книги / Научные основы технологической подготовки группового производства

Подкласс 3 (шифр 0103) — отливки, формуемые по моделям с разъемом, без стержней или с простым центровым стержнем (табл. II. 4).

Подкласс 4 (шифр 0104) отливки, формуемые по моделям с разъе­ мом, с внутренними полостями, для образования которых требуется один или несколько стержней (табл. II. 5).

Подкласс 5 (шифр 0105) — отливки, формуемые по моделям с разъе­ мом, со стержнями для образования внутренних полостей детали и для получения элементов наружной поверхности (табл. И. 6).

Подклассы отливок делятся на типы. Под типом понимается совокуп­ ность отливок, близких по своему конструктивному подобию, например тела вращения и части тел вращения, отливки трубчатые, коробчатые, рычажные, призматические и т. д.

Рис. II. 2. Общая схема технологического процесса изготовления отливок в песчаных формах

Имея подобного рода классификаторы, можно приступить к группиро­ ванию деталей, что является основной целью классификации. Компоновка групп деталей будет производиться, как правило, из деталей, относящихся к одному подклассу.

Учет деталей, входящих в определенный класс, подкласс и тип, ведется по специальной классификационной ведомости.

При многономенклатурном производстве рекомендуется применять систему кодирования элементов и особенностей каждой отливки на перфо­ картах. В этих случаях классификация деталей на группы производится с помощью перфорационных машин по заданным признакам, характери­ зующим особенности каждой группы отливок.

Технологический процесс изготовления отливок в песчаные формы может быть показан в виде схемы, представленной на рис. II. 2.

Для получения отливки необходимо комплексное решение ряда техно­ логических вопросов, связанных не только с процессом литья, но и с рядом вспомогательных операций, таких, как приготовление формовочной и стер­ жневой смеси, изготовление форм и стержней.

Существенное значение имеет и технология плавки металла и т. п. В производстве отливок в песчаные формы должны широко при­ меняться типовые и групповые технологические процессы, при разра­ ботке которых необходимо использовать в качестве руководящих материалов нормали и производственный опыт передовых литейных

цехов.

Одним из основных вопросов, определяющих возможность и уровень механизации литейного производства в условиях изготовления деталей мелкими сериями, является рациональный выбор и использование техно­ логической оснастки.

Классификация деталей, создание вполне определенных групп отливок на основе их конструктивно-технологической общности — основа разра­ ботки и применения нормализованной модельно-опочной оснастки, глав­ ным образом, ее неформообразующей части — опок, модельных плит, корпусов стержневых ящиков, сушильных плит и т. п., что в условиях мелкосерийного производства приобретает особое значение.

Использование нормализованной оснастки при освоении нового изде­ лия обусловливает необходимость изготовления только ее формообразую­ щей части, что в значительной степени сокращает сроки подготовки про­ изводства, удешевляет стоимость литых деталей и обеспечивает возмож­ ность применения машинных методов формовки.

При проведении работ по нормализации необходимо стремиться к соз­ данию минимального, но достаточного количества различных типоразме­ ров оснастки, обеспечивающих возможность формовки различных деталей и стержней к ним.

Нормализованная литейная оснастка нашла широкое применение на многих заводах и подробно описана многими авторами.

В нашу задачу входит рассмотрение возможности использования нор­ мализованной оснастки при применении группового метода в условиях мелкосерийного производства.

Одним из основных вопросов, определяющих экономическую эффек­ тивность машинной формовки в условиях мелкосерийного производства, является правильное использование различных нормализованных конст­ рукций переналаживаемых модельных плит, применение которых дает возможность перевести на машинную формовку не только отливки, изго­ товляемые мелкими сериями, но и отливки индивидуального производства.

В настоящее время в литейных цехах применяются различные виды модельных плит, обеспечивающие установку и закрепление различных групп деталей, к ним относятся:

1)координатная модельная плита;

2)координатная плита с клетью и прижимными планками;

3) универсальная рамка с быстросменной модельной плитой;

4)универсальная подмодельная плита с крестообразными гнездами;

5)универсальный координатный стол;

6)универсальная подмодельная плита с гнездами для быстросменных вкладышей.

Конструкция модельных плит должна обеспечивать следующее:

1)быструю и точную установку и смену моделей на плитах;

2)быструю и простую смену плит на машинах.

Одной из наиболее оправдавших себя конструкций плит, обеспечиваю­ щих выполнение поставленных условий, являются координатные плиты.

Габариты модельных плит определяются в зависимости от габаритов опок и при машинной формовке соответствуют типу (классу) формовочной машины.

Основной особенностью координатных модельных плит является нали­ чие системы отверстий, просверленных по точной координатной сетке. Шаг сетки устанавливается в зависимости от размеров плиты. Большой шаг применять не рекомендуется, так как он затрудняет установку на плите различных элементов литниковой системы. Размерной базой

координатной сетки являются осевые линии, проходящие через отверстия установочных штырей. Высокая точность расположения отверстий по шагу, обеспечивающая совпадение координат отверстий одной плиты с соответствующими отверстиями другой, достигается путем сверления по кондуктору или на координатно-расточном станке.

Конструкция такой плиты показана на рис. II. 3.

Одновременно с координатными плитами рекомендуется изготовлять из листовой стали шаблон плиты (рис. II. 4), по которому производится разметка отверстий в моделях.

Для наиболее рационального использования координатных модельных плит необходимо прежде всего разработать монтажную схему расположе­

ния групп деталей (по групповому классификатору) и выбрать рациональ­ ную литниковую систему, обеспечивающую получение качественного литья.

Порядок подготовки модельной оснастки состоит в следующем.

Как обычно, изготовляются разъемные деревянные модели и модели литниковой системы.

Согласно монтажной схеме (рис. II. 5) одна из половинок моделей и лит­ никовой системы устанавливается на разметочный шаблон плиты и закреп­ ляется на нем струбцинами. Через отверстия в шаблоне на обратной сто­ роне закрепленной модели и литниковой системы производится разметка под сверление гнезд для деревянных шипов и зажимных штырей. После этого модели снимаются и просверливаются по кондуктору (рис. II. 6).

Просверленные половинки моделей спариваются со вторыми половин­ ками и в последних просверливаются отверстия через отверстия первых половинок моделей.

После сверления отверстий в каждую из половинок модели вставляют деревянные калиброванные шипы, изготовленные из твердых пород дерева. При помощи этих шипов модели устанавливаются на координатные плиты и закрепляются на них одним шурупом (рис. II. 7).

Для моделей, закрепляемых на координатных плитах (рис. II. 8, II. 9), вместо деревянных шипов прикрепляются калиброванные стальные штыри, которые крепятся при помощи специальной планки, врезанной в модель заподлицо с плоскостью разъема (рис. II. 9). Крепление моделей в дан­ ном случае обеспечивается специальным устройством клети.

В настоящее время на некоторых заводах применяются координатные плиты со встроенным пневмоприводом для закрепления моделей.

Такой способ подготовки и монтажа моделей позволяет быстро и легко сменить на плите модели по окончании изготовления необходимого коли­ чества форм.

Элементы крепления плиты к формовочной машине определяются в за­ висимости от типа стола применяемых машин.

Одной из рациональных конструкций плит, используемых в условиях мелкосерийного производства, является клишевая плита, дающая возмож­ ность одновременно формовать различные детали. Конструкция такой плиты (рис. II. 10) состоит из коробчатого основания и вкладных плиток с закрепленными на них моделями. При такой конструкции модельной

6-6

Рис. II. 10. Общий вид односторонней сборной клишевой плиты:

9 — гайка; 1 0 — пружинная шайба

плиты можно не только производить формовку различных деталей одно­ временно, но и в случае необходимости сравнительно быстро заменять одну модель другой.

На рис. II. 11 показана подмодельная плита, отлитая из алюминиевого сплава, на рабочей поверхности которой выфрезерованы три посадочные гнезда в виде креста. В зависимости от развеса и габарита отливок коли­ чество гнезд на плите может быть различным.

В гнезда плиты вставляются алюминиевые кресты с закрепленными на них моделями. Крепление моделей к кресту осуществляется винтами или шурупами (рис. И. 12). Кресты фиксируют модели на плите. От пере­ мещения в вертикальной плоскости при набивке и вытяжке модели крест удерживается с одной стороны питателем, с другой — зажимом в виде тонкой стальной пластины, свободно вращающейся вокруг оси, зафикси­ рованной на плите.

Для питания металлом на плите монтируется дроссельная литниковая система (рис. II. 13), благодаря применению которой уменьшается брак

крупные отливки, так как для них также характерны элементы конструктивной общности. Например, проведенный анализ размеров станин и других крупных деталей металлорежущих станков показал, что их продольные размеры колеблются значительно больше, чем по­ перечные.

Несмотря на то, что крупные отливки преимущественно изготовляются мелкими партиями, а иногда и единичны, все же и здесь удается применять нормализованную оснастку. Это позволяет отказаться от изготовления

моделей, ям, постелей путем замены их жакетами с нормализованными поперечными сечениями трапецеидального профиля. Формы в данном слу­ чае образовываются путем сборки стержней.

Жакеты могут выполняться металлическими или из температуростой­ ких сортов бетона, не подверженных значительному термическому рас­ ширению.

Длина форм может меняться в достаточно широких пределах путем применения в жакетах переставных торцовых стенок.

Механизация формовки не только резко увеличивает производитель­ ность труда, но и способствует повышению качества отливок, обеспечивая изготовление отливок с болееточными размерами,чем при ручной формовке.

Классификация отливок, применение нормализованной оснастки от­ крыли широкие возможности машинной формовки отливок не только круп­ носерийного, но мелкосерийного и даже индивидуального производства.

Взависимости от конструктивно-технологических особенностей и габа­ ритов отливок применяются различные типы формовочных машин. Однако встряхивающие машины имеют существенные недостатки — низкую про­ изводительность, громоздкость конструкций, интенсивный износ деталей,

атакже сильный шум при работе.

Впоследние годы на ряде заводов нашел применение метод прессования форм под высоким удельным давлением на пневморычажных и гидравли­ ческих прессах. Проведенные исследования показали, что для получе­ ния заданной плотности форм (в пределах 75—85 единиц по твердомеру) необходимо удельное давление в диапазоне 12—20 кГ/см2.

Применение установок и автоматических линий для изготовления ли­ тейных форм прессованием под высоким давлением позволяет получать формы для отливок самых различных деталей, обеспечивает условия для решения вопросов механизации и автоматизации изготовления литейных форм и резко улучшает условия труда. В качестве примеров могут быть рассмотрены прессовые установки, созданные на Кировском заводе г. Ле­ нинграда. Прессовая установка П-457 (рис. II. 14) предназначена для из­ готовления литейных земляных форм методом прессования в опоках 1200 х 600 х 300 мм для отливок, изготовляемых в условиях индивиду­ ального и мелкосерийного производства.

Установка состоит из пресса 1, двух подвижных столов 2, двух пневма­ тических цилиндров 3 для перемещения столов, двух бункеров 4, двух съемников 5 опок, двух пневматических подъемников 6, рольганга 7 пустых опок (рис. II. 15), рольганга 8 готовых форм и тележки 9 для пере­ дачи готовых форм с рольганга готовых форм на рольганги — накопи­ тели форм.

Прессовая установка работает следующим образом. Пустые опоки

срольганга 7 пустых опок захватываются пневматическим подъемником 6

иустанавливаются на столы 2, на одном из которых смонтированы модель­ ные агрегаты верха, а на другом низа. После этого подвижной стол 2 совместно с опокой и модельным агрегатом низа подается пневмоцилинд­ ром 3 под бункер 4, где происходит наполнение опоки формовочной смесью до уровня наполнительной рамки. Затем пневмоцилиндр 3 подает опоку, заполненную землей, совместно с подвижным столом 2 под пресс. Усилие прессования контролируется манометром. После окончания прессования опока подается на позицию протяжки, где штифтовой пневматический съем­ ник 5 производит протяжку формы. Готовая форма снимается электри­ ческим тельфером (не показан на рисунке), кантуется и устанавливается на рольганг 8 готовых форм. В то время, когда производится протяжка формы опоки низа, опока верха подается под бункер, заполняется землей, перемещается под пресс, и далее осуществляется тот же технологический цикл, который прошла и опока низа. Поочередно изготовленные на прес­ совой установке формы низа и верха собираются на рольганге готовых форм

ипередаются на заливку. Управление дистанционное с двух пультов. Производительность установки для опоки с максимальными размерами — 40 полуформ в час. Установку обслуживают два человека. Занимаемая площадь 9 x 6 м (без насосной). Высота установки над уровнем пола 4,5 м.

Рис. II. 15. Прессовая установка П-457