Проект строительства цеха титанового литья

|Среднечасовая производительность модельной | |

|шприц-машины модели 6А54 |[pic] |

|Действительный годовой фонд времени |[pic] |

|Количество съёмов на годовую программу | |

|Коэффициент неравномерности |[pic] |

|Коэффициент производительности |[pic] |

| |[pic] |

Необходимое количество модельных шприц-машин:

[pic]

Принимаем 7 шприц-машин.

|Среднечасовая производительность модельной | |

|шприц-машины для ЛПС 6А54 |[pic] |

|Действительный годовой фонд времени |[pic] |

|Количество съёмов на годовую программу | |

|Коэффициент неравномерности |[pic] |

|Коэффициент производительности |[pic] |

| |[pic] |

Необходимое количество модельных шприц-машин для ЛПС:

[pic]

Принимаем две шприц-машины для ЛПС.

|Среднечасовая производительность сборщицы | |

|моделей |[pic] |

|Действительный годовой фонд времени |[pic] |

|Количество блоков на годовую программу | |

|Коэффициент выполнения норм |[pic] |

| |[pic] |

Необходимое количество сборочных столов:

[pic]

Принимаем три сборочных стола.

Отделение подготовки форм

Станок для подрезки ЛПС - 1 шт.

|Среднечасовая производительность автоклава | |

|Действительный годовой фонд времени |[pic] |

|Количество съёмов на годовую программу |[pic] |

|Коэффициент неравномерности | |

|Коэффициент производительности |[pic] |

| |[pic] |

| |[pic] |

Необходимое количество автоклавов:

[pic]

Принимаем один автоклав.

Ванна для подготовки форм – 1шт.

Сушило - 1 шт.

Оборудование для приготовления огнеупорного покрытия рассчитывается с

использованием данных табл.1.9.

Среднечасовая производительность бака для [pic]

приготовления суспензии

Действительный годовой фонд времени [pic]

Потребное годовое количество суспензии [pic]

Коэффициент неравномерности [pic]

Необходимое количество баков:

[pic]

|Принимаем один бак | |

| | |

|Среднечасовая производительность для |[pic] |

|приготовления суспензии | |

|Действительный годовой фонд времени |[pic] |

|Потребное годовое количество суспензии | |

|Коэффициент неравномерности |[pic] |

| | |

| |[pic] |

Необходимое количество барабанов:

[pic]

Принимаем три бака.

|Среднечасовая производительность прокалочной | |

|печи |[pic] |

|Действительный годовой фонд времени |[pic] |

|Количество съёмов на годовую программу | |

|Коэффициент неравномерности |[pic] |

|Коэффициент производительности |[pic] |

| |[pic] |

Необходимое количество прокалочных печей:

[pic]

Принимаем три прокалочных печи.

Отделение обсыпки

Обсыпка форм производится на автоматической формовочной линии, работа

которой описана ниже в пункте 2.2. Расчет годовой потребности линии в

исходных формовочных материалах приведен в табл. 1.9

1.5.3 Термическое отделение

Для снятия внутренних напряжений после заварки титановые отливки

подвергают неполному отжигу с нагревом в воздушной атмосфере. Для снятия

напряжений в сложных корпусных отливках, их подвергают отжигу с нагревом в

защитной атмосфере. В качестве защитной атмосферы применяется аргон по ГОСТ

10157-79.

| | |

|Среднечасовая производительность термической | |

|печи |[pic] |

|Действительный годовой фонд времени |[pic] |

|Количество отливок на годовую программу | |

|Коэффициент неравномерности |[pic] |

|Коэффициент производительности |[pic] |

| |[pic] |

Необходимое количество термических печей:

[pic]

Принимаем четыре термические печи.

1.5.4 Очистное отделение

В очистном отделении литейного цеха выполняются следующие операции:

отделение литников и прибылей, зачистка и исправление дефектов литья,

термообработка отливок.

Вибросито – 2 шт.

Ленточно-шлифовальный станок – 1 шт.

Шабровочный станок – 2 шт.

Отрезной станок – 1 шт.

1.6 Компоновка отделений цеха

Компоновка отделений цеха должна обеспечивать:

1. соблюдение последовательности технологического процесса при минимальных

грузопотоках;

2. выполнение санитарно-технических требований предъявляемых к литейному

цеху.

Основные положения при выборе здания:

1. выбираем одноэтажное здание с торцевым двухэтажным пристроем для

размещения административных помещений;

2. высота здания и ширина пролетов согласована с применяемыми транспортными

средствами.

Здание проектируемого цеха имеет прямоугольную форму, обеспечивающую

возможность оптимального размещения технологического оборудования.

Конструкция здания представляет собой 2 продольных пролета шириной 24 м.

Ширина 48 м.

Длина здания 108 м.

Высота пролетов от отметки нижней части несущей формы балки до нулевой

отметки 14,400 м.

1.7 Характеристика и монтаж конструктивных элементов здания

Фундаменты колонн сборные железобетонные, стаканчатого типа с

размерами в основании 2600 х 1900 мм, высотой 1200 мм, изготовляемые из

армированного бетона. Фундаментный блок воспринимает нагрузки от здания,

поэтому закладывается на глубину 2,25 м., т.к. промерзание грунта в районе

г. Перми 1,8 м.

Несущим элементом здания является каркас, выполненный из

железобетонных колонн, которые воспринимают нагрузку от перекрытий.

Размеры сечения колонн:

- крайнего ряда 800 х 400 мм;

- среднего ряда 800 х 600 мм.

Колонны среднего ряда – 2-х сторонние, колонны крайних рядов – 1-вет-

венные.

Фермы стропильные: в соответствии с шириной пролетов принимаем фермы

длиной 24 метров, высотой 3,3 метра.

В качестве покрытия применяем железобетонные ребристые плиты размерами

3 х 6 м. Плиты укладываются на фермы, на плиты наносится слой утеплителя.

На утеплитель наносится обмазка горячим битумом БНК-5 в два слоя и 4 слоя

рубероида. На здании установлены продольные свето-аэрационные фонари

шириной 6 м и высотой 3 м. Каркас фонарей изготовлен из уголка, на который

монтируется остекление.

В качестве ограждения конструкции здания выбираем панели, из которых

складывается стена. Стеновая панель 6000х1200х400 мм из легкого бетона.

Оконные проемы выбираем высотой 3 м и длиной 3м. Полы в цехе выложены

металлической плиткой размерами 400х400 мм.

1.8 Бытовые помещения

Бытовые помещения находятся в административном здании. Здание 2-х

этажное. Площадь гардеробной определяется исходя из количества рабочих и

размеров шкафов для чистой и грязной одежды. В гардеробной не должно быть

соединения чистого и грязного потока людей. Размеры шкафа 500х400 мм и

высота 1,65 м. Ширина прохода между шкафами не менее 1,5 м. Душевые

размещаются в помещениях смежных с гардеробными. Количество душевых

определяется из расчета один душ на 7-9 человек. Количество умывальников

определяется из расчета 1 умывальник на 15 человек.

1.9 Вспомогательные отделения цеха

Службы механика и энергетика выполняют профилактику и ремонт (кроме

капитального) оборудования.

Служба механика – 216 м2

Служба энергетика – 216 м2

Склад готовых деталей.

Для хранения готового литья в цехе предусматривается площадь, которая

определяется по планировке – 288 м2

1.10 Транспортная система цеха

Транспортная система цеха состоит из транспортеров, электрокар, кран-

балок и мостовых кранов.

На шихтовой склад металлическая шихта привозится на грузовых машинах и

выгружается с помощью кран-балки. Песок для обсыпки поступает в готовом

виде на самосвалах и разгружается в закрома. Загрузка плавильных печей

осуществляется с помощью тележки. Отливки с литниками и прибылями

перемещаются из заливочного отделения в отделение обрезки с помощью

электропогрузчика. Отработанная формовочная смесь транспортируется

ленточным транспортером в бункер и, далее, в отвал. Доставка отходов

металла из отделения обрезки осуществляется с помощью электропогрузчика в

бадьях. Отходы на шихтовом складе хранятся в специально выделенном месте. В

отделении обрезки и зачистки отливки складируются в короба и передаются на

термообработку, а затем на склад готовой продукции.

В рамках данного раздела в графической части проекта были выполнены

следующие чертежи:

планировка цеха ДП.98.04.03.

поперечный и продольный разрезы цеха ДП.98.05.03.

схема грузопотоков ДП.98.06.03.

2. Разработка технологического процесса изготовления отливки «Кронштейн» в

электрокорундовой форме

Данный раздел представляет собой разработку процесса изготовления

отливки-представителя, взятой из производственной программы проектируемого

цеха. Технология её изготовления должна соответствовать одному из принятых

в проекте технологических процессов. Можно разрабатывать более совершенные

технологии изготовления отливки для сокращения брака, снижения

трудоемкости, внедрения нового технологического процесса и оборудования.

2.1 Технология изготовления отливки

Общие требования, которым должны удовлетворять отливки,

изготавливаемые в керамическую форму:

1. отливки могут иметь сложную конфигурацию, при которой не требуется

минимальное число разъемов;

2. отливки могут иметь различные выступающие части, поднутрения;

3. отливки могут иметь резкие переходы от тонких стенок к массивным.

Разработка чертежа отливки производится по чертежу детали, назначаются

припуски на механическую обработку, технологические припуски, уклоны,

допуски на размеры, литейную усадку.

Технологические операции, включенные в данный процесс, являются

обязательными. Сначала изготавливаются модели отливок и литниково-питающих

систем (ЛПС). Затем происходит сборка моделей отливок и ЛПС в блоки, путем

наклеивания и припаивания. Контроль блоков осуществляется специальными

инструментами. Каждый блок сопровождается контрольными листами и картами.

Обсыпка готовых блоков на линии происходит автоматизировано, непрерывно в

течение 3-х смен. Подготавливают форму к заливке в автоклаве, где

используются высокие давление и температура. После этой операции готовая

форма подвергается пропитке пироуглеродом с последующей выдержкой на

воздухе. Перед заливкой все формы проходят контроль. Заливка форм

осуществляется в вакуумных дуговых плавильно-заливочных установках ВДЛ-4М.

Выбивка отливок из форм осуществляется на выбивных решетках, после чего

идет механическая обработка отливок (обрубка, зачистка). Для данных

титановых сплавов термическая обработка, рентгеноконтроль и ЛЮМ - контроль

является обязательными технологическими операциями, т.к. сплавы

используются для ответственных и особо ответственных деталей оборонной

промышленности, авиации, ракетостроения.

Сам технологический процесс изготовления отливок литьем по

выплавляемым моделям (ЛВМ) очень сложен и требует более глубокого и

внимательного рассмотрения.

2.1.1 Пресс-формы для изготовления моделей

Выплавляемые модели изготавливают в специальных пресс-формах. От

точности изготовления пресс-форм и чистоты их рабочей поверхности зависит

чистота поверхности и точность отливок. Точность размеров и чистота

поверхности рабочей полости пресс-формы должна быть на 1 и 2 класса выше

требуемой точности и чистоты поверхности отливки. Пресс-формы изготавливают

из стали Ст3 или 45, алюминиевого сплава АЛ2, свинцовосурьмянистых сплавов,

высококачественного гипса, эпоксидных смол ЭД-5, ЭД-6, резины. Выбор

материала для пресс-формы зависит от характера производства. В условиях

массового производства пресс-формы изготовляют из стали, а мелкосерийного –

из гипса, пластмасс, свинцовосурьмянистых сплавов.

Пресс-форму можно получать механической обработкой, отливкой по модели-

эталону, способом гальванического нанесения металла на модель-эталон.

Извлечение модели из пресс-формы без повреждений и искажений

обеспечивается правильным выбором разъема, уклонов и применением

выталкивающих устройств. Величина уклонов должна быть не менее 0,5 град.

2.1.2. Приготовление огнеупорной суспензии

Приготовление суспензии производить в чистом смесителе.

Налить в смеситель необходимое количество связующего ГС-20Э.

Включить смеситель. Наполнитель вводить небольшими порциями и

тщательно перемешивать до получения однородной суспензии, но не менее 30

мин.

Выключить смеситель и после трёхминутной выдержки проверить вязкость

суспензии вискозиметром. Вязкость суспензии для первого слоя должна быть в

пределах 28-35 с для второго и последующих слоёв 14-18 с. Требуемая

вязкость суспензии доводится путём введения исходных составляющих по

необходимости.

Замерить температуру суспензии. Температура должна быть в пределах 18-

25оС.

Срок годности суспензии не более одних суток.

2.1.3. Изготовление форм

Изготовление оболочковых форм производится на автоматической

формовочной линии, работа которой описана далее в пункте 2.2.

2.1.4. Вытопка модельного состава

Технические характеристики автоклава:

производительность автоклава - 80-100 блоков в час;

максимальное давление - 8 атм.;

максимальная температура - 170оС;

время набора до давления 4,5 атм. - 10 с;

мощность - 121,75 кВт;

вес - 9 т;

размер загружаемых блоков в кассету - max. 550-750 мм.

Давление пара должно быть 5,5-8,3 атм. или выше. Применение более

низкого давления пара может вызвать растрескивание керамической оболочки.

Впуск пара и выход на рабочее давление должен происходить как можно

быстрее, желательно в течение 15 секунд и менее. Медленная передача тепла

модельной массе вызовет растрескивание оболочки.

Выпуск пара после окончания цикла должен осуществляться медленно (в течение

30-60 секунд). Если пар будет выпущен быстро, то может произойти отслоение

наружных слоев формы.

2.1.5.Прокаливание оболочковых форм

Прокаливание необходимо для полного удаления из форм остатков

модельного состава, испарения остатков воды и продуктов не полного

гидролиза связующего, а также спекания связующего и огнеупорного материала.

Во время прокаливания в стенке оболочковой формы образуются поры и

микротрещины, благодаря чему возрастает газопроницаемость оболочки. Чтобы

стенки формы не возникли термические напряжения вследствие резкого

одностороннего нагрева, начальную температуру в печи и скорость нагрева

выбирают из условия равномерного нагрева оболочковой формы. Прокалку ведут

при температуре 950 – 1050C, охлаждение форм производится вместе с печью.

2.1.6 Литье в керамические оболочки

Перед началом плавки необходимо проверить давление воды по манометру и

убедиться в наличии воды на сливе.

Подать напряжение на печь включением ключа на пульте.

Опустить электрод вниз до образования дуги между гарнисажем и

расходуемым электродом.

Произвести прогрев во время, которого при сплавлении металла уменьшить

силу тока.

После прогрева быстро переключить силовой трансформатор на более

высокую ступень и начать плавку, включить секундомер.

Остаточное давление во время плавки не должно превышать 10-2 мм р. ст.

Допускается кратковременное падение вакуума в процессе ведения плавки до 10-

1 мм р. ст.

Электрический режим плавки регулировать вручную короткими подачами

электрода вверх-вниз, при изменении силы тока и напряжения добиваться

«короткой дуги». Нулевое показание напряжения на приборе фиксирует короткое

замыкание, при котором необходимо быстро поднять электрод вверх до

возникновения дуги. При приварке расходуемого электрода к гарнисажу тигля

плавку прекратить.

Начало плавки вести при минимальной силе тока, конец плавки - при

максимальной.

При заливке тонкостенных отливок температуру металла увеличить за

счёта вверх вниз, и начать плавку, включить секундомер.

ается для укладки в контейнер под заливку. увеличения времени плавки при

максимальной силе тока.

Перед началом заливки включить центробежную машину и установить число

оборотов. Если заливаются детали, у которых число оборотов при заливке

разное, то устанавливают большее число оборотов.

Произвести слив металла.

Центробежную машину печи отключить согласно времени указанного в

технологии.

2.2 Краткое описание работы линии

Подвески с модельными блоками навешиваются на цепной конвейер. Каждая

подвеска будет перемещаться с определенным шагом по конвейеру с

переключением вручную до тех пор, пока вся линия не будет полностью

загружена (23-мя подвесками). Затем управление этого конвейера передается

на панель управления PLC.

После этого начинается автоматизированный процесс окраски и сушки.

Каждая подвеска с модельными блоками будет захватываться роботом,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6