Проектирование и производство литых заготовок. Учебное пособие. (Кечин, 2002)

91

При отсутствии данных стоимости литья на базовом предприятии можно воспользоваться ориентировочными ценами на отливки, изготовляемые в песчаных формах, которые приведены в табл. 3.20.

Таблица 3.20.

Оптовые цены на отливки, руб. за тонну.

Характеристика групп сложности отливок приведена в разделе 3.1 настоящего пособия.

Цена одой тонны стружки принимается по следующим ориентировочным данным: чугунная 200 руб./т, стальная (углеродистая) – 270 руб./т, латунная4000 руб./т, бронзовая (оловянная) 5000 руб./т.

Зная все составляющие формулы (3.2) находим Мо стоимость заготовок по трем варианта литья.

Размер заработной платы станочника (с начислениями) зависит от трудоемкости операций механической обработки заготовки. Как правило, сравниваемые варианты получения отливки отличаются степенью близости формы заготовки к форме детали, объемом удаляемого материала, и, следовательно, трудоемкостью обработки. Независимо от способа получения отливки трудоемкость отделочных (финишных) операций будет одной и той же. Поэтому при сравнении нужно принимать во внимание только трудоемкость удаления лишнего металла менее точной, более массивной заготовки до приведения ее размеров в соответствие с размерами отливки, форма которой наиболее приближена к форме готовой детали. Заработная плата станочника определяется по формуле:

93

ятия. При отсутствии такой возможности, можно воспользоваться ориентировочными данными часовых тарифных ставок (табл. 3.22).

Коэффициент начисления на заработную плату Кн включает дополнительную заработную плату в размере 20% от заработной платы и начисление по социальному страхованию. Для упрощения расчетов, дополнительную заработную плату определяют общим коэффициентом Кн =1,3.

На основании экономического расчета только по двум составляющим технологической себестоимости Мо и Зп определяем рациональный вариант изготовления отливки.

Если сопоставляемые варианты по технологической себестоимости оказываются равноценными, как в случае изготовления отливок «Планшайба» по 2- му и 3-му вариантам, то предпочтение следует отдать варианту, имеющему более высокие основные натуральные показатели (табл. 3.23).

Сравнивая основные натуральные показатели процессов литья по второму и третьему вариантам литья, приходим к выводу, что литье заготовки «Планшайба» центробежным способом является более рациональным, экономически целесообразным вариантом литья.

94

Расчет технико-экономического обоснования рационального варианта технологического процесса получения литых заготовок можно также провести по методикам [13, 14, 15, 16].

Контрольные вопросы

1.Из каких составляющих складывается себестоимость изготовления

детали?

2.По каким составляющим себестоимости производится сравнение вариантов изготовления отливки?

3.Как рассчитываются припуски на механическую обработку отли-

вок?

4.Как рассчитывается заработная плата станочников?

5.Как производится выбор способа получения отливки, если сопоставляемые варианты по себестоимости равноценны?

95

94

4. ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ЛИТЬЯ

4.1. Литье в разовые песчано-глинистые формы

4.1.1.Сущность и особенности процесса

Вразовых песчаных формах производят ~ 80% от всего объема выпуска отливок. Это объясняется универсальностью процесса (широкие технологические возможности процесса обеспечивают получение любых отливок как по массе, так и по роду металла), низкой себестоимостью и сравнительно легкой и быстрой технологической подготовкой производства отливок широкой номенклатуры.

Литье в сырые формы – самое распространенное в цехах серийного и массового производства. В последние годы изготовление сырых форм получило дальнейшее развитие благодаря эффективному использованию современных формовочных машин и автоматических линий.

Машинная формовка по металлическим моделям с механизированным выемом моделей из полуформы является экономичным вариантом изготовления наиболее сложных по конфигурации тонкостенных отливок в серийном и массовом производстве и обеспечивает 8 – 13 для цветных и 9 – 14 для черных сплавов классы размерной точности ГОСТ 26645 – 85. При этом меньшие значение классов точности относятся к простым отливкам и условиям массового автоматизированного производства, большие - к сложным отливкам единичного и серийного производства, средние – к отливкам средней сложности и условиям механизированного серийного производства.

Применение при этом машинного способа изготовления стержней с калибровкой их перед сборкой форм в кондукторах позволяет в дальнейшем обеспечить безразметочную механическую обработку отливок в приспособлениях.

Прогрессивной технологией изготовления отливок в единичном и мелкосерийном производстве является использование машинной формовки по координатным плитам с незакрепленными моделями. Данная технология обеспечивает 9 – 13 для цветных 10 – 14 для черных сплавов классы размерной точно-

сти, ГОСТ 26645 – 85.

При всех преимуществах сырых форм им свойственны недостатки, в частности, непроизводительная переработка около 70% формовочных смесей, не участвующих в процессах формирования отливок; значительный брак по газовым раковинам, засорам и др. дефектам. Отсюда вытекает задача перехода от обычных к оболочковым, сухим, более прочным формам и стержням. Решая эти задачи, литейщики используют новые свойства и новые составы формовочных

истержневых смесей.

Внастоящее время в литейном производстве применяют свыше 100 различных технологических процессов изготовления стержней и форм, более 40 видов связующих материалов, свыше 300 различных противопригарных покрытий и т.д.

95

Наиболее перспективны отвечающие современным требованиям литейного производства процессы, при которых затвердевание стержней, изготовленных из смесей с органическими или неорганическими связующими материалами, происходит в ящиках. Для единичного и серийного производства чаще применяются процессы изготовления стержней из самотвердеющих смесей.

В связи с бурным развитием химической промышленности и широким применением в литейном производстве синтетических смол смеси, содержащие смолы, в настоящее время используются не только при изготовлении стержней, но также и форм.

Новые технологические процессы в зависимости от условий производства позволяют регулировать продолжительность затвердевания смесей в широких пределах от нескольких минут до 40…60 мин.

При изготовлении стержней для массового производства быстроходные смесители непрерывного действия устанавливаются непосредственно над пескострельными машинами, а продолжительность затвердевания смеси исчисляется секундами. Вместе с этим новые технологические процессы получения песчаных форм стабилизируют и повышают показатели точности, снижают шероховатость поверхности отливок и повышают эффективность их использования.

Последовательность технологического процесса получения отливок в разовой песчано-глинистой форме приведена на рис. 4.1.

Весь цикл изготовления отливки [21] состоит из ряда основных и вспомогательных операций, осуществляемых как параллельно, так и последовательно в различных отделениях литейного цеха. Модели, стержневые ящики и другую оснастку изготовляют, как правило, в модельных цехах.

Литейная разовая песчано-глинистая форма (рис. 4.2) в большинстве случаев состоит из двух полуформ: верхней 7 и нижней 9, которые получают уплотнением формовочной смеси вокруг соответствующих частей (верхней и нижней) деревянной или металлической модели в специальных рамках – опоках 3 и 5.

97

Рис. 4.2. Литейная разовая песчано-глинистая форма:

1 – литниковая система; 2 – полость формы; 3 – нижняя опока; 4 – штырь; 5 – верхняя опока; 6 – прибыль; 7 – верхняя полуформа; 8 – стержень; 9 – нижняя полуформа; 10 – знаковая часть стержня.

Модель отличается от отливки увеличенными размерами на величину усадки сплава, наличием формовочных уклонов, облегчающих извлечение модели из формы, наличием плоскости разъема и знаковых частей 10, предназначенных для установки стержня 8, образующего внутреннюю полость (отверстие) в отливке. Стержень изготавливают из смеси, например кварцевого песка, отдельные зерна которого скрепляются при сушке или химическом отверждении специальными крепителями (связующими). В верхней полуформе с помощью соответствующих моделей выполняется воронка, каналы стояка и шлакоуловителя, а в нижней полуформе 9 каналы питателей. В целом воронка и все каналы образуют литниковую систему 1, по которой из разливочного ковша поступает литейный сплав в полость формы 2, и дополнительные полости прибы-

98

ли 6. Прибыли являются дополнительным резервуаром жидкого расплава, который необходим для питания отливки при усадке металла в процессе его кристаллизации. Прибыли, как правило, устанавливаются над массивными частями отливки.

После уплотнения смеси модели собственно отливки, литниковой системы и прибылей извлекают из полуформ. Затем в нижнюю полуформу 9 устанавливают стержень 8 и накрывают верхней полуформой. Необходимая точность соединения полуформ обеспечивается фиксирующими штырями 4. Перед заливкой сплава во избежание поднятия верхней полуформы жидким расплавом опоки скрепляют друг с другом специальными скобами, или на верхнюю опоку устанавливают груз.

При ручном способе изготовления литейной формы формовка по разъемной модели в двух опоках начинается с изготовления нижней полуформы и производится в такой последовательности:

1.Нижнюю половину модели (не имеющую центрирующих шипов) кладут плоскостью разъема вниз на подмодельную доску, припыливают модельной пудрой и накрывают нижней опокой (рис. 4.3, а).

2.Через сито просеивают облицовочную смесь, покрывая модель слоем толщиной 15…20 мм, а остальную часть опоки засыпают с избытком наполнительной формовочной смесью.

3.Уплотняют смесь ручной трамбовкой.

4.Линейкой срезают излишки формовочной смеси заподлицо с опокой.

5.Иглой накалывают вентиляционные каналы (рис. 4.3, б).

6.Набитую опоку переворачивают на 180°.

7.На нижнюю полумодель устанавливают верхнюю полумодель и припыливают ее.

8.Плоскость разъема формы посыпают разделительным сухим песком.

9.На нижнюю опоку по штырям накладывают верхнюю опоку.

10.Устанавливают модели шлакоуловителя, стояка и выпора.

11.Просеивают облицовочную смесь, уплотняя ее руками вокруг моделей литниковой системы (рис. 4.3, в).

12.Засыпают верхнюю опоку с избытком наполнительной смесью.

13.Уплотняют формовочную смесь трамбовкой и линейкой срезают излишки смеси заподлицо с верхней опокой.

14.Иглой накалывают вентиляционные каналы в верхней полуформе и гладилкой вырезают возле стояка литниковую чашу (рис. 4.3, г).

15.Удаляют из формы модели стояка и выпора (рис. 4.3, д).

16.Снимают верхнюю опоку и переворачивают на 180° (рис. 4.3, е).

17.Кистью смачивают формовочную смесь вокруг полумоделей.