- •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
4 Безопасность и экологичность
Цехи литья под давлением обычно состоят из трех основных производственных подразделений в соответствии с основными этапами изготовления отливок — плавка металла, собственно изготовление отливок на машинах литья под давлением и отделка отливок. Помимо основных отделений в цехе обычно предусматривают вспомогательные участки, склады и лаборатории: участок по доводке и ремонту пресс-форм и другой оснастки; участок ремонта оборудования; склады для хранения запасов материалов, пресс-форм и прочей оснастки; лаборатории, обслуживающие цех.
4.1 Оценка опасных и вредных производственных факторов
Согласно системе стандартов безопасности труда в соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: физические, химические, биологические, психофизиологические [33].
При выплавке цветных сплавов в плавильном цехе негативное воздействие оказывают:
1. Физические факторы (загрузка шихты в печь – повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; работа индукционной печи – повышенная температура воздуха рабочей зоны, повышенный уровень вибрации, шума; повышенная яркость света при заливке металла; недостаток естественного света в цехе);
2. Химические факторы (пыль проникает в организм человека через органы дыхания);
3. Психофизиологические факторы (физические и нервно-психические перегрузки человеческого организма; монотонность труда) [34].
4.2 Техника безопасности
4.2.1 Безопасность технологического процесса
Для получения отливок из сплавов на основе алюминия, магния и меди применяют машины с холодными камерами прессования (горизонтальными и вертикальными). Наиболее распространены машины с горизонтальными камерами прессования, как более производительные, имеющие меньшие потери теплоты и давления в литниковой системе.
Модель машины выбирают на основании известных расчетов требуемого давления прессования и необходимого запирающего усилия машины по площади проекции отливки с литниковой системой. Затем проверяют достаточность емкости камеры прессования этой машины при выбранном давлении прессования.
При определении емкости камеры прессования следует стремиться к уменьшению ее диаметра, так как при этом повышается давление на сплав и уменьшается объем пресс-остатка.
Пресс-формы — основная оснастка в цехах литья под давлением. Высокая стоимость и трудоемкость их изготовления нередко являются препятствием для перевода деталей на литье под давлением. Взаимодействие с жидким металлом способствует разрушению рабочей поверхности пресс- форм.
Заливка металла — важный этап процесса литья под давлением. Бесперебойное снабжение машины для литья под давлением жидким металлом обеспечивается применением раздаточных печей, находящихся у рабочих мест заливщиков. Из плавильного отделения к раздаточным печам подается жидкий металл. Температура сплава при поступлении в литник должна быть для данной отливки минимальной. Из печи забирают сплав с перегревом на 10 – 20 °С выше температуры кристаллизации.
Запрессовка ведется при кашеобразном состоянии сплава, так как чем ниже температура заливаемого сплава, тем выше качество отливки. У более холодного сплава меньше усадка, склонность к образованию трещин и, что не менее существенно, меньше приваривание сплава к пресс-форме, выше стойкость последней. В проектах следует предусматривать автоматизацию заливки металла в машины для литья под давлением для доз более 1 кг.
Финишные операции. У только что отлитых горячих отливок питатели и промывники легко обламываются, а у остывших отливок их удалить значительно труднее. Поэтому в цехах крупносерийного и массового производства прессы для ломки литников и обрубные прессы рекомендуется устанавливать рядом с литейной машиной и соединять с ней склизом, коротким рольгангом или конвейером. При таком расположении оборудования литники обламывает рабочий, обслуживающий машину для литья под давлением, а второй рабочий обрубает отливку на прессе.
Широко используют для обрезки прибылей токарные и фрезерные станки, в том числе специальные карусельные. Отделенные от отливок элементы литниковой системы и облой должны передаваться на шихтовый двор механизированным непрерывным транспортом. При серийном производстве наиболее распространена обрезка литников на вертикальных ленточных пилах.
Зачистку отливок при небольших объемах производства можно выполнять на двусторонних обдирочных станках с помощью дисковых напильников или абразивных кругов, а также пневматическими шарошками и зубилами.
Для проведения операций термической обработки участок оборудуют печами и ваннами различных конструкций. В крупных цехах иногда выделяется для термообработки специальный участок. Для алюминиевых отливок часто применяют закалку с 510—525° С в воду после выдержки в печи в течение 2 – 8 ч и последующее старение в течение 4 дней.