
- •1 Информационно-аналитический обзор состояния вопроса 9
- •2 Исследовательская часть 34
- •3 Технический проект (технологическая часть) 65
- •4 Безопасность и экологичность 90
- •5 Экономическая часть 103
- •Введение
- •1 Информационно-аналитический обзор состояния вопроса
- •Литье под давлением на машинах литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования
- •1.1.1 Технология литья под давлением алюминиевых сплавов
- •1.1.2 Технологическая оснастка для литья под давлением алюминиевых сплавов
- •1.1.3 Машины литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования
- •1.2 Поршневая пара машины литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования
- •1.2.1 Варианты конструкции поршневой пары
- •1.2.2 Способы производства заготовок деталей поршневой пары
- •1.2.3 Особенности эксплуатации поршневой пары
- •1.3. Проблема эксплуатационной стойкости поршневой пары машины лпд и опыт ее решения
- •1.3.1 Эксплуатационная стойкость поршневой пары
- •1.3.2 Основные методы повышения эксплуатационной стойкости поршневой пары
- •1.4 Ключевые характеристики работы
- •2 Исследовательская часть
- •2.1 Условия эксплуатации поршневой пары: тепловой, механический и триботехнический аспекты
- •2.1.1 Тепловой аспект
- •2.1.2 Механический аспект
- •2.1.3 Триботехнический аспект
- •2.2 Разработка вариантов конструкции биметаллического пресс – поршня
- •2.2.1 Базовый вариант конструкции пресс – поршня
- •2.2.2 Вариант конструкции биметаллического пресс – поршня №1
- •2.2.3 Вариант конструкции биметаллического пресс – поршня №2
- •2.3 Сравнительная оценка поршневой пары, выполненной по новым и базовому вариантам
- •2.3.1 Расчеты для базовой конструкции пресс-поршня и конструкции биметаллического пресс-поршня №1 и №2
- •2.3.1.1 Расчеты для базовой конструкции пресс-поршня
- •2.3.1.2 Расчеты для конструкции биметаллического пресс-поршня №1
- •2.3.1.3 Расчеты для конструкции биметаллического пресс-поршня №2
- •2.3.2 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №1 и №2
- •2.3.2.1 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №1
- •2.3.2.2 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №2
- •2.3.3 Сравнительная оценка
- •2.4 Выбор технологии производства литой заготовки биметаллического пресс-поршня
- •2.5 Результаты промышленного опробования на базовом предприятии
- •2.6.4 Задача технического решения
- •2.6.5 Техническая сущность технического решения
- •2.6.6 Формула технического решения
- •2.7 Выводы по главе 2
- •3 Технический проект (технологическая часть)
- •3.1 Материал «рубашки» пресс-поршня и его характеристика
- •3.2 Плавильный агрегат
- •3.2.1 Общие сведения
- •3.2.2 Футеровка печи
- •3.3 Расчет шихты, требования к компонентам шихты, их подготовка
- •3.4 Технология плавки
- •3.5 Конструирование отливки
- •3.5.1 Оценка технологичности детали и меры ее повышения для получения литой заготовки
- •3.5.2 Выбор способа литья, определение количества отливок в металлической форме
- •3.5.3 Выбор положения отливки в кокиле и поверхности разъема кокиля и модели.
- •3.6 Определение припусков на механическую обработку, литейных баз, баз механической обработки
- •3.7 Определение конфигурации и количества стержней, их крепление, фиксация, вентиляция и армирование.
- •3.8 Литниково-питающей система
- •3.8.1 Расчет времени заливки кокиля
- •3.8.2 Определение тепловых узлов, конструирование и расчет прибылей.
- •3.8.3 Выбор литниковой системы, назначение и конструкции ее элементов, определение мест подвода расплава к полости кокиля
- •Параметры литниковой системы
- •3.8.3.2 Расчет выхода годного литья для спроектированной технологии
- •3.9 Изготовления кокиля
- •Латунная оболочка(латунная рубашка),
- •Стержень (базовый пресс-поршень)
- •3.10 Стержень
- •3.13 Компьютерного моделирование заполнения литейной формы с помощью программного пакета lvmFlow
- •3.14 Выводы по главе 3
- •4 Безопасность и экологичность
- •4.1 Оценка опасных и вредных производственных факторов
- •4.2 Техника безопасности
- •4.2.1 Безопасность технологического процесса
- •4.2.2 Безопасность эксплуатации грузоподъемного оборудования
- •4.2.4 Пожарная безопасность
- •Производственная санитария
- •4.3.1 Микроклимат в производственных помещениях
- •4.3.2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и вентиляция помещений
- •4.4 Вредные вещества в воздухе рабочей зоны
- •4.5 Освещение
- •4.5.1 Рекомендуемые источники света для производственных помещений
- •4.6 Вентиляция
- •4.7 Шум и вибрация
- •2. Вентиляция
- •4.8 Безопасность оборудования
- •4.9 Безопасность производственных процессов
- •4.10 Защита окружающей среды
- •4.10.1 Источники загрязнения окружающей среды
- •4.10.2 Мероприятия по защите атмосферного воздуха
- •4.10.3 Мероприятия по защите водного бассейна
- •4.10.4 Утилизация твердых отходов
- •5 Экономическая часть
- •5.1 Выбор метода сравнительной оценки вариантов
- •5.2 Оценка технологической себестоимости по базовому и предлагаемому вариантам
- •5.2.1 Затраты на вспомогательные материалы
- •5.2.2 Затраты на технологическую электроэнергию
- •5.7 Вывод по главе 5
3.4 Технология плавки
Выплавка латуни марки ЛМцСКА на предприятии происходит по следующему алгоритму:
1. Загрузка шихты производится в вручную, в тигель плавильной печи;
2. Плавка загруженной шихты;
3. Плавку ведут под слоем древесного угля;
4. Повышение температуру расплава до Т = 960 °С;
5. За 30 минут до начала заливки отливки сплав производиться раскисление цинком из расчета 2 кг на 100 кг расплава. Допускается использовать фтористую медь в количестве 0,2% от массы металла в печи (0,2 кг на 100 кг сплава). Цинк водиться с помощью клещей под зеркало расплава, размешивается до полного растворения;
6. На зеркало расплава присыпается древесный угль размером куска 10-20 мм, по мере сгорания древесного угля (через 1,5 – 2 часа) снимается шлак, далее производится загрузка новой порции древесного угля на зеркало расплава.
7. Берется проба на химический анализ.
Разливочный литейный ковш, используемый на ОАО «АПЗ», имеет чайниковую форму, слив ЛМцСКА осуществляется через сливной носок при наклоне ковша. Для задержки шлака в ковше предусмотрены огнеупорные перегородки.
Емкость используемого разливочного литейного ковша — 100 кг. На рисунке 3.2 представлен ковш поворотного типа для разливки ЛМцСКА.
Рисунок 3.2 – Ковш, используемый
для разливки ЛМцСКА
3.5 Конструирование отливки
3.5.1 Оценка технологичности детали и меры ее повышения для получения литой заготовки
Разработку технологического процесса изготовления отливки начинают с анализа технологичности конструкции детали. Качество современного изделия характеризуется большим разнообразием свойств, одним из которых является технологичность. Стандартное определение понятия технологичности конструкций содержит исходный принцип подхода сокращения материальных и трудовых затрат во всех сферах проявления свойств конструкций.
Технологичность по ГОСТ 14205-83 рассматривается как совокупность свойств конструкций изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций и изделий того же назначения при обеспечении установочных значений показателей качества в принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.
Технологичной называют такую деталь или составляющих её элементов, которая обеспечивает заданные эксплуатационные свойства продукции и позволяет при данной серийности изготовить её с минимальными затратами. Отливка считается технологичной, если она имеет простые и прямолинейные контуры, облегчающие изготовление модельного комплекта, сборки и отчистки отливок, рациональную толщину стенок в различных сечениях, обеспечивающих прочность конструкции и возможность заполнения формы металлом; плавные переходы в сопрягаемых участках, способствующих снижению внутренних напряжений. При наличии отклонений от выше указанных требований должен быть поставлен вопрос о внесении в конструкцию детали необходимых изменений [30].
Биметаллическая отливка «Пресс-поршень» масса 1,5 кг, материал ЛМцСКА ГОСТ 1020-97. Отливка имеет простую конфигурацию. Преобладающая толщина стенки отливки 5 мм. Габаритные размеры ø100115 мм. Отверстия диаметром 95 мм, выполняются с помощью стального выработавшего свой эксплуатационный ресурс пресс-поршня выполняющий функцию литейного стержня. Отливка не имеет острых углов. Конструкция данной отливки позволяет создать направленное затвердевание, так как есть возможность расположить отливку таким образом, чтобы тонкие части располагались внизу, а более массивные вверху, рядом с питателем, при этом обеспечивается направленное последовательное затвердевание снизу вверх. Отливка имеет преимущественно одинаковые стенки, что упрощает условия изготовления литьем в кокиль, очистки, обрубки, а также не повышает литейные напряжения, образование трещин и других дефектов. Из этого делаем вывод, что конструкция данной отливки является технологичной с точки зрения простоты литья в кокиль, сборки и выбивки.