Оптимизация технологии литья отливки «Шкив»
ООО «Полимет» обратилось к специалистам ООО «Нова‑Инжиниринг» в рамках разработки технологии изготовления отливки «Шкив». Ключевая сложность проекта заключалась в конструктивных особенностях изделия: большой диаметр и значительная толщина стенок внутреннего кольца создавали высокий риск образования усадочных дефектов по всему контуру отливки. Чтобы заранее выявить потенциальные проблемы и избежать брака на производстве, проверку предложенной ООО «Полимет» технологии выполнили с помощью компьютерного моделирования в ПО ProCAST. В ходе расчётов подтвердилось образование усадочных раковин на внутреннем диаметре — они могли проявиться при механической обработке. Для устранения дефектов технологию оптимизировали за счёт установки дополнительного холодильника на внутренний диаметр отливки. Такой подход позволил минимизировать риски и существенно сократить затраты на технологическую подготовку.
ЗАДАЧА
- проверить разработанную ООО «Полимет» технологию литья отливки «Шкив» на риск возникновения усадочных дефектов;
- спрогнозировать появление усадочных раковин, в первую очередь — на внутреннем диаметре изделия, где риск максимален из‑за массивности узла;
- предложить технологические решения для устранения выявленных дефектов;
- минимизировать риски брака при механической обработке отливки;
- сократить сроки и затраты на отработку технологии за счёт цифрового моделирования вместо натурных испытаний.
РЕШЕНИЕ
- выполнено компьютерное моделирование литейного процесса в программном обеспечении ProCAST;
- проведён анализ распределения тепловых полей и затвердевания отливки с фокусом на массивный узел внутреннего кольца;
- выявлены зоны формирования усадочных раковин — в частности, на внутреннем диаметре, где позднее затвердевание приводило к дефектам;
- разработана оптимизированная технология: в конструкцию литейной оснастки добавлен дополнительный холодильник на внутренний диаметр отливки для выравнивания скорости охлаждения и устранения теплового узла;
- подтверждено устранение усадочных дефектов на расчётной модели;
- заказчику переданы рекомендации по корректировке технологии и параметрам установки холодильника.
РЕЗУЛЬТАТЫ
- устранён риск образования усадочных раковин на внутреннем диаметре отливки за счёт применения дополнительного холодильника;
- технология литья «Шкива» подтверждена расчётным путём, дефекты на этапе моделирования не выявлены;
- сокращены сроки подготовки производства на несколько месяцев за счёт отказа от серии натурных испытаний;
- достигнута экономия в десятки тысяч рублей на материальных и временных ресурсах;
- обеспечена стабильность качества отливки при переходе к серийному производству.
