Обоснование применения метода литья по выплавляемым моделям в позаказном многономенклатурном производстве

Аннотация

Предложена классификация восковых моделей по признаку применения для их изготовления типовой и специальной технологической оснастки --- пресс-форм. Сформированы уникальные и универсальные группы восковых моделей. Метод литья по выплавляемым моделям, изготовляемым комбинированным методом, включающим в себя получение универсальных восковых моделей в типовых пресс-формах, а уникальных --- методом аддитивных технологий, имеет значительный потенциал применения в позаказном многономенклатурном производстве. Выявлены временные связи технологических циклов литья по выплавляемым моделям, получаемым традиционно в пресс-формах и комбинированным методом. Приведены расчеты технологических циклов изготовления отливок традиционным и комбинированным методами литья по выплавляемым моделям. Отмечена неоднозначность выбора метода изготовления отливок различных партий, обусловленная соотношением длительностей технологической подготовки производства уникальных восковых моделей, в пресс-формах и печати на принтере. Показано, что для изготовления партии отливок 1100 шт. рационально изготовлять восковые модели комбинированным методом, однако для партии отливок 1200 шт. универсальные и уникальные восковые модели рационально получать традиционным методом в пресс-формах. Для рассматриваемых партий отливок приведены циклограммы. Описаны основные критерии выбора метода изготовления восковых моделей в позаказном многономенклатурном производстве

Исследование выполнено за счет гранта РНФ (проект № 22-79-10254). Работа выполнена с использованием оборудования центра коллективного пользования "Государственный инжиниринговый центр" ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН" при поддержке Минобрнауки России (проект № 075-15-2021-695 от 26.07.2021, уникальный идентификатор проекта RF-2296.61321X0013)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Долгов В.А., Никишечкин П.А., Долгов Н.В. Обоснование применения метода литья по выплавляемым моделям в позаказном многономенклатурном производстве. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2023, № 2 (145), c. 47--60. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2023-2-47-60

Литература

[1] Сапченко И.Г., Жилин C.Г., Комаров O.H. Особенности проектирования пресс-форм в литье по выплавляемым моделям. Литье и металлургия, 2007, № 1 (41), с. 93--95.

[2] Bassoli E., Gatto A., Iuliano L., et al. 3D-printing technique applied to rapid casting. Rapid Prototyp J., 2007, vol. 13, no. 3, pp. 148--155. DOI: https://doi.org/10.1108/13552540710750898

[3] Григорьев С.Н., Долгов В.А., Никишечкин П.А. и др. Разработка структурной модели цифрового двойника производственно-логистической системы машиностроительных предприятий. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2021, № 2 (137), с. 43--58. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2021-2-43-58

[4] Зленко М.А., Нагайцев М.В., Довбыш В.М. Аддитивные технологии в машиностроении. М., НАМИ, 2015.

[5] Спрукуль В.О. Внедрение аддитивных технологий. Актуальные проблемы авиации и космонавтики, 2017, № 3, с. 304--306.

[6] Краузе Г. Аддитивное производство --- будущее литейных технологий. Литейное производство, 2019, № 4, с. 27--29.

[7] Митраков Г.Н., Сазонов В.С., Полякова А.В. и др. Повышение эффективности литья по выплавляемым моделям при использовании аддитивных технологий. Омский научный вестник, 2015, № 2 (140), с. 85--87.

[8] Lipson H., Kurman M. Fabricated. The new world of 3D-printing. New York, John Wiley & Sons, 2013.

[9] Hopkinson N., Hague R.J., Dickens P.M. Rapid manufacturing. New York, John Wiley & Sons, 2006.

[10] Grigoriev S.N., Nikishechkin P.A., Dolgov V.A., et al. Information model of production and logistics systems of machine-building enterprises as the basis for the development and maintenance of their digital twins. IOP Conf. Ser.: Mater. Sc. Eng., 2020, vol. 971, no. 3, art. 032094. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/971/3/032094

[11] Шишковский И.В. Перспективы быстрого прототипирования для изготовления моделей и литейных форм. Литейное производство, 2010, № 6, c. 23--29.

[12] Григорьев С.Н., Долгов В.А., Подкидышев А.А. и др. Управление загрузкой рабочих мест при изменении номенклатуры и программы выпуска деталей в дискретном производстве. Вестник машиностроения, 2022, № 7, c. 85--88.

[13] Nikishechkin P.A., Chervonnova N.Y., Nikich A.N. An approach of developing solution for monitoring the status and parameters of technological equipment for the implementation of Industry 4.0. IOP Conf. Ser.: Mater. Sc. Eng., 2020, vol. 709, no. 4, art. 044065. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/709/4/044065

[14] Григорьев С.Н., Телешевский В.И. Проблемы измерений в технологических процессах формообразования. Измерительная техника, 2011, № 7, с. 3--7.

[15] Yan Y., Li S., Zhang R., et al. Rapid prototyping and manufacturing technology: principle, representative technics, applications, and development trends. Tsinghua Sc. Technol., 2009, vol. 14, no. S1, pp. 1--12. DOI: https://doi.org/10.1016/S1007-0214(09)70059-8

[16] Dolgov V.A., Arkhangelskii V.E., Nikishechkin P.A. Method of analysis of production and logistics systems of discrete production based on product-process-resource model, external module for manufacturing control logic and simulation of work execution. FarEastCon, 2020, art. 9271250. DOI: https://doi.org/10.1109/FarEastCon50210.2020.9271250

[17] Чемодуров А.Н. Применение аддитивных технологий в производстве изделий машиностроения. Известия ТулГУ. Технические науки, 2016, № 8, с. 210--217.

[18] Свиридов Д.А., Левин Д.Ю., Рябинина О.А. Проблемы использования 3D-печати методом FDM в технологическом процессе литья по выплавляемым моделям. Вестник науки и образования, 2020, № 17-2, с. 37--40.

[19] Никишечкин П.А., Ивашин С.С., Черненко В.Е. и др. Система имитационного моделирования PlantTwin как инструмент верификации производственных планов и поддержки принятия решений для повышения эффективности машиностроительных производств. Вестник машиностроения, 2021, № 3, с. 80--85.

[20] Григорьев С.Н., Долгов В.А., Никишечкин П.А. и др. Имитационное моделирование производственных процессов различных типов машиностроительных производств. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2022, № 3 (142), с. 84--99. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2022-3-84-99