Литейное производство

Литейное производство является одним из основных видов заготовительного производства при изготовлении судовой арматуры. С помощью различных методов литья реализуется возможность получения объёмных заготовок со сложной геометрией поверхности, при этом затраты времени и материальных ресурсов на механическую обработку литых заготовок в 1,5-2,0 раза меньше по сравнению с соответствующими затратами на механическую обработку однотипных изделий, изготавливаемых из деформируемых заготовок.

В производственных процессах получения литейных заготовок для изделий судовой арматуры используются различные технологические методы литья:

- в песчано-глинистые или земляные формы;

- в кокиль;

- в вакуумно-пленочные формы;

- в оболочковые формы;

- под давлением;

- с вакуумированием;

- центробежное;

- по выплавляемым моделям.

Метод литья в песчано-глинистые или земляные формышироко распространен на протяжении многих столетий, является простым и хорошо отработанным технологическим. Этот метод одинаково применим для литья чёрных и цветных металлов и сплавов. Формообразование внутренних и наружной поверхностей литейной формы обеспечивается за счёт уплотнения связующего (песка, пеcчано-глинистой смеси или земли) с помощью модели отливаемого изделия и специальных стержней. После заливки жидкий металл охлаждается в форме и затвердевает, образуя отливку, извлекаемую из формы после полного остывания. Основные этапы этого вида литья – получение модели, изготовление литейной оснастки, формовка смеси, заливка металла, извлечение отливки из формы и ее обработка (обрубка).

Недостатком данного метода является сравнительно низкое качество получаемой поверхности выплавляемых деталей, шероховатость которой обеспечивается в диапазоне Rz 80-160 мкм. Кроме того, данный метод целесообразно применять исключительно для единичных (не серийных) заготовок с относительно высокими массо – габаритными показателями, поскольку литейная форма разрушается в процессе извлечения отливки.

Литье в кокиль заключается в получении отливки путем свободной заливки расплава в металлическую форму - кокиль.

Этот способ литья применяют при серийном производстве. Процесс литья в кокиль - малооперационный. Манипуляторные операции достаточно просты и кратковременны, а лимитирующей по продолжительности операцией является охлаждение отливки в форме до заданной температуры. Практически все операции могут быть выполнены механизмами машины или автоматической установки, что является существенным преимуществом способа. Кроме того, исключается трудоёмкий и материалоёмкий процесс изготовления формы: кокиль используется многократно. Расплав заливают в кокиль через литниковую систему, выполненную в его стенках, а питание массивных узлов отливки осуществляется из прибылей (питающих выпоров). При заполнении кокиля расплавом воздух и газы удаляются из его рабочей полости через вентиляционные выпоры, пробки, каналы, образующие вентиляционную систему кокиля.

В зависимости от расположения поверхности разъема кокили бывают неразъемными, с вертикальной плоскостью разъема, с горизонтальной плоскостью разъема, со сложной поверхностью разъема. Неразъемные, или вытряхные, кокили применяют, когда конструкция отливки может быть удалена из плоскости кокиля без его разъема. В зависимости от способа охлаждения различают кокили с воздушным, жидкостным и с комбинированным охлаждением. Водяное охлаждение используют обычно для повышения скорости охлаждения отливки или ее отдельных частей.

Метод литья в вакуумно-пленочные формыоснован на использовании для изготовления литейных форм сухого кварцевого песка или другого огнеупорного наполнителя (без связующего) и синтетической этиленвинилацетатной пленки. Сущность процесса вакуумно-пленочной формовки (ВПФ) заключается в том, что упрочнение литейной формы осуществляется за счет разницы давления между атмосферой и разряжением внутри материала формы.

Последовательность операций при изготовлении форм методом ВПФ заключается в следующем:

― модельная плита изготавливается в виде герметичной коробки, внутренняя полость которой соединена с атмосферой сквозными каналами (вентами), шириной 0,3 - 0,5 мм, выполненными в плите и в модели, а через клапан соединена с вакуумной системой;

― над модельной плитой устанавливается нагреватель удельной мощностью 15-20 кВт/м2, с помощью которого пленка разогревается до 120 °С и переходит в пластическое состояние, затем она накладывается на плиту с моделями и с помощью созданного разряжения присасывается к поверхности моделей и плиты;

― на пленку наносится слой 0,25 - 0,4 мм противопригарного покрытия с помощью пульверизатора безвоздушного напыления и просушивается горячим воздухом при температуре 65 - 70 °С;

― на модельную плиту устанавливается опока специальной конструкции со встроенными фильтрами и клапанами;

― в опоку засыпается сухой огнеупорный наполнитель без связующего и уплотняется на вибростоле;

― если необходимо, отформовывается литниковая воронка, затем избыток песка удаляется, накладывается пластичная пленка меньшей толщины и более низкого качества, опока подключается к вакуумной системе, при этом модельная плита соединяется с атмосферой;

― полуформа снимается с модельной плиты, при этом опока должна быть постоянно соединена с вакуумной системой;

― нижняя полуформа изготовляется аналогично верхней полуформе;

― проставляются стержни;

― форма собирается и заливается металлом;

― после охлаждения форма подается на выбивку литья;

― отливки передаются на обрубку и очистку, а песок подготавливается и передается для повторного использования.

Литье в оболочковую формупроцесс получения металлической отливки в тонкостенной форме-оболочке толщиной 6-15 мм. Форма изготавливается с использованием модели из высокопрочных песчано-смоляных смесей и состоит из двух оболочковых полуформ, соединенных по линии разъема путем склеивания или при помощи скоб-струбцин.

Литье под давлениемзаключается в получении относительно небольших отливок, как правило, из цветных сплавов (алюминиевых, медных и свинцово - оловянных) в стальных пресс-формах. Расплавленный металл заполняет пресс-форму под давлением от 7 до 700 МПа, что позволяет получать отливки, максимально приближающиеся по форме, массе и размерам к готовой детали. Литье с вакуумированиемявляется специфичным и сравнительно сложным методом заливки расплавленного металла в специальные формы.



Сплавы на основе титана, легированные стали и жаропрочные сплавы, плавятся в вакууме и заливаются в многократные формы, в которых с помощью систем вакуумирования создаётся необходимое разряжение. При этом методе значительно снижается содержание растворённых газов в металле. В арматуростроении метод вакуумной заливки используется ограниченно при изготовлении отливок из титановых сплавов.

Центробежный метод литья (центробежное литье)используется для получения отливок, имеющих форму тел вращения из чугуна, стали, бронзы и алюминия. Расплавленный металл заливают в металлическую форму, вращающуюся со скоростью до 3000 об/мин. Под действием центробежной силы расплав распределяется по внутренней поверхности формы и, кристаллизуясь, образует отливку. Центробежным способом можно получить биметаллические заготовки, что достигается поочередной заливкой в форму различных сплавов. Кристаллизация расплава в металлической форме под действием центробежной силы обеспечивает получение плотных отливок.

Литье по выплавляемым моделям состоит в том, что по неразъемной легкоплавкой модели изготавливают неразъемную разовую форму. В пресс-формы (обычно металлические) запрессовывают модельный состав, который после затвердевания образует модели деталей и литниковой системы. Модельный состав удаляют, чаще всего выплавляя его в горячей воде. Полученные оболочки прокаливают при температуре 800—1000°С и заливают металлом.

Все перечисленные методы и способы литья имеют применение в арматуростроении.

Модельный участок

Модельный участок обеспечивает весь технологический цикл изготовления деревянных, металлических, полимерных и иных моделей, используемых при реализации методов литья в песчано – глинистые, земляные, вакуумно – плёночные и оболочковые формы, а также выплавляемых моделей.

В современном модельном производстве должно быть сведено к минимуму количество изготовляемых моделей из дерева (рис. 7), деревянными должны быть оставлены только модельные плиты, элементы литниковых систем и обвязки модельных комплектов. Это обусловлено ограниченным сроком годности деревянных комплектов, зависящим от частоты использования моделей, сроков и условий их хранения. В настоящее время альтернативой древесине могут служить некоторые полимерные материалы различной твёрдости и прочности, способные может по своим свойствам имитировать дерево и металлы (рис. 8). Модели, в зависимости от сложности, лучше всего обрабатывать на 3-х координатных станках с ЧПУ.

Рисунок 7. Деревянная модель крупногабаритного корпуса клапана.

Рисунок 8. Пластиковая модельная оснастка крупногабаритного корпуса клапана.

Кроме того, модельный участок должен иметь установку прототипирования трёхмерных моделей (3-D, рисунок 9).

Рисунок 9. Машина объёмного прототипирования.

Внедрение в производство технологии изготовления моделей на системах трёхмерной печати – одно из наиболее перспективных направлений развития модельного производства. Такая технология может быть с успехом использована, в частности, при изготовлении выплавляемых моделей. Установка обеспечивает быстрое изготовление физических моделей при низкой стоимости оборудования и расходных материалов, простоте в эксплуатации. В основе изготовления моделей методом объёмной печати лежат две основополагающих идеи:

- порошково-струйная технология, которая базируется на принципе равномерного распределения слоя порошка в плоскости. Печатающая головка распыляет на порошок клеящие вещество согласно алгоритму построения данного слоя, затем плоскость построения опускается на следующий уровень, и процесс повторяется. По окончании печати получается модель, которая засыпана порошком, не покрытым клеящим составом. Модель извлекается и далее проводится её финишная обработка соответствующей пропиткой, чтобы придать модели определённые физические характеристики (дополнительную твёрдость, эластичность, влагоустойчивость и т.д.). Использование специального порошка на основе гипса с добавками литейного песка позволяет создавать модели, выдерживающие температуру до 850С.

- полимерная технология основана на принципе распыления жидкого полимера в плоскости построения и последующей его полимеризации под воздействием УФ ламп. Этот метод исключает финишную обработку моделей.

Основными производителями данных технологий сегодня являются компании Z Corporation (США) и Objet Geometriies (Израиль).

На участке предусматриваются места хранения исходных материалов, инструмента и готовой продукции – моделей.

Участок должен быть оснащён мостовым краном (в составе цеха) г/п 5 тс. Основной вид транспортирования – электрокары. Завоз материалов осуществляется автотранспортом.

Схема модельного участка представлена на рисунке 10, состав оборудования приведён в таблице 17.

 

 


1 – стеллажи для деревянных пиломатериалов; 2 – печь для сушки пиломатериалов; 3 – станок пильный дисковый; 4 – станок ленточно-пильный; 5 – станок фуговальный; 6 – станок токарный по дереву; 7 – стол разметочный с рейсмусом; 8 – станок фрезерно-модельный; 9 – станок токарно-фрезерный с ЧПУ; 10 – станок сверлильный; 11 – станок радиально-сверлильный; 12 – станок заточной; 13 – стол сборочный; 14 – сушило для модельных заготовок; 15 – стол для временного хранения; 16 – стол с краскопультом; 17 – шкаф для хранения лакокрасочных материалов и технических средств нанесения лакокрасочных материалов; 18 – стеллажи для хранения деревянных моделей; 19 – стеллаж для хранения пластика; 20 – стеллаж для хранения полимерных материалов; 21 – стеллаж для хранения металлических заготовок; 22 - стеллаж для хранения жидких и сыпучих материалов (гипс, цемент, порошок для струйного напыления и т.п.); 23 – установка-принтер для прототипирования моделей в формате 3D; 24 – станок токарный; 25 – станок (центр) 3-х координатный с ЧПУ; 26 – станок фрезерный вертикальный; 27 – станок радиально-сверлильный; 28 – станок координатно-расточной; 29 – станок шлифовальный; 30 – плита разметочная; 31 – станок токарный с ЧПУ; 32 – станок фрезерный горизонтальный.

Рисунок 10. Схема модельного участка

 

Таблица 17. Модельный участок. Состав оборудования

Наименование оборудования Модель Производитель Страна Мощность, кВт Габариты, мм / масса, кг Количество (с учётом К-загрузки) Стоимость (в ценах на 01.09.2008г.), тыс.руб. Факт наличия
ВТ ВТС Гражд. Общ. ВТ ВТС Гражд. Общ.
1. Стеллажи для деревянных пиломатериалов - собственного изготовления - 2000х1800х1000/350 0.5 1.5    
2. Печь для сушки пиломатериалов ЭСК-6 ООО «Таюр» 1,5 2000х1500х1000/240 0.3 0.7    
3. Станок пильный дисковый ЦМ-150(К) OOO “Кировский станкозавод”, Россия 2,0 1200х1000х1000/325 0.5 1.5 49,5    
4. Станок ленточно-пильный ЛПС-ДМ(К) OOO “Кировский станкозавод”, Россия 2,0 1200х1000х1000/420 0.5 1.5 49,0    
5. Станок фуговальный СФ-4K OOO “Кировский станкозавод”, Россия 2,5 2000х1500х1500/720 0.5 1.5    
6. Станок токарный по дереву ТД40 OOO “Кировский станкозавод”, Россия 5,6 2200х1500х1000/1800 0.5 1.5    
7. Стол разметочный с рейсмусом - ОАО «Техприбор» РБ   1500х1000Х800/340 0.5 1.5    
8. Станок фрезерно-модельный (станок фрезерный деревообрабатывающий с копировальным устройством) Ф130-03 Республика Беларусь, ОАО “Техноприбор” 7,5 2200х1500х1700/3500 0.5 1.5    
9. Станок токарно-фрезерный с ЧПУ КТФ-7 НПФ «Прогресс» 2500х1700х1800/5500 0.3 0.7    
10. Станок сверлильный JDP-2800VS WMH Tool Group, Швейцария 1,5 1000х800х1500 / 230    
11. Станок радиально-сверлильный по дереву JDR-34F WMH Tool Group, Швейцария 1,2 1000х800х1500 / 230 0.3 0.7    
12. Станок заточной ВЗ-318 Виза-с, Республика Беларусь 1,2 800х600х 1200    
13. Стол сборочный - собственного изготовления   1400х700х700    
14. Сушило для модельных заготовок ШСП-0,25-2,0-1П   Уралэлектропечь, Россия 5,0 2000х2000х2000 / 1200 0.5 1.5    
15. Стол для временного хранения - собственного изготовления 1400х700х700/150 0.3 0.7    
16. Стол с краскопультом - собственного изготовления 1500х1800х800/220    
17. Шкаф для хранения лакокрасочных материалов и технических средств нанесения лакокрасочных материалов - собственного изготовления 1500х1500х1000/500 0.3 0.7    
18. Стеллажи для хранения деревянных моделей - собственного изготовления 1500х1500х1000/280    
19. Стеллаж для хранения пластика   собственного изготовления 1500х1500х1000/280 0.3 0.7    
20. Стеллаж для хранения полимерных материалов - собственного изготовления 1500х1500х1000/280 0.3 0.7    
21. Стеллаж для хранения металлических заготовок - собственного изготовления 1500х1800х1000/280 0.3 0.7    
22. Стеллаж для хранения жидких и сыпучих материалов (гипс, цемент, порошок для струйного напыления и т.п.) - собственного изготовления 1500х1800х1000/280 0.3 0.7    
23. Установка-принтер для прототипирования 3D моделей Eden 500V Objet Geometries, Израиль 0,5 1000х1000х1000/280 0.3 0.7    
24. Станок токарный Россия 7,5 2500х1800х1600/2500 0.5 1.5    
25. Станок (центр) 3-х координатный с ЧПУ ИСП1260 ОАО "Ивановский завод тяжелого станкостроения" 11,0 2500х2200х200/2300 0.3 0.7    
26. Станок фрезерный вертикальный 6Т12/6T13 ЗАО "Нижегородский Завод фрезерных станков", Россия 11,0 2500х1800х1200 / 3500 0.3 0.7    
27. Станок радиально-сверлильный SRB50 ОАО "Стерли-тамак -М.Т.Е", Россия 1,2 100х800х1500 0.3 0.7    
28. Станок координатно-расточной Premium 2017 Станок координатно-расточный 7,5 2200х1700х1500/2300 0.3 0.7    
29. Станок шлифовальный ШлПС(К) OOO “Кировский станкозавод 5,0 2000х1500х1500/400 0.3 0.7    
30. Плита разметочная   Собственного изготовления 1000х1000х1000/180 0.3 0.7    
31. Станок токарный с ЧПУ CTX beta 1250 TC Gildemeister Drehmaschinen GmbH, Германия 15,0 3000х1500х1200/4200 0.3 0.7    
32. Станок фрезерный горизонтальный 6Т82 ЗАО "Ниже- городский Завод фрезерных станков", Россия 7,5 1500х1500х1500 / 1700 0.3 0.7    
  ИТОГО: 86 57238,5    

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Темпы роста судотроительной продукции | Участок подготовки формовочных материалов


Дата добавления: 2017-10-09; просмотров: 164; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2017 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.