В форме должно быть минимальное число стержней (для уменьшения числа стержней следует применять болцаны).

При машинной формовке выбор поверхности разъема формы зависит от типа имеющихся формовочных машин. .

Выступающие части формы* (болваны) не должны быть высо­кими, иначе может произойти обвал формы. Практикой установлены следующие соотношения размеров болванов (рис. 140) для форм:

нижних Н с D и верхних Н «£ 0,3D. При ручной формовке эти соотношения уменьшают до 50%, а в случаях больших соотноше­ний HID применяют стержни.

При определении границ стержней необходимо стремиться к тому, чтобы в процессе изготовления небольшие и средние стержни кантовались не более одного раза. Стержень после извлечения его из ящика должен укладываться на сушильной плите в таком положении, в каком его ставят в форму. В этом случае красить, транспортиро­вать стержень значительно легче. При разработке конструкции ящика для изготовления крупного стержня, транспортируемого краном, стремятся устранить операцию кантовки.

смеси. Для отливок, в которых необходимо получить особо чистые внутренние поверхности, желательно применять оболочковые стер­жни из смесей на основе кварцевых или цирконовых песков й пуль- вербакелита в качестве связующего.

При выборе способа формовки следует стремиться к изготовле­нию форм и стержней на машинах: отливки получаются с минималь­ными припусками на механическую обработку й с более чистой поверхностью.

Габаритные размеры опок определяются габаритными разме­рами модели, числом моделей и их расположением в опоке, разме­рами литниковых систем и стержневых знаков.

Необходимо учитывать также массу собранной полуформы, грузоподъемность кранов, размеры формовочного стола на маши­нах и имеющихся опок. Кроме того, следует учитывать: 1) тол­щину слоя формовочной смеси вокруг отливки, который не разру­шался бы в процессе заливки металла в форму (расстояние от • отливки или модели до стенки опоки должно быть для опок: мел­ких 30—50 мм, средних 50—100 мм, крупных 100—150 мм); 2) рас­стояние от стержневого знака до боковой стенки опоки (примерно О—50 мм); .3) расстояние от модели до нижней или верхней пло­скости опоки (принимается для опок: мелких 40—60 мм, средних 60—120 мм, крупных 100—150 мм).

При формовке нескольких моделей в одной опоке расстояние между ними в плоскости разъема должно быть для тонкостенных отливок и неглубоких форм не менее 20 мм, толстостенных отливок и глубоких форм не менее 30 мм.

Разработку чертежа отливки производят в соответствии с нор­мами ЕСКД и РТМ 1—59 *. В массовом и серийном производстве разрабатывают специальный чертеж отливки, а в мелкосерийном и единичном производстве на чертеже детали указывают поверхность разъема модели и формы, положение отливки при заливке, припуски на механическую обработку, положение стержней и их знаки, отъемные части, прибыли, выпоры, литниковые каналы, приливы и холодильники.

Разъем модели и формы обозначают на чертеже детали во всех ее проекциях жирной синей линией. Положение отливки при за­ливке отмечается стрелками, а у линии разъема указывают «Верх» и «Низ». При неразъемной модели и несовпадении разъема формы с разъемом модели наносят линию разъема формы.

П р и п у с к и на механическую обработку указывают на чертеже детали красным карандашом и штрихуют только в плоскости разреза. Над знаками обработки дают величину припуска на механическую обработку, зависящую от рода металла (см. табл. 2—4).

Места установки стержней определяют по чер­тежу детали. Затем намечают предварительные границы между

188

основными стержнями, устанавливают назначение каждого стержня, условия его изготовления, число стержней, определяют способы изготовления и установки каркасов, вентиляции, состав смеси, условия сушки, контуры и размеры знаков, а также зазоры по кон­туру знаков для каждого стержня (ГОСТ 3606—57).

Контуры стержней указывают штриховкой детали синими линиями. Зазоры между знаками формы и стержней при­водят на чертеже только в случае отклонений от рекомендуемых нормалей. Места сопряжения стержней друг с другом обозначают

Техническая документация на изготовление отливок. После разработки технологического процесса на изготовление отливки и модельной оснастки приступают к составлению технологических карт в соответствии с требованиями ЕСТД.

Кроме того, в операционно-технологической карте кратко опи­сывают основные технологические операции (формовку, сборку

рабочих, часовую тарифную ставку и расценки на одну отливку.

Все указания должны быть обязательно выполнены.

Техническая документация включает также чертежи отливки, модельного комплекта, формы в сборе. '

На рис. 143 приведен технологический чертеж отливки шкива компрессора с припусками на механическую обработку (указаны . черным цветом), поверхностью разъема формы, формовочными укло­нами. На плитах с моделями отливки шкива закреплены и модели литниковой системы (рис. 144). Стержень для образования канавки в ободе шкива изготовляют в металлическом стержневом ящике (рис. 145), состоящем из двух частей, центрируемых штырем. Форма в сборе и сечения элементов литниковой системы приведены на рис. 146.

Глава IX технико-экономическая эффективность литейного производства

§ 1. Технико-экономические показатели

В Директивах XXIV съезда КПСС по 9-му пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР поставлены грандиозные за­дачи перед машиностроителями нашей страны. В 1971—1975 гг. предусматривается увеличить выпуск продукции по машинострое­нию и металлообработке в 1,7 раза. При этом производительность труда в машиностроении должна увеличиться в 1,5—1,8 раза. Эти задачи, как отмечается в Директивах XXIV съезда КПСС, мог\т быть решены на основе развития научно-технического прогресса, в частности, внедрения новой передовой технологии, превосходят и по своим технико-экономическим показателям лучшие отечествен­ные и мировые достижения.

Литейное производство поставляет литые заготовки практически для всех отраслей машиностроения и приборостроения. Поэтому повышение экономической эффективности литейного производства является важнейшей задачей литейщиков.

Каждое производственное предприятие работает на основе зада­ний государственного плана, который оно обязано выполнять, /используя выделенные государством средства производства и внут­ренние резервы. Выполняя план, предприятие должно добиваться наибольшей экономической эффективности при наименьших затра­тах. Поэтому весь коллектив предприятия должен строго соблю­дать режим экономии в расходовании материалов, топлива, электро­энергии, внедрять новейшие достижения науки и техники, передо­вого опыта, снижать себестоимость продукции.

Себестоимость продукции — это сумма затрат предприятия на производство и сбыт продукции. На величину себестоимости влияет любое изменение в процессах производства. Себестоимость продук-

ции снижается в результате роста Производительности труда, сокра­щения затрат на материалы,' топливо, электроэнергию, внедрения прогрессивных технологических процессов, комплексной механи­зации и автоматизации производства.

Важнейшими технико-экономическими показателями работы ли­тейного цеха являются следующие: выпуск годных отливок, т/год;

трудоемкость изготовления 1 т годных отливок, человеко-час, выпуск годных отливок с 1 м² общей площади литейного цеха, т; выпуск годных отливок на одного работающего в цехе, т/год; выпуск годных отливок на одного производственного рабочего, т/год;

цеховая себестоимость 1 т годных отливок, руб./т.

Цеховая себестоимость складывается из суммы затрат на основ­ные материалы (формовочные пески, глину, связующие, специаль­ные добавки в смеси, шихтовые материалы и т. д.), производственное топливо, заработную плату основных производственных рабочих (формовщиков, стерженщиков, плавильщиков, заливщиков, обрубу щиков и т. д.), а также цеховых накладных расходов (на сжатый воздух, воду, ремонт оборудования и оснастки, вспомогательные материалы, заработную плату вспомогательных рабочих и т. д.).'

Себестоимость отливок, как видно из изложенного выше, во мно- _ гом зависит от принятого варианта технологического процесса. Поэтому правильный выбор технологического процесса, экономи­чески оптимального для данных условий производства, является важнейшей задачей технолога-литейщика.

Для обеспечения высоких технико-экономических показателей производства предприятие должно систематически изыскивать воз­можности повышения производительности труда, увеличения объема выпускаемой продукции, улучшения ее качества, повышения эф- фективности использования основных фондов (оборудования, про­изводственных площадей и т. д.), улучшения использования обо­ротных средств (запасов материалов, топлива) и их экономии, снижения себестоимости выпускаемой продукции, повышения идейно-политического и ' профессионально-технического уровня рабочих, техников, инженеров, а также улучшения условий труда.,

Важнейшим условием обеспечения высоких технико-экономиче­ских показателей производства является внедрение системы внутри­заводского хозяйственного расчета. По каждому подразделению завода расходы на производство продукции должны укладываться" в установленную для него величину или быть меньше. >-

Сущность хозяйственного расчета заключается в организации работы, обеспечивающей выполнение плана при минимальных затратах на производство и сбыт продукции.

Различают хозяйственный расчет цехов, участков, бригад, от­дельных рабочих мест (индивидуально-бригадный хозяйственный расчет). '

При внедрении системы хозяйственного расчета цеха основными технико-экономическими показателями являются следующие: задание по объему производства (в тоннах отливок или их число в стоимостном выражении — рублях, нормо-часах, в определенной номенклатуре отливок);

лимиты (ограничения) численности рабочих и фонда заработной платы;

задание по производительности труда;

общая сумма затрат по работам, выполняемым данным цехом. Хозяйственный расчет участков и бригад включает меньшее число показателей, чем для цеха, а именно:

задания по объему производства (в тоннах или число годных от­ливок, установленных по номенклатуре);

общая сумма затрат на выполнение производственного задания. Например, для бригад, обслуживающих плавильные печи, уста­навливают нормы затрат шихтовых материалов, флюсов, энергии в количественном выражении (тоннах, киловатт-часах), а также в денежном выражении (рублях). При хозяйственном отношении к выполнению производственного задания технико-экономические показатели работы бригады, участка будут высокими.

Индивидуальный хозяйственный расчет является дальнейшей формой хозяйственного расчета в цехе, на участке, в бригаде. Эта форма хозяйственного расчета с каждым днем получает все более широкое развитие на передовых предприятиях нашей страны. Обычно индивидуальный хозяйственный расчет возникает по ини­циативе самих рабочих, проявляющих истинное коммунистическое отношение к труду, берущих на себя социалистические обязатель­ства: добиться определенной экономии при выполнении производ­ственных заданий.

Коммунистическое отношение к труду наиболее'полно раскры­вается в массовом социалистическом соревновании, которое стало важнейшим фактором успешного выполнения и перевыполнения народнохозяйственных планов, роста производительности труда, укрепления социалистической экономики нашей Родины.

§ 2. Экономичность технологического процесса изготовления отливок

Экономичность технологического процесса изготовления отли­вок зависит от большого числа факторов: сложности конфигурации отливки, ее массы и размеров, состава сплава, характера производ­ства (единичное, серийное, массовое), способа изготовления формы, стержней и т. д.

Один из важных факторов, влияющих на технико-экономические показатели, — это технологичность конструкции отливки, т. е. степень ее соответствия оптимальным производственно-технологи­ческим условиям изготовления при заданной программе выпуска. Технологичность конструкции отливки — понятие комплексное;

его можно оценить с помощью показателей технологичности. Пока­затели технологичности делят на две группы: расходные и унифи- кационные. Расходные показатели определяют трудоемкость, ме­таллоемкость, себестоимость отливки. Чем ниже трудоемкость, металлоемкость, себестоимость отливки при изготовлении в литей­ном цехе, а также трудоемкость, величина припусков на обработку, себестоимость обработки отливки в механическом цехе, тем более технологична ее конструкция.

Унификационные показатели определяют возможность типиза­ции и стандартизации отдельных узлов отливки (платики, бобышки, диаметры отверстий, толщины стенок), что позволяет применять типовые технологические процессы, оснастку и приспособления при ее изготовлении в литейном цехе и при ее последующей механиче­ской обработке, снизить себестоимость отливок и повысить технико­экономические показатели.

Общие принципы создания технологичных отливок и примеры технологичных и нетехнологичных конструкций отливок в зави­симости от способа изготовления и состава сплава были рассмотрены в соответствующих разделах. Следует отметить, что технологич­ность конструкции отливки, правильность найденного конструкто­ром решения должны оцениваться технологами-литейщиками, спе­циалистами по термической и механической обработке. Только после такого анализа выбирают вариант конструкции отливки, обеспе­чивающий высокие эксплуатационные показатели, минимальную трудоемкость технологического процесса изготовления отливки, термической и механической обработки.

Часто бывает так, что при заданной программе выпуска в усло­виях данного производства изготовление той или иной отливки экономически нецелесообразно. В этом случае заменяют литую де­таль сварной,-сварно-литой или кованой. При необходимости выпол­нения детали именно в литом варианте передают заказ на ее изготов­ление другому литейному цеху или специализированному заводу.

Важным моментом является выбор материала для изготовления отливки. Чугун обладает хорошими технологическими свойствами, отливки из него дешевые. Выход годного при изготовлении из чу­гуна сложных отливок составляет 50—60%, простых отливок 75— 80%.

Отливки из стали более дорогие, так как требуются на плавку стали большие энергозатраты, повышается расход свежих формо­вочных материалов, увеличивается расход сплава на литниково- питающую систему. Выход годного составляет 35—70%.

Алюминиевые и магниевые сплавы дорогие, их применяют в слу­чаях, когда отливка должна обладать малой массой, определенной теплопроводностью, коррозионной стойкостью.

Медные сплавы дорогие, но обладают рядом ценных свойств — высокой теплопроводностью, электропроводностью, коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения, их применяют в спе­циальных конструкциях машин.

Если принять стоимость 1 т отливок из чугуна за единицу, то относительная стоимость отливок из различных сплавов будет:

Итого... 40 , 26

При оценке целесообразности перевода деталей на литье в ме­таллические формы (кокили) следует учитывать, что при литье в кокиль в 2—3 раза уменьшаются припуски на механическую обработку и увеличивается выход годного до 75—90%, резко сокра­щается, а иногда и полностью устраняется необходимость приме­нения формовочных и стержневых смесей, исключаются трудоемкие операции формовки, сборки и выбивки форм, что создает условия для полной механизации и автоматизации технологического про­цесса .

Наряду с этим следует учитывать высокую стоимость металли­ческих форм и их ограниченную стойкость. Например, при литье чугуна серийность должна составлять не менее 400 отливок в год, а при литье алюминиевых сплавов 400—700 отливок в год. Поэтому важными практическими задачами расширения области применения этого прогрессивного технологического процесса являются изыска­ния способов повышения стойкости металлических форм и уменьше­ния трудоемкости их изготовления. Однако достигнутый уровень технологии и автоматизации литья в металлические формы позво­ляет снизить себестоимость изготовления отливок на 15—30% по сравнению с литьем в песчаные формы.

При оценке целесообразности перевода деталей на литье под давлением также следует анализировать достоинства и недостатки этого способа.

Вследствие высокой стоимости пресс-форм применять литье под давлением целесообразно в массовом и крупносерийном производ­стве отливок из легких сплавов (алюминиевых и магниевых), цинко­вых и медных. Возможность полной автоматизации технологиче­ского процесса, начиная от заливки металла в форму и кончая об­рубкой и зачисткой заусенцев, открывает широкие перспективы использования этого прогрессивного способа литья.

Себестоимость отливок, полученных литьем под давлением, также зависит от серийности выпуска, сложности конфигурации, массы, состава сплава и других показателей.

При оценке экономической целесообразности перевода отливки с существующего технологического процесса на новый, проектируе­мый, пользуются единой методикой определения экономической эффективности внедрения новой техники, механизации и автома­тизации в промышленности. Для этого подсчитывают себестоимость изготовления отливки по каждому варианту технологического процесса. Ожидаемый годовой экономический эффект (в рублях) от внедрения новой технологии определяют по формуле

Э=[(С₁ + ЕК₁)-(С_й + ЕК4 \N,

где N — годовая программа выпуска отливок, шт.; С_х — себе­стоимость 1 т отливок по старой технологии, руб.; С₂ — себестои­мость 1 т отливок по новой технологии, руб.; /С₂ — основные фонды на 1 т отливок по старой и новой технологии соответственно; Е — нормативный коэффициент экономической эффективности.

Рентабельность технологического процесса по основным фондам определяют по формуле

Р_ 10 % себестоимости т—• Основные фонды

Если ожидаемый экономический эффект достаточно высок, чтобы рентабельность соответствовала установленным нормам, новый технологический процесс должен быть внедрен в производ­ство.

§ 3. Пути повышения экономической эффективности литейной технологии

Пути повышения экономической эффективности производства четко определены Директивами XXIV съезда КПСС. Основой повышения экономической эффективности является технический прогресс. Технический прогресс — это процесс совершенствования производства, технологических методов и форм организации труда и производства, состоящий в непрерывном совершенствовании производства на базе новой техники, научных достижений и пере­дового опыта.

Технический прогресс включает создание новых, прогрессивных методов производства (новых машин, материалов), технологических процессов обработки материалов, новых форм организации труда и производства, обеспечивающих наиболее высокую производитель­ность труда.

К основным направлениям технического прогресса относятся:

1. Электрификация производства — широкое применение элек­трической энергии для технологических процессов, орудий труда, управления и контроля производства. Например, в Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития на 1971— 1975 гг. указывается на необходимость широкого внедрения элект­рических индукционных печей для плавки, особенно чугуна. Это, как указывалось ранее, позволяет повысить качество чугунных- отливок, сократить расход топлива, более успешно внедрять ав­томатизацию процессов, повысить экономическую эффективность.