10.2. Сапр технологических процессов (тп) омд
Развитие кузнечно-штамповочного производства, его значение в экономии металла и энергии в машиностроении и других отраслях промышленности требует совершенствования технологических процессов, ускорения проектирования технологии и инструмента. Труд технолога и конструктора по инструменту по своей производительности и качеству давно перестал удовлетворять потребностям современной промышленности. Поэтому уже на протяжении нескольких последних десятилетий ученые и инженеры-технологи всего мира занимаются вопросами автоматизации проектирования технологических процессов и оснастки. С самого начала эта работа стала возможна благодаря интенсивному развитию и применению ЭВМ во всех сферах производства. Автоматизация проектирования технологических процессов и оснастки горячей объемной штамповки сокращает сроки и себестоимость проектирования, высвобождает инженеров-технологов от ручного труда при выполнении типовых проектных расчетов и графических работ.
Виртуальное производство сегодня использует современные мощные компьютеры для имитации процесса изготовления продукта и производственных процессов. Оно применяет методы нелинейного конечно-элементного анализа (FEA) для получения детальной информации о продукте, которая далее используется для оптимизации таких факторов, как технологичность изготовления, конечная форма, уровни остаточных напряжений и срок службы изделия.
По существу, FEA является численным методом решения различных инженерных задач, таких как анализ напряжений, теплопередача, электромагнитные явления и течение жидкостей. Основу FEA составляет метод конечных элементов, который в свою очередь, работает на основе расщепления геометрии объекта на большое число (тысячи или десятки тысяч) элементов (например, параллелепипедов). Эти элементы образуют ячейки сети с узлами в точках соединений. Поведение каждого малого элемента стандартной формы быстро рассчитывается на основе математических уравнений. Суммирование поведения отдельных элементов дает ожидаемое поведение целого объекта. Материал и структурные свойства ячейки определяют, как деталь реагирует на определенные нагрузки.
Методическую базу САПР ТП составляют математические и эвристические модели процессов технологического проектирования и конструирования, методы принятия рациональных и оптимальных проектных решений, способы кодирования и математического описания объектов проектирования. Проектирование строится на базе максимальной стандартизации, унификации и типизации типовых проектных решений.
Рис. 32. Структурная схема систем САПР ТП
В результате моделирования технологического процесса с использованием такого программного обеспечения можно получить следующие данные:
полную картину формоизменения металла в течение всего процесса деформирования включая поля скоростей, напряжений, деформаций, скоростей деформации и температуру в поковке;
энергосиловые параметры процесса;
распределение контактных напряжений на поверхности инструмента;
предсказание возможности образования дефектов и анализ проработки металла и текстуры.