Разработка технологического процесса изготовления отливки «Крышка» методом литья под давлением

Al = 50,502*89,5/100 = 45,2 кг

Si = 50,502*8,25/100 = 4,166 кг

Mg = 50,502*0,4/100 = 0,202 кг

Cu = 50,502*1,25/100 = 0,631 кг

Mn = 50,502*0,4/100 = 0,202 кг

Ti = 50,502*0,2/100 = 0,101 кг

    Остальное количество элементов необходимо ввести в рабочий сплав в виде первичных металлов и лигатур.

Кремний необходимо дошихтовать

Si = 8,33 – 4,166= 4,164 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al – Si

4,164*100/13 = 32,03 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 32,03 – 4,164 = 27,866 кг

Магний необходимо дошихтовать:

Mg = 0,408– 0,202 = 0,206 кг

Для этого необходимо ввести магний в чистом виде.

Mg = 0,206 кг

Медь необходимо дошихтовать:

Cu = 1,263 – 0,631 = 0,632 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al – Cu

0,632*100/50 = 1,264 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 1,264 – 0,632 = 0,632 кг

Марганец необходимо дошихтовать:

Mn = 0,406 – 0,202 = 0,204 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al – Mn

0,204*100/10 = 2,04 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 2,04 – 0,204 = 1,836 кг

Титан необходимо дошихтовать:

Ti = 0,202 – 0,101 = 0,101 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al – Ti

0,101*100/5 = 2,02 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 2,02 – 0,101 = 1,919 кг

Алюминий необходимо дошихтовать:

Для этого необходимо ввести алюминий в чистом виде. Определяем количество алюминия в чушках, с учетом алюминия, введенного с возвратом и лигатурами.

Al = 90,395– (45,2 + 27,866+0,632+1,836+1,919) = 12,942 кг

    По результатам расчета количества возврата, лигатур, чистых элементов, необходимых в составе шихт, составляем таблицу  14

 

 

 

 

 

Таблица 14 - Расчетный состав шихты на 100 кг

Наименование показателей	Элементы						Всего
	Al	Si	Mg	Cu	Mn	Ti
Состав, принятый к расчету с  учетом угара, кг (средний)	90,395	8,33	0,408	0,302	0,406	0,202	101,004
Количество элементов, вводимых с  отходами собственного производства, кг	45,2	4,166	0,202	0,631	0,202	0,101	50,502
Кол-во элементов, вводимых с лигатурами	32,253	4,164	-	0,632	0,204	0,101	37,354
Чистые металлы, кг	12,942	-	0,206	-	-	-	13,148

 

Определим количество составляющих шихты  на плавку 0,4 т. Расчетные данные заносим в шихтовую карту (таблица 15).

Отходы собственного производства

50,502*4 = 202,008  кг

Чушковый Al

12,942 *4 = 51,768 кг

Лигатура Al-Si

32,03 *4 = 128,12 кг 

Чушковый Mg

0,206 *4 = 0,824 кг

Лигатура Al-Cu

1,264 * 4 = 5,056 кг

Лигатура Al-Mn

2,04 * 4 = 8,16 кг

Лигатура Al-Ti

2,02 * 4 = 8,08 кг

 

Таблица 15 - Шихтовая карта

Показатели	Шихтовые материалы	кг
Сплав АК8М № плавки Печь – ИАТ-0,4 Вес плавки 0,4 т	Отходы собств. производства	202,008
	Чушковый Al	51,768
	Лигатура Al-Si	128,12
	Чушковый Mg	0,824
	Лигатура Al- Cu	5,056
	Лигатура Al-Mn	8,16
	Лигатура Al-Ti	8,08
	Всего	404,016

 

Таблица 16 – Перерасчет шихты на 100 кг

Шихтовая карта	Кг	%
Отходы собственного производства	50,502	50
Чушковый Al	12,942	12,813
Лигатура Al-Si	32,03	31,712
Чушковый Mg	0,206	0,204
Лигатура Al- Cu	1,264	1,251
Лигатура Al-Mn	2,04	2,02
Лигатура Al-Ti	2,02	2
Всего	101,004	100

 

Составляем баланс металла на 480 т годного литья.

При составлении баланса металла  принято, что масса литниковой системы 0,45 раза больше массы отливок. Результаты расчета заносим в таблицу 17.

   Таблица 17 - Баланс металла

Показатели	т	%	Составляющие шихты	т	%
Годное литье	480	49	Отходы собственного производства	363,6	50
Брак: Внутренний Внешний	14,4	3
	9,6	2	Чушковый Al	93,176	12,813
Литники и выпоры	216	45	Лигатура Al-Si	230,61	31,712
Жидкий металл	720	99	Чушковый Mg	1,484	0,204
Угар, потери	7,2	1	лигатура Al-Cu	9,097	1,251
			Лигатура Al-Mn	14,689	2,02
			Лигатура Al-Ti	14,544	2
Всего	727,2	100	Всего	727,2	100

 

 

3.4 Расчет количества оборудования

 

     Рассчитываем количество плавильных печей ИАТ-0,4:

N_печ= (М*К_н)/(Ф_д*q)    (41)

где М – количество жидкого металла  на годовую программу, т

       К_н – коеффициент непрерывной работы, К_н = 1,2

       Ф_д – действительный фонд времени, 3575 ч

       q – производительность печи, 0,29 т/ч [2 табл.6]

 

N_печ= (М*К_н)/(Ф_д*q) = (727,2*1,2)/(3575*0,29) = 0,84 ≈ 1 шт

 

Технические характеристики индукционный тигельный печи ИАТ-0,4 [2 табл.6]

Установленная мощность, кВ*А – 180                                                                                         

Вместимость тигля, т – 0,4

Производительность по расплавлению и перегреву, т/ч – 0,29

 

     Рассчитываем количество машин для литья под давлением 711А10:

N_маш= (N*К_н)/(Ф_д*q*n)    (42)

где N – количество отливок с учетом брака в год, шт

       К_н – коеффициент непрерывной работы, К_н = 1,2

       Ф_д – действительный фонд времени, 3575 ч

       q – производительность машины для литья под давлением, 35 заливок/ч [7 табл.76]

       n – количество отливок в пресс-форме

 

N_маш= ((N/n)*К_н))/(Ф_д*q*n) = ((276923/3))*1,2))/(3575*35) = 0,88 ≈ 1 шт

 

Технические характеристики машины для  литья под давлением 711А10 [7 табл.74]

Усилие запирание, кН - 6300

Масса заливаемого порции алюминиевого сплава, кг - 10

Толщина пресс-формы, мм:

   наибольшая - 850

   наименьшая - 380

Усилие прессование, кН - 670

Ход подвижной плиты, мм - 630

Габаритные размеры , мм:

  Длина - 8700

  Ширина - 3500

  высота - 3150

Масса, кг – 28000

 

4 ОХРАНА ТРУДА

    Технологический процесс, организация и проведение литейных работ должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.3.027-2004.

4.1  Мероприятия по технике  безопасности (по ССБТ)

     При проведение технологического  процесса на всех стадиях обработки  материалов возможно действие  опасных и вредных производственных  факторов. Основные из них выделение  паров и газов, избыточное выделение  теплоты, лучистая энергия, повышенный  уровень шума, наличие движущихся  машин и механизмов, подвижные  части производственного оборудования, системы повышенных давлений,  электрический ток, психофизиологические  напряжения при выполнении автоматизированных  операций. Поэтому серьезное внимание необходимо уделять созданию комфортных условий труда в цехе литья под давлением и строгому соблюдению установленных правил техники безопасности.

    При плавке в индукционной печи загрузку шихты, подшихтовку, перемешивание расплавленного металла, снятие шлака и отбора проб, необходимо проводить при снятом с индуктора печи напряжении. Корпус печи должен быть заземлен; кроме пускового устройства у каждой печи должен быть предусмотрен аварийный рубильник, общий для всех печей, который располагается на расстоянии не менее 10 метров от печей. Для защиты работников от воздействия электромагнитных полей высокой частоты устройства, генерирующие электромагнитные поля, должны быть снабжены экранами с таким расчетом, чтобы напряжение электромагнитного поля и интенсивность облучения на рабочих местах не превышали величин, предусмотренных санитарными нормами. Должны быть приняты меры по ограничению доступа работников к таким устройствам.

   В машинах для литья под давлением ограждающие устройства должны также служить защитой от выброса металла. При этом должна применяться эффективная защита от сбоев в программах дозирования заливки и закрытия форм. Для дозированной подачи расплавленных сплавов должны применяться устройства, исключающие их пролив или разбрызгивание во время выдачи доз. Удаление отливок из пресс-форм должно производиться специальным съемником. Рукоятки управления машинами должны иметь ограждения, предотвращающие случайное их выключение. Высокое давление жидкости или воздуха, развиваемое в цилиндрах пресса и баллонах аккумулятора, требует строго соблюдения правил эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

    Роботы необходимо оснащать  средствами защиты, исключающими  возможность воздействия на обслуживающий  персонал опасных и вредных  производственных факторов. С целью обеспечения безопасности оператора система управления должна иметь устройство аварийной остановки, которое срабатывает при нарушении работоспособности робота.

4.2 Мероприятия по противопожарной  защите

    Основными причинами пожаров являются: нарушение правил и технологии выполнения операций, неисправность технологического оборудования, грубое нарушение правил пожарной безопасности и т.п. Пожарная безопасность обеспечивается мероприятиями пожарной профилактики. Под пожарной профилактикой понимается комплекс технических и организационных мероприятий, направленных на предотвращение взрывов и пожаров, на их локализацию и создание условий для успешного тушения пожаров.

     Пожарная профилактика  достигается путем мероприятий  следующих видов.

1. Мероприятий, направленных на предотвращение возникновений пожара или взрыва. Это прежде всего предупреждение пожароопасной среды, устранение причин возникновения источника зажигания. С этой целью осуществляется герметизация оборудования, замена огневзрывоопасных материалов, использование систем вентиляции, запрещение использование открытого огня.
2. Мероприятий , предупреждающих распространение пожара и взрыва. К их числу относятся правильное расположение зданий на территории, противопожарные устройства в конструкции зданий (противопожарные преграды, огнестойкие перекрытия и т.д.), правильная планировка цехов и участков с учетом их пожарных характеристик.
3. Безопасной эвакуации людей и материальных ценностей из зоны пожара. Для этой цели разрабатывают эвакуационные выходы и пути эвакуации.
4. Мероприятий, обеспечивающих успешное тушение пожара: правильный выбор и размещение средств пожаротушения, устройство подъездов к объектам, готовность средств пожаротушения к применению.

4.3 Мероприятия по охране окружающей  среды

      Литейный цех является источником больших тепловыделений, выделений газов, пыли, различных вредных химических соединений, шлаков и т.д.

     Комплексные работы по охране окружающей среды ведутся в направлении уменьшения токсичности используемых материалов, использование ресурсосберегающих технологий, сокращение выбросов в атмосферу различных вредных газов, очистки стоков промышленных вод, уменьшения и утилизации отходов производства.

    Для производственных нужд внедряется оборотное использование воды и ее очистка, в случае сброса в водоем. Избыточное выделение тепла чаще всего утилизируется и применяется для бытовых и других целей, а в ряде случаев и в основном процессе.

    В литейном цеху имеются существенные источники для выброса в воздух вредных газов и паров. В плавильном отделение должны быть обязательно предусмотрены устройства для очистки выбрасываемых в атмосферу газов – продуктов плавки металла: сухие и мокрые газоочистители и пылеулавливающие установки. В зоне нахождение пресс-формы со стороны, противоположной рабочему месту оператора, необходимо устанавливать вертикальные вентиляционные панели для вытяжки. Следует иметь виду, что выделение вредных газов при литье под давлением меньше, при многих других видах литья, так как отсутствуют формы и стержни, содержащие токсичные вещества в виде технологических добавок.

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Список использованных источников (литературы)

1. Беккер  М.Б. Литье под давлением  - М.: Машиностроение,1990 – 400 с.
2. Галдин Н.М. Цветное литье – М.: Машиностроение, 1989 – 528 с.
3. Гини Э.Ч., Зарубин А.М., Рыбкин В.А. Технология литейного производства: Специальные способы литья – М.: Издательский центр «Академия» 2005 -352с.
4. Граблев А.Н., Киселенко Л.Е., Михайлов  Д.П. Литейные сплавы и плавка // Учебное пособие – М.:МГИУ,2007 - 54с.
5. Ефимов В.А., Анисович Г.А., Бабичев В.Н. Специальные виды литья//Справочник– М.: Машиностроение, 1991-436с.
6. Иванов  В.Н.  Специальные виды литья /Учебное пособие/ – М.:МГИУ – 2007 – 316с.
7. Кнорре С.И. Основы проектирование  литейных цехов и заводов – М.: Машиностроение, 1979 – 376 с.
8. Ковалев Ю. Г. Литейная технологическая оснастка. Конспект лекций.  Ч. 1. Основы технологической подготовки производства. Ч. 2. - 2001
9. Логинов И.З. Проектирование литейных цехов - Минск: Высшая школа – 1975 – 324с.
10. Михнюк Т. Ф. Безопасность жизнедеятельности -  Мн.: Дизайн ПРО, 2004. – 240 с.
11. Могилев В. К., Лев О. И. Справочник литейщика  - М.: Машиностроение, 1988. – 272с.
12. Сафронов В. Я. Справочник по литейному оборудованию -  М.: Машиностроение, 1985  – 320 с. 
13. Стерин  И.С.  Материаловедение. – М.: Дрофа 2009 – 352с.
14. Титов Н.Д., Степанов Ю.А.  Технология литейного производства - М.: Машиностроение, 2005 – 399 с.
15. Трухов А.П., Маляров А.И. Литейные сплавы и плавка - М.: Издательский центр «Академия», 2004 – 336 с.
16. Чернышев Е.А. Литейные сплавы и их зарубежные аналоги //Справочник – М.: Машиностроение 2006 – 336с.
17. Шуляк В.С. Проектирование литейных цехов //Учебное пособие – М.:МГИУ,2004 – 92с.