Гавриленко Михаил Викторович. Совершенствование технологии проектирования и изготовления сложных штампов на основе моделирования процесса их эксплуатации

Краткое описание

Гавриленко Михаил Викторович. Совершенствование технологии проектирования и изготовления сложных штампов на основе моделирования процесса их эксплуатации : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.05 Самара, 2006 181 с. РГБ ОД, 61:06-5/3600

Госудасгвенное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ВОЛГАЬУРМАШ»
61:06-5/3600
ГАВРИЛЕНКО Михаил Викторович
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ ШТАМПОВ НА ОСНОВЕ
МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Специальность: 05.03.05 «Технологии и машины обработки давлением»
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель
д.т.н., профессор Богомолов Р.М.
Самара - 2006
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1 . СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ПРОБЛЕМЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ ШТАМПОВ ДЛЯ ЗАГОТОВОК СО СЛОЖНОЙ ОБЪЁМНОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ 10
. 1.1 Особенности процесса проектирования и технологии производства
заготовок со сложной объёмной геометрией на базе модели поковки
1.2 Анализ опубликованных работ, касающихся проектирования, изготов¬ления и эксплуатации штампов 25
1.3 Анализ проблем проектирования, технического уровня изготовления
сложных штампов и штамповой оснастки в РФ и за рубежом 27
1.4 Современное представление о процессах механической обработки штампов 31
Выводы 51
2 . ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО - ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ШТАМПОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 53
2.2 Анализ факторов, влияющих на процессы деформирования металла, форму и долговечность штампов 53
2.3 Разработка метода конечно-элементного моделирования процесса штамповки заготовки лапы бурового долота 65
2.3.1 Анализ термомеханического состояния штампа. Поля температур и интенсивности упругих напряжений 67
2.4 Расчет приспособляемости штампа 79
2.5 Оптимизация температурного режима процесса штамповки и выбора материала штампа 83
Выводы 90
3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СКВОЗНОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОВ ДЛЯ ЗАГОТОВОК СО СЛОЖНОЙ ОБЪЕМНОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ 92
3.2 Ввод исходных данных для проектирования поковки лапы 94
3.3 Методика автоматизированного проектирования «САПР-Долото» 96
3.4 Методика проектирования 3-D-модели поковки лапы долота 99
3.5 Методика проектирования 3-D-модели штампа по
результатам анализа НДС от механического и теплового воздействия 108
3.6 Разработка алгоритма оптимального проектирования технологических процессов механической обработки штампов для изготовления поковок лап буровых долот 110
3.7 Выбор стратегии обработки, оптимальных режимов и параметров инструментов в интерактивном режиме с применением симуляции мехобра - ботки на базе 3-D модели штампа 112
- расчет оптимальных усилий резания, момента и мощности из
- выбор оптимального оборудования с учетом финансовых затрат 114
3.8 Методика контроля профиля заготовок 115
Выводы 120
4 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ... 122
4.2 Апробирование методики конструкторского проектирования
заготовок лап и штампов 122
4.3 Выбор стратегии обработки штампов во
4.4 Выбор инструмента . 131
4.5 Определение режимов резания 134
4.6 Обоснование выбора оборудования для изготовления штампов 136
Выводы 138
5 ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКО¬ГО ЭФФЕКТА 139
5.2 Результаты внедрения новой системы сквозного проектирования и изготовления штамповой оснастки для выпуска заготовок со сложной объемной геометрией 139
- методика расчета экономического эффекта от внедрения разработок, ио
- определение стойкости штампов 140
- стойкость прессовых штампов . 145
- стойкость молотовых штампов , 146
5.3 Расчет экономического эффекта от внедрения результатов исследований 147
Выводы 165
Общие выводы 167
Условные обозначения 168
Список литературы 169

Список литературы

Выводы
1. Предложена новая методика определения экономического эффекта, предусматривающая раздельный расчет - для кривошипных горячештамповочных прессов и штамповочных молотов. Эта методика основана на определении удельной стоимости одной поковки и позволяет определить границы возможного изменения и
оптимизировать статьи затрат, влияющих на увеличение
экономического эффекта,
2. Расчеты по этой методике показали, что разработка предложенной системы сквозного проектирования и изготовления штампов позволила оптимизировать и снизить удельную стоимость одной поковки в в 2,0¬2,7 раза и получить в пересчете на годовой выпуск экономический эффект в сумме более 2,3 млн. рублей.
3. Внедрение автоматизированной системы сквозного проектирования и изготовления сложных штампов позволило снизить стоимость различных штампов на 47-80% при увеличении их стойкости в 1,4-2,7 раза.
4. В 2 раза и более сокращены припуски и допуски на механообработку штампов, ранее назначавшиеся в соответствии с ГОСТ7505-89, что позволило соответственно повысить точность обработки гравюры и зеркала штампа и, в итоге, значительно снизить трудоемкость изготовления лап.
5. Сроки проектирования лап, поковок и штампов, разработки технологии, производства и освоения прессовых и молотовых штампов сократились в 8 раз (с 4 месяцев до 2 недель).
6. За счет сокращения трудоемкости, времени потерь на изготовление и наладку штампов, кратно снизилось количество оборудования и персонала, задействованного в штамповом хозяйстве.
7. Разработанная на базе проведенных исследований система сквозного автоматизированного проектирования и изготовления сложных штампов передана и успешно внедряется на долотных заводах СНГ - ДДЗ (Украина), ВСДЗ (Верхние Серги), СМ3 (Сарапул).