книги из ГПНТБ / Барташев Л.В. Технико-экономические расчеты при проектировании и производстве машин

Таблица 45

Технико-экономические характеристики литья в кокиль с термоизоляционной облицовкой в сравнении с другими методами получения заготовок

]

грамму нужно будет только два кокиля, и экономия на текущих затратах равняется 6700 р.

При кокильном литье с термоизоляционным покрытием, как показывает практика, удается уменьшить припуски на обработку. В частности, в данном расчете была учтена экономия металла по

способ литья была получена экономия в общей сложности 37 028 р.

снижению трудоемкости и себестоимости, в частности, на Одес­ ском заводе КИНАП почти в 3 раза, на Московском заводе «Крас­ ный полетарий» в 1,5—4 раза. При производстве автомобильных деталей из алюминиевых сплавов литье под давлением оказы­ вается значительно выгоднее (конечно, при соответствующих мас­ штабах производства), чем литье в кокиль и тем более литье в землю (табл. 46).

Объемные границы эффективного применения литья под давле­ нием и кокильного литья непосредственно зависят, от группы сложности и веса отливок (точнее — от стоимости и от стойкости пресс-форм и кокилей): для мелкого литья эти границы равны 3000—8000 шт./год, для крупного — 1000—2000 шт./год1 .

При использовании групповых формоблоков со сменными вкла­ дышами этот способ литья становится экономически целесообраз­ ным даже при небольших партиях (100—500 шт.). Чаще всего литье под давлением применяется для получения фасонных отли­ вок из цветных сплавов; при этом в формоблоках используются красномедные вкладыши, благодаря чему даже партия из 100— 200 шт. оправдывает расходы на оснастку [58].

Для ее удешевления (особенно при малых партиях отливок) рекомендуется изготовлять пресс-формы из алюминия жидкой штамповкой по эталону детали — это в 8—10 раз сокращает тру­ довые затраты. По сравнению с литьем в землю такие объемные

1 См. также [105].

213

границы для литья под давлением лежат в пределах 1000— 1600 шт./год.

Методику сопоставительного расчета нетрудно уяснить из при­ водимого примера установления экономической целесообразности перевода на литье под давлением корпуса (56 X 73 X 15, 0 от­ верстия 32 мм) из алюминиевого сплава, изготовлявшегося отлив­

+'1,2.60 = 321 р.

-Таким образом, технологическая себестоимость заготовки при

литье под давлением оказалась больше, чем при литье в землю на 35 р. Это обязывает продолжить расчет и установить размер экономии, которая может быть получена при механической обра­ ботке отливки, изготовленной литьем под давлением.

В этом случае-отпадает ряд операций: две фрезерные (фрезеро­ вание двух скоростей), одна слесарная (снятие заусенцев после фрезерования) и две токарные (растачивание отверстия и выточек с двух сторон).

214

л ости пресс-форм и пр., а это связано с относительно большими издержками и препятствует широкому распространению этого способа получения отливок.

Основным недостатком данного способа литья следует считать пористость литья, образующуюся в результате проникновения воз­ духа в толщу заливаемого металла. Этот недостаток полностью устраняется при переходе н а л и т ь е п о д Н И З К И М д а в ­ л е н и е м , которое находит за последнее время все более широкое применение за рубежом и в отечественном машиностроении. Доста­ точно сказать, например, что фирма Шевроле компании Дженерал Моторс (США) на своем заводе в г. Массеиа выпускает 18 ООО т алюминиевых отливок этим способом. Он применяется также на многих заводах в странах народной демократии.

Экономические выгоды при литье под низким давлением полу­ чаются не только за счет улучшения качества отливок (сокращение брака), но и благодаря существенному повышению использования металла (уменьшению литниковой системы). Иногда — особенно при изготовлении небольших отливок — этот способ получения отливок успешно сочетается с в а к у у м н ы м в с а с ы в а ­ н и е м.

К числу передовых методов относится и ц е н т р о б е ж н о е л и т ь е, при котором значительно улучшаются механические ка­ чества отливок, устраняется необходимость применения формовоч­ ных и стержневых материалов, снижается брак. Однако до самого последнего времени этот метод из-за высокой стоимости машин и кокильной оснастки (ее конструкция ограничивала возможность использования этого метода при широкой номенклатуре отливок) применялся лишь в массовом и крупносерийном производстве.

Номенклатура центробежного литья до настоящего времени, в основном, ограничена такими деталями, как трубы, гильзы,

увеличивается, а трудоемкость и себестоимость снижаются. Перевод на горьковском заводе «Двигатель революции» втулки

цилиндра серийных двигателей Ч 36/45 на центробежное литье дал значительное снижение трудоемкости, расхода формовочных материалов и электроэнергии, расхода металла на литники, при­ были и каркасные рамки, снижение (больше чем в 3,5 раза) брака по этим деталям и общее уменьшение производственных издержек почти на 100 ООО р. в год.

В условиях мелкосерийного выпуска центробежное литье ус­ пешно внедрено на Челябинском механическом заводе. Изменив конструкцию оснастки и используя сменные кокили, здесь изго­ товляют отаГивки разного диаметра и различной длины в одном корпусе, закрепленном на оси машины. Таким способом в корпу­ сах четырех размеров" отливают больше 100 различных деталей. Трудоемкость изготовления 1 т отливок снизилась с 67 до 35,7 нор-

216

мо-часов. Опыт Челябинского механического завода заслуживает внимательного изучения и распространения.

В последнее время отечественные и зарубежные заводы стали

гие присущие ему достоинства, широкого распространения не по­ лучило, хотя за последние годы и наблюдается некоторый про­ гресс в этом отношении. Средний вес отливок колеблется^ пре­ делах 10—15 кг, иногда достигает 100 кг и больше. Точность раз­ меров 4—5-го класса и, в основном, зависит от степени точности изготовления модели.

Анализ номенклатуры деталей сельскохозяйственных машин, проведенный для перевода их на литье в оболочковые формы, по­ казал экономическую целесообразность era применения для от­ ливки рычагов, коленчатых и распределительных валов, шкивов, шестерен тормозных барабанов и других деталей. Например, при производстве шестерен снижение трудоемкости заготовок состав­ ляет 41—57%, их механической обработки 40—48%, а общая экономия трудовых затрат равна 40—50%.

На заводах тяжелого машиностроения'точное литье в оболоч­ ковые формы применяется при изготовлении многотонных отли­ вок с использованием двухслойной оболочки из быстросохнущей смеси песка с жидким стеклом и продувкой ее углекислотой и го­ рячими отходящими газами (наружный слой 10—20 мм), а также самотвердеющей смеси мелкозернистого кварцевого песка с термо­ реактивными смолами — пульвербакелитом (внутренний слой тол­ щиной 1,5—2 мм).

Экономическая эффективность литья в оболочковые формы ха­ рактеризуется следующими показателями:

1)увеличение выхода годных отливок примерно на 10%;

2)снижение веса отливок при уменьшенных вдвое припусках на 15%;

3)сокращение объема механической обработки примерно на

100станко-часов на 1 т отливок;:

4)уменьшение трудоемкости изготовления 1 т отливок по сравнению с обычными методами в 4—5 раз;

5)снижение в 7—8 раз расхода формовочных материалов благо­

200т/год;

8)широкие возможности комплексной механизации и автома­ тизации всего производственного процесса.

Однако широкое распространение этого способа литья задер­ живается в настоящее время главным образом из-за высокой стои-

217

мости пульвербакелита — основного связующего в оболочковой смеси.

Представляет интерес опыт внедрения литья в оболочковые формы в цехе № 10 горьковского завода «Двигатель революции». Здесь при средней себестоимости литья по цеху 159 р. 64 к. на тонну себестоимость 1 т литья, полученного в оболочковых фор­ мах, оказалась на 107 р. 99 к. дороже. Однако экономия благодаря сокращению объема механической обработки и уменьшению рас­ хода металла достигла 204 р. 13 к. за 1 т, что определило общую экономию на 1 т литья 96 р. 14 к.

Метод получения точного л и т ь я п о в ы п л а в л я е м ы м м о д е л и м особенно эффективен при изготовлении деталей слож­ ного профиля: турбинных лопаток, колес центробежных насосов, деталей сельскохозяйственных машин и др. весом от 0,5 до 1,5 кг. При изготовлении деталей этим способом не только значительно возрастает коэффициент использования металла (например, при изготовлении лопаток паровых и газовых турбин более чем втрое), но также улучшается чистота поверхности, что в ряде случаев вызывает повышение к. п. д. машин.

Для многих литейных заводов и цехов с мелкосерийным вы­ пуском сложных по конфигурации деталей переход на литье по выплавляемым моделям представляет большой интерес. Точность и чистота отливок, получаемых этим способом, дают возможность на 90% (а иногда и на все 100%) снизить объем механической обра­ ботки.

По данным Московского автомобильного завода им. Ленин­ ского комсомола, распределение производственных затрат при сопоставлении литья по выплавляемым моделям со штамповкой показывает (табл. 49), что снижение этих затрат на 95,4% проис­ ходит за счет механической обработки и только на 4,6% — за счет расхода металла. Увеличение заработной платы и цеховых расходов незначительно.

Таблица 49

Издержки производства при штамповке и литье по выплавляемым моделям

218

по материалам ряда заводов, дает достаточно устойчивую картину экономической эффективности этого способа литья.

Согласно исследований НИИНАвтопрома, литье по выплавляе­ мым моделям по сравнению с литьем в землю дает экономию ме-

талла 30—50%; трудоемкость в литейном цехе повышается в 5— 8 раз, а в механическом уменьшается в 3—4 раза, в результате чего на 5—10% снижается себестоимость отливок. Границы эф­ фективного применения этого способа литья для жаропрочных и нержавеющих сталей и для углеродистых сталей в зависимости от веса отливок и группы сложности имеют довольно широкие интервалы (табл. 50).

Таблица 50

Границы эффективного применения литья по выплавляемым моделям

219

Рентабельность литья по выплавляемым, моделям в значитель­ ной степени зависит от уровня механизации основных, вспомога­ тельных и транспортных операций, что, в свою очередь, оказы­ вается рациональным лишь при выпуске 1000—2000 т отливок в год. Практика ряда заводов (в частности, одесского завода «Крас­ ная гвардия, горьковского «Двигатель революции» и др.) убеди­ тельно говорит о том, что отсутствие механизации процесса изго­ товления выплавляемых моделей делает этот способ литья чрез­ мерно дорогим и экономически неоправданным. Несмотря на то, что за последние 5 лет объем производства отливок, получаемых таким способом, вырос в 2,5 раза, все же область его использова­ ния остается очень ограниченной.

Экономика способа литья по выплавляемым моделям была де­ тально исследована А. Я- Гольбнным [24] на материалах несколь­ ких заводов массового производства. В результате анализа уста­ новлено довольно устойчивое распределение затрат по отдельным статьям. Наибольшую величину они имеют по четырем статьям — расходы по эксплуатации оборудования (до 35% цеховой себе­ стоимости), вспомогательные материалы (до 31%), заработная плата производственных рабочих (до 30%) и технологическое топ­ ливо и электроэнергия (до 16%). Эти статьи и определяют эконо­ мическую специфику этого способа литья.

натриевых солей может быть эффективно использован в серийном производстве при групповой отливке деталей.

Новым методом литья, разработанным инж. А. Р. Чудновскпм (г. Одесса, ЦКБ № 3), уже довольно широко применяющимся на крупных заводах (ГАЗ, ЧТЗ, Харьковском заводе транспортного машиностроения, им. Малышева, на одесских машиностроитель­

изготавливаются отливки самого разнообразного веса (в частности, на Одесском судоремонтном заводе № 1 имени 50-летия Советской Украины — от 200 кг до 40 т и более), причем особенно высоких экономических результатов удается достичь при единичном и мел­ косерийном выпуске отливок, хотя и в серийном производстве такое литье может быть выгодным. Плиты и блоки из пенополистирола, служащие, как и древесина, для изготовления моделей, в отличие'от нее легко режутся горячей проволокой, профильными инструментами, электрическим лобзиком и т. п. Это не только

Для литья по выжигаемым моделям (по сравнению с обычной отливкой в земляные формы) характерно значительное снижение трудоемкости формовочных работ, уменьшение потребности в про­ изводственных площадях, технологическом оборудовании и вы-

220