Визначення характеру виробництва
Характер виробництва визначається кількістю виливків в штуках одного найменування, що випускаються цехом за рік залежно від їх маси. Характер виробництва визначає вибір і побудову технологічного процесу, методу лиття і застосованого устаткування, форму організації роботи цеху. Збільшення серійності створюює сприятливіші умови для застосування комплексної механізації і автоматизації.
За завданням маса виливка «» – …. кг, річна програма випуску -……. штук.
За масою виливок «» відноситься до першої групи - дрібних виливків, річний випуск виливка «» відповідає умовам великосерійного виробництва (35000-200000 шт./рік).
(Для визначення характеру виробництва використовуються дані таблиці 4.2.).
Далі необхідно зробити висновок щодо відповідності річного випуску даного виливка обраним умовам виробництва, яке характеризується великим об’ємом випуску виливків при щодо малій номенклатурі, а також високим рівнем механізації й автоматизації на всіх етапах виготовлення виливка.
Таблиця 4.2 – Орієнтовні дані для визначення серійності виробництва виливків
| Група виливків за масою | Маса виливка, кг | Річний випуск виливків, шт., одного найменування при різних типах виробництва | ||||
| одинич- ному | дрібно- серій- ному | серій- ному | багато- серій- ному | масо- вому | ||
| I (дрібні) | <20 | <300 | 300-3000 | 3000-35000 | 35000-200000 | >200000 |
| 20-100 | <150 | 150-2000 | 2000-15000 | 15000-100000 | >100000 | |
| II (середні) | 101-500 | <75 | 75-1000 | 1000-6000 | 6000-40000 | >40000 |
| 501-1000 | <50 | 50-600 | 600-3000 | 3000-20000 | >20000 | |
| III (крупні) | 1001-5000 | <20 | 20-100 | 100-300 | 300-4000 | >4000 |
| IV (дуже крупні) | 5001-10000 | <10 | 10-50 | 50-150 | 150-1000 | >1000 |
| >10000 | <5 | 5-25 | 25-75 | >75 | - |
2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ
2.1 Вивчення кресленника деталі та аналіз її технологічності
У даному розділі необхідно проаналізувати конструкцію деталі з погляду одержання придатного виливка:
- дати загальну характеристику деталі, указати її розміри, масу, матеріал, наявність внутрішніх порожнин, частин, що виступають, товщину стінки, що переважає;
- знайти мінімальну товщину стінок і визначити гарантованність умов їхнього заповнення;
- визначити наявність отворів, їх виконання при розробці технології (проливними, непроливними або стрижнем), використовуючи дані таблиці 4.1;
- проаналізувати правильність виконання переходів перетину стінок однієї товщини до іншої, радіуси закруглення (галтелей) елементів, що сполучають, розміри кутових сполучень. Дати рекомендації з поліпшення виконання конструктивних елементів;
- визначити розташування термічних вузлів, проаналізувати можливість їхнього живлення (необхідність встановлення приливків, холодильників);
- оцінити допустимість внутрішніх порожнин і виступаючих частин деталі з погляду утворення гарячих тріщин (вказати міри по усуненню тріщин), а також видалення стрижнів при вибиванні;
- дати характеристику конструкції литої деталі з погляду зручності й простоти формування, збирання, а також рекомендації з поліпшення технологічності конструкції деталі;
- на підставі вказаних ознаків зробити висновок щодо технологічності виливка для виготовлення його методом лиття в умовах багатосерійного або масового виробництва.
Таблиця 4.1 - Розміри отворів, що не проливають
| Товщина стінки виливка разом з отвором, мм | Найменший діаметр отвору при довжині отвору, мм | ||||
| До 100 | 101-200 | 201-400 | 401-600 | 601-1000 | |
| До 25 | |||||
| 26-50 | |||||
| 51-75 | |||||
| 76-100 | |||||
| 101-150 | |||||
| 151-200 | |||||
| 201-300 | |||||
| Понад 300 |
Наприклад: Виливок « » входить до складу гірничошахтного обладнання. Виливок відповідає загальним технічним вимогам до виливків із чорних і кольорових металів, визначених КД 12.1.003-93. Обов’язковим є контроль хімічного складу сплаву.
Розміри деталі: 260 х 199 х 70 мм.
Маса деталі: 6 кг.
Виливок виготовляється зі сталі 20Л.
Деталь загального призначення.
Переважна товщина стінки виливка 15 мм, мінімальна товщина – 12 мм, максимальна – 20 мм. Виливок є рівнобічним, тому що співвідношення товщин стінок не перевищує 1:2.
Виливок має два проливні наскрізні отвори діаметром 26 мм та довжиною 20 мм та відкриту порожнину розміром 75х127х70, котрі передбачаємо виконати одним стержнем. Крім того виливок має чотири непроливні отвори (наскрізні): діаметром 21 мм і довжиною 15 мм .
Виливок має відкриті внутрішні порожнини, без піднурювань. Наявність радіусів у сполуках зменшує можливість появи тріщин.
У конструкції виливка « » відсутні гострі кути і різкі переходи від товстих стінок до тонких, що запобігає виникненню в цих місцях внутрішньої напруги, яка викликає утворення тріщин. Сполучення стінок виконане галтелями радіусом R5-55 мм. Наявність радіусів в сполученнях зменшує вірогідність появи тріщин. Конструкція виливка « » має майже рівномірну товщину стінок, що виключає утворення дефектів усадкового характеру (пористість, тріщини, усадкові раковини). Конструкція литої деталі « » забезпечує зручність її очищення і обрубування після вибивки.
На основі аналізу вказаних ознаків робимо висновок, що виливок « » є технологічним для виготовлення його методом лиття в умовах багатосерійного або масового виробництва. Ескіз деталі наведений на рисунку 2.1.
2.2 Визначення способу виготовлення деталі литвом
Більше 80 % виливків отримують в разових ливарних формах, оскільки вартість їх виготовлення досить низька, в той же час в них можна отримати практично будь-який по конфігурації, складності й масі виливок з найбільш поширених чорних і кольорових сплавів.
Найбільш економніший спосіб виготовлення виливків у сирих формах, тому що в даному випадку не потрібна площа для встановлення сушильних агрегатів і складання форм перед сушкою й додаткові витрати палива. При виготовленні форми цим засобом у порівнянні з формовкою по-сухому значно коротшає цикл виготовлення виливка й понижується його собівартість, тому необхідно віддавати перевагу формовці по-сирому.
Виготовлення виливків у сирих формах доречно в таких випадках:
- в умовах масового виробництва, коли заливка форм відбувається на конвеєрі;
- коли тиск металу на стінки форми при заливці не перевищує 25 кПа (виливки масою до 100 кг, висотою до 300 мм);
- при необхідності швидкої зборки форм, коли того потребують умови підприємства;
- у разі відсутності в формі металевих холодильників; при необхідності їх встановлення форма до заливки повинна знаходитись у зібраному вигляді не більш двох годин (щоб уникнути конденсації вологи на холодильниках).
Слід також ураховувати, що сирі форми неможливо утримувати з проставленими гігроскопічними стрижнями більше 4-6 годин, щоб уникнути їх відсирівання.
У тих випадках, коли тиск металу в формі перевищує 25 кПа, при виготовленні виливків з тонкими виступаючими частинами, при наявності в формі болванів, перевагу віддають формуванню по-сухому.
Труднощі вибору способу лиття посилюються також тим, що більшу частину виливків можна виготовляти декількома способами, котрі в рівному ступені забезпечують потрібні властивості литої деталі. У такому випадку рішучим фактором, який указує на найбільш раціональний технологічний процес виробництва заданої кількості виливків, є його економічність.
Досвід показує, що застосування спеціальних способів виготовлення виливків виправдано тільки при виробництві значних партій виливків, коли звеличення витрат на заробітну платню, матеріали, модельно-опочне оснащення й обладнання перекривається економією сплаву та засобів на механічну обробку виливків.
Машинне формування має низку переваг: більша продуктивність, вище точність виливків і, як слідство, менше припуски на механічну обробку, механізація трудоємних операцій ущільнення формувальної суміші й витягнення моделі визволяє формувальників від тяжкої праці.
Точність розмірів виливків при машинному формуванні підвищується за рахунок більш точних моделей, з меншими ухилами, заміни розштовхування моделей вібрацією при витягуванні їх з форми, гарного центрування опок.
Враховуючи вище сказане необхідно довести, що проектована деталь дозволяє застосувати формування по-сирому (чи інший спосіб), як більш економічний і швидший спосіб виготовлення форм (не вимагається сушки форм, коротшає цикл виготовлення виливка тощо).
Формувальні суміші для сталевих виливків повинні мати наступні властивості: достатню вогнетривкість, високу міцність на стиснення, високу газопроникність, низьку вологість.
Машинний спосіб виготовлення форм накладає додаткові вимоги до формувальних сумішей. Машинне ущільнення форм має високий ступінь ущільнення, що у свою чергу спричиняє за собою зменшення газопроникності суміші, також необхідна висока міцність суміші.
Види механічного ущільнення сумішей:
- ущільнення пресуванням: використовують два способи пресування – верхнє й нижнє. Найбільш широко використовують спосіб верхнього пресування та верхньої підпресовки форм, тому що при нижньому пресуванні внаслідок попадання формувальної суміші між столом і рамкою швидко зношуються поверхні, що труться. Крім того, утруднене переналагодження формувальних машин на інший розмір опоки;
- ущільнення струшуванням: при цьому способі розподіл щільності суміші у формі при ущільненні нерівномірний. Шари суміші, які лежать біля підмодельної плити, набагато більше ущільнені, чим шари, що лежать у верхній частині форми. По цій причині верхні шари форми мають невелику щільність, практично рівну насипній масі суміші, що не забезпечує щільності форми, котра вимагається. Для усунення основного недоліку струшування його поєднують з пресуванням;
- ущільнення повітряним імпульсом: такий спосіб дозволяє отримати форми високої й рівномірної щільності. До його переваг можна віднести відсутність частин, що рухаються, які контактують із сумішшю. Тривалість процесу ущільнення дуже мала, тому продуктивність його достатньо висока;
- ущільнення піскометом: на відміну від струшуючих і пресових формувальних машин піскомет виконує одразу дві операції: подачу формувальної суміші в опоку та її ущільнення. Його доцільно використовувати для ущільнення великих та дуже великих форм. Піскомети бувають двох типів: стаціонарні та пересувні.
Формувальні суміші за призначенням бувають: єдині, наповнювальні, облицювальні.
Єдина формувальна суміш найчастіше застосовується при машинному формуванні. Її виготовляють з найбільш вогнетривких пісків і глин з найбільшою сполучною здатністю.
З урахуванням усього цього, необхідно зробити висновок: в умовах якого виробництва виготовляється проектований виливок, з якого матеріалу та якої маси, який обрано вид ливарної форми, в яких опоках та на якому обладнанні.