Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)

Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)

Использование литейной оснастки, полученной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid Prototyping), позволит достигнуть получения качественных отливок как по плотности, так и размерной точности за счет возможности регулирования условий затвердевания отливок. для обеспечения изготовлени...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Процессы литья
Datum:2009
1. Verfasser: Тринева, Т.Л.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2009
Schlagworte:
Проблемы технологии формы
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114635
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping) / Т.Л. Тринева // Процессы литья. — 2009. — № 3. — С. 31-35. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-114635
record_format dspace
spelling Тринева, Т.Л.
2017-03-10T19:21:07Z
2017-03-10T19:21:07Z
2009
Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping) / Т.Л. Тринева // Процессы литья. — 2009. — № 3. — С. 31-35. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
0235-5884
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114635
621.746.6
Использование литейной оснастки, полученной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid Prototyping), позволит достигнуть получения качественных отливок как по плотности, так и размерной точности за счет возможности регулирования условий затвердевания отливок. для обеспечения изготовления литейной оснастки заданной размерной точности предложено при ее проектировании учитывать поправочный коэффициент отклонений - К(откл). Приведены рекомендации по поводу расположения 3D моделей, элементов одной сборки литейной оснастки, которые обязательно должны располагаться в одной оси координат Х, Y, Z стола построения установки, минимизируя этим отклонения выбранного способа построения используемых установок и их материалов, что влияет на геометрию формообразующей поверхности отливки, размерную точность, а также собираемость элементов литейной оснастки.
Використання ливарного оснащення, одержаного за допомогою технологій швидкого прототипування (Rapid Prototyping), дозволить досягти отримання якісних виливків як по щільності, так і по розмірній точності за рахунок здатності регулювання умов процесу твердіння виливків. Запропоновано щодо забезпечення виготовлення ливарного оснащення очікованої розмірної точності враховувати при його проектуванні поправочний коефіцієнт відхилень - К(в). Зроблено застереження що до розташування 3D моделей, елементів однієї збірки ливарного оснащення, котрі обов'язково повинні розташовуватися в одній вісі координат Х, Y, Z столу побудови установки, мінімізуючи цим відхилення обраного способу побудови, вживаних установок та їх матеріалів, що впливає на геометрію формоутворюючої поверхні виливка, розмірну точність, а також збираємість елементів ливарного оснащення.
Use the foundry rig, got by means of technology quick prototypirovanieay (Rapid Prototy-ping) will allow to reach the receptions qualitative from the casting both on density , and on dimensioned accuracy to account of the possibility of the regulation of the conditions of hard casting. It Is Offered, for ensuring the fabrication foundry rig given dimensioned accuracy, take into account under her(its) designing corrective factor deflections - K(k). The Broughted recommendations, on cause of the location 3D models, element of one as-sembly of the foundry rig, which without fall must in one axis of the coordinates H, Y, Z table of the building of the installation, minimizing this, deflections of the selected way on constructions, used installation and their material that influences upon geometry form surfaces of the casting, accuracy, as well as element of the rig.
ru
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
Процессы литья
Проблемы технологии формы
Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)
spellingShingle Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)
Тринева, Т.Л.
Проблемы технологии формы
title_short Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)
title_full Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)
title_fullStr Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)
title_full_unstemmed Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping)
title_sort обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (rapid prototyping)
author Тринева, Т.Л.
author_facet Тринева, Т.Л.
topic Проблемы технологии формы
topic_facet Проблемы технологии формы
publishDate 2009
language Russian
container_title Процессы литья
publisher Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
format Article
description Использование литейной оснастки, полученной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid Prototyping), позволит достигнуть получения качественных отливок как по плотности, так и размерной точности за счет возможности регулирования условий затвердевания отливок. для обеспечения изготовления литейной оснастки заданной размерной точности предложено при ее проектировании учитывать поправочный коэффициент отклонений - К(откл). Приведены рекомендации по поводу расположения 3D моделей, элементов одной сборки литейной оснастки, которые обязательно должны располагаться в одной оси координат Х, Y, Z стола построения установки, минимизируя этим отклонения выбранного способа построения используемых установок и их материалов, что влияет на геометрию формообразующей поверхности отливки, размерную точность, а также собираемость элементов литейной оснастки. Використання ливарного оснащення, одержаного за допомогою технологій швидкого прототипування (Rapid Prototyping), дозволить досягти отримання якісних виливків як по щільності, так і по розмірній точності за рахунок здатності регулювання умов процесу твердіння виливків. Запропоновано щодо забезпечення виготовлення ливарного оснащення очікованої розмірної точності враховувати при його проектуванні поправочний коефіцієнт відхилень - К(в). Зроблено застереження що до розташування 3D моделей, елементів однієї збірки ливарного оснащення, котрі обов'язково повинні розташовуватися в одній вісі координат Х, Y, Z столу побудови установки, мінімізуючи цим відхилення обраного способу побудови, вживаних установок та їх матеріалів, що впливає на геометрію формоутворюючої поверхні виливка, розмірну точність, а також збираємість елементів ливарного оснащення. Use the foundry rig, got by means of technology quick prototypirovanieay (Rapid Prototy-ping) will allow to reach the receptions qualitative from the casting both on density , and on dimensioned accuracy to account of the possibility of the regulation of the conditions of hard casting. It Is Offered, for ensuring the fabrication foundry rig given dimensioned accuracy, take into account under her(its) designing corrective factor deflections - K(k). The Broughted recommendations, on cause of the location 3D models, element of one as-sembly of the foundry rig, which without fall must in one axis of the coordinates H, Y, Z table of the building of the installation, minimizing this, deflections of the selected way on constructions, used installation and their material that influences upon geometry form surfaces of the casting, accuracy, as well as element of the rig.
issn 0235-5884
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/114635
citation_txt Обеспечение размерной точности формообразующих поверхностей литейной оснастки, изготовленной с помощью технологий быстрого прототипирования (Rapid pRototyping) / Т.Л. Тринева // Процессы литья. — 2009. — № 3. — С. 31-35. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT trinevatl obespečenierazmernoitočnostiformoobrazuûŝihpoverhnosteiliteinoiosnastkiizgotovlennoispomoŝʹûtehnologiibystrogoprototipirovaniârapidprototyping
first_indexed 2025-11-25T21:20:33Z
last_indexed 2025-11-25T21:20:33Z
_version_ 1850550559127371776
fulltext 31 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 3 ПРОБЛЕМЫ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМЫ УДК 621.746.6 Т. Л. Тринева ЗАО «Верификационные модели», Харьков ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗМЕРНОЙ ТОЧНОСТИ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛИТЕЙНОЙ ОСНАСТКИ, ИЗГОТОВЛЕННОЙ С ПОМОЩЬЮ ТЕХНОЛОГИЙ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ (RAPID PROTOTYPING) Использование литейной оснастки, полученной с помощью технологий быстрого прототи- пирования (Rapid Prototyping), позволит достигнуть получения качественных отливок как по плотности, так и размерной точности за счет возможности регулирования условий затвер- девания отливок. для обеспечения изготовления литейной оснастки заданной размерной точности предложено при ее проектировании учитывать поправочный коэффициент откло- нений - К откл . Приведены рекомендации по поводу расположения 3D моделей, элементов одной сборки литейной оснастки, которые обязательно должны располагаться в одной оси координат Х, Y, Z стола построения установки, минимизируя этим отклонения выбранного способа построения используемых установок и их материалов, что влияет на геометрию формообразующей поверхности отливки, размерную точность, а также собираемость эле- ментов литейной оснастки. Використання ливарного оснащення, одержаного за допомогою технологій швидкого прото- типування (Rapid Prototyping), дозволить досягти отримання якісних виливків як по щільності, так і по розмірній точності за рахунок здатності регулювання умов процесу твердіння виливків. Запропоновано щодо забезпечення виготовлення ливарного оснащення очікованої розмірної точності враховувати при його проектуванні поправочний коефіцієнт відхилень - Кв. Зроблено застереження що до розташування 3D моделей, елементів однієї збірки ливарного оснащен- ня, котрі обов'язково повинні розташовуватися в одній вісі координат Х, Y, Z столу побудови установки, мінімізуючи цим відхилення обраного способу побудови, вживаних установок та їх матеріалів, що впливає на геометрію формоутворюючої поверхні виливка, розмірну точність, а також збираємість елементів ливарного оснащення. Use the foundry rig, got by means of technology quick prototypirovanieay (Rapid Prototy-ping) will allow to reach the receptions qualitative from the casting both on density , and on dimensioned accuracy to account of the possibility of the regulation of the conditions of hard casting. It Is Offered, for ensuring the fabrication foundry rig given dimensioned accuracy, take into account under her(its) designing corrective factor deflections - Kk. The Broughted recommendations, on cause of the location 3D models, element of one as-sembly of the foundry rig, which without fall must in one axis of the coordinates H, Y, Z table of the building of the installation, minimizing this, deflections of the selected way on constructions, used installation and their material that influences upon geometry form surfaces of the casting, accuracy, as well as element of the rig. Ключевые слова: технология быстрого прототипирования (Rapid Prototyping), поправочный коэффициент отклонений - К откл , 3D модели, стол построения установки, композитные мате- риалы - КМ, метод стереолитографии, метод селективного лазерного спекания. Проблема выпуска качественных отливок по плотности и качеству формообразующих поверхностей (шероховатость, соблюдение геометрии), а также по размерной точности является постоянным предметом исследований литейщиков. 32 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 3 Проблемы технологии формы Данной теме посвящены труды многих авторов [1-10], которая остается актуальной и на сегодняшний день как в Украине, так и зарубежом. Поэтому постоянно изыскиваются новые пути для решения данной проблемы. Привлечение новых технологий в литейное производство (как и в любую отрасль машиностроения) является одним из эффективных решений получения качественных отливок, поэтому появившиеся в Украине в 2000 г. такие технологии быстрого прототи- пирования (Rapid Prototyping), как селективное лазерное спекание (SLS) полиамидных и металлических порошков, воспроизводимых установкой Vanguard HS, и лазерная стереолитография (SТL), воспроизводимая установкой SLА-5000, не могли не привлечь внимания литейщиков, особенно в таком узком вопросе данной отрасли, как изготовле- ние литейной оснастки. В машиностроительной промышленности все больше заметна тенденция к сокра- щению однотипных деталей в партии при увеличении номенклатуры выпускаемых изделий, для изготовления которых нужна оснастка, причем с высокими требованиями изготовления. В условиях индивидуального и мелкосерийного производств среди многих техно- логических факторов, влияющих на размерную точность отливок, особое значение имеет правильный и достаточный их учет еще при проведении анализа изделия с учетом предъявляемых к нему технических требований. Это необходимо для определения вида литья, а отсюда и выбора литейной оснастки, способной обеспечить предъявляемые требования к изделию. Рассматривая технологии быстрого прототипирования в данном аспекте, прежде всего, обращаем внимание на возможности применяемых технологий, а именно: - свойства материала; - точность воспроизведения; - время изготовления; - габаритные размеры воспроизведения; - стоимость изготовления. Вышеперечисленные вопросы, возникающие при выборе способов изготовления литейной оснастки, способной решить вопросы увеличения выпускаемой номенклатуры изделий (быстрый ее выпуск) при повышении качества отливок, являются актуальными при выборе тех или иных новых технологий, а именно, насколько эффективным будет в данном случае их применение. В данном случае краткая характеристика для воспроизведения изделий с помощью рассматриваемых технологий быстрого прототипирования (Rapid Prototyping) следующая: - стереолитография (STL - sterеolithography) - материалом воспроизводимых изделий является фотополимерная смола, габаритные размеры стола построения - 508×508×508 мм, точность воспроизведения получаемых изделий составляет ±0,05 мм; - лазерное спекание порошков (SLS - Selective Laser Sintering) - материалом воспроизводимых изделий являются металлические порошки (ST-100 и А6), габаритные размеры стола построения - 220×200×140 мм, точность изготовления «выращиваемых» изделий - ± 0,3 мм; полиамидные порошки (Dura Form РА и Dura Form GF), габаритные размеры стола построения - 380×320×450 мм, точность изготовления «выращиваемых» изделий - ± 0,4 мм. Анализ предлагаемых технологий быстрого прототипирования со стороны точности воспроизведения изделий показал, что технологии селективного лазерного спекания (SLS - Selective Laser Sintering) полиамидных и металлических порошков для изготов- ления литейной оснастки, на первый взгляд, не подходят, исходя из требований на точность изготовления литейной оснастки, изложенных в ГОСТе 26645-89, требующих воспроизводить изготовление литейной оснастки с точностью на несколько классов выше точности изготовления отливки, причем класс точности изготовления оснастки возрас- тает в зависимости от количества составляющих деталей оснастки, а также от сложности формообразующих поверхностей отливки. Однако, с другой стороны, большой интерес к данным технологиям возникает как из-за ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 3 33 Проблемы технологии формы скорости воспроизведения изделий, имеющих сложную формообразующую поверхность, так и из-за материалов, с которыми работают данные технологии. При изучении внедрения данных технологий в отрасли машиностроения было изучено так называемое «узкое место» [11], то есть вопрос расположения воспроизводимого из- делия на столе построения установки, который рассматривался авторами работ [12-14], со стороны чистоты воспроизведения поверхности изделия и времени его построения, а отсюда влияние данных факторов на себестоимость изготавливаемого изделия. Для оценки получения качественных отливок, кроме параметров шероховатости поверхности и плотности отливки, важны еще такие факторы, как размерная точность отливки, а также соблюдение правильности геометрии формообразующих поверхностей отливки. На соблюдение этих параметров и было направлено изучение данных технологий. Контрольные замеры выпускаемой литейной оснастки, а также изделий, изготовленных методом быстрого прототипирования, а именно методом стереолитогра- фии, воспроизводимых на установке SLА-5000, и селективного лазерного спекания ме- таллических и полиамидных порошков, воспроизводимых на установке VANGUARD HS, показали, что численные значения размерных отклонений по осям X, Y, Z неодинаковы и их размерные отклонения зависят от расположения изделий на столе построения, а также от материала оснастки. Для коррекции этих отклонений введено понятие поправочного коэффициента откло- нения и определены его численные значения, с учетом которых при проектировании можно достигнуть значительного повышения точности изготовления литейной оснастки, что даст возможность минимизации припусков на механическую обработку отливок со сложной формообразующей поверхностью до 1 мм. Численные значения коэффициента отклонений для изделий, изготовленных на уста- новках стереолитографии SLА-5000 и селективного лазерного спекания металлических и полиамидных порошков VANGUARD HS, приведены в таблице. На рис. 1. приведен пример рекомендуемого расположения элементов литейной оснастки. Учтенные отклонения размеров по осям ординат при проектировании элементов ли- тейной оснастки должны соответствовать осям ординат стола построения применяемой установки рассматриваемых технологий быстого прототипирования. Те же самые условия должны распространяться на все детали, входящие в сборку, что показано на рис. 2, или на «общую» деталь, которую из-за недостаточного возможного размера на столе построения необходимо разделить на n-число частей с дальнейшим со- единением (рис. 3). Сборку литейной оснастки проводили на отливке «Колесо насосное 1-й ступени», Наимено- вание установок Материал Гарантиро- ванный допуск, мм Коэффициент отклонений – К откл ,% X Y Z SLA-5000 фотополимерная смола ±0,05 -0,05÷ -0,25 0,05÷0,15 0,10÷0,30 Vanguard HS Dura Form, Dura Form GН (полиамидный порошок) ±0,40 0,80÷1,30 0,15÷0,45 1,15÷2,30 ST-100, А6 (металлический порошок) ±0,30 0,80÷1,10 0,35÷0,60 1,10÷2,30 Параметры коэффициента отклонений 34 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 3 Проблемы технологии формы изготовленную из металлического порошка на установке VANGUARD HS. Проведенные замеры размеров на цифровой установке «Имметрик» показали различные отклонения стыковочных размеров элементов одной сборки, что произошло вслед- ствие различного их расположения на столе построения. Так, модельная оснастка (рис. 3), полученнная методом селективного лазерного спекания из полиамид- ного порошка, точность изготовле- ния которой составляет ±0,1 мм на максимальный размер 370 мм, показывает достаточно высокие показатели по коли- честву формовок (50 000 съемов) при со- хранении стабильности размеров оснастки (данные получены с ОАО «АРМАПРОМ»). Время изготовления данной оснастки на установке VANGUARD HS составляет не- сколько часов. Учитывая вышесказанные особенности построения изделий, оказывающие прямое влияние на размерную точность воспроиз- ведения изделий установками технологий быстрого прототипирования, а также вли- яние величины шага построения, от кото- рого зависит не только размерная точность изделия, но и шероховатость поверхности «выращиваемого» изделия, что рассматри- валось в статье [15], можно рекомендовать технологии быстрого прототипирования и их материалы для изготовления пресс-форм для выплавляемых моделей с точностью изготовления ±0,1 мм. На рис. 4 изобра- жена пресс-форма для выплавляемых моделей со сложной формообразующей поверхностью, которая была изготовлена методом селективного лазерного спекания на установке VANGUARD HS за несколько часов из полиамидного порошка. Теплопроводность пресс-формы из полиамидного порошка в 1,8 раза ниже алюминиевых пресс-форм, но больше чем в 3 раза пресс-форм из композитных материалов на основе эпоксидных смол. Возникшая проблема теплопроводности данного материала в данном случае решалась за счет минимизированной толщины стенок пресс-формы по всему ее периметру, что показало возможность эффективности применения данного материала и методов быстрого прототипирования для изготовления точной литейной оснастки. Рис. 1. Расположение элементов литейной оснастки: оси X, Y, Z - ординаты расположения CAD-моделей на столе построения вы- бранной установки, а также расчета их численных размеров при проектировании; 1-3 - элементы литейной оснастки (сборки) Рис. 2. Детали, входящие в сборку Рис. 4. Пресс-форма для выплавляемых моделей Рис. 3. Общая деталь ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2009. № 3 35 Проблемы технологии формы 1. Оболенцев Ф. Д. Точность и качество поверхности отливок. - М.: Машгиз, 1962. -152 с. 2. Точность отливок / Под ред. Б. Б. Гуляева. - М.: Машиностроение, 1960. - 205 с. 3. Яценко Л. Л. Точность отливок и эффективность литейного производства. - Л.: Машгиз, 1981. - 278 с. 4. Вейник А. И. Термодинамика литейной формы. - М.: Машиностроение, 1968. - 336 с. 5. Вейник А. И. Тепловые основы теории литья. - М.: Машгиз, 1953. - 384 с. 6. Вейник А.И. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. - М.: Машиностроение, 1964. - 268 с. 7. Дубинин Н. П., Беликов О. А., Вязов А. Ф. и др. Кокильное литье: Справочное пособие. - М.: Ма- шиностроение. - 1967. - 459 с. 8. Машков А. К. К проблеме кокиля. - Омск: Зап.-сиб. изд-во, 1975. - 108 с. 9. Айзенкольб Ф. Порошковая металлургия. - М.: Металлургиздат, 1959. – 518 с 10. Карножицкий В. Н. Контактный теплообмен в процессах литья. - Киев: Наук. думка, 1978. - 300 с. 11. Васильев Ф. А. Автоматизация процесса подготовки моделей для быстрого прототипирова- ния // Литейн. пр-во. - 2004. - № 4. - С. 24-25. 12. Васильев Ф. А. Толщина слоя как параметр процесса лазерной стереолитографии // Там же. - 1999. - № 7. - С. 14-16. 13. Васильев В. А., Васильев Н. В. Сравнительный анализ методов быстрого послойного прототи- пирования //Литейщик России. - 2004. - № 10. - С. 34-40. 14. Васильев В. А., Васильев Н.В. Сравнительный анализ методов быстрого послойного прототипри- пирования // Там же. - 2005. - № 8. - С. 34-39. 15. Тринева Т. Л. Rapid Prototyping (RP). Технологии получения твердотельных 3-D CAD моде- лей // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2004. - № 6 (12). - С. 37-40. Поступила 11.02.2009 УДК 621.744.362 П. В. Русаков Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВИБРОФОРМОВОЧНЫХ МАШИН С ПЕРЕМЕННОЙ ПРИСОЕДИНЯЕМОЙ МАССОЙ Рассмотрена модель и разработано устройство для вибрационной формовки с двухконтурной системой регулирования параметров вибрации. Построение реологической модели вибра- ционного уплотнения сыпучей среды проведено с учетом эффекта динамического перехода двухмассной механической схемы (форма - рабочий орган) к схеме с одной консолидиро- ванной массой. Экспериментально обоснован ввод в систему управления функциональных корректирующих звеньев, учитывающих степень и физико-химическую природу загрязнения песка продуктами разложения моделей и его независимым увлажнением. Предложен практи- ческий способ управления вибрационной формовкой с циклично линейным заданием частоты вибрации в условиях направленной синхронизации вибровозбудителей рабочего органа. Розроблено вібраційний стенд для формовки сипких сумішей з двоконтурною системою регулювання параметрів вібрації. Побудова реологічної моделі стенду проведена з ураху- ванням ефекту динамічного переходу двомасної схеми (форма - робочий орган) до схеми з об’єднаною масою. Експериментально обґрунтовано введення в систему елементів для корекції параметрів вібрації що, враховують ступінь і фізико-хімічну природу змін складу

Ähnliche Einträge