100

Так как без развития станочного парка отечественная промышленность не выйдет из кризиса, то, вероятно, эта отрасль будет развиваться за счет централизованно управляемых и финансируемых программ, льгот и дотаций по мере стабилизации экономики. Как форму влияния государства на развитие станкостроения можно рассматривать разработку и реализацию четырех национальных программ, начатую в 2006 г.

Технологическую основу машиностроительного производства составляют различные виды обработки металлов и других конструкционных материалов – литье, ковка, обработка давлением и резанием, сварка и т.д. и сборочные процессы (рис. 4.4). Широкое применение в современных технологиях находит числовое программное управление (ЧПУ). Рассмотрим основные технологические процессы, применяемые при металлообработке.

4.3.Литейное производство

4.3.1.Общие сведения. Литейным производством называется процесс получения фасонных отливок путем заполнения жидким металлом изготовленных для этой цели форм, где залитый металл затвердевает.

В России литейное производство было развито еще со времен Киевской Руси (IX–XI вв.). Общеизвестными более поздними произведениями литейного искусства старинных мастеров, дошедшими до наших дней, являются бронзовые Царь-пушка и Царь-колокол. Масса Царь-пушки более 39 т, она отлита в 1586 г., а масса царь-колокола около 200 т, и отлит он в 1735 г. При существовавшей тогда технике эти произведения являются, конечно, выдающимися памятниками искусства русских мастеров-литейщиков.

Методом литья, в зависимости от применяемой технологии, можно получить законченные изделия или заготовки, которые затем подвергают механической обработке.

Отливки можно изготавливать из чугуна и стали, меди и алюминия, медных, алюминиевых и других сплавов цветных и черных металлов. Литьем можно получить детали массой от нескольких граммов (например, детали приборов) до сотен тонн (например, станины крупных станков) с толщиной стенки от 0,5 до 500 мм и более самой сложной конфигурации.

101

Рис. 4.4. Производственная структура машинострои-

тельного предприятия

см. Аосновы отр техн сбор 2010а граф

102

В настоящее время мировое производство литья составляет более 8·107 т в год и охватывает более 1/3 всех операций заготовительного производства. В общем машиностроении оно (по массе) занимает более 60% производства всех деталей машин. Литьем получают как многие металлоемкие, сложные по форме, но малоответственные изделия вроде батарей отопления, так и весьма ответственные детали, какими являются автомобильные блоки цилиндров, поршни, турбинные лопатки, колеса, всевозможные станины, лопасти гидротурбин и другие изделия. Литейное производство широко используется в авиастроении, судостроении, приборостроении, радиоэлектронике, ракетостроении и атомной энергетике – при изготовлении отливок из тугоплавких сплавов. Большой спрос на литье наблюдается в химическом машиностроении, где широко используются трудно обрабатываемые жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы.

Наибольшее количество литья – около 70% от массы всех отливок – производят из серого чугуна, далее идет стальное литье (около 20 %), литье из ковкого чугуна (около 8%), из медных, алюминиевых, титановых и цинковых сплавов.

Современное литейное производство использует около 50 различных технологий, при этом наиболее часто применяемыми являются следующие виды литья: в песчаноглинистые формы, в металлические формы (кокиль), под давлением, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, центробежное литье, электрошлаковое литье, а также литье под низким давлением, вакуумным всасыванием, выжиманием, жидкой штамповкой.

Формы для заливки металлом применяются разовые (для одной заливки с последующим разрушением) и многоразовые. Рассмотрим основные виды литья.

4.3.2. Литье в песчано-глинистые формы. Литье в песчано-глинистые формы находит широкое применение при производстве крупногабаритных заготовок преимущественно из чугуна и стали. Для его технологического обеспечения изготавливается модельный комплект – набор приспособлений и инструментов, необходимых для изготовления формы. В этот набор входят:

• модель отливки – деревянное изделие, полностью соответствующее по форме и размерам будущей отливке и предназначенное для получения в песчано-глинистой смеси соответствующей полости;

103

•стержневые ящики – для изготовления стержней, которые устанавливаются в форму с целью создания внутренних полостей или отверстий в отливке;

•модель литниковой системы – деревянное приспособление, предназначенное для образования в песчано-глинистой смеси системы каналов, подводящих расплав в полость формы и отводящих газы;

•опока – приспособление в виде жесткой рамы (открытого ящика), служащее для удержания в нем формовочной смеси при изготовлении форм, транспортирования и заливки металлом;

•подмодельная плита – приспособление, на котором монтируются рассмотренные выше элементы.

Операции могут выполняться вручную, механизированными и автоматизированными способами.

Модельная оснастка изготавливается из дерева, металла, пластмасс, гипса и др. материалов. Выбор материала оснастки зависит от применяемой технологии литья и серийности производства отливок.

Приготовление формовочных и стержневых сме-

сей состоит в подготовке и смешивании формовочных материалов, к которым относятся огнеупоры (кварцевый песок, шамот – огнеупорный кирпич); связующие – для придания смеси прочности (глина, смолы, жидкое стекло).

Технологический процесс литья состоит из следующих операций.

На подмодельную плиту 1 (рис. 4.5, а) устанавливается опока 3, в нее – нижняя часть модели 2, затем все засыпается глинисто-песчаной смесью, утрамбовывается, и накалываются отверстия для выхода газов (рис. 4.5, б). Затем опока переворачивается, на нее устанавливается верхняя часть модели 4 (рис. 4.5, в) и вторая опока. Снова засыпается смесью, устанавливаются литниковые модели 5 и 6 (рис. 4.5, г), делаются отверстия для выхода газов. Затем верхняя опока снимается, модель вынимается, вставляются стержни под будущие отверстия 7, форма собирается, сушится и поступает под заливку. Процессы формовки, как правило, механизированы.