"Разработка технологии изготовления отливки (Высокий колпак) и проект участка цветного литья мощностью 500 тонн годного литья в год.".

V. Проектирование формовочного отделения.
При проектировании формовочного отделения необходимо решить следующие вопросы:
- уточнить размеры опок с учетом максимальной массы и наи¬больших габаритных размеров отливок.
- уточнить тип оборудования, на котором будут изготавливаться формы;
- определить технологические операции, которые будут произво¬диться в отделении, и соответственно необходимые для этого площади;
- рассчитать количество единиц оборудования, обеспечивающего все операции принятого технологического процесса;
- выбрать рациональную компоновку оборудования;
- определить потребность отделения в необходимых материалах, изделиях других отделений цеха; в формовочных смесях, красках, вспомогательных формовочных материалах; стержнях; в жидком металле;
- разработать рациональные грузопотоки в отделении;
- определить вид и рассчитать количество транспортных средств;
- рассчитать и привязать к планировке отделения коли¬чество рабочих мест;
- разработать мероприятия по охране труда.
В технологической части проекта для изготовления форм были выбраны опоки размерами (500х400х200)мм. Данные опоки подойдут для изготовления всех отливок.
Производимые отливки относятся к отливкам малой массы. Такие отливки производят в групповых потоках. Потоки формируются по детальному или технологическому принципу в опоках одного размера.
В результате анализа производственной программы можно объединить несколько различных отливок в групповые потоки.
Проанализируем группы отливок (таблица 6.2 и 6.3.) для того, чтобы выбрать оптимальные размеры форм и набрать грузовые потоки.


Лист
57
Изм. Лист № Докум Подпись Дата

Критерием для этого служит коэффициент использования формы.
Nф=g/Vф , где
Nф коэффициент использования формы;
g- масса годных отливок в форме;
Vф объём формы.
Кроме этого необходимо знать годовой выпуск отливок для организации потока.
Проанализировав программу выпуска, объединяем в первый групповой поток латунные отливки группы 1, второй групповой поток - латунные детали группы 2, третий групповой поток- алюминиевые детали группы 2. Программу отливок изготавливаемых по кооперации и для собственных нужд добавляем к каждому из потоков. После этого определяем количество форм для исполнения годовой программы.
В связи с тем, что литье в землю не обеспечивает качество и заданные размеры отливок, для изготовления отливок из алюминиевого сплава группы 2 и кремнистой латуни группы 1 используем способ литья под давлением.
Результаты расчета количества форм сводим в таблицу.
Количество брака по каждой группе принимаем следующее: по группам первого потока -6%; по группам второго потока- 5%; и по группам третьего потока -5%.
Среднечасовое расчетное число форм определяем делением годового их числа на действительный годовой фонд времени работы машины ФД.
ФД равен для двухсменной работы 3900 часов.
Среднечасовое расчетное число получается равным 18,5шт.
Коэффициент загрузки формовочного оборудования kф.о.= 0,7.
После этого можно рассчитать количество формовочных машин Nф.м.
Nф.м.= Nф./ (ФД.- tм) gф.м., где
Nф.-годовое количество форм.
tм - годовое время необходимое для смены модельной оснастки.
tм = n p b, n-число наименований отливок в потоке, p- число партий отливок,
Или можно определить по формуле Nф.м.= Nф./ gф.м. ФД к


Лист
58
Изм. Лист № Докум Подпись Дата


Таблица 5.1.
Определение годового количества форм

Марка металла Число отливок в год
ТЫС. ШТ. Масса отлвки, кг Размер опоки (lxbxh, верх/низ), мм Число отливок в форме Масса отливок Число форм в год
Тыс. шт. Число форм в час Объем формы,
м3
Отливка-представ.

одной на годовую программу



среднее расчетное одной на программу
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Поточная линия 1
1 ЛЦ16К4 10,5 10 105 400х500х200 1 10 21 100 0,04 840
2 ЛЦ16К4 2,5 10,5 26,3 400х500х200 1 10,5 5 100 0,04 200
3 ЛЦ16К4 10,5 4 42 400х500х200 1 4 21 100 0,04 840
4 ЛЦ16К4 10,5 3,5 36,8 400х500х200 1 3,5 21 100 0,04 840
Брак по потоку 1 2,1 4,2 0,04 168
Итого по потоку 1 72,2 18,5 2888
Поточная линия 2

1 ЛЦ16К4 21 1,65 69,3 1 1,65 21
2 ЛЦ16К4 1,05 2,3 4,83 1 2,3 1,05
3 ЛЦ16К4 1,05 1,9 2 1 1,9 1,05
Брак по потоку 2 1,2 3,8 1,2
Итого по потоку 2 24,3
Поточная линия 3

1 АЛ-2 21 1,6 33,6 1 1,6 21
2 АЛ-2 10,5 1,8 18,9 1 1,8 10,5
3 АЛ-2 10,5 2,4 25,2 1 2,4 10,5
Брак по потоку 3 2,1 2,1
Итого по потоку 3 44,1

b- время, затрачиваемое на замену одной плиты.
gф.м. фактическая производительность машин.
Nф.м. = 72200/50х2900х 0,85 =0,6 шт.
Следовательно, необходима одна формовочная машина, работающая в две смены. Для того чтобы не перенастраивать машину на опоки низа и верха берем две формовочные машины для формовки низа и формовки верха. Предполагаем односменную работу.
Лист
59
Изм. Лист № Докум Подпись Дата


По аналогии рассчитаем количество машин для литья под давлением.
Тип машины выбираем на основании расчетов по требуемому давлению прессования, по площади проекции отливки и запирающему усилию машины и проверяем достаточность емкости ее камеры прессования при выбранном давлении.
Масса необходимой для заливки порции сплава равна сумме масс отливки, литников, промывников и пресс-остатка. Она должна быть не менее 0,8-0,9 массы порции, указанной в паспорте машины.
Количество машин для литья под давлением определяем по формуле:
Nф.м.= Nф./ gф.м. ФД n
Количество форм на годовую программу указано в таблице 6.3.1.
Кф= 68,4 тысячи форм.
Ф фонд рабочего времени за две смены =2900часа.
Производительность машины для рассматриваемой группы отливок =50ф/час.
gф.м. =50
n = 0,7
Nф.м.= 68400/ 35х 2900х 0,85=0,8шт.
Следовательно, необходима одна машина для литья под давлением.
Часть отливок, партии которых невелики, выполняем на ручном плацу, частично, литьем в кокиль. Для этого устнавливаем на участке одну кокильную машину. Уплотнение формы на ручном плацу осуществляем ручными трамбовками. К данным отливкам относятся отливки на собственные нужды и на заказы по кооперации. Объём данной продукции составляет 120тонн.
Поточное производство организовываем на базе универсального оборудования. Поэтому необходимо предусмотреть оборудование для выполнения всех технологических операций.
Для формовки мы выбрали вибропрессвую машину со штифтовым съёмом модели 226, производства Усманского завода литейного оборудования. На этой машине можно производить формовку верхних и нижних опок.
Транспортировка опок от формовочной машины к месту заливки металла,
Лист
60
Изм. Лист № Докум Подпись Дата

.
охлаждения, выбивки форм, очистки и подготовки опок осуществляем на литейном горизонтально- замкнутом конвейере. Длина этого конвейера зависит от максимальной производительности формовочной машины.
Формы, изготовленные на формовочных машинах, после чего по рольгангам подают и сталкивают на платформы конвейера. По пути движения конвейера находится сушильная камера, которая по необходимости производит сушку форм. Далее формы собирают на рольганге, и собранная форма движется к месту заливки. Туда же в ковше с помощью кран-балки подают расплавленный металл, и происходит заливка форм.
Залитые формы проходят через охладительное устройство и сталкиваются толкателями на выбивную решетку.
Выбитая из опок формовочная смесь проваливается через решетку к полотну ленточного транспортера, который находится ниже уровня пола. Пустые опоки после выбивки подаются по рольгангу к месту зачистки опок, а затем к формовочным линиям.
Отливки проваливаются в люк выбивной решетки в накопители. По мере заполнения накопителя, отливки кран-балкой подаются на участок зачистки.
Стержни со стержневого участка подаются к месту сборки на этажерках кран-балкой.
Формовочная смесь из смесеприготовительного отделения к формовочным машинам подается ленточными транспортерами, расположенными над рабочими местами. Смесь поступает в бункеры, из которых потом подается в опоки.
Конвейер приводится в движение приводной станцией с электродвигателем.
Для выбивки отливок выбираем решетку эксцентриковую модель 421.
Технические характеристики решетки:
Грузоподьемность-1 тс.
Размер полотна 1250х1000мм.
Предел наклона 0-6º.
Мощность электродвигателя-2,8кВт
Лист
61
Изм. Лист № Докум Подпись Дата


Габаритные размеры: 1875х1440х615.
Длина сушила зависит от времени сушки и необходимой производительности.
Время подсушки формы- 25мин. Для обеспечения программы выпуска нам необходимо выпускать 18.5 форм в час. Длина сушила должна обеспечивать одновременную сушку 8 полуформ.
Для обеспечения бесперебойной работы необходимо заполнить следующие рабочие места.
Формовка- 2 рабочих места на две формовочные машины.
Сборка форм-2 рабочих места.
Заливка- 2 рабочих места.
Разборка, зачистка. подготовка форм.-2 рабочих места.
Стропальщик- 2 рабочих места на подвозке стержней и на транспортировании отливок на участок очистки.
Слесарь- наладчик конвейера.

Содержание
cтр.
Задание 2 2
1.Введение 3 3
11.Технологическая часть 5
2.1. Анализ технологичности конструкции детали 6
2.2. Выбор материала 6
2.3. Разработка чертежа отливки 8
2.4. Расчет литниковой системы 9
2.5. Выбор способа изготовления форм 13
2.6. Выбор формовочных материалов 17
2.7. Изготовление формовочных и стержневых смесей 24
2.8. Контроль формовочной и стержневой смеси 27
2.9.Расчет шихты 27
2.10. Плавка и контроль расплава 29
2.11. Заливка форм и выбор ковша 31
2.12. Охлаждение отливок и выбивка их из формы 32
2.13. Очистка отливок 34
2.14. Дефекты литья 36
2.15. Контроль отливок 42
2.15. Исправление дефектов 44
111. Расчет программы цеха 48
1V. Проектирование плавильного отделения 53
V. Проектирование формовочного отделения 56
V1. Проектирование стержневого отделения 62
V11. Проектирование смесеприготовительного отделения 66
V111. Проектирование обрубочного отделения 69
1Х. Литьё в металлические формы 71
Х. Охрана труда и окружающей среды 82
Литература


1. Введение.

Метод литья является одним из старейших способов обработки, которым еще в древности пользовались для производства металлических изделий, сначала из меди и бронзы, а затем из чугуна, стали и других сплавов. Найдены бронзовые отливки, возраст которых более семи тысяч лет.
Первым литейным заводом, построенным в России по производству бронзовых отливок, был пушечно-литейный завод (Пушечная изба), построенный в Москве в 1479 году.
В 1596г русский мастер Андрей Чохов отлил из бронзы царь-пушку массой 40 тонн. Отец и сын Моторины 1736 году изготовили уникальную отливку - бронзовый царь-колокол массой 200тонн.
С развитием машиностроения, развивалось литейное производство. В настоящее время литейное производство занимает одно из ведущих мест в развитии современного машиностроения. Объясняется это тем, что метод литья является наиболее дешевым, а в ряде случаев и единственно возможным способом производства сложных изделий из металла.
Литейное производство цветных металлов и сплавов представлено тремя взаимосвязанными отраслями: производство сплавов, фасонно-литейное производство и производство слитков.
Производство сплавов имеет целью получение сплава заданного состава. Продукцией этой отрасли литейного производства являются слитки и, так называемые, чушки. Все они предназначены только для переплавки при приготовлении рабочих сплавов, из которых получают фасонные отливки или слитки.
Фасонно-литейное производство имеет целью получение фасонных отливок - литых изделий, близких по форме и размерам к будущим деталям.

Лист
3
Изм. Лист № Докум Подпись Дата


Производство слитков - это получение отливок- заготовок простейшей формы в виде параллелепипедов, сплошных и полых цилиндров. Слитки подвергают различным видам обработки давлеием: ковке, прокатке, прессованию. Из них получают листы, прутки, трубы, проволоку, фасонный профиль.
Литейное производство черных металлов и сплавов (чугуна и стали) в настоящее время представлено только фасонно-литейным производством.
Получение сплавов на основе железа
доменного чугуна, стали и ферросплавов относится к металлургическому производству, также как и получение стальных слитков.
В подавляющем большинстве случаев литые заготовки и изделия получают не из чистых металлов, а из сплавов.
Металлический сплав в твердом состоянии представляет собой раствор или
микроскопически однородную смесь металлов и металлоидов, их взаимных растворов или соединений.
Металлоиды, входящие в состав металлических сплавов: - углерод, кремний, бор, кислород, сера, азот, фосфор и некоторые другие. Сплавы получают название по основе металлу, составляющему в сплаве более 50% или содержащемуся в наибольшем количестве.
Некоторые сплавы носят специальные названия: чугун, сталь, латунь, бронза, силумин.
Элементы, вводимые в сплав специально, называют легирующими.
Кроме основы сплава и легирующих элементов, в сплавах всегда содержится некоторое количество примесей, поскольку абсолютно чистых веществ в природе не существует.
Состав сплава в технике обычно выражают в процентах по массе. При этом указывают верхний и нижний предел содержания легирующих элементов, основа сплава составляет разницу между 100% и суммой легирующих элементов. Содержание примесей указывают, обычно по верхнему допустимому пределу.

Лист
4
Изм. Лист № Докум Подпись Дата


Для рационального построения общей технологии получения отливок необходимо знать свойства самого сплава и свойства компонентов и примесей, входящих в его состав.

Литература
1. Анисимов Н.Ф., Благов Б.Н. , Проектирование литых деталей, Машиностроение, 1967.
2. Орлов Н.Д , Чурсин В.М.Справочник литейщика. Фасонное литьё из сплавов тяжелых цветных металлов. -М. : Машиностроение,1971.
3. Титов Н.Д., Степанов Ю.А., Технология литейного производства, Машиностроение, 1974.
4. Липницкий А.М., Морозов И.В., Справочник молодого литейщика, Машиностроение, 1976.
5. Фоменко С.И., Балакин И.Я., Докторович А.С., Костров Л.Н., Очистка отливок, Машиностроение, 1969.
6. Поляков Д.С., Тарский В.Л., Литейные модельные комплекты, издательство «Высшая школа», 1967.
7. Титов Н.Д. , Технология литейного производства, Машиностроение, 1968.
8. Крымов В.Г., Фишкин Ю.Е., Изготовление литейных стержней, Москва, «Высшая школа».
9. Проектирование машиностроительных заводов и цехов: в 6 т.Т.2. Проектирование литейных цехов и заводов. Под редакцией В.Н. Шестопала.- М.: Машиностроение, 1974.
10. Степанов Ю.А., Семенов В.И. Формовочные материалы. - М. : Машиностроение, 1969
11. ГОСТ3.1105-90.ЕСТД. Формы и правила оформления документов общего назначения.- Изд-во стандартов , 1992.
12. ГОСТ3.1401-86. ЕСТД. Правила оформления документов на литье,- М. - Изд-во стандартов , 1988.
13. ГОСТ 3.1502-85 ЕСТД. Правила оформления документов на технические конструкции,- М. - Изд-во стандартов , 1986.
14. Технология литейного производства: Специальные виды литья / Под ред. Ю. А. Степанова. - М.: Машиностроение, 1983.