В производстве стальных отливок всегда стояла и продолжает стоять задача достоверного прогнозирования качества структуры металла с точки зрения питания отливки при затвердевании (кристаллизации). Так российские предприятия-пользователи известного в мире и в России программного продукта «MAGMASOFT» немецкой компании MAGMA GmbH в обязательном порядке изготавливают контрольные отливки, на основании исследования которых принимают решение о запуске разработанной технологии в производство. И таких отливок может быть не одна. А после каждой проверки следует доработка технологии с возможной очередной проверкой. Эта неизбежная практика показывает, что программные продукты, в их числе «MAGMASOFT», построенные на основе только тепловых расчетов, объективно не дают пользователю достаточной уверенности в достоверности результата проектирования.
Коллектив авторов-правообладателей предлагает для использования при разработке технологических процессов изготовления стальных фасонных отливок в песчаных формах программу для ЭВМ «Оптимальное питание отливок».
В отличие от программ или их отдельных модулей аналогичного назначения, предлагаемых современным рынком, программа «Оптимальное питание отливок» построена на системной экспериментальной основе. Поэтому получаемые решения всегда достоверны, контрольные отливки, подтверждающие соответствие фактического результата результату расчетному, не изготавливаются.
Решаемые оператором (технологом или конструктором) задачи:
1. Определение размеров минимальной прибыли заданной конфигурации для отливки в целом или ее части.
Минимальная прибыль – прибыль, усадочная раковина в которой максимально приближена к отливке при условии, что увеличение высоты этой прибыли не сказывается
на качестве питания отливки.
2. Оценка качества питания отливки или ее части, питаемой минимальной прибылью. Показателем уровня качества при этом принято отсутствие макропористости при визуальном осмотре осевых темплетов отливок после:
-
травления в 50% растворе HCI при 80о С в течении 30 мин – балл 1;
-
холодного травления персульфатом аммония – балл 2;
-
механообработки до Rz 20 – балл 3;
а также наличие:
-
пористости и рыхлот после механообработки до Rz 20 – балл 4;
-
усадочной раковины под прибылью или вышележащей частью отливки – балл 5.
3. Оценка достаточности прибыли, размеры которой заданы оператором или чертежом.
Прибылью в данной задаче является любая композиция элементов конфигурации части отливки вместе с собственно прибылями, питающая остальную часть отливки.
4. Определение протяженности «плотной» зоны со стороны края отливки.
5. Определение минимальных уклонов стенок отливки для обеспечения требуемого балла качества питания.
6. Определение объема минимальной экзотермической прибыли фирмы «ФОСЕКО».
Исходные данные для решения перечисленных задач вводятся оператором непосредственно с чертежа детали или отливки. Регламент ввода определен руководством пользователя, которое передается вместе с программой. Для ускорения и более качественного освоения программы представитель правообладателя проводит обучение пользователей с оценкой уровня принятых в реальном производстве технологических процессов литья и разработкой оптимальных технологий питания производственных отливок.
Продолжительность решения любой из перечисленных задач с выводом результата на экран – от 1 до 20 сек.
Экономический эффект от использования программы образуется за счет экономии металла и сокращения материальных и временных затрат на подготовку производства отливок требуемого качества.
Программа может быть использована также при конструировании технологичных для изготовления литьем стальных деталей и оптимальном планировании экспериментальных исследований.
3. Описание аналога из лучших в мировой практике.
Альтернативой предлагаемой программе «Оптимальное питание отливок» можно считать современный программный продукт «MAGMASOFT» немецкой компании MAGMA GmbH. «MAGMASOFT» - многомодульная программа для решения широкого круга задач расчета параметров технологии получения отливок из стали, сплавов, чугуна, цветных металлов любыми существующими способами: литьем в землю, в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям, центробежным и др.
Основой всех расчетов является изменяющееся во времени температурное поле отливки. В функции динамики его изменения определяются параметры непосредственно технологии: режимы заливки формы, включая размеры элементов литниковой системы, размеры и места установки прибылей, прогнозируется микро и макроструктура, твердость и механические свойства, рассчитываются напряжения и деформации в конструкции литой заготовки.
База для начала расчета – графическое описание конфигурации литой детали, как правило, имеющееся в сети. Если это новый объект, то его необходимо ввести в сеть. Далее оператор субъективно назначает припуски, технологические пополнения, прибыли, литники, получая, таким образом, некоторую версию отливки, которую, используя соответствующие модули, программа просчитывает.
В результате расчета оператор получает расчетный вариант величин параметров технологии. Если этот вариант его устраивает, расчет окончен. Если нет, предлагается новая версия отливки и расчет повторяется до получения необходимого результата.
В реальном производстве оператор – это специально обученный работник, производящий вычисления. Данные для формирования первой версии отливки он получает от технолога, который из собственного опыта неплохо «знает», что предложить. Во многих, особенно сложных, случаях контакт технолога с оператором продолжается до получения удовлетворительного результата. По времени это может быть от нескольких часов до нескольких суток. При этом понятно, что результат удовлетворительный – не обязательно результат оптимальный. Поэтому см. пункт 1.
Простота ввода информации об отливке и быстрота получения достоверного решения создают комфортные условия для диалога непосредственно технолога с программой, в автоматическом режиме минимизирующей расход металла в каждом решении каждой задачи.
-
Определяется в зависимости от ожидаемой экономической эффективности использования программы потребителем.
-
Программа зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ 18 июля 2006 г.
-
Свидетельство об официальной регистрации программы № 2006612523.
