Принципы параметрической классификации компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки и методология их идентификации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.05, кандидат технических наук Овчаров, Герман Александрович

• Овчаров, Герман Александрович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Овчаров, Герман Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 Анализ классификаций поковок и компенсационных устройств штампов малоотходной горячей объемной штамповки.

1.1 Особенности формообразования поковок при малоотходной горячей объёлшой'штамповке.

1.2 Классификация поковок, получаемых способами малоотходной горячей штамповки.

1.3 Анализ известных способов компенсации избытка металла.

1.4. Анализ известных классификаций компенсационных устройств.

1.5 Постановка задач исследования.,.

ГЛАВА 2 Параметрические характеристики поковок.

2.1 Условия разработки параметрических характеристик поковок и компенсаторов для программной реализации автоматизированного выбора компенсационных устройств.

2.2 Описание параметрических характеристик поковок.

2.3 Параметрическая классификация осесимметричных полых поковок с фланцем.

2.4 Принципы параметрической классификации поковок в многомерном пространстве признаков на основе иерархической гибридной модели с кодированием параметров признаков.

2.5 Идентификационная параметрическая характеристика горячештамиованиых поковок. Уровни значимости признаков.

ГЛАВА 3 Основные принципы построения параметрического классификатора компенсационных устройств штампов малоотходной объемной штамповки.

3.1 Требования к параметрической характеристике компенсационных устройств.

3.2 Формирование параметрического классификатора компенсационных устройств штампов малоотходной горячен объемной штамповки.

3.3 Принцйпьк верификации признаков параметрических характеристик поковок и компенсационных устройств.

3.4 Принципы формировании выборки компенсационных устройств штампов малоотходной объемной штамповки с использованием методики оценки степени соответствия прнзнакоз компенсаторов и поковки по

УРОВНЯМ ЗНАЧИМОСТИ ПрНЗНЯКОВ ii«tt«9i««}si9i*4igii4i«i«iii9iim9ia)ii>ii9iiiiiMiit«

ГЛАВА 4 Практика разработки параметрического классификатора компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки для осесимметричных сплошных поковок типа стержня

С уХО J11ЦСН И в М эээ?>лээаэаэээ9эаээзээ9эээ*э>э в9Э9в94«9Э99Э99 9999999999*999393 з э а элэ i 1 1 я в » а 99 я * а

4.Í Принципы идентификации поковок. Разработка параметров признаков классификации поковок. Уровни значимости.

4.2 Параметрическая классификация осесимметричных сплошных поковок типа стержня с утолщением.

4.3 Исследование параметрической классификации поковок.

ГЛАВА 5 Программная реализация результатов разработки и их внедрение.

5.1 Программна*! реализации процесса формирования выборки компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки на основе параметрического классификатора.

5.2 Автоматизация выборки компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки па основе алгоритмической модели процесса верификации параметров поковки.

5.3 Корреляция выборки компенсационных устройств по суммарному весовому коэффициенту.

5.4 Адаптация программы к конкретным условиям црои'Л1одства.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Принципы параметрической классификации компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки и методология их идентификации»

Актуальность темы

В условиях развитых рыночных отношений и жесткой конкуренции продукции машиностроения существенно повышаются требования к качеству продукции и эффективности производства.

Большой объем в производстве заготовок и готовых изделий машиностроения занимает продукция объемной штамповки. Наиболее перспективные способы объемной штамповки — малоотходные процессы горячей объемной штамповки.

В связи с постоянно изменяющимися запросами потребителя необходимым условием конкурентоспособности производства является его гибкость, т.е. возможность быстро совершенствовать действующие тсхнологичсекис процессы и разрабатывать новые. Это возможно только с использованием автоматизированного проектирования технологических процессов.

Существенные затруднения в этом направлении вызывает отсутствие нормированного параметрического классификатора компенсационных устройств (КУ) штампов малоотходной горячей штамповки (МГЩ), который позволял бы в автоматическом режиме по параметрам поковки идентифицировать оптимальный способ компенсации избытка металла, непосредственно связанный с эффективностью производства поковок. Поэтому необходимость разработки параметрического классификатора КУ весьма актуальна.

Цель диссертационной работы

Разработка параметрического классификатора компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки, его теоретическое и экспериментальное исследование с применением систем автоматизированного проектирования технологических процессов.

Научная новизна

На основе алгоритмической, идентификационной и иерархической гибридной моделей разработаны принципы параметрической классификации поковок и компенсационных устройств штампов малоотходной горячей объемной штамповки.

Решена задача алгоритмизации выбора компенсационных устройств по заданным параметрам поковки.

На основании модульного алгоритма выбора компенсационных устройств разработана компьютерная программа с возможностью адаптации её к конкретным условиям производства.

Автор защищает:

- принципы параметрических классификаций поковок и компенсационных устройств: 1 — на основе алгоритмической модели поковки (АМН); 2 - на основе идентификационной модели поковки (ИМП); 3 - на основе иерархической гибридной модели поковки (ИГМП);

- принципы идентификации КУ;

- принцип построения модульного алгоритма выбора КУ;

- результаты верификации КУ, проведенной при помощи компьютерной программы на основе модульного алгоритма выбора компенсаторов.

Практическая значимость

Разработан параметрический классификатор компенсационных устройств; представлен модульный алгоритм выбора компенсационных устройств, реализованный в виде компьютерной программы. Предложены принципы классификации поковок и компенсационных устройств на основе их параметрических характеристик, адаптированных для программной реализации автоматизированного выбора КУ по заданным параметрам поковки.

Реализация работы в промышленности

Реализация работы в промышленности

Разработанная компьютерная программа успешно опробована на промышленных предприятиях Алтайского края и принята к внедрению для использования при конструировании штамповой оснастки КГШП, что подтверждается актом внедрения, представленным в приложении.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы доложены на: научно-технической конференции «Молодежь Барнаулу», 2006г., г.Барнаул; заседании кафедры «Машины и технологии обработки металлов давлением», ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползу нова 2008г., г.Барнаул; заседании кафедры «Обработка металлов давлением», ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет», 2008г., г.Иовокузпедк.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе статей I — 8, получено 3 патентов на изобретения.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения, списка литературы и пяти приложений. Работа содержит 135 страниц машинописного текста, 17 рисунков и 17 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Технологии и машины обработки давлением», Овчаров, Герман Александрович

Вывод

Проектирование поковки и ТП штамповки с компенсатором N¡ и расчет Сд/. 7

Nj .■= Nj +1

Рис. 1.10 Алгоритм процедуры выбора рационального метода компенсации избытка металла. а) вначале выбирают индексы компенсаторов, которые могут быть использованы в данном технологическом процессе (ТП); каждому компенсатору присваивают номер Л/, у ], 2, ., к, где /с - число рассматриваемых компенсаторов, а Мк — номер последнего компенсатора; б) с помощью алгоритма просчитывают варианты ТП с различными компенсаторами, и определяют^ при этом, технологическую себестоимость Оду (блоки 1-6) в) выбирают оптимальный вариант технологического процесса (см. рис. 1.10, блок). Для этого необходимо выполнить условие

С=ХС^Х1гХ2г.шХя)->пт, (1.8) где С — технологическая себестоимость изготовления поковки; т — число учтенных элементов затрат; Су - элементы удельных затрат; Х1,Х2,.,Хп-технологические параметры.

Следующим серьёзным шагом на пути обобщения и систематизации компенсационных устройств явилась работа [16]. В данном источнике в результате обобщения известных КУ предлагается их классификация по пяти признакам (см. таблицу 1.4).

Впервые в данной работе предлагается разработать нормированные параметры поковок и компенсаторов, и по ним создать параметрическую модель, которая должна реализовать зыбор экономически наиболее целесообразного способа компенсации избытка металла, обеспечивающего формирование поковки и своевременное удаление избытка металла. При этом значения управляемых параметров, характеризующих вид и размеры КУ, соотношение сопротивлений деформации металла в полости штампа и компенсационной полости, форму и соотношение размеров заготовки и другие параметры выбирают в технически допустимых границах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Овчаров, Герман Александрович, 2009 год

1. Алгоритмизация выбора и расчета штамповых компенсаторов при штамповке выдавливанием. Научно-производственный журнал КШП ОМД №9'06, 2006 г., с. 33-35;

2. Алиев Ч.А. «Алгоритм автоматизированной классификации с самообучением в САПР технологических процессов горячей штамповки» / Известия вузов, 1984, № 11, с. 113-116;

3. Алиев Ч.А., Тстсрин Г.А. «Система автоматизированного проектирования технологии горячей объемной штамповки «тел вращештя» с адаптацией алгоритмов и оптимизацией проектных решений». -М., 1983, Вып.2, 44с.;

4. Алиев Ч.А., Тетерил Г.П. «Оптимизация технологических процессов при автоматизированном проектировании в машиностроении» / Народное хозяйство Азербайджана. Баку. 1981, №7 (247). С. 47-51;

5. Алиев Ч.А., Тстсрин Г.П. «Система автоматизированного проектирования технологии горячей объемной штамповки».- М.: Машиностроение, 1987,-224с.: ил.;

6. Алиев Ч.А., Тетерин Г.П., Кафаров Р.Н. «Определе1ше степени сложности поковок с применением автоматизированных методов классификации с самообучением». Кузнечпо-штамповочнос производство. 1985. № 6, с. 17-21;

7. Алиев Ч.А., Тетерин Г.П.,Кафаров Р.Н. «Применение автоматизированных методов классификации с самообучением для исследования критериев сложности поковок и разработки алгоритмов САПР». — Вычислительная техника в машиностроении, Минск. 1983. №4. с. 21-32;

8. Атрошенко А.П., Фёдоров В.И. Горячая штамповка труднодеформирусмых материалов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979.-287 е.;

9. Бичукин Ф.Д., Казачонок В.И. "Малоотходная и точная штамповка",-Ижевск: Удмуртия, 1961.-112 е.;

10. Богомолов Б .Г., Тстерин Г.П. «Оптимизация при проехсгироваиии технологии горячей объемной штамповки. В кн.: Вычслитсльная техника в машиностроении. Вып. Ш (34), Минск, Институт технической кибернетики АН БССР, 1974, с. 41-53;

11. Богомолов Б.Г., Тетерин Г.П. Алгоритмы проектирования технологии штамповки поковок типа тел вращения на молотах, КГШП и ГКМ.-М., 1982.-Вып. 5.-84с.;

12. Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. -М.: Машиностроение. 1975. -407 е.;

13. Вайсбурд P.A., Тарновский И.Я., Тстерин Г.П. «Об использовании быстродействущих вычислительных машин для разработки технологии горячей штамповки». Кузнсчно-штамповочнос производство, 1963, №2, 1 с. 10-13;

14. Вербицкий М.И., Доброголъский И.Г. Курсовое проектирование по горячей штамновке.-М.: Высшая школа, 1978.-208 е.;

15. Журавлев А.З. Основы теории штамповки в закрытых штампах. — М.: > Машиностроение, 1973. 165с.;

16. Классификация и выбор компенсационных устройств в штампах объемной штамповки Покееваткин М.И., Тетерин Г.М., Покееваткин Д.М., КШПОМД, 1994 г., N6, стр. 17;

17. Ковка и объемная штамповка стали. Справочник / В.А. Бабенко; А.Н. Брюханов, В.Н. Глушков и др. под ред. М.В. Сторожева. М.: Машиностроение, 1968. - 448с.;

18. Ковка и штамповка цветных металлов: Справочник / Н.И. Корнеев, В.М. Аржаков, Б.Г. Бармашенко и др.: Машиностроение, 1972. 228с.;

19. Ковка и штамповка. С правочник в 4-х томах./ А.П. Атрошснко, Н.С. Зиновьев, М.А. Крючков и др. Под ред. Е.И. Семенова. М.: Машиностроение, 1986. - 592с.;

20. Ковка и штамповка. Справочник / АЛО. Аверкиев, Д.И. Бережковскй, Ю.С. Вильчинский и др. Под ред Е.И. Семенова. -М.: Машиностроение,

21. Копопеико В.Г., Кушпареико С .Г., Коллеров В.В. "Высокоскоростное малоотходное деформирование металлов в штампах". Харьков: Вища шк., Изд. При Харьковском гос. Ун-те, 1985.-175 е.;

22. Малоотходные процессы горячей штамповки. Поксеваткин М.И. Учебное пособие /Алтайский пошггехнический институт им. И.И. Ползунова. — Барнаул: Б.и., 1989.-90с.;

23. Описание изобретения к авт.св. СССР № 1063519, В 21 J 5/08; В 21 К 1/46, 1983г. Способ закрытой штамповки деталей в закрытых штампах / А.И. Осколков, М.И. Поксеваткин, A.C. Торхов, С.В. Карпов;

24. Описание изобретения к авт.св. СССР № 1199409, В 21 J 13/02,1985г. Штамп для закрытой штамповки изделий с центральной полосгыо / А.И. Осколков, М.И. Поксеваткин, Ю.М. Макаль, A.C. Холюсев;

25. Описание изобретения к авт.св. СССР Ns 1476717 AI, Кл. В 21 К 1/00, В 21 J 5/00 1987г. / М.И. Поксеваткин, А.И. Осколков;

26. Описание изобретения к авт.св. СССР № 1936636, В 21 J 13/02, 1978г. Окончательный закрытый ручей штампа для объемной штамповки / A.A. Гольдберг.;

27. Описание изобретения к авт.св. СССР Jik 560691 / А.Н. Лсванов, B.C. Можайский и Ю.В. Ашнур. М.: Бюл. № 21, 1977;

28. Описание изобретения к авт.св. СССР №. 565768 /А.И, Леванов, В.И. Семендий и H.H. Волосов. М.: Бюл. № 27, 1977.;

29. Описание изобретения к авт.св. СССР Ш 963676, В 21 J 13/02, 1982г. Штамп для закрытой объемной штамповки / Б.В. Дедов, В.М. Тактаров;

30. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства. -М.: Машиностроение, 1976. 580 е.;

31. Поляков И.С. Исследование процесса и выбора технологического варианта штамповки поковок типа крестовин в разъемных матрицах // Технология автомобилестроения, вып. П. -М.: ПИИТ автопром, 1963.-С.85-89.;

32. Ребельский A.B. "Основы проектирования процессов горячей объемной штамповки. М.: Машиностроение, 1965.-248 е.;

33. Соколов Н.Л., «Горячая штамповка выдавливанием стальных деталей», Изд. Машиностроение, Москва, 1967г., 190 е.;

34. Сторожев М.В., Ионов Е.А. Теория обработки металлов давлением. -М.: Машиностроение, 1971. -424 е.;

35. Тарновский И.Я., Вайсбурд P.A., Еремеев Г.А. «Автоматизация проектирования технологии горячей штамповки», М., Машиностроение, 1969, 240 е.;

36. Тетерин Г.П. Авербах С. А. Автоматизация и оптимизация технологического проектирования механических цехов машиностроительных заводов. -М., 1980. -Вып. П.-37 е.;

37. Тетерин Г.П., Богомолов Б.Т. Автоматизация проектирования технологических процессов для поковок типа тел вращения.-М.: Машиностроение. 1980, Вып. 6.-60с.;

38. Тетерин Г.И., Корзунов Г.П., Новикова В.В., Горленко Б.А. «Автоматизированная система проектирования технологического процесса штамповки на молотах поковок с вытянутой осью». Кузнсчно-штамновочное производство, 1973, Ш12;

39. Тетерин Г.П., Полухин П.И. «Основы оптимизации и автоматизации проектирования технологических процессов горячей объемной штамповки». М., 1979, 284 е.;

40. Тетерин Г.П., Тарновский И.Я. «Расчет облоя при штамповке на молотах поковок типа тел вращения». — Кузнсчно-штамповочнос производство, 1968, №5 с. 6-11;

41. Тетерин Г.П., Тарновский И.Я., Чечик A.A. «Критерий сложности конфигурации поковок. Кузнечно-штамновочное производство. 1966, № 7, с. 6-7;

42. Тетерин ГП, Поксеваткин М.И., Покссвагкип Д.М. «Алгоритмизация выбора и расчета компенсаторов при выдавливании стержневых поковок.»

43. КШПОМД, 1994г., N8, стр.14

44. Ковтун A.A., Перетятько В.Н., Нрастов В.В., Чару хин А.Ю. Комплексное автоматизированное проектирование штампов молотовой штамповки// Автоматизация проектирования и изготовления штампов.-Ленинград: ЛДПТП, 1990.-С. 22-23

45. Штамп для горячей объемной штамповки осесимметричных поковок с одним плоским торцом/ Покссваткин М.И., Овчаров Г. А., Штильников A.A., Поксеваткин Д.М./ патент №2346788

46. Способ закрытой штамповки шатуна двигателя/ Покссваткин М.И., Поксеваткин Д.М., Карпов C.B., Овчаров Г.А., Штилышков A.A./ патент №2312730 от 20.12.2007

47. Способ изготовления гнутых изделий из коротких толстостенных труб в штампе/ Покссваткин М.И., Овчаров Г.А., Штильников A.A., Покссваткин Д.М. патент №2312727 от 20.12.2007

48. Алгоритмизация выбора и расчета штамповых компенсаторов при штамповке выдавливанием/ Поксеваткин М.И, Штильников A.A., Овчаров Г.А., Поксеваткин Д.М./ Журнал «1СШП ОМД» №9,2006, с. 33-35

49. Автоматизация выборки компенсационных устройств штампов малоотходной горячей штамповки/ Поксеваткин М.И, Овчаров Г.А., Штильников A.A., Поксеваткин Д.М./ Журнал «КШП ОМД» №7,2007, с. 30-32

50. Принципы параметрической классификации поковок в многомерном пространстве признаков/ Поксеваткин М.И, Овчаров Г.А., Поксеваткин Д.М./ Журнал «КШП ОМД» №8,2008, с. 46-48