книги из ГПНТБ / Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов

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.

Рис. 144. Модельные плиты для изготовления, от­ ливки шкива:

дель шлакоуловителя

Технологическая карта является основным документом, в ко­ тором зафиксированы технологический процесс, методика и порядок всех операций изготовления отливки. В операционно-технологиче­ ской карте указывают наименование детали, тип формовочной ма­ шины, число деталей на изделие, черную и чистую массу, отливки, способ формовки (по-сырому и по-сухому, со стержнями или без стержней), число деталей и стержней в форме и т. д.

190

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

А-А

формы, изготовление и сушку стержней, заливку металла в формы, выбивку отливки из формы, отбивку или отрезку литников и при­ былей, выбивку стержней из отливки, очистку отливки и т. д.).

Ф70

В картах указывают оборудование, основной и вспомогатель­ ный инструмент, нормы выработки в смену, разряд рабочего, число

191

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 укло­ нами. На плитах с моделями отливки шкива закреплены и модели литниковой системы (рис. 144). Стержень для образования канавки

вободе шкцва изготовляют в металлическом стержневом ящике (рис. 145), состоящем из двух частей, центрируемых штырем. Форма

всборе и сечения элементов литниковой системы приведены на

рис. 146.

Г Л А В А I X

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

§1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ВДирективах XXIV съезда КПСС по 9-му пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР поставлены грандиозные за­ дачи перед машиностроителями нашей страны. В 1971—1975 гг. предусматривается увеличить выпуск продукции по машинострое­ нию 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, могут

быть решены на основе развития научно-технического прогресса, в частности, внедрения новой передовой технологии, превосходящей по своим технико-экономическим показателям лучшие отечествен­ ные и мировые достижения.

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

Каждое производственное предприятие работает на основе зада­ ний государственного плана, который оно обязано выполнять, используя-выделенные государством средства производства н внут­ ренние резервы. Выполняя план, предприятие должно добиваться наибольшей экономической эффективности при наименьших затра­ тах. Поэтому весь коллектив предприятия должен строго соблю­ дать режим экономии в расходовании материалов, топлива, электро­ энергии, внедрять новейшие достижения науки и техники, передо­ вого 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

192

ции снижается в результате роста производительности труда, сокра­ щения затрат на материалы, топливо, электроэнергию, внедрения прогрессивных технологических процессов, комплексной механи­ зации и автоматизации производства.

Важнейшими технико-экономическими показателями работы ли­ тейного 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 основ­ ные материалы (формовочные пески, глину, связующие, специаль­ ные добавки в смеси, шихтовые материалы и т. д.), производственное топливо, заработную плату основных производственных рабочих (формовщиков, стерженщиков, плавильщиков, заливщиков, обруб­ 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, экономи­ чески оптимального для данных условий производства, является важнейшей задачей технолога-литейщика.

Для обеспечения высоких технико-экономических показателей производства предприятие должно систематически изыскивать воз­ можности повышения производительности труда, увеличения объема выпускаемой продукции, улучшения ее качества, повышения эф­ фективности использования основных фондов (оборудования, про­ изводственных площадей и т. д.), улучшения использования обо­ ротных 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-экономиче­ ских показателей производства является внедрение системы внутри­ заводского 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, от­ дельных рабочих мест (индивидуально-бригадный хозяйственный расчет).

При внедрении системы хозяйственного расчета цеха основными техипко-экономпческнмн 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 от­ ливок, установленных по номенклатуре);

общая сумма затрат на выполнение производственного задания. Например, для бригад, обслуживающих плавильные печи, уста­

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 ини­ циативе самих рабочих, проявляющих истинное коммунистическое отношение к труду, берущих на себя социалистические обязатель­ ства: добиться определенной экономии при выполнении производ­ ственных заданий.

Коммунистическое отношение к труду наиболее полно раскры­ вается 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 отли­ вок зависит от большого числа факторов: сложности конфигурации отливки, ее массы и размеров, состава сплава, характера производ­ ства (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-технологи­ ческим условиям изготовления при заданной программе выпуска. Технологичность конструкции отливки — понятие комплексное;

194

его можно оценить с помощью показателей технологичности. Пока­ затели технологичности делят на две группы: расходные и уннфикацпонные. Расходные показатели определяют трудоемкость, ме­ таллоемкость, себестоимость отливки. Чем ниже трудоемкость, металлоемкость, себестоимость отливки при изготовлении в литей­ ном цехе, а также трудоемкость, величина припусков на обработку, себестоимость обработки отливки в механическом цехе, тем более технологична ее конструкция.

Унификацнонные показатели определяют возможность типиза­ ции и стандартизации отдельных узлов отливки (платикн, бобышки, диаметры отверстий, толщины стенок), что позволяет применять типовые технологические процессы, оснастку и приспособления при ее изготовлении в литейном цехе п при ее последующей механиче­ ской обработке, снизить себестоимость отливок и повысить технико­ экономические показатели.

Общие принципы создания технологичных отливок и примеры технологичных и нетехнологичных конструкций отливок в зави­ симости от способа изготовления и состава сплава были рассмотрены в соответствующих разделах. Следует отметить, что технологич­ ность конструкции отливки, правильность найденного конструкто­ ром решения должны оцениваться технологами-литейщиками, спе­ циалистами по термической и механической обработке. Только после такого анализа выбирают вариант конструкции отливки, обеспе­ чивающий высокие эксплуатационные показатели, минимальную трудоемкость технологического процесса изготовления отливки, термической и механической обработки.

Часто бывает так, что при заданной программе выпуска в усло­ виях данного производства изготовление той или иной отливки экономически нецелесообразно. В этом случае заменяют литую де­ таль сварной, сварно-литой или кованой. При необходимости выпол­ нения детали именно в литом варианте передают.заказ на ее изготов­ ление 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 чу­ гуна 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 формо­ вочных материалов, увеличивается расход сплава на литннковопитающую систему. Выход годного составляет 35—70%.

Алюминиевые и магниевые сплавы дорогие, их применяют в слу­ чаях, 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 спе­ циальных конструкциях машин.

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

Себестоимость отливок зависит также от способов их изготовле­ ния. Многие специальные способы литья позволяют повысить точ­ ность отливок, уменьшить припуски на механическую обработку, повысить производительность труда за счет автоматизации трудоем­ ких технологических операций. Однако окончательное решение о це­ лесообразности изготовления отливки тем или иным способом может быть принято только после подробного расчета технико-экономи­ ческой эффективности с учетом особенностей номенклатуры отливок и условий производства.

При увеличении серийности выпуска (объема производства) трудоемкость изготовления и себестоимость отливок уменьшаются, с уменьшением серийности выпуска трудоемкость изготовления и себестоимость отливок резко возрастают.

С уменьшением серийности увеличиваются удельные затраты на изготовление оснастки (моделей, стержневых ящиков, пресс-форм, кокилей и т. д.). В мелкосерийном производстве необходимо приме­ нять наиболее дешевую оснастку, изготовление которой требует минимальных затрат труда и материалов. Поэтому многие способы литья, требующие дорогостоящей оснастки (литье под давлением, в оболочковых формах), не применяют в единичном или мелкосерий­ ном производстве. Однако литейщики постоянно работают над со­ вершенствованием, упрощением и удешевлением технологической оснастки. Например, крупные единичные отливки можно изготов­ лять литьем в формы с газифицируемыми моделями. Трудоемкость изготовления таких моделей в 2—5 раз меньше, чем деревянных. Это позволяет резко сократить затраты труда, снизить себестои­ мость отливок и сократить .время их изготовления.

С увеличением серийности выпуска отливок экономически целе­ сообразно применять более совершенную, хотя и дорогостоящую оснастку. При этом экономически выгодно широко использовать автоматизацию производственных процессов, транспортных опера­ ций. В результате трудоемкость и себестоимость отливок могут быть резко снижены. Особенно значительный эффект снижения трудоемкости с увеличением серийности выпуска достигается при литье способами, требующими дорогостоящей оснастки. Ниже при­ веден пример изменения трудоемкости изготовления отливок по выплавляемым моделям в зависимости от серийности выпуска:

196

При оценке целесообразности перевода детален на литье в ме­ таллические формы (кокилн) следует учитывать, что при литье в кокиль в 2—3 раза уменьшаются припуски на механическую обработку и увеличивается выход годного до 75—90%, резко сокра­ щается, а иногда и полностью устраняется необходимость приме­ нения формовочных и стержневых смесей, исключаются трудоемкие операции формовки, сборки и выбивки форм, что создает условия для полной механизации и автоматизации технологического про­ цесса.

Наряду с этим следует учитывать высокую стоимость металли­ ческих 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 изыска­ ния способов повышения стойкости металлических форм и уменьше­ ния трудоемкости их изготовления. Однако достигнутый уровень технологии и автоматизации литья в металлические формы позво­ ляет 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 производ­ стве отливок из легких сплавов (алюминиевых и магниевых), цинко­ вых и медных. Возможность полной автоматизации технологиче­ ского процесса, начиная от заливки металла в форму и кончая об­ рубкой 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, проектируе­ мый, пользуются единой методикой определения экономической эффективности внедрения новой техники, механизации и автома­ тизации 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 + £/С1) - ( С а+ а д ] ^ |

где N — годовая программа выпуска отливок, шт.; Сх — себе­ стоимость 1 т отливок по старой технологии, руб.; С2 — себестои­ мость 1 т отливок по новой технологии, руб.; Ки /С2 — основные фонды на 1 т отливок по старой и новой технологии соответственно; Е — нормативный коэффициент экономической эффективности.

198

Рентабельность технологического процесса по основным фондам определяют по формуле

р _ 10% себестоимости Основные фонды

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

§ 3. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ э ф ф е к т и в н о с т и 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 пере­ дового опыта.

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

Косновным направлениям технического прогресса относятся:

1.Электрификация производства — широкое применение элек­ трической 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 элект­ рических индукционных печей для плавки, особенно чугуна. Это, как указывалось ранее, позволяет повысить качество чугунных отливок, сократить расход топлива, более успешно внедрять ав­ томатизацию процессов, повысить экономическую эффективность.

2.Комплексная механизация и автоматизация производства — замена ручного труда все более сложным комплексом машин-авто­ матов, выполняющих основные и вспомогательные технологические операции и процессы контроля и управления. Особенно важным это направление является для литейного производства, представляю­ щего комплекс трудоемких и тяжелых работ. Все более широко внедряются автоматические комплексы изготовления форм, приго­ товления формовочной и стержневой смеси, изготовления стерж­ ней, заливки металла в формы, выбивки и очистки отливок. За годы пятилетки в строй действующих вступят десятки автоматических линий, что существенно изменит облик литейного производства, позволит получать отливки высокого качества при высокой эконо­ мической эффективности, улучшит условия труда литейщиков.

199