—учебное пособие для вузов

Санкт-Петербург 2017 370 с.

Изложены процессы, происходящие при формировании отливок, и перспективные способы проектирования технологии изготовления качественных литых заготовок. Приведены методы моделирования литейного производства, на основании которых должны формироваться рациональные компановки цехов и обеспечиватся высокие технико-экономические показатели их работы. Показан метод разработки технологии изготовления литой детали для различных условий ее эксплуатации.

Рекомендовано в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов машиностроительных вузов. Может быть полезено студентам обучающихся по смежным специальностям, а также предпринимателям для формирования конкурентоспособного производства.

Введение

Для получения многих деталей входящих в состав машин, приборов и сооружений, литые заготовки являются наиболее дешевыми, а в случаях особо сложных деталей или применения неподдающихся обработке давлением и резанием сплавов литейная технология является единственно возможной. Вместе с тем в отливках возможно образование различного рода специфических дефектов; шероховатость поверхности и точность размеров часто не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к изделиям; свойства сплавов в литом состоянии, как правило, ниже, чем в деформированном. Поэтому проблема дальнейшего повышения качества литых заготовок и снижения производственных затрат в настоящее время приобрела важное значение. Для ее решения современный литейщик должен знать механизмы протекания литейных процессов и уметь создавать рациональные схемы производства для конкретной номеклатуры.

Прежде чем создавать какое-либо производство, необходимо провести ряд расчетов и исследований. То же самое можно сказать и в отношении технологий, применяемых на том или ином производстве. В настоящее время выигрывают всегда те технологии, идеи, рацпредложения, которые являются не только технологически передовыми, но и экономически целесообразными. Поэтому во всем мире наблюдается четкая тенденция всестороннего подхода к любой идее, и победу одерживают те из них, которые наиболее полно проработаны.

Настоящее учебное пособие позволит не только познакомить с реальными процессами, происходящими при заполнении литейной формы жидким металлом, при затвердевании и охлаждении отливок, но и получить представление о распределении параметров структуры и механических свойствах отливки.

Здесь рассматриваются во взаимосвязи несколько задач: гидравлическая, обеспечивающая расчет процессов заполнения формы; тепловая, решение которой позволяет определить температурное поле тела отливки в зависимости от времени; кристаллизационная, позволяющая оценить параметры структуры металла отливки, рассмотреть механизм формирования фазового превращения и различного вида неоднородностей, изменение параметров структуры металла отливки при охлаждении в форме и после последующей термообработке; усадочная, позволяющая рассчитать изменение размеров и объема отливки в зависимости от температуры и оценить опасность возникновения связанного с этим дефектов.

Таким образом, в результате возникает возможность прогнозирования структуры и свойств отливки, что позволит предусмотреть необходимые изменения в литейной технологии для конкретного производства и правильно оценить работоспособность литой детали. Прогнозирование структуры и свойств в сложной отливке с последующей корректировкой технологии является резервом повышения ресурса работы литых деталей.

Одновременно, резервом повышения эффективности является совершенствование и рационализация состава производственно –технической литейной системы. Современная теоретико- технологическая парадигма процессов изготовления отливок не только изучает явления, происходящие в сплаве при формировании отливки и в формовочной смеси при формовке но и рассматривает вопросы построения рациональной производственно-технологической системы.

Современные предприятия вынуждены постоянно заниматься улучшением своей деятельности. Это требует разработки новых технологий и приемов ведения бизнеса, улучшения конечных результатов деятельности и, конечно, постоянного совершенствования методов управления и организации деятельности предприятий.

Литейное производство – это бизнес, который может и должен приносить прибыль. Как сделать это возможным? Естественно нужны серьезные капитальные вложения. Но помимо этого, что не менее важно, нужен высокопрофессиональный подход в освоении таких средств. Закупить новое оборудование – это еще не все, необходимо решать отдельный экономико-организационный комплекс задач. А именно, выбор оборудования должен, прежде всего, обеспечивать выполнение всех параметров технологического процесса, быть оптимальным, таким, чтобы не потратить лишние средства на избыточные мощности, и в то же время не создать нехватку мощностей. Нужно выстроить рациональную производственную схему, оптимально организовать производственный процесс. Это существенно снизит затраты, даст возможность в течение короткого времени окупить капвложения и вывести производство на уровень самостоятельного бизнеса, приносящего высокую прибыль. Сегодня на рынке выигрывает тот, кто предлагает высокое качество по низкой цене. Однако, задача эта не из простых.

Вначале разрабатывается концепция производства – аванпроект. Прорабатываются варианты технологических, конструкторских и компоновочных решений с учетом назначения, производительности и габаритных размеров основного и вспомогательного оборудования.  Далее предварительно просчитываются ресурсозатраты: сколько нужно газа, воды, энергии, сырья, сколько человек должно обслуживать производство. Производится предварительный расчет рентабельности будущего производства, вносятся корректировки, как правило касающиеся состава оборудования и компоновочных решений.  Нет смысла устанавливать оборудование, которое не сможет обеспечить объемы производства, или то, которое будет использоваться не на 100%.

После осуществления вышеприведенной работы – просчитывается сколько весь проект будет стоить. Разрабатывается обоснование инвестиций. Эта сложная технико-экономическая задача является комплексной, и полученное решение не допускает раздельного анализа.

Далее разрабатывается сам проект включающий конкретное оборудование, энергоснабжение, вентиляцию, строительную часть и др.

Предлагаемая книга является учебным материалом для студентов вузов, специализирующихся по литейному производству, где излагаются вопросы реализации производства отливок, характеризующихся требуемыми свойствами.

Основопологающими для литейного производства являются операции изготовления форм, заливки их металлом, затвердевания и охлаждения отливок. Протекающие при этом процессы, называются литейными процессами. Наука, изучающая явления, имеющие место в формовочной смеси и в литейном сплаве при формировании отливки, в настоящее время дополняется вопросами организации производства. Ее основной задачей является анализ и оптимизация конкурентоспособного производства. Приобретение студентами соответствующих компетенций обеспечивается в рамках специальности «Машины и технология литейного производства»