 1978. - 160 с.

121. Тихомиров М.Д. Основы моделирования литейных процес-сов//Литейное пр-во. 1998. №4.

122. Токарев Ж.В. Расчет глубины вакуума при получении фасонных отливок вакуумным всасыванием//Литейное производство. 1975. №7. -С.21-22.

123. Токарев Ж.В. Расчет технологии получения отливок вакуумным всасыванием//Литейное производство. 1977. №8. С.8-9.

124. Топоров В.Д., Никулина И.А. Заполняемость алюминиевыми сплавами форм для специальных проб и фасонных отливок//Литейное пр-во. 1992. №5. С. 18-19.

125. Тоха X. Введение в исследование операций. Т.2. М.: Мир, 1985. -436 с.

126. Уразбаев Б.К. Влияние гидродинамических параметров процесса литья под низким давлением на характер заполнения литейной фор-мы//Теплообмен между отливкой и формой. Минск, 1967. - С.45—49.

127. Уразбаев Б.К., Степанов Ю.А. Анализ работы пневмосистемы установок для литья под низким давлением с дроссельной системой регу-лирования//Известия вузов. Машиностроение, 1972. №4. С.130-133.

128. Фиксен В.Н., Полищук В.П. Особенности литья под электромашинным и газовым регулируемым давлением//Литейное пр-во. 1989. №8. С. 18-19.

129. Харман Г. Современный факторный анализ. М.: Статистика,, 1972. -485 с.

130. Хемминг Р.В. Численные методы. М.: Наука, 1972 - 400 с.

131. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. -М.: Мир, 1973.-957 с.

132. Хитер Б.С. Разработка технологии создания машин ЛНД и внедрение их в производство/Труды 5-го съезда литейщиков России. М.: Радуница, 2001. -С.361-363.

133. Цветков Э.И. Основы теории статистических измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 255 с.

134. Чичко А.Н., Яцкевич Ю.В., Соболев В.Ф. Об использовании компьютерного имитационного моделирования в задачах оптимизации областей питания стальных отливок Минск: Литье и металлургия. 1998. №3. С. 46^9.

135. Чичко А.Н., Яцкевич Ю.В., Соболев В.Ф. Компьютерный расчет питателя литниковой системы//Литейное пр-во. 1998. №10.

136. Чуркин Б.С. Расчет оптимальных параметров заливки форм под регулируемым давлением//Литейное пр-во. 1988. №1. С. 24-25.

137. Чуркин Б.С., Чуркин А.Б. Оптимизация условий формирования отливок в металлических формах//Литейное пр-во. 1994. №2. С. 30-31.

138. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Расчет литниковых систем при литье вакуумным всасыванием и под низким давлением//Литейное производство. 1985. №10. С.21-22.

139. Чуркин Б.С., Шумихин Г.П., Гофман Э.Б. Расчет заполнения форм при литье вакуумным всасыванием//Известия вузов. Машиностроение. 1979. №2. С. 125-128.

140. Чуркин Б.С., Шумихин Г.П., Гофман Э.Б. Расчет вакуумной системы при литье вакуумным всасыванием//Известия вузов. Машиностроение. 1977.№2. С. 111-114.

141. Чуркин Б.С., Шумихин Г.П., Гофман Э.Б. Расчет получения отливок типа вертикальных плит вакуумным всасыванием//Литейное производство. 1977. №9. -С.27-28.

142. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б., Шестаков Н.В. и др. Теория и технология методов литья под регулируемым газовым давлением. Свердловск: Изд-во Свердл. инж.-пед. ин-та, 1990. - 203 с.

143. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Гидромоделирование процессов литья с противодавлением/УПрогрессивные технологические процессы и подготовка кадров для литейного производства.- Екатеринбург: Изд-во Урал, гос. проф.-пед. ун-та, 1996. С.106-112.

144. Чуркин А.Б., Шумихин Г.П. О моделировании заполнения форм при литье вакуумным всасыванием/Прогрессивные технологические процессы и подготовка кадров для литейного производства. Свердловск: Изд-во СИПИ, 1990. С. 141-147.

145. Чуркин Б.С., Категоренко Ю.И. Автоматическое управление кинетикой заполнения форм при литье вакуумным всасыванием//Совершен-ствование литейных процессов. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 1999. -С. 144-148.

146. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Управление параметрами работы лит-никово-питающей системы при литье под регулируемым давлени-ем//Повышение качества отливок. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1995. - С.12-13.

147. Чуркин Б.С., Чуркин А.Б., Гофман Э.Б. Оптимальное управление заполнением форм сплавом при литье под регулируемым давлением/УТр. 5-го съезда литейщиков России. М., 2001. - С.366-370.

148. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б., Шумнхин Г.П. Эффективность применения литья вакуумным всасыванием для изготовления отливок из алюминиевых сплавов//Пути снижения металлоемкости и трудоемкости при создании изделий. М„ 1979. - С.133-137.

149. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Заполняемость форм при литье вакуумным всасыванием/ЯТовышение качества отливок из легких сплавов-Пермь: Изд-во ППИ, 1977. С.48-56.

150. Чуркин Б.С., Шумихин Г.П., Гофман Э.Б. Влияние площади вентиляционных каналов на характер и продолжительность заполнения металлических форм//Изв. вузов. Машиностроение. 1981. №1. С.109-113.

151. Чуркин Б.С. Теоретические основы литейных процессов. -Свердловск: Изд-во Свердл. инж.-пед. ин-та,1991. 197 с.

152. Чуркин Б.С. Основы теплофизики литейных процессов. Свердловск: Изд-во Свердл. инж.-пед. ин-та,1992. - 182 с.

153. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Основы литейной гидравлики. -Свердловск: Изд-во Свердл. инж.-пед. ин-та,1992. 236 с.

154. Чуркин Б.С., Чуркин А.Б., Тихонравов Л.Ю. Система автоматизированного проектирования металлических форм в естественных условиях их охлаждения/Повышение эффективности литейного производства. -Омск, 1989. С. 78-80.

155. Чуркин Б.С., Чуркин А.Б., Шабалин А.Ю. Особенности работы прибылей при литье под регулируемым давлением/Повышение эффективности литейного производства. Омск, 1989. С. 34-35.

156. Чуркин Б.С., Чуркин А.Б. Статистическое моделирование теплового режима металлических форм//Литейное пр-во. 1990. №10. С. 22-23.

157. Чуркин Б.С., Поручиков Ю.П., Чуркин А.Б. Стабилизация тепловых условий формирования отливки в металлических формах/Проблемы производства отливок: производительность, качество, экономия. Пермь, 1979. С. 44-46.

158. Чуркин Б.С., Графман З.И., Чуркин А.Б. Статистическое моделирование процессов в литейном производстве/Материалы международной конференции. Липецк, 1989. С.86-88.

159. Чуркин Б.С., Чуркин А.Б. Оптимизация теплового режима кокилей для полых цилиндрических отливок//Известия вузов. Машиностроение. 1991. №8. С. 36-41.

160. Чуркин Б.С., Чуркин А.Б., Гофман Э.Б. Особенности работы литниковой системы при литье под регулируемым давлением/Производство заготовок повышенной точности и малой трудоемкости. Свердловск, 1986. С. 18-19.

161. Чуркин А.Б., Гофман Э.Б., Богатков О.А. Автоматизация технологических расчетов при литье под регулируемым давлени-ем//Прогрессивные технологические процессы и подготовка кадров для литейного производства. Свердловск: СИПИ, 1990. С. 16- 21.

162. Чуркин А.Б., Богатков О.А. Определение параметров металлических форм с точки зрения их теплового режима//Прогрессивные технологические процессы и подготовка кадров для литейного производства. Свердловск: СИПИ, 1990. С. 112-117.

163. Чуркин А.Б., Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Оптимизация процесса получения отливок в металлических формах вакуумным всасыванием/Совершенствование литейных процессов. Екатеринбург, 1997. С. 181-184.

164. Чуркин А.Б. Организация питания отливок при литье под регулируемым давлением//Труды 6-го съезда литейщиков России. Екатеринбург, 2003.-С. 143-149.

165. Чуркин А.Б. Расчет литниково-питающих систем при литье под регулируемым давлением//Литейное производство (приложение). 2002. №6. С. 3-5.

166. Чуркин А.Б., Чуркин Б.С., Гофман Э.Б. Об изменении избыточного давления в камере установки для литья под низким давлением// Литейное производство. 2002. №6. С. 33-35.

167. Чуркин А.Б. Система Система автоматизировнных расчетов технологических параметров при литье под регулируемым давлением// Литейное производство. 2002. №7. С. 27-29.

168. Чуркин Б.С., Горшков А.А. Обеспечение устойчивости машинных экспериментов по исследованию кинетики затвердевания и газодинамики заполнения форм по методу потоков/Совершенствование литейных процессов. Екатеринбург, 1997. С. 123-128.

169. Шейко Н.И., Дорошенко B.C. Литье под низким давлением крупногабаритных отливок//Литейное пр-во. 1990. №6. С. 13-15.

170. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972.381 с.

171. Шнитко В.К., Шепевидько Л.К. Затвердевание тонкостенных отливок под низким давлением//Литейное пр-во. 1990. №6. С. 12-13.

172. Шнитко В.К. Течение расплава в форме при получении тонкостенных отливок под низким давлением//Литейное пр-во. 1989. №11. С. 19-20.

173. Шпильрайн Э.Э., Кессельман П.М. Основы теории теплофизи-ческих свойств веществ. -М.: Энергия, 1977. -247 с.

174. Юрченко Ю.С. Система автоматического регулирования металлических форм//Литейное пр-во. 1987. №6. С. 27-30.

175. Яковлев Ю.П. Моделирование процесса заполнения форм при литье под низким давлением//Новое в литье под низким давлением. Киев, 1971. - С.78-80.

176. Smith S.L.,Brebbia СЛ. Finite Element Solution of Navier-Stokes Eguations for Transient TWO-Dimensionae Incompressible Flow.-Jonrnaf of Computational Physics, 1975, № 17, p.235-245.

177. Tabarror В., Lin R.C. Finite Element Analysis of Free Convection Flows.-International Journal of Heat and Mass Transfer, 1977, v.20, №9, p. 945952.

178. Oden J. Т., Wellford L.C. Analysis of Flow of Viscons Fluids by the Finite Element Method. -AIAA J, 1972, v. 10,12, p. 1590-1599.

179. Kawahara M., Yoshimura N., Nakagawa K., Ohsaka H. Steady and Unsteady Finite Element Analysis of Incompressible Viskons Fluid. -Int. J. Num. Meth. Engn., 1976, №10, p.437^156.

180. Usoki S. The Application of Vanational Finite Element method to Problems in Fluid Dynamics. Int. J. Num. Mefh. Engng., 1977, №11, p.563-567.

181. ChOrin A.J. Numerical Solution of the Navier-Stoks Eqations. Mathematies of computation, 1968, v.22, №104, p.745-762.

182. A.c. 507406 (СССР). Устройство для литья вакуумным всасыва-нием/Ф.Д. Перемянкин, В.П. Пахомов, В.П. Юрьев заявл. 28.11.73, опубл. 20.04.76 в Б.И. №13.

183. Ас. 522906 (СССР). Устройство для литья вакуумным всасывани-ем/В.Н. Косинцев, Д.И. Ипатов заявл. 11.05.75; опубл. 3.08.76 в Б.И. №28.

184. А.с. 459308 (СССР). Устройство для литья вакуумным всасыва-нием/В.Н. Косинцев, З.И. Ашмарина, О.А. Варганова заявл. 18.12.73; опубл. 26.03.75 в Б.И. №5.

185. А.с. 554943 (СССР). Способ литья вакуумным всасыванием/В.Н. Косинцев, Ж.В. Токарев заявл. 4.01.76; опубл. 12.05.77 в Б.И. №15.

186. Пат. 3331429 (США). Установка для литья вакуумным всасывани-ем/Дж. Харрисон, Н.Харрисон заявл. 8.06.65; опубл. 18.07.67 в Б.И. №26.

187. А.с. 692687 (СССР). Устройство для литья вакуумным всасыва-нием/А.В. Салохин, Б.С. Чуркин, Г.П. Шумихин заявл. 04.10.77; опубл. 25.10.79 в Б.И. №39.

188. А.с. 483193 (СССР). Устройство для литья вакуумным всасыва-нием/Ф.Д. Перемянкин, В.П. Пахомов, В.П. Юрьев заявл. 6.12.73, № 1913495; опубл. 12.12.75 в Б.И. №46.

189. А.с. 450639 (СССР). Установка для литья вакуумным всасыва-нием/Ф.Д.Пермянкин завл. 31.12.71; опубл. 15.12.74 в Б.И. №43.

190. А.с. 552134 (СССР). Устройство для регулирования давления воздуха в тигле машины литья под низким давлением/В.Т. Фроленко, Г.Г. Анохин, К.М. Кузнецов заявл. 03.10.75; опубл. 30.03.77 в Б.И. №12.

191. Пат. 3862656 (США). Способ вакуумного литья металла и установка для осуществления этого способа/Д. Дональд, А.Джон, Б.Франк заявл. 16.02.73; опубл. 28.01.75 в Б.И. №2.

192. А.с. 519281 (СССР). Устройство для регулирования давления воздуха в тигле машины для литья под низким давлением/В.Т. Фроленко, Ф.И. Мещериков, К.М. Кузнецов, Г.Г. Анохин заявл. 07.01.75; опубл. 30.06.76 в Б.И. №24.