Проектирование формовочно-заливочного отделения чугунолитейного цеха на выпуск 12 тысяч тонн в год годных отливок

Московский Государственный Институт Стали и Сплавов

(технологический  университет)

 

 

 

Кафедра технологии литейных процессов

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

               Тема: Проектирование формовочно-заливочного отделения чугунолитейного

       цеха на выпуск 12 тысяч тонн в год годных отливок.

 

 

 

 

 

Разработал: Мадазимов А.Э

        Группа: МЛ-03-3

        Руководитель:Колтыгин А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва, 2007г.

Содержание:                                                                                               

                                                                                                                       

      Введение                              

1. Анализ задания.

2. Спецификация отливок.

3. Расчетная программа  литейного цеха.

4. Расчетная программа  формовочного отделения.

5. Расчёт формовочного оборудования.

6. Описание технологического процесса в формовочном отделении.

7. Баланс формовочных материалов.

8. Охрана труда.

9. Экология.

     Список используемой литературы.

     Приложение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Данный проект разработан на основе данных, собранных во время прохождения  инженерной практики на АМО «ЗИЛ», а  также на основе используемых литературных источников, связанных с литейным производством.

Целью данного курсового проекта является разработка формовочно-заливочного отделения для изготовления литых изделий из высокопрочного чугуна марки ВЧ-45 с объемом производства 12 тыс. тонн в год годных отливок.

     В связи с тем,  что на базовом предприятии  в литейном цехе установлено устаревшее оборудование, в проекте разрабатывается формовочное отделение с современным оборудованием. Это позволит улучшить качество продукции и  повысить экономичность производства. Использование данного оборудования существенно улучшает экологические характеристики литейного цеха, так как отходы производства не выбрасываются в атмосферу без предварительной и тонкой очистки, что соответствует современным требованиям при проектировании новых или реконструкции старых литейных цехов.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ задания

 

Данный курсовой проект ставит своей  задачей оптимизацию производственного  процесса по выпуску отливок из чугуна ВЧ-45 для автомобилестроительной промышленности.

Основными исходными данными для  проектирования формовочного отделения литейного цеха с объемом производства 12000 тонн годных отливок в год является номенклатурный список отливок производимых литейным цехом высокопрочного чугуна №3 АМО «ЗИЛ».

Спецификация отливок проектируемого цеха приведена в табл. 1.

На основе спецификации отливок  составляется производственная программа  цеха, которая представлена в табл. 2.

Проектирование формовочного отделения  начинается с составления расчетной  программы, которая представлена в табл. 3.

Выбор формовочного оборудования и его количества зависит от объема производства и из технологических соображений. Кроме этого необходимо продумать грузопотоки в формовочном отделении. После выбора нужного технологического оборудования приступают к графической части проекта.

Для этого выбирают ширину пролетов, тип колонн. Затем располагают технологическое оборудование.

В данном проекте ширина пролетов формовочного оборудования принимается  равной 18 метров.

Выбранный тип колонн – металлические  с расстановочным шагом 6 метров. Высота колонн, взята равной 9,6 метра. В качестве перекрытий выбраны железобетонные фермы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Спецификация отливок

В таблице 1 представлена спецификация отливок - представителей, которые планируется  выпускать в проектируемом цехе.

Спецификация включает 25 наименований отливок из чугуна СЧ21 массой от 1,3 до 10,1 кг.

Таблица 1. Спецификация отливок.

№ п/п	Наименование  детали	Материал	Масса отливки, кг	Масса отливки  с литниками и прибылями, кг	Годовой Выпуск		Габаритные  размеры, мм
					тыс. шт.	тонн
1	Картер	ВЧ45	1,3	1,9	140	182	D=138 l=197 b=128
2	Вилка захвата  оперения	ВЧ45	1,5	1,96	86,4		D=340,5 h=48
3	Муфта подшипника	ВЧ45	1,6	2,1	134,5		D=58,  h=47
4	Крышка заднего  подшипника	ВЧ45	1,6	2,1	63	100,8	D=152,  h=36
5	Картер рычага КПП	ВЧ45	1,75	2,2	54	94,5	D=188,  h=49
6	Переходник	ВЧ45	1,75	2,28	148	259	l=94,  b=90
7	Крышка масляного  насоса	ВЧ45	1,75	2,32	96	168	D=68,  h=45
8	Главный цилиндр  управления сцеплением	ВЧ45	1,8	2,34	94,6	170,28	D=65,  h=30
9	Корпус насоса	ВЧ45	1,9	2,5	81	153,9	l=163,5,  b=177
10	Шкив	ВЧ45	2	3	136	272	l=142,  b=90 h=47
11	Корпус насоса	ВЧ45	2,3	2,9	164	377,2	D=36,  l=76
12	Корпус	ВЧ45	2,38	3,1	186	442,68	D=16,  l=45
13	Корпус масляного  насоса	ВЧ45	2,56	3,3	95	243,2	D=395,  h=54
14	Корпус клапана	ВЧ45	2,6	4,2	120	312	l=60,  b=45
15	Головка компрессора	ВЧ45	2,95	4,5	87	256,65	D=76 h=40
16	Картер тормозного цилиндра	ВЧ45	3,14	4,54	150	471	D=58,  h=47
17	Крышка подшипника водяного насоса	ВЧ45	3,8	5,85	111	421,8	D=152,  h=36
18	Шкив	ВЧ45	4	5,23	93,5	374	D=188,  h=49
19	Кронштейн крепления  ПГУ	ВЧ45	4,5	5,85	167	751,5	l=94,  b=90
20	Корпус фильтра	ВЧ45	5,4	6,96	86,6	467,64	D=68,  h=45
21	Корпус ПГУ	ВЧ45	5,9	8,06	163	961,7	D=65,  h=30
22	Шкив коленвала	ВЧ45	7,5	8,29	142	1065	l=163,5,  b=177
23	Картер маховика	ВЧ45	8,5	11	136,5	1160,25	l=142,  b=90 h=47
24	Коллектор	ВЧ45	9,2	13,1	156	1435,2	D=25,  l=56
25	Шкив	ВЧ45	10,1	16,1	150	1515	D=77,  l=69
	Итого:					12000,1

 

 

 

 

 

3. Расчетная программа литейного цеха

Расчётная программа /табл.2/ служит для  дальнейших расчётов всех отделений литейного цеха.

В расчётную программу литейного  цеха массового производства вносятся все отливки, которые изготавливаются в данном литейном цехе. Исходные данные для расчёта берутся из производственной программы и номенклатуры отливок.

Основная цель расчётной программы  состоит в том, чтобы определить количество отливок каждого наименования, которое должно быть изготовлено  в течение года в литейном цехе.

В расчётной программе литейного  цеха кроме количества отливок на годовой выпуск, определяется также их масса. В дальнейшем эти сведения будут необходимы при расчёте других отделений литейного цеха и составлении баланса металла.

Мощность проектируемого цеха 30 тыс. тонн годных отливок в год. На основе анализа номенклатуры выпускаемых отливок определяются группы отливок по массе. Поскольку все отливки имеют массу в диапазоне до 10 кг, то их можно объединить в одну группу.

Таблица 2. Расчётная  программа литейного цеха

№ П/п	Кол-во отливок  в год, тыс.шт	Масса на годовую  программу, т		Технологические потери, %	Кол-во отливок  с учётом потерь, тыс. шт	Масса на годовую  программу с учётом потерь, т		Технологические потери отливок с литниками и  прибылями, т
		Отливок	Отливок с литниками  и прибылями			Отливок	Отливок с литниками  и прибылями
1	140	182	266	6	148,94	193,62	282,98	16,98
2	86,4	129,6	169,344	6	91,91	137,87	180,15	10,81
3	134,5	215,2	282,45	6	143,09	228,94	300,48	18,03
4	63	100,8	132,3	6	67,02	107,23	140,74	8,44
5	54	94,5	118,8	6	57,45	100,53	126,38	7,58
6	148	259	337,44	6	157,45	275,53	358,98	21,54
7	96	168	222,72	6	102,13	178,72	236,94	14,22
8	94,6	170,28	221,364	6	100,64	181,15	235,49	14,13
9	81	153,9	202,5	6	86,17	163,72	215,43	12,93
10	136	272	408	6	144,68	289,36	434,04	26,04
11	164	377,2	475,6	6	174,47	401,28	505,96	30,36
12	186	442,68	576,6	6	197,87	470,94	613,40	36,80
13	95	243,2	313,5	6	101,06	258,72	333,51	20,01
14	120	312	504	6	127,66	331,91	536,17	32,17
15	87	256,65	391,5	6	92,55	273,03	416,49	24,99
16	150	471	681	6	159,57	501,06	724,47	43,47
17	111	421,8	649,35	6	118,09	448,72	690,80	41,45
18	93,5	374	489,005	6	99,47	397,87	520,22	31,21
19	167	751,5	976,95	6	177,66	799,47	1039,31	62,36
20	86,6	467,64	602,736	6	92,13	497,49	641,21	38,47
21	163	961,7	1313,78	6	173,40	1023,09	1397,64	83,86
22	142	1065	1177,18	6	151,06	1132,98	1252,32	75,14
23	136,5	1160,25	1501,5	6	145,21	1234,31	1597,34	95,84
24	156	1435,2	2043,6	6	165,96	1526,81	2174,04	130,44
25	150	1515	2415	6	159,57	16,11,70	2569,15	154,15
		12000,1	16472,22			12766,06	17523,64	1051,42

 

4. Расчетная программа формовочного отделения.

Наименование  отливок	Кол-во отливок  в год, тыс.шт	кол-во отл. в  форме	форм в год, тыс. шт.	форм в год  с учетом брака, тыс. шт.	кол-во смеси, м3
					На 1форму	На год
Картер	140	4	35,00	36,84	0,417	15363,16
Вилка захвата оперения	86,4	10	8,64	9,09	0,401	3646,99
Муфта подшипника	134,5	8	16,81	17,70	0,406	7185,13
Крышка заднего  подшипника	63	6	10,50	11,05	0,386	4266,32
Картер рычага КПП	54	8	6,75	7,11	0,412	2927,37
Переходник	148	12	12,33	12,98	0,402	5218,95
Крышка масляного  насоса	96	8	12,00	12,63	0,415	5242,11
Главный цилиндр  управления сцеплением	94,6	6	15,77	16,60	0,395	6555,61
Корпус насоса	81	8	10,13	10,66	0,412	4391,05
Шкив	136	4	34,00	35,79	0,402	14387,37
Корпус насоса	164	8	20,50	21,58	0,411	8868,95
Корпус	186	4	46,50	48,95	0,390	19089,47
Корпус масляного  насоса	95	8	11,88	12,50	0,380	4750,00
Корпус клапана	120	8	15,00	15,79	0,313	4942,11
Головка компрессора	87	8	10,88	11,45	0,342	3915,00
Картер тормозного цилиндра	150	4	37,50	39,47	0,318	12552,63
Крышка подшипника водяного насоса	111	2	55,50	58,42	0,358	20914,74
Шкив	93,5	4	23,38	24,61	0,290	7135,53
Кронштейн крепления  ПГУ	167	2	83,50	87,89	0,312	27423,16
Корпус фильтра	86,6	4	21,65	22,79	0,343	7816,16
Корпус ПГУ	163	2	81,50	85,79	0,364	31227,37
Шкив коленвала	142	2	71,00	74,74	0,324	24214,74
Картер маховика	136,5	4	34,13	35,92	0,336	12069,47
Коллектор	156	2	78,00	82,11	0,371	30461,05
Шкив	150	2	75,00	78,95	0,355	28026,32
Всего:			408,24	871,40		312591,37

     Для определения количества форм, необходимого для изготовления 12000 тонн годных отливок составляется расчетная программа формовочного отделения.

     В соответствии с габаритными размерами отливок выбираются опоки. Как правило, в литейном цехе для изготовления различных по массе и размерам отливок применяются несколько типоразмеров опок.

     Исходными данными для расчета формовочного отделения служат значения годового количества отливок с учетом потерь. Технологические потери форм при формовке приняты равными 2%. Металлоемкость формы определяется на основе известных значений массы отливок с литниками и прибылями.

     Объем уплотненной  формовочной смеси на форму  (Vc) определяется по формуле:

     Vc = Vф - (Vм + Vст), где

                    Vф - объем формы, м³;

                    Vм - объем металла в форме, м³;

                    Vст - объем стержней в форме, м³.

 

5. Расчет количества формовочного оборудования

 

На основе определения необходимого количества форм осуществляется расчет формовочного       отделения.

                     

B – годовое количество форм, изготавливаемое на данном оборудовании, шт;

a – производительность одной единицы оборудования, форм/ч;

Фд – действительный фонд времени  работы оборудования, ч; при двухсменной работе = 3645 ч

Для изготовления форм выбираем автоматическую формовочную линию «Споматик».

      принимаем n = 1;

 Коэффициент загрузки оборудования  К_з = 0,8

Расчет количества формовочного оборудования.
Тип линии	Потреб-е кол-во форм	Производительность линии	Количество линий		Коэффициент загрузки
марка	в год, шт.	форм/час	по расчету	принято	Кз
«Споматик»	408240	140	0,8	1	0, 8

 

 

6. Описание технологического процесса в формовочном отделении.

Автоматическая формовочная линия  “Споматик“ предназначена для форм размером 900×700×360/360 мм.

На линии формы  уплотняются безударным встряхиванием  с оновременным прессованием многоплунжерной  головкой.