В работе рассмотрены вопросы компьютерного моделирования литейных технологий и образования трещин в отливках из стали 20Л 20ГЛ ; проведен анализ физических моделей и важных факторов, обусловливающих разрушение затвердевающего металла, с целью систематизировать основные явления и сформулировать в итоге критерии для компьютерного прогнозирования кристаллизационных трещин в стальных отливках.

Работа представляет интерес с точки зрения рассмотрения подходов к выбору критериев образования кристаллизационных трещин.

В «Литейном Производстве» №10-2008 был опубликован несколько сокращенный вариант статьи и без некоторых иллюстраций. Из-за этого неясен был момент влияния недостаточности питания на критерии образования трещин. Ниже полный вариант.

Главный вывод:

«Модельные представления о критерии горячих (в т. ч. и кристаллизационных) трещин находятся в постоянном развитии, и в идеале такой критерий следует формировать, как многофакторный  параметр. Появление трещин в остывающей отливке зависит не только от температурных полей и связанных с ними тепловых напряжений и деформаций, но и от локализации усадочной пористости. Образование и развитие кристаллизационной трещины может происходить при крайне низких напряжениях, при этом разрушение не прогнозируется теми критериями, которые базируются на общепринятых в расчетах конструкционной прочности  моделях поведения сплошной среды. Важным фактором является пространственное расположение усадочных пор и обусловленное усадкой локальное снижение  плотности в зоне ожидаемого разрушения.»

Выполняем моделирование процессов формирования отливки вашего варианта технологии
БЫСТРО, КОНФИДЕНЦИАЛЬНО и совершенно БЕСПЛАТНО!!!

• Вся работа осуществляется дистанционно через Интернет
• Данные объемом до 50Мб пересылаются через наш почтовый сервер
• Данные больших объемов пересылаются через наш FTP-сервер или файлообменный сервис
• С нашей помощью вы готовите краткое техническое задание и необходимые данные
• Мы готовим расчетные модели, выполняем расчеты и готовим отчет
• Все расчеты выполняются методом конечных элементов в ведущей системе анализа ПолигонСофт
• Никаких обязательств со стороны заказчика мы не требуем

Наша цель – показать, что существуют громадные резервы по повышению эффективности и качества вашего производства, и что наша компания реально может помочь эти резервы использовать.

После получения и анализа результатов, в случае заинтересованности в продолжении работ, готовится коммерческий договор.

Заявки на проведение работ по моделированию отправляйте через интерактивную форму в разделе контакты.

Описывается ПО Arena-Flow для моделирования процессов формирования стержня Cold-Box, Hot-Box, Shell.

Моделируется надув-заполнение, продувка катализатором, спекание для различных стержневых процессов.

Arena-Flow является единственным пакетом, полноценно моделирующим перемещение зернистой среды, относится к классу CPFD (P=particle) с учетом специфических явлений, протекающих при перемещении двухкомпонентной системы «частицы смеси – воздух»: контактное взаимодействие между частицами, аэродинамическое взаимодействие между частицами и воздушным потоком.

Рассчитывается отверждение газообразным катализатором, прогрев и спекание стержней для процессов с горячими ящиками.

Годовая лицензия стоит около 25…30000 US$

• Полная статья из журнала «Литейщик России» (№2, 2008) здесь (pdf ), (html)

Кроме Arena-Flow моделирование заполнения ящиков реализовано в ProCAST. Моделироование продувки катализатором гораздо более простое и может быть осуществлено во многих универсальных пакетах.

Компания CAErus разработала собственную методику расчета системы заполнения и продувки ящиков для Cold-box и аналогичных процессов, выполняет консультации, расчеты и оптимизацию конструкции ящиков.

В работе делаются весьма спорные выводы о причинах возникновения горячих трещин в отливке «Рамы боковой» и возможности решения проблемы с трещинами и питанием, полного отказа от противоусадочных ребер и др. приемов только за счет изменения места подвода металла.

Допустимость усадочных дефектов во всем теле отливки без использования питающих элементов, кроме прибылей в области рессорного проема и других технологических приемов также остается под вопросом, особенно с введением более жестких нормативов на наличие и исправление литейных дефектов.

Статья может представлять интерес, т.к. описывает один из подходов к существенному изменению устоявшейся технологии формы отливки «рама».

Выполнение расчетов напряженно-деформируемого состояния в процессе кристаллизации для относительно сложных отливок пока редкость и любые публикации заслуживают внимания.

К сожалению, не приведено информации об используемом программном обеспечении (предположительно MAGMAsoft) и учете влияния на напряжения в отливке сопротивления формы и стержней (кроме температурных неоднородностей).

Возможно, авторы опубликуют результаты испытаний данной технологии и можно будет сделать выводы об адекватности моделирования как выводам разработчиков, так и реальным процессам формирования отливки.

Ниже приводятся некоторые ключевые и спорные  выдержки из статьи:

…………..

При выборе места подвода металла в отливку предпочтения были отданы стенке нижнего короба рессорного проёма. Разработка конструкции и расчёт размеров элементов литниково-питающей системы (ЛПС) производились с учетом особенностей вакуумно-пленочной формовки, в частности, склонности к размывам при нарушении сплошности потока металла в литниковой системе.

…………..

… в области буксового проема (зона неразрушающего контроля Б по ТУ УВЗ-50—41-2002 ДТ) … формируются усадочные дефекты. Однако их количество и размеры удовлетворяют требованиям регламента (п.1.12 Технических условий). (!!!???)

…………..

Следует отметить, что характеру течения металла и последовательности заполнения формы, изготовленной вакуумно-пленочной формовкой, следует уделять особое внимание из-за возможного её обрушения при возникновении не заполненных металлом и не связанных с атмосферой полостей. Параметры спроектированной ЛПС позволяют заполнить форму в условиях постоянного доступа воздуха из атмосферы через выпоры, расположенные в самой верхней точке плиты рессорного проёма

…………..

В результате проведенных исследований с применением компьютерного моделирования было установлено, что основной причиной образования трещин является неравномерность температурных полей в отливке, а не затрудненная усадка, как это принято было считать. (!!!???)

…………..

Питание стенок отливки в области рессорного проема реализуется из двух открытых прибылей на термических узлах.

…………….

Расчетных параметров прочности, полученных по 4-й теории фон Мизеса вполне достаточно для заключения о невозможности формирования трещин в отливке. (!!!???)

……………….

Таким образом, в результате проведенных исследований с применением компьютерного моделирования разработан технологический процесс изготовления отливки “Рама боковая” вакуумно-пленочной формовкой, который позволяет изготавливать отливки в соответствие с требованиями ТУ УВЗ-50—41-2002 ДТ без применения дополнительных технологических приемов (наружных и внутренних холодильников, противоусадочных ребер и т.п.). (!!!???)

Отработка и внедрение данного технологического процесса осуществляется в условиях опытного участка ВПФ ООО “ВКМ-Сталь” г. Саранск.

Полный текст статьи «Новое в проектировании технологии изготовления отливки «Рама боковая», Пономаренко Г.М., Глебов С.М.

Брак без расчёта «На треснувшей тележке вагон далеко не уедет.»

…

– В текущем году большое количество изломов боковых рам произошло по причине неудовлетворительного качества литых деталей чебоксарского производства. На ООО «Пром­трактор-Промлит» установлено, пожалуй, самое современное оборудование с использованием вакуумно-плёночной технологии. Коллектив работников и менеджеров этого завода оказался не способным освоить передовые зарубежные технологии.
В 2008 году, в период высочайшего дефицита боковых рам на рынке, завод постоянно лихорадило от неустойчивой работы вакуумных агрегатов. Брак достигал половины от всех изделий. Погоня за выручкой преодолела все хорошие традиции. Ведь ранее завод был примером освоения передовых технологий. Первый звонок прозвучал, когда завод перестал выполнять обязательства перед ОАО «РЖД» по объёмам поставок. А потом выявляется крупная партия контрафактной продукции в Казахстане и другие подобные случаи. Смена руководства стабилизировала ситуацию, но мало что поменяла в области системного подхода к обеспечению качества. Проверками установлены многочисленные нарушения технологии литейного производства.
Литые детали производства Бежецкого сталелитейного завода также не отвечают требованиям ОАО «РЖД» по качеству. Этот завод отличает чрезвычайно низкий уровень технологического развития. По технологии он может считаться  самым отстающим предприятием. Собственники завода уже не один год дают клятвенные обещания реконструировать производство, но уже более трёх лет на складах валяется многомиллионное современное оборудование, которое не осваивается. В то же время завод не способен в полной мере выполнить требования по качеству литых деталей и всякий раз добивается уступок со стороны ОАО «РЖД» по гарантиям качества. Ситуация может дойти до того, что если этот завод не получит инвестиций от собственников, то из-за низкого качества он прекратит своё присутствие на рынке вагонного литья. Его объёмы будут освоены более современными предприятиями, например Алтайвагоном. Это новое производство уже близко к серийному производству по самым современным технологиям с высоким качеством.

– Оказывает  ли ОАО «РЖД» содействие в решении возникающих проблем?

– Изломы боковых рам давно известная проблема, но до сих пор в должной мере она не решена, хотя в последние годы многое сделано в этом направлении. Так, на всех литейных предприятиях полностью пересмотрена технология изготовления литых деталей. Усилены все ключевые параметры технологии – от выплавки стали до исправления литейных дефектов. ОАО «РЖД» в 2006 году установлены новые технические требования к литым деталям, которые вызвали много возмущений со стороны производителей. Но последовательная работа с ними позволила новые требования внедрить, а значит, повысить качество. И если в начале их освоения брак на заводах достигал 30%, то сегодня он не превышает 8%, а дальнейшее совершенствование технологии позволит привести потери от брака к нормируемым в 2–3%. По инициативе ОАО «РЖД» пересмотрены технологические инструкции. По соглашениям с компанией ряд предприятий внедрил новые технологии, освоил новые требования по документированию литейных дефектов, внедрена сплошная паспортизация всех литых деталей с отражением результатов ключевых технологических операций. Введена новая типовая инструкция по проведению неразрушающего контроля качества литых деталей. Тем не менее боковые рамы продолжают ломаться.

….

Полностью читать на www.gudok.ru

Копия статьи с любопытными комментариями на http://rsl.npp.ru/articles/lit/interview_8667.html

Особенности конструкции и технологии:

Подробности по запросу в разделе контакты.

Оптимизация конструкции детали и отливки, разработка технологии и оснастки

Моделирование процессов литья

Куст отливок с литниковой системой

Стержневой пакет (вариант)

Технические решения:

• оптимизация детали на основе расчетов прочности и долговечности
• изменения конструкции для улучшения эксплуатационных показателей детали в составе тележки вагона
• оптимизация литейной технологии на основе моделирования процессов формирования отливки в ПолигонСофт
• обеспечение питания всех тепловых узлов отливки без применения холодильников
• масса стержневого пакета снижена на 18%
• уменьшено время цикла производства пакета стержней на 56% по сравнению с технологией на заводах в СНГ
• уменьшено количество стержневых ящиков
• отказ от применения жеребеек и холодильников

Технология формы:

Комплект стержней:

Для получения подробной информации, в т.ч. по НОУ-ХАУ нашей компании, заполните контактную форму

• сковороды мелкие 24, 26, 28, 30
• сковороды глубокие 24, 28
• кастрюли 18, 20, 24, 28
• ковш 16
• овальная кастрюля (утятница)

Особенности:

• премиум сегмент
• толщина дна 7 мм, стенки 4мм
• пролитый 3D-орнамент
• литые алюминиевые крышки с 3D-орнаментом и(или) стеклянные заказные крышки
• заказные ручки

Конструкция корпусов оптимизирована для ручного литья в металлические формы (кокиль), что позволяет сделать экономически эффективным относительно мелкосерийное производство (2000…5000 шт/мес ) и обеспечить возможность нанесения различных покрытий, в т.ч. ПТФЭ (PTFE) и стеклоэмаль.

Всего сотрудниками компании разработаны сотни видов литой алюминиевой посуды,  котрые входят в производственные линейки ведущих российских и мировых компаний.

Можем выполнить как комплексную работу от дизайна по заданию заказчика, так и оптимизацию конструкции с дизайном заказчика под определенную технологию производства (кокиль, литье под высоким давлением, жидкая штамповка, реолитье, чеканка, листовая штамповка и др.).

Знания и технологический опыт в области литейного производства, штамповки, механообработки и покрытий позволяет разработку новых линий посуды производить комплексно с ориентацией на эффективную технологию производства.

Сотрудниками компании спроектировано и изготовлено более 2000 литейных форм (кокилей, прессформ, штампов) для корпусов посуды, прессформы для ручек и комплектующих, спроектировано и изготовлено технологическое оборудование для литья (кокильные машины нескольких типов), оборудование для обрубки, специализированные станки для механической обработки бурта, кромок и дна.

Большие работы проведены по отработке технологических параметров литья изделий, разработаны методики проектирования, инженерного анализа, моделирования процессов заполнения полости формы и формирования бездефектных отливок корпусов посуды.

Разработана и отработана технология изготовления формообразующей оснастки, в т.ч. чугунных и стальных заготовок кокилей.

Подробности по проектам разработки различного дизайна посуды и технологической подготовки производства размещены в закрытой галерее. Доступ может быть предоставлен по запросу через раздел контакты.

]]> http://www.caerus.ru/2010/06/liniya-litoj-alyuminievoj-posudy/feed/ 0 http://www.caerus.ru/2010/06/rama/ http://www.caerus.ru/2010/06/rama/#comments Sun, 13 Jun 2010 11:35:59 +0000 caerus http://www.caerus.ru/?p=179

Оптимизация конструкции детали и отливки, разработка технологии и оснастки

Технические решения:

• оптимизация детали на основе расчетов прочности и долговечности
• изменения для существенного улучшения эксплуатационных показателей детали в составе тележки вагона
• оптимизация литейной технологии на основе моделирования процессов формирования отливки в ПолигонСофт
• обеспечение питания всех тепловых узлов отливки без применения холодильников
• сниженная масса стержневого пакета на 47%
• уменьшено время цикла производства пакета стержней на 40% по сравнению с технологией на заводах в СНГ
• уменьшено количество стержневых ящиков
• отказ от применения жеребеек и холодильников

Варианты исполнения кустов отливок для различного оборудования и технологии формы

Расчеты прочности и долговечности, оптимизация конструкции и технологии

Варианты исполнения формовочных моделей и изготовленная оснастка

Модель низа "Рама боковая"

Модели "Рама боковая"

Форма низа "Рама боковая"

Варианты стержневого комплекта для различного оборудования и технологии формы

Стержневой комплект

Формообразующая ящика

Стрежневой ящик для Laempe L40

]]> http://www.caerus.ru/2010/06/rama/feed/ 0 http://www.caerus.ru/2010/06/ars-4-anker-relsovogo-skrepleniya/ http://www.caerus.ru/2010/06/ars-4-anker-relsovogo-skrepleniya/#comments Sat, 12 Jun 2010 08:10:12 +0000 caerus http://www.caerus.ru/?p=290 Оптимальная технология формы для АФЛ:

• HWS
• Disamatic

Оптимальная технология Cold-Boх стержня для:

• Laempe L20
• Laemp L40

Максимальный КИЖМ

Технология отливки, технология формы АРС-4

АРС-4М Куст отливок HWS

АРС-4М Затвердевание

АРС-4М, АРС-04.97.005 АРС-04.97.005М АРС-04.04.005 АРС-04.04.005-01

Различные варианты формовки:

1. Горизонтальная формовка в опочные песчано-глинистые формы в опоки различного размера для различных АФЛ типа HWS: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 гнезд с ковшевым и внутриформенным модифицированием, с применением пенокерамических и сетчатых фильтров
2. Горизонтальная формовка в безопочные песчано-глинистые формы на линии типа HWS FBO
3. Вертикальная формовка в безопочные формы на линии типа DISAMATIC

Особенности и преимущества разработанной технологии:

• обеспечение стабильного качества отливки и стабильно высокого коэффициента относительного удлинения за счет обеспечения однородной ферритной структуры, отсутствия усадочных дефектов и шлаковых включений и стабильных размеров отливки
• высокий коэффициент использования жидкого металла достигнутый за счет оптимальных размеров ЛПС
• минимальный расход стержневой смеси при обеспечении высокой точности размеров отливки
• высокая производительность изготовления стержней за счет оптимизации конструкции стержня, стержневого ящика и максимального использования возможностей стержневого оборудования- автоматизированная зачистка отливок с использованием калибровки на станках собственной конструкции.

При разработке технологии выполнен большой объем работ по моделированию процессов формирования отливки, оптимизации ЛПС, обеспечению однородной заданной структуры. Видеоролик одного из вариантов моделирования в ПолигонСофт движения жидкой фазы при затвердевании здесь.

АРС-4М Анимация сборки формы DISAMATIC

АРС-4М Стержневой ящик на Laempe для DISA

АРС-4М Стержневой ящик на Laempe для DISA

Проведены работы по оптимизации технологии внутриформенного модифицирования для различных модификаторов с применением различных фильтров.

Для оптимизации стержневой технологии промоделированы процессы заполнения и продувки стержней, разработаны и испытаны несколько различных вариантов стержневой оснастки на различное оборудование.

Спроектирована и изготовлена стержневая оснастка на различные стержневые машины Laempe от LL5, LL20 до ящика на 14 гнезд на машину Laempe L40.

Для дополнительной информации заполните контактную форму

Стержни переднего диска "ВАЗ-2110"

Стержневой ящик Laempe L20

Технология формы, модельная и стержневая оснастка на вентилируемые стержневые диски:

• ВАЗ
• ГАЗ
• Volkswagen
• Audi
• SEAT
• Chrysler

Стержневые ящики предназначены для стержневого оборудования Laempe под Cold-Box-Amin процесс.

• износостойкие и точные металлические формообразующие
• оптимизированная система надува и продувки катализатором для повышения производительности
• специальные решения для устранения просечек и облоя
• специальные решения по вентиляции стержневых ящиков

Стержни на "Газель" и "ВАЗ-2112"

Стержень диска "Газель"

Стержень диска "ВАЗ-2112"

Подробности по запросу в разделе контакты.

Разработана технология формы и литейно-технологическая оснастка

• оптимизация конструкции отливки для улучшения технологичности
• оптимизация литейной технологии на основе моделирования процессов формирования отливки в ПолигонСофт МКЭ, включая расчеты заполнения, кристаллизации, питания, усадки
• обеспечение питания всех тепловых узлов отливки без применения холодильников
• уменьшено количество стержней
• уменьшено количество стержневых ящиков
• снижена масса стержневого пакета на 20%
• обеспечено изготовление стержневого пакета в автоматическом цикле по технологии Cold-Box-Amin
• уменьшено время цикла производства пакета стержней на 80% по сравнению с технологией на заводах в СНГ
• отказ от применения жеребеек и холодильников

Технология формы:

Куст отливок (вариант)

Моделирование затвердевания

Стержневой ящик №6

Сборка формы:

Отливка "Блок"

Стержневой пакет

Куст "Блок цилиндров"

Фото "Блок"

Разработаны 3D-модели для технологии формы отливки «Блок цилиндров 11193».

Комплект включает параметрические взаимосвязанные 3D-модели:

• изделие
• отливка
• модель литейной формы в сборе
• стержневой пакет
• стержневой ящик
• модельный комплект
• расчетные модели для МКЭ

Подробности о проекте можно запросить через раздел контакты

Форма в сборе

Стержневой ящик №1

Особенность технологии

• Внутренняя поверхность оформляется 2 стержнями Cold-Box-Amin на оборудовании Laempe
• Часть внешней поверхности оформляется стержнем Cold-Box-Amin
• Возможен вариант технологии с отливкой в стержневые пакеты
• Формообразующие стержневой оснастки из износостойкого пластика
• Формовка в ПГФ по SEIATSU-процессу на оборудовании HWS
• Для предотвращения засоров применяются фильтры
• Предусмотрено внутриформенное модифицирование
• Питание отливки оптимизировано с помощью моделирования процессов формирования отливки

Форма в сборе

Форма в сборе с кустом

Куст отливки "коллектор"