Экономическая эффективность применения QFORM на производстве основана на великолепной приспособленности программы к нуждам производства. Программа может быть применена для решения более широкого спектра производственных задач, чем просто проектирование и оптимизация штампового инструмента.
С программой может работать как один человек, так и группа специалистов, включающая руководящих работников (менеджеров), проектировщиков и технологов штамповочного производства, металлургов и т.д. Как результат, программа может быть установлена на многих рабочих местах, связанных локальной компьютерной сетью. Для демонстрации такой работы рассмотрим практический пример.
Оценка заказа:
Обычно работа с заказчиком начинается с оценки трудоемкости и стоимости производства предполагаемой поковки. Предварительное моделирование технологической цепочки даст вам необходимую информацию для достоверной оценки стоимости заказа. Вы сможете с высокой точностью оценить, на каком оборудовании можно произвести поковку, какая заготовка будет оптимальной, сколько переходов штамповки потребуется для производства поковки. Программа позволит оценить производительность процесса и стойкость инструмента. Другими словами, предварительное моделирование вооружит Вас необходимыми данными для обоснованной оценки себестоимости производства.
Работа с заказчиком:
На этапе заключения договора на производство партии поковок специалист, отвечающий за работу с заказчиком, имеет возможность показать ему все этапы технологического процесса на компьютере. Такая демонстрация является уникальным средством для показа специфики производства конкретной поковки.
Проектирование технологического процесса:
Технологи имеют эффективный инструмент для исследования технологии до ее реализации на оборудовании. Оптимальное проектирование подразумевает обеспечение бездефектного течения металла, правильный подбор форм предварительных переходов, минимизацию усилий и износа инструмента, что в конце концов дает снижение расходов на разработку технологии.
Проектирование инструмента:
Конструкторы имеют средство разработки для создания конструкции инструмента с максимальной стойкостью. Они могут экспериментировать со вставками, бандажами и различными материалами еще до изготовления инструмента в металле.
Металлургия процесса:
Специалисты, отвечающие за металлургические свойства поковок, могут оценить и найти оптимальное сочетание температурно-скоростных условий штамповки на формирование свойств поковок. Предусмотреть паузы, отжиг или нагрев между операциями формоизменения.
Обучение рабочих:
После того как технологический процесс разработан и написана технологическая карта, результаты моделирования могут быть использованы для обучения рабочего персонала. В процессе инструктажа можно обратить внимание в каких местах инструмент нуждается в хорошей смазке, когда возникают максимальные усилия, что может привести к возникновению дефектов.
Пример оптимизации технологии горячей штамповки заготовки для зубчатого колеса
(по материалам статьи: Esa Ervasti, Ulf Stålberg /Systematiska metoder för att förbättra materialutnyttjandet vid varmsmidning/ Materialbearbetning, KTH, Sweden, 1995)
|
 |  |
Фото зубчатого колеса автомобильной передачи в сборе (слева). Вес поковки, из которой изготавливается зубчатое колесо, составляет 43.7 кг. Справа показаны сечения поковки, формируемые при горячей штамповке на молоте за 9 ударов
|
До модернизации с помощью моделирования имеющаяся технология включала получение поковки за 9 ударов на бесшаботном молоте с энергией удара 200 КДж. Облой и перемычка, удаляемые при обрезке, являются прямыми потерями металла.(см. предыдущий рисунок)
Расчет существующей технологии с помощью программы QFORM показал, что максимальное давление металла в плоской центральной части поковки достигает 1200…1250 МПа (см. рис. ниже), что приводит к потере производительности молота и снижению стойкости штамповых комплектов.
|
 |  |
Первоначальный штамп (слева) и штамп с компенсатором в центральной части (справа).
|
Была предложена новая конструкция штампа с компенсатором в центральной его части. Оценочные расчеты показали, что максимальное давление на штамп не превышает 800МПа. На основании многочисленных расчетов была найдена оптимальная конструкция штампов с компенсаторами в центральной части поковки. Окончательная форма новых штампов хорошо видна из рис. ниже.
Результаты промышленного опробования показаны на рис. ниже:
|
 |
Сравнение первоначальной (справа) и оптимизированной (слева) технологии молотовой штамповки поковки зубчатого колеса.
|
Экономический эффект оптимизации технологии:
- количество ударов уменьшено с 9 до 6, что обеспечило увеличение производительности молота на 30%;
- снижен вес поковки на 1.2 кг (с 43.7 до 42.5 кг);
- повышена стойкость инструмента в 1.5 раза (с 1000 поковок на комплект до 1500 поковок на комплект инструмента);
- новая форма поковки позволила применить робототехнику;
- экономия средств составила более 100 тыс. долларов США в год.
|
Заключение:
Обзор возможностей применения QFORM для моделирования и оптимизации технологии штамповки позволяет сделать вывод о значительном положительном техническом и экономическом потенциале, скрытом в применении QFORM. Наибольший положительный эффект от применения QFORM достигается при приложении моделирования к максимально широкому кругу производственных задач, возникающих при производстве поковок. |
|
|
|
