Расчет и проектирование цеха для производства отливок из никелевых сплавов с применением технологии прототипирования при получении моделей мощностью 350 тонн в год

Приготовление огнеупорной суспензии на водном связующем. Формирование керамической оболочки. Зачистка остатков питателей и промывников. Капиллярно-люминесцентный контроль. Технологии в литейном производстве. Показатели экономической эффективности.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 26.10.2014
Размер файла 3,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

2.1.15 Аттестация шихты

Исходным шихтовым материалом для отливки деталей является готовый (исходный) сплав ЧС70-ВИ, завода-поставщика в виде мерной заготовки или прутков, поступающих с сертификатом на каждую плавку, в котором должно быть указано его соответствие требованиям норм на поставку данного сплава.

Запуск сплава в работу осуществляется на основе сверки данных сертификата с требованиями.

Рабочий сплав составляется из одной плавки исходного сплава и возврата литейного производства, состоящего из элементов литниковой системы с отрезанными чашами, забракованных деталей, годных по химическому составу, в количестве до 50 % от массы шихты. Допускается использовать в качестве возврата ЧС70, восстановленный из отходов методом электрошлакового переплава, в количестве до 60 % от веса шихты.

Из плавки собственного производства отлить блок заготовок под образцы для контроля механических свойств. Сплав подвергается контролю химического состава и механических свойств.

Контроль химического состава плавки производится химическим и спектральным способами на образце, вырезанном из литниковой системы.

2.1.16 Подготовка шихты

Исходными шихтовыми материалами для приготовления рабочего сплава являются:

- готовый (исходный) сплав ЧС70-ВИ, ЧС70У-ВИ поступающий с завода-поставщика;

- возврат литейного производства.

Свежий сплав, поступающий с завода-поставщика в виде мерной заготовки или прутков, разрезать на части, удобные для загрузки плавильной установки.

Подготовку возврата литейного производства выполнять следующим образом:

Загрузить галтовочный барабан и произвести галтовку.

При наличии в труднодоступных местах остатков керамики разрешается произвести обдувку электрокорундом с последующей галтовкой.

Разрезать на части, удобные для загрузки плавильной установки.

Плавка рабочего сплава составляется (шихтуется) из одной плавки исходного сплава и возврата литейного производства в количестве до 50 % от веса шихты.

2.1.17 Подготовка вакуумной установки к работе

Произвести установку тигля.

Перед началом работы необходимо:

- произвести внешний осмотр вакуумной печи;

- проверить давление воды в сети;

- проверить работу всех механизмов и узлов с ручным управлением;

- проверить исправность вакуумных затворов;

- проверить работу и запустить вакуумные насосы;

- проверить индуктор печи на исправность изоляции и крепления, отсутствия течи в катушке индуктора и шлангах, нормальное истечение охлаждающей воды;

- проверить исправность печи подогрева форм;

- проверить исправность контрольно-измерительной аппаратуры.

2.1.18 Прокалка керамических блоков перед заливкой

Нагрев оболочек под заливку производить в электрических нагревательных печах. Блоки укладывать горизонтально в один ряд корытом вверх. Температура прокалки Т=(1050+20) °С, выдержка не менее 4 и не более 8 часов.

2.1.19 Плавка металла и заливка формы

Плавку металла и заливку формы производить в индукционной вакуумной печи УППФ-3МК:

1. Перед началом работы следует убедиться в исправности вакуумной установки.

2. Плавку сплава производить в сменных керамических тиглях. Замену тигля производить не реже 1 раза в смену.

3. Загрузить в тигель печи навеску шихты. При загрузке следует плотно уложить шихту в загрузочный стакан и предусмотреть возможность свободного осаживания её в тигле в процессе расплавления.

4. Произвести форсированное расплавление шихты при мощности на индукторе 70…100 кВт. После полного расплавления дать выдержку 2…3 мин. Плавку вести при остаточном давлении не более 1·10-1 мм рт.ст. (13,332 Па).

5. Произвести нагрев металла до Т=(1640+10) °С и выдержать при этой температуре до полного исчезновения плен (время выдержки 3…5 мин.

6. Снизить мощность на индукторе до 10…40 кВт и, постепенно наклоняя тигель, прогреть сливной носок.

7. Выставить тигель в вертикальное положение, и проверить наличие плен на поверхности жидкого металла. В случае обнаружения плен осадить их на противоположную сливному носку стенку тигля.

8. Снизить мощность на индукторе и довести температуру металла до температуры заливки Тзал.=(1500±10) °C.

9. Извлечь из печи подогрева керамическую оболочку, провести инжектирование внутренней полости блока и поместить её в муфель (обечайку) печи. Блок должен стоять в муфеле (обечайке) вертикально.

10. Перед заливкой металла в форму температуру металла замерить термопарой погружения с кварцевым наконечником. Замер производить при мощности на индукторе 10…15 кВт, обязательно выдерживая термопару в тигле с жидким металлом с регистрацией на диаграмме прямолинейного участка длиной не менее 5 мм. Общее время нахождения термопары погружения в тигле с жидким металлом не должно превышать 80…100 с, во избежания разрушения кварцевого наконечника термопары. Температуру заливки записать в сопроводительную карту.

11. Перед заливкой установить мощность на индукторе 30…35 кВт, подвести блок к тиглю и произвести заливку формы (время заливки должно быть минимально). Перед заливкой наклонить тигель в сторону формы на уровень, обеспечивающий расстояние от металла до верхней кромки тигля (примерно 15…30 мм - для сведения), выдержать металл в течение 5…15 с, дав возможность шлаку переместиться к задней стенке. После заливки блок выдержать под вакуумом 0,5…1 мин.

12. Плавно вывести блок из плавильной камеры. Произвести напуск воздуха в форкамеру и откатить кожух камеры.

13. После открытия камеры необходимо накрыть литниковую чашу асбестом.

14. Через 3…5 мин после заливки извлечь залитую оболочку из плавильной камеры и перенести ее на поддон для залитых блоков.

15. Освободить блоки от утеплителя и асбеста не ранее, чем через 2 ч.

16. Залитые блоки подавать на выбивку не ранее, чем через 6 ч после заливки.

2.1.20 Отбивка керамики

Залитые блоки поступают на выбивку не ранее, чем через 6 ч после заливки.

Отбивку керамики производить вручную ударами молотка по литниковой чаше. Запрещается при выбивке наносить удары по отливке.

2.1.21 Отрезка отливки от литниковой системы

Отрезку отливки производить на абразивно-отрезном станке вулканитовым или армированным кругом следующим образом:

1. Установить тиски на магнитный стол станка.

2. Блок отливки установить в тиски и закрепить.

3. Включить электромагнит, закрепив тиски в нужном положении.

4. Отрезать отливку от литниковой чаши.

5. Отрезать часть литниковой системы, толщиной ? 3 мм, для контроля марки сплава и передать в БТК.

6. Отключить электромагнит и извлечь из тисков оставшуюся часть.

7. Закрепить отрезанную деталь и включить электромагнит.

8. Отрезать стояк с щелевыми питателями от отливки.

9. Отключить электромагнит и извлечь деталь.

2.1.22 Контроль марки сплава

Произвести стилоскопирование части литниковой системы, отрезанной от залитого блока на соответствие материала - сплав ЧС70-ВИ. Стилоскопированию подвергаются 100 % залитых блоков. Операцию выполняет БТК цеха.

2.1.23 Обдувка отливок

Обдуть лопатки от остатков керамики в пескоструйной камере. Давление воздуха не более 4,0кгс/см2.

Производить обдувку электрокорундом марки 25АF46.

Осуществлять подачу песка эжекционным методом равными проходами струи по всей поверхности, не допуская задержки на одном участке.

Не допускать появления забоин на поверхности деталей.

2.1.24 Зачистка остатков питателей и промывников

Зачистить заподлицо, не врезаясь в тело отливки, остатки питателей на пере и остатки промывников.

Зачистить остаток питателя на торце хвостовика. Длина литника не более 1 мм.

2.1.25 Визуальный контроль

Произвести контроль отливок на выявление наружных дефектов.

На поверхностях отливок не допускаются трещины, вскипы, корольки, сквозные дефекты, неспаи, сколы. На обрабатываемых поверхностях отливок лопаток допускаются любые дефекты в пределах припуска на механическую обработку. Допускается повторная зачистка дефектов в пределах допуска по размерам с последующим контролем. Визуальный контроль проводится невооруженным глазом, в сомнительных случаях допускается применение 2х-кратной лупы.

2.1.26 Зачистка дефектов

Зачистить дефекты. Допустимая глубина зачистки - в пределах допуска и припуска на механическую обработку.

2.1.27 Травление лопаток на макроструктуру

Травлению подвергается одна лопатка от сменной плавки. Допускается производить травление на лопатке из числа, забракованных по визуальному

контролю. Лопатки, поступающие на травление, должны быть обдуты электрокорундом, иметь однородную поверхность без темных пятен. Остатки керамики не допускаются.

Протравленные и промытые лопатки обдуть сжатым воздухом (давление сетевое) до полного удаления влаги.

Поверхность протравленных лопаток должна быть серого цвета с четко выявленной границей зерен. При неудовлетворительных результатах разрешается повторное травление лопаток.

2.1.28 Контроль макроструктуры

Контроль макроструктуры производить на одной лопатке от сменной плавки по фотоэталонам.

Допускается производить контроль макроструктуры на лопатке из числа, забракованных по визуальному контролю.

Лопатки, имеющие неконтрастную структуру, вернуть на повторное травление.

В случае несоответствия макроструктуры контрольным образцам , каждый залитый блок сменной заливки подвергается контролю макроструктуры. При получении неудовлетворительных результатов вопрос о годности отливок решается Главным конструктором промышленных ГТУ.

2.1.29 Рентгеноконтроль

Произвести рентгеноконтроль отливок.

Проверить отливки рентгенопросвечиванием на наличие металлургических дефектов.

Просвечивание деталей производить с эталоном чувствительности для подтверждения качественности выполнения операции.

Допустимые дефекты усадочного происхождения (рыхлоты), обнаруженные при рентгеновском просвечивании, принимаются по контрольной рентгенограмме.

На обрабатываемых поверхностях отливок лопаток допускаются любые дефекты в пределах припуска на механическую обработку.

Результаты контроля внести в журнал с указанием вида дефекта забракованных отливок.

На годные отливки выписать свидетельство с указанием номеров годных деталей и передать в БТК цеха.

2.1.30 Капилярно - люминисцентный контроль

Провести капиллярно-люминисцентный контроль.

2.1.31 Подготовка линии «Magnaflux» к работе

Ежедневно в начале каждой смены для проверки качества дефектоскопических материалов производить окраску рабочих и стандартных образцов с использованием каждого типа пенетранта, применяемого на участке.

Параметры процесса контроля стандартного образца должны быть аналогичны процессу контроля деталей.

При необходимости провести повторные работы по окраске стандартного образца.

После каждого контроля стандартный образец промыть, обдуть сжатым воздухом (давление сетевое), протереть салфеткой и поместить в футляр.

Проверять показания индикаторов температуры, давления, таймеров и при необходимости производить регулировку.

2.1.32 Подготовка поверхности отливок и нанесение дефектоскопических материалов

Подготовить контролируемую поверхность к нанесению пенетранта. Нанести пенетрант. Удалить излишки пенетранта с отливки. Затем просушить детали и нанести проявитель.

2.1.33 Предварительный контроль дефектов, выявленных КЛК

Произвести контроль отливок.

Проверить отливки на отсутствие грубых наружных дефектов.

На обрабатываемых поверхностях отливок лопаток допускаются любые дефекты в пределах припуска на механическую обработку.

Годные отливки и отливки с дефектами, исправляемыми зачисткой, отправить на смывку краски.

2.1.34 Рихтовка отливок

1. Рихтовку разворота бандажной полки производить следующим образом:

1.1. Положить лопатку на контрольную плиту на боковую поверхность полки хвостовика входной кромкой вверх.

1.2. Прижать лопатку к плите и проверить угол разворота бандажной полки (угол поворота бандажной полки характеризуется величиной зазора между поверхностью бандажной полки и контрольной плитой). Допустимый зазор между поверхностью бандажной полки и контрольной плитой на расстоянии 5 мм от края: (4,3±0,5) мм. Зазор проверять плиткой для контроля разворота бандажной полки. Тонкая часть плитки должна проходить между поверхностью бандажной полки и контрольной плитой, а толстая часть плитки не должна проходить между этими поверхностями.

1.3. При несоблюдении допустимого зазора закрепить лопатку в тиски и произвести рихтовку при помощи приспособления для рихтовки (воротка). В процессе рихтовки проверять угол разворота бандажной полки.

2. Рихтовку профиля пера производить следующим образом:

2.1. Установить лопатку на технологические базы в прибор для контроля отливки зафиксировать ее прижимами и проверить профиль лопатки шаблонами (эскиз №22). При контроле профиля пера максимально допустимый зазор между шаблонами и профилем лопатки в сечениях А-А, Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д - 1,0 мм (щуп 1,0 - проходной, щуп 1,1 - непроходной), при отсутствии зазора под базой шаблона.

2.2. При зазоре между шаблонами и профилем лопатки больше 1 мм или появлении зазора под базой произвести рихтовку. В процессе рихтовки контролировать зазор по профилю между контрольными шаблонами и отливкой (п.2.1), а также разворот бандажной полки (п.1).

2.3. Произвести проверку фактического изготовления величины размера 20±0,2 (от торца замка со стороны зацепа под стопорные пластины до оси лопатки). Замеры производить на контрольно-измерительной машине LK G-90C. Замерять точки Т1 и Т2 на поверхности хвостовика со стороны конусной базы согласно эскизу.

2.4. При получении замеров положения точек Т1 и Т2 относительно номинала больше |±0,2| мм или при перекосе между точками Т1 и Т2 (?=Т1-Т2) больше |±0,2| мм произвести повторную рихтовку по п.2.2 с последующей перепроверкой точек Т1 и Т2 по п.2.3.

3. Рихтовку межполочного расстояния производить следующим образом:

3.1. Установить лопатку на технологические базы в прибор для контроля отливки, зафиксировать ее прижимами и проверить положение бандажной полки шаблонами.

2.1.35 Контроль геометрии

Произвести контроль разворота бандажной полки:

Положить лопатку на контрольную плиту на боковую поверхность полки хвостовика входной кромкой вверх.

Прижать лопатку к плите и проверить угол разворота бандажной полки. Допустимый зазор между поверхностью бандажной полки и контрольной плитой на расстоянии 5 мм от края: (4,3±0,5) мм. Зазор проверять плиткой для контроля разворота бандажной полки. Тонкая часть плитки должна проходить между поверхностью бандажной полки и контрольной плитой, а толстая часть плитки не должна проходить между этими поверхностями.

Контроль профиля пера производить следующим образом: установить лопатку на технологические базы в прибор для контроля отливки зафиксировать ее прижимами и проверить профиль лопатки шаблонами. Зазор под базой шаблона не допускается.

Контроль межполочного расстояния производить следующим образом: установить лопатку на технологические базы в прибор для контроля отливки, зафиксировать ее прижимами и проверить положение бандажной полки шаблонами.

Годные детали передать на следующую операцию. Детали, требующие доработки отправить на операцию «Рихтовка отливок».

Все лопатки, прошедшие операцию «Рихтовка» подвергнуть отжигу для снятия напряжений. Произвести контроль отливок капиллярно люминесцентным контролем. Зачистить дефекты выявленные капиллярно люминесцентным контролем. Произвести обдувку зачищенных мест в пескоструйной камере электрокорундом. Произвести контроль отливок капиллярно люминесцентным контролем после зачистки и обдувки. Смыть дефектоскопические материалы с годных отливок.

2.1.36 Сдача отливок

Проверить наличие заключений ЦЗЛ по механическим свойствам и химическому анализу всех элементов на партию (плавку) завода- поставщика. Проверить наличие свидетельств, отметок в журнале и наличие клейм за проведенные операции:

- визуальный контроль;

- рентгеноконтроль;

- капиллярный люминесцентный контроль;

- окончательный контроль геометрии.

Клеймить годную отливку чернильным клеймом.

Выписать паспорт на детали с указанием годности и выполненных контрольных операций.

Лопатки уложить в тару и отправить.

2.2 Современные технологии в литейном производстве

В этом разделе описаны новые технологии при проектировании САПР, которые были применены в качестве разработки технологического процесса, с целью улучшения качества производимой продукции, снижения трудоёмкости и сокращению времени изготовления, что очень актуально для метода литья по выплавляемым моделям.

2.2.1 Расчет литниково-питающей системы

Расчет литниково-питающей системы проводился в программе для расчета литниковых систем, разработанную в институте стали и сплавов.

Программа рассчитывает минимально необходимые размеры литниковой системы. Поскольку сплав дает усадку при затвердевании, принято решение компенсировать ее, увеличив поперечное сечение питателя, подводящего металл к верхней части отливки. В нижнюю часть отливки подводится металл для обеспечения более спокойного заполнения металлом формы для избежания поверхностных дефектов отливки, например, в виде неспаев.

2.2.2 ПолигонСофт

СКМ ЛП "ПолигонСофт"- система моделирования литейных процессов методом конечных элементов. Применима для моделирования практически любых литейных технологий и любых литейных сплавов. Долгое время СКМ ЛП "ПолигонСофт" оставалась единственной в мире системой моделирования литейных процессов, имеющей в составе специальную модель для расчета микропористости. До сих пор, эта модель может считаться наиболее устойчивой, а результаты, полученные с ее помощью, способны удовлетворить самых требовательных пользователей.

По многим параметрам, СКМ ЛП "ПолигонСофт" может считаться российским аналогом известной системы ProCAST.

Система "ПолигонСофт" имеет модульную структуру и разные варианты поставки. Это позволяет производителям ПО максимально охватить рынок программного обеспечения для моделирования литья. Не только промышленные гиганты, но и средние, и малые предприятия в состоянии приобрести программу, благодаря гибкой ценовой политике ООО "Полигон".

Модули, входящие в состав СКМ ЛП "ПолигонСофт":

Мастер-3D - препроцессор СКМ ЛП "ПолигонСофт", отвечающий за подготовку конечно-элементной модели. "Мастер-3D" работает не с геометрическими форматами, а с уже готовыми сеточными моделями. Модуль позволяетимпортировать сетки разных форматов: НурегМеsh, АNSYS, Nаstran, GiD, ProCAST и др.

Оптима - модуль, оптимизирующий сеточные модели, подготовленные в модуле "Мастер-3D" для сокращения времени расчета. Применяется при проведении расчетов прямым методом.

Трассировка - модуль, подготовки конечно-элементной модели для последующего расчета с учетом сложных задач теплообмена излучением (например, при литье в оболочковые формы), с расчетом угловых коэффициентов излучения. Модуль Трассировка обрабатывает модель, подготовленную в модуле "Мастер-3D". Результатом применения модуля является учет влияния радиационного теплообмена, учет эффектов отражения и затенения.

Сплав - база данных по сплавам и другим материалам, применяемым в литейном производстве. Может легко дополняться и редактироваться. Модуль "Сплав" содержит обширный справочник по свойствам литейных сплавов и материалов. В модуль включены средства автоматической генерации свойств сплавов по химическому составу) алюминиевые, серые чугуны, стали).

Эйлер-3D - процессорный модуль СКМ ЛП "ПолигонСофт" для проведения совместного гидродинамического и теплового расчета. Служит для расчета заполнения формы расплавом. Основное назначение модуля - получение температурного поля в отливке и форме перед началом кристаллизации. Полученные тепловые поля затем используются в модуле "Фурье-3D" в качестве начальных условий, что повышает достоверность теплового расчета.

Фурье-3D - процессорный модуль, позволяющий рассчитать температурные поля в отливке и форме с учетом теплопроводности, конвекции и излучения. "Фурье-3D" решает следующие задачи: вычисление температурных полей в отливке и форме, выявление термических узлов в отливке, выявление мест перегрева формы, расчет усадочной раковины, расчет макро- и микропористости.

Гук-3D - процессорный модуль для расчета напряженно-деформированного состояния отливки. С помощью модуля "Гук-3D" можно получить информацию о термических напряжениях, возникающих в отливке в процессе остывания, ее короблении вследствие пластических деформаций. На критериальном уровне прогнозируется разрушение (горячие и холодные трещины). "Гук-3D" работает как постпроцессор модуля "Фурье-3D", т.е. расчет ведется на основе температурных полей, рассчитанных заранее в модуле "Фурье-3D".

Мираж-3D - постпроцессор системы СКМ ЛП "ПолигонСофт". С помощью модуля "Мираж-3D" можно просматривать все расчетные поля в любой момент времени в любом месте отливки.

Мираж-Л - постпроцессор системы СКМ ЛП "ПолигонСофт". Модуль служит для представления результатов расчета в виде графиков.

Критерий - модуль для проведения критериального анализа. Основываясь на расчетных данных, с помощью критериев можно рассчитать много дополнительных свойств и параметров: структура, твердость, пригар, размывы формы и т.п. Помимо имеющихся готовых критериев, можно задать любые свои критерии анализа, требуемые для конкретного производства.

2.2.3 ProCAST

ProCAST представляет собой профессиональную систему компьютерного 3D-моделирования литейных процессов методом конечных элементов. Оригинальным разработчиком этого программного продукта является UES Inc. (США), ряд модулей разработан швейцарской фирмой Calcom SA. В 2003 году обе фирмы вошли в состав группы компаний ESI Group (Engineering Systems International), а программный комплекс ProCAST стал частью семействаPAM-систем для инженерного анализа.

Система работает под ОС UNIX, MS Windows и позволяет моделировать практически все варианты литейных технологий, включая свободное литье в формы, литье под низким и высоким давлением, литье по выплавляемым моделям и т.д. Геометрия отливок может быть самой сложной.

Создание сетки

Чтение CAD-моделей, проверка и, при необходимости, «лечение» импортированной геометрии осуществляются с помощью тетрагонального генератора сетки MeshCAST. В его состав также включен генератор оболочек, предназначенный для моделирования литья по выплавляемым моделям. Помимо собственных файлов системы генератор способен распознавать следующие форматы:

· геометрия: IGES, STEP, PARASOLID и STL;

· поверхностные сетки: Patran и I-DEAS;

· объемные сетки: Patran и I-DEAS.

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

В данной части проведена модернизация прокалочной печи Н85-В с изменением наклона дверцы и заменой подъемного механизма дверцы.

3.1 Введение

В технологической цепочке производства лопаток ГТД методом литья по выплавляемым моделям предусмотрена прокалочная печь Н85-В. Печь предназначена для прокалки модельных блоков лопаток ГТД перед заливкой в вакуумных печах УППФ-3МК. Блоки проходят контроль после прокалки в проходных газовых печах ПГ-30 и далее поступают в печи Н85-В. Печи Н85-В установлены в плавильном отделении напротив плавильных печей и, по сути, предназначены для нагрева модельных блоков перед заливкой в печах УППФ-3МК.

3.2 Описание конструкции

Электропечь состоит из кожуха, футеровки, нагревательных элементов, механизма подъема дверцы. Кожух электропечи бескаркасный. На передней наклонной стенке кожуха закреплены чугунные плиты. Они играют роль направляющих для дверцы, а также служат для плотного прилегания дверцы к загрузочному проему.

Огнеупорная часть футеровки выполнена из легковесного шамота ШЛБ-1,0 и шамота ШБ, теплоизоляционная - из засыпки диатомитовой, диатомитового кирпича. Под изготовлен из отдельных литых жароупорных плит.

Нагревательные элементы выполнены из проволоки высокого омического сопротивления, в виде спиралей, уложенных на полочки на боковых стенках и поду и подвешенных на трубках на своде.

Материал трубок - высокоглиноземистый шамот ВГЛ-1,3.

Подъем дверцы осуществляется от электропривода.

Электропечь двухзонная. Это дает возможность получить равномерную температуру по длине электропечи.

Регулировка температуры в каждой зоне автоматическая. На электропечи предусмотрены блокировки, отключающие нагреватели электропечи при подъеме дверцы и ограничивающие ход дверцы.

Технические характеристики печи приведены в таблице:

Техническая характеристика камерной прокалочной печи Н85-В

Наименование

Нормы

1. Мощность установленная, кВт

91,1

2. Мощность нагревателей, кВт

90

3. Напряжение питающей среды, в

380

4. Напряжение на нагревателях, в

220

5. Число фаз

3

6. Частота, Гц

50

7. Максимальная рабочая температура, С

1000

8. Число зон

2

9. Время разогрева электропечи до рабочей температуры, ч

4

10. Мощность холостого хода, кВт

22

11. Масса садки, кг

1350

12. Рабочая среда

воздух

13. Размеры рабочего пространства, мм

ширина

850

Длина

1700

Высота

500

14. Общая масса электропечи, т

6,7

3.3 Направление модернизации камерной прокалочной печи Н85-В

Модернизация заключается:

1. Изменение наклона дверцы печи Н85-В с целью обеспечения надежной герметизации оконного проема.

2.Замена электрического привода подъема дверцы на пневматический.

Общий вид модернизируемой печи Н85-В представлен на рис. 3.1.

Рис. 3.1.

3.4 Улучшение конструкции загрузочного окна и теплоизоляции дверцы печи

Для улучшения теплоизоляции дверцы печи плоскость, по которой она поднимается, сделана наклонной, что обеспечивает плотное прилегание ее к оконному проему (рис. 3.2). Также для сокращения тепловых потерь увеличена площадь перекрытия оконного проема дверцей.

Рис 3.2. Механизм подъема дверцы печи.

Рис 3.3. Механизм подъема дверцы печи.

Рис 3.4. Замена механизма подъема дверцы печи.

3.5 Выводы

Осуществлена модернизация прокалочной камерной печи Н85-В, заключающаяся в следующем:

- Для лучшей герметизации рабочего пространства печи дверца загрузочного окна сделана наклонной.

- Заменен электрический привод подъема дверцы печи на пневматический.

4. СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Расположение корпуса на территории завода

Цех проектировался для условий завода «Салют». Инженерно-технические коммуникации нового цеха на базе действующего. Учитывая господствующие направления дующих в течении года ветров, литейный цех на предприятии следует размещать с подветренной стороны.

4.2 Основные показатели проектируемого цеха

Проектируемый цех литья по выплавляемым моделям расположен в одноэтажном корпусе и состоит из 3-х продольных пролетов: центрального пролета шириной 24 метра и двух боковых пролетов шириной 18 метров.

В первом боковом продольном пролёте находятся: участок обрезки и обдувки, участок шлифовки и полировки, склад хим. реактивов и расходных материалов, участки травления и нейтрализации, БТК, участок контроля методом КЛК, инструментальная лаборатория и лаборатория рентгено-контроля.

В центральном продольном пролёте расположено плавильно-прокалочно-заливочное отделение, шихтовой двор, участок прокалки керамических форм и склад готовой продукции.

Исходя из максимальной высоты оборудования и специфики находящихся в данном пролете отделений, высоту бокового пролета ( от уровня пола до нижнего пояса несущей фермы ) принимаем равной 8,4 метра.

Высота центрального пролета также принимается равной 8,4 метра. Вдоль через весь пролёт проходит путь для подачи на склад материалов, здесь находятся площадки для складирования и хранения шихты: собственного возврата, мерных шихтовых заготовок и т.д. Для разгрузки - загрузки шихты, загрузки и навески бадьи на весовые тележки, перемещения грузов по отделению, оно оборудовано мостовым краном, грузоподъемностью 5 тонн.

Плавильное отделение отделено от прилегающих к нему отделений температурно-осадочными швами. Также температурно-осадочный шов проходит поперек продольных пролетов на расстоянии 48 метров от торца здания.

В данном цехе литья по выплавляемым моделям производятся отливки из сплава: ЧС70-ВИ. Шихтовое отделение разделёно условно на две части. В первой находятся площадки для данного сплава, а во второй части находятся бадьи для складирования литейных отходов.

В плавильном отделении расположены шесть установок УППФ-3МК.

Центральный пролет обслуживает мостовой кран грузоподъемностью 5 тонн, применяющийся для транспортировки бадей с шихтой, разгрузки автотранспорта и т.д.

Во втором продольном пролёте, высота которого 8,4 метра, располагаются: группа механика, участок регенерации электрокорунда, гидролизная, насосная станция, участки приготовления и удаления модельной массы, модельный участок, участок нанесения огнеупорного покрытия, участок изготовления тиглей, стержневой участок, участок размола глинозема и участок лазерной обработки.

Ширина проездов 4 метра, что соответствует нормам литейных цехов, а также предусмотрен пожарный проезд шириной 6 метров между плавильно -прокалочно-заливочным отделением и участком обрезки и обдувки через весь цех в продольном направлении.

Поперечные температурно-осадочные швы осуществляются на парных колонах. При этом ось температурно-осадочного шва совмещается с поперечной разбивочной осью, геометрические оси торцевых колон смещаются на 400 мм.

Административные, помещения хозяйственно-бытового назначения располагаются в отдельно стоящем здании. Проход из цеха в административное здание осуществляется по переходу.

Административное здание имеет один этаж, построено по методу быстровозводимых конструкций. Фундамент здания ленточный с глубиной заложения не менее 2 метров. Каркас здания выполнен из металлических балок, стены выкладываются из строительного кирпича на бетонном растворе.

Оконные проемы во всем здании имеют размер 2,0 х 2,0 метра.

Рамы выполняются из алюминия или ПВХ, что обеспечит долговечность окон, хорошую звуко- и теплоизоляцию.

Кровля административного здания выполнена на металлических фермах, на фермы укладывается крупнопанельный настил, накладывается слой утеплителя ( пенобетон или пено-шамот ) толщиной 30 мм и сверху застилается водоизоляцией из рубероида на горячей мастике.

Административное здание имеет два выхода: основной и пожарный, кроме того имеется переход в литейный цех.

4.3 Элементы конструкции проектируемого цеха

литейный сплав керамический отливка

Каркас из сборных железобетонных элементов промышленных зданий состоит из колонн, фундаментов под колонны, несущих конструкций покрытий и перекрытий, связей и подкрановых балок. В полостях стен каркас дополняется фундаментными и обвязочными балками.

4.3.1 Фундаменты под колонны

Под колоннами устраивают железобетонные фундаменты стаканного типа. Фундаментные стаканы укладываются на щебенчатых или песчаных основаниях.

Глубина заложения основания фундамента должна быть на 300-500 мм ниже максимальной глубины промерзания грунта в данном районе. Грунт под опорной колонной не должен промерзать в самый сильный мороз, поскольку при замерзании грунт изменяет свой объем, а это приводит к смещению колонны.

Исходя из глубины промерзания грунта в климатической зоне Москвы и Московской области, глубину заложения фундамента проектируемого цеха принимаем равной 2 метрам.

4.3.2 Колонны

В зданиях высотой более 9,6 метров оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 тонн применяют прямоугольные колонны с консолями сечением 400х600 мм. Стеновые колонны имеют сечение 400х400 мм.

С целью снизить стоимость здания в боковых пролетах применены металлические колонны, т.к. в этих пролетах нет мостовых кранов и других подъемно-транспортных устройств. Исходя из максимальной высоты оборудования высота боковых пролетов принимается равной 8,4 метрам.

4.3.3 Фундаментные балки

Фундаментные балки служат для передачи нагрузки от наружных и внутренних стен на фундаменты колонн, фундаментные балки для наружных стен выносят за грани колонн, а для внутренних стен располагают между колоннами по линии их геометрических осей. Фундаментные балки укладываются на столбики, расположенные на стаканах. Высота фундаментных балок принимается равной 400-500мм и шириной 400мм (в зависимости от толщины стены). В проектируемом цехе применены фундаментные балки длиной 12 метров и шириной не менее 300 мм.

4.3.4 Обвязочные балки

Обвязочные балки служат для опоры наружных стен. Размеры и формы их определяются в зависимости от шага колонн и толщины стен. В проектируемом цехе применены балки длина которых составляет 12 метров, ширина не менее 300 мм.

4.3.5 Подкрановые балки

Подкрановые балки предназначены для опоры рельсов, по которым передвигаются мостовые краны. Изготавливаются из железобетона.

Рельсы для мостовых кранов крепятся на подкрановых железобетонных балках, лежащих на специальных опорных выступах колонн. Крепление рельс к балкам, балок между собой и к колоннам производится приваркой к армирующему каркасу балок и колонн. Рельсовые пути смещаются от оси колонн на 500-700 мм в соответствии с ГОСТами на мостовые краны ( в зависимости от ширины пролета и грузоподъемности крана ).

В проектируемом цехе принимаем высоту подкрановых балок 8,5 метров, длина рельсового пути 60 метров.

Размещение в одном пролете мостовых кранов и кран-балок не рекомендуется.

4.3.6 Несущие конструкции покрытия

В качестве несущих конструкций покрытия в литейных цехах применяются металлические, железобетонные балки и фермы. При проектировании настоящего цеха в среднем пролете приняты железобетонные фермы, в боковых - металлические. Опорная поверхность фермы лежит на стальной прокладке опорной полки колонны. Один конец фермы при помощи сварки (арматуры каркаса ) приваривается к каркасу колонны. У другого конца делается температурный шов (20 - 40 мм).

4.3.7 Несущие ограждающие конструкции покрытий

Литейные цеха относятся к неотапливаемым промышленным зданиям, поэтому для него устанавливаются холодные покрытия. В холодных покрытиях рулонную кровлю наклеивают на клаб-массе на цементную стяжку, выравнивающую плитовой настил. Несущие элементы ограждающей части (крыши) покрытий при беспрогонной системе опираются непосредственно на верхние пояса основных несущих конструкций.

Покрытие осуществляется с помощью стандартных типовых плит, которые имеют в плане размеры 6,0х1,5 м. и 12,0х1,5м. Зазоры между плитами покрытий заполняются цементным раствором или бетоном.

Поверхность сборного железобетонного настила должна быть выровнена цементно-песчаным раствором. При устройстве холодного покрытия эта затирка служит основанием для гидроизоляционного ковра.

4.3.8 Гидроизоляционный ковер

Гидроизоляционный ковер проектируемого цеха с уклоном от 0° до 2,50 выполняется из четырех слоев рулонных гидроизоляционных материалов. Гидроизоляцию покрывают защитным слоем из гравия с крупностью зерна 5-15 мм, утопленного в горячую кровельную мастику.

4.3.9 Водостоки

Внутренний водосток является основным способом отвода ливневых вод с крыш. Крыша промышленного здания оборудуется системой внутренних и наружных водостоков. Стены оборудуются системой внутренних и наружных водостоков. Применяются навесные крупнопанельные плиты.

4.3.10 Перегородки

Для разделения внутренних объемов проектируемого цеха, складов, конторских и бытовых помещений и т. д. применяют перегородки чаще всего из железобетонных панелей. Для освещения помещения вторым светом верхняя часть панельных перегородок собирается из железобетонных переплетов со вставленными стеклоблоками. В проектируемом цехе целесообразно устанавливать стены из кирпичной кладки ( для изоляции участков с повышенным выделением тепла, вредных газов, пыли, а также взрыво- и пожароопасных участков). Для разделения участков или выделения площадок для цеховых складов можно устанавливаются невысокие перегородки (высотой 2,0 - 2,5 метра) из негорючих панелей. Такие перегородки могут быть стационарными, закрепленными на полу или передвижными на устойчивых металлических стойках. Низкие перегородки не мешают транспортировке грузов кранами.

4.3.11 Оконные переплеты

В бетонной окантовке стенного проема устанавливаются оконные стальные переплеты, сделанные из специальных прокатных профилей, в которых крепятся оконные рамы. Окна должны быть герметичны, но иметь откидные фрамуги для дополнительного проветривания в летнее время. В последнее время стали применять алюминиевые переплеты.

Высота нижней части оконного проема над полом - не менее 1,2 метров. Высота окна - 4 - 6 метров, ширина - 2 - 3 метра.

4.3.12 Фонари

Фонари промышленных зданий предназначаются для обеспечения освещения удаленных от окон рабочих мест и для вентиляции помещений. В литейном цехе чаще всего применяются фонари смешанного типа. Наибольшее распространение получили продольные фонари. Для пролетов до 18м применяют фонари шириной 6 м, а для пролетов большего размера 12 м. Боковые пролеты и центральный пролет проектируемого цеха оснащены фонарями шириной 12 метров и высотой 3430 мм.

4.3.13 Полы

Полы промышленных зданий должны обладать: повышенной прочностью против механических повреждений, малой истираемостью, эластичностью, бесшумностью, отсутствием скольжения, несгораемостью, удобством очистки и ремонта.

Полы одноэтажных зданий имеют следующие элементы: подстилающий слой (из трамбованного песка, шлака гравия и т.п.), гидроизоляция - асфальтобетон, стяжка - из бетона, цементно-песчаного раствора, прослойка - из каменных материалов асфальта или чугунных плит.

В проектируемом цехе покрытие полов выбирается исходя из специфики отделений и участков литейного цеха. В шихтовом дворе, плавильно-прокалочно-заливочном отделении, участке прокалки форм и складских помещениях полы отделаны металлической плиткой, обеспечивающей

максимальную долговечность, удобство ремонта и безопасность работы. На участках шлифовки и полировки, участках травления и нейтрализации, БТК, участке контроля методом КЛК, в инструментальной лаборатории и лаборатории рентгено-контроля полы отделаны метлахской плиткой. Также метлахской плиткой облицованы полы на участке регенерации электрокорунда, гидролизной, участках приготовления и удаления модельной массы, модельном участке, участке нанесения огнеупорного покрытия, участке изготовления тиглей, стержневом участке, участке размола глинозема и участке лазерной обработки.

4.3.14 Ворота

Ворота служат для въезда в здание транспортных средств и для прохода больших масс людей. Размеры ворот для электрокар 2,4х2,5 м, а для проезда железнодорожных составов широкой колеи -- 4,7х5,6 м. Наиболее часто применяются раздвижные ворота. Въездные ворота в проектируемом цехе расположены по торцам здания. Применены двупольные откатные ворота, снабженные пешеходной калиткой. Размер ворот - 4х4,2 м, что позволяет пропускать крупногабаритный автотранспорт.

Около ворот устанавливается воздушная тепловая завеса, для устранения выхолаживания помещения в зимнее время.

4.3.15 Лестницы

Должны быть прочными, удобными и удовлетворять требованиям пожарной безопасности. По назначению лестницы подразделяются на основные, пожарные и аварийные. Пожарные и аварийные лестницы для зданий высотой до 30 м делают прямыми, доходящими до крыши здания .

В проектируемом цехе применяется одна основная лестница, ведущая переходу в административное здание, шириной 1,5 метра.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (БИЗНЕС-ПЛАН)

5.1 Резюме (введение)

Сущность технологии литья по выплавляемым моделям состоит в том, что по неразъемной легкоплавкой модели изготавливают неразъемную разовую форму. В пресс-формы (обычно металлические) запрессовывают модельный состав, который после затвердевания образует модели деталей и литниковой системы. Модельный состав удаляют, чаще всего выплавляя его в горячей воде. Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение сложных по форме отливок массой от нескольких грамм до десятков килограмм, со стенками толщиной от 0,5 мм и более, и с высокой точностью размеров по сравнению с другими способами литья.

Размеры отливок, полученных литьем по выплавляемым моделям, максимально приближены к размерам готовой детали, вследствие чего за счёт сокращения механической обработки снижается стоимость готового изделия.

Объектом дипломного проекта является цех точного литья по выплавляемым моделям с мощностью 350 тонн годных отливок в год. За базовое берется предприятие ФГУП ММПП «Салют». Главной целью было уменьшить себестоимость продукции за счет внедрения нового усовершенствованного оборудования, использования новейшей программы САПР, уменьшение трудоемкости, уменьшение количество персонала.

Сокращение численности персонала с 252 до 122 человек повлияло на снижение себестоимости. Увеличилась выработка годной продукции на одного рабочего с 1,2 т/год до 1,76 т/год за счет осуществления организационно-технических мероприятий.

Благодаря использованию современного оборудования, увеличился выход годных отливок с 70% до 80%; снижение себестоимости 1 тонны годных отливок с 414540 до 364465 тыс. руб. и повысить рентабельность производства.

На рисунке 5.1 схема управления проектируемым цехом.

Схема управления проектируемым цехом

Рис. 5.1

5.2 Описание товара и обоснование его выбора

Основная масса выпускаемой продукции предназначена для авиационных и наземных газотурбинных двигателей. К данным изделиям предъявляют жесткие требования по качеству, т.к. данные изделия работают в тяжелых условиях при высоких температурах.

Потребность в данном изделии будет велика, т.к. газотурбинный двигатель ГТД-20С является распространенным. Этому способствует и то, что завод продвигает свою продукцию не только на внутреннем рынке, но и на внешнем. Изделия для газотурбинных двигателей постоянно покупаются множеством заказчиков.

Спрос на продукцию предприятия постоянно растет благодаря высокому уровню качества продукции и нераспространенности данного вида литья, обеспечивающего продукции высокий уровень качества.

Продукция является достаточно дорогостоящей, т.к. она изготавливается из дорогих материалов.

5.3 Оценка рынков сбыта

Предприятие действует как на внутреннем, так и на внешнем рынке.

Существуют три основных рынка сбыта, рассматриваемого товара:

а) Оборонные авиационные заводы;

б) Гражданские авиационные заводы;

в) Российские и зарубежные энергетические компании по переработке газа.

Стабильное состояние этих рынков поддерживается государством, поэтому сбыт продукции на этих рынках будет стабилен.

На спрос на продукцию этих рынков влияют государственные заказы, которые делаются постоянно для поддержания обороноспособности страны.

Перспектива изменения потребностей на этих рынках склоняется в сторону расширения номенклатуры выпускаемой продукции, так как качество продукции высокое.

Проводится постоянное изучение возникающих потребностей в сфере авиационного и наземного двигателестроения. Исследования проводятся фирмами специального профиля.

5.4 Оценка конкурентов

Область, в которой действует завод является давно существующей и не подвержена быстрым изменениям.

Количество предприятий, предлагающих аналогичную продукцию крайне мало.

Единственным серьёзным конкурентом “Салюта” является Рыбинское ОАО «Научно-производственное объединение (НПО) «Сатурн», специализирующийся на производстве турбореактивных и турбовинтовых двигателей и их частей и производстве газоперекачивающих агрегатов.

НПО «Сатурн» в своем нынешнем виде сформировано в результате скоординированных действий менеджмента компании и государства путем объединения серийных машиностроительных заводов и ведущих конструкторских бюро страны. Из-за этого занимает значительную часть рынка.

НПО «Сатурн» - испытывает финансовые сложности, связанные с неэффективностью менеджмента предприятия. Но в течение последних десяти лет у них реализовывалась комплексная программа развития компании: внедрение новой технической политики, разработка и запуск в серийное производство новых видов продукции, выполнение программ по развитию персонала, техническому перевооружению и технологическому развитию предприятия, капитальному строительству и реконструкции промышленных зданий и сооружений.

Чтобы продукция предприятия была конкурентоспособной требуется постоянно повышать ее качество и расширять номенклатуру изделий.

Предприятие выходит на рынок с полностью завершённым циклом производства. Продукция НПО “Сатурн” весьма похожа на продукцию “Салюта”. Она также пользуется спросом у заказчиков, зарекомендовав себя надёжностью и качеством.

5.5 План маркетинга

Разработка комплекса маркетинга включает разработку изделия, установление цен на детали, выбор методов распространения и стимулирование сбыта заготовок.

Цены на лопатки будут устанавливаться максимально возможными. Но несмотря на это у предприятия будут клиенты как на российском, так и на зарубежном рынках, так как рынок подобных изделий можно считать монопольным.

Главной целью является - позиционирование произведённой продукции на рынке.

Продукция представлена на внутреннем и внешнем рынках. Основными потребителями являются предприятия авиационной направленности.

Мероприятия по продвижению товара на рынок:

1. Предоставление своей продукции на российских и международных выставках.

2. Ознакомление потенциальных покупателей с современными методами изготовления продукции, которые обеспечивают ей высокое качество.

3. Съемка ознакомительного видео о работе предприятия.

5.6 Производственный и финансовый план

5.6.1 Расчёт капитальных затрат (инвестиций) на проектируемый цех

Капитальные затраты, связанные со строительством цеха, включают капитальные затраты на основные и оборотные фонды.

Расчёт капитальных затрат на здание и сооружения.

Согласно планировке цеха и нормативной стоимости 1 м? производственных и бытовых помещений определяются капитальные затраты на строительство литейного цеха. В табл. 5.1 приводятся данные о площади и кубатуре цеха отдельно по производственным, вспомогательным, складским и бытовым помещениям.

Таблица 5.1. Капитальные затраты на строительство литейного цеха

№ п/п

Наименование объектов

Площадь, м2

Объём, м3

Цена, 1 м3

Стоимость, тыс. руб.

1

2

3

4

5

6

1

Здание:

4766,8

40041,1

5000 руб.

200205,5

1.1.

Производственная площадь

2628

22075,2

5000 руб.

110376

1.2.

Вспомогательная площадь

1742,4

14636,2

5000 руб.

73181

1.3.

Складские помещения

396,2

3328

5000 руб.

16640

2

Бытовые помещения

428,1

3596

5000 руб.

17980

3

Строительные сооружения

1328,5

11159,4

5000 руб.

55797

Расчёт затрат на основное технологическое оборудование.

Потребное количество и типаж основного технологического оборудования определяется в проектной части. Результаты расчётов заносятся в табл. 5.2

Таблица 5.2. Ведомость оборудования

№ п/ п

Наименование оборудования и модель

Кол. Ед. оборудования

Балансовая стоимость ед. оборудования (тыс. руб)

Общая стоимость тыс.руб

Ремонтная сложность

Кол. осн. раб. на одном агрегате в смену

Кол сме н

Явочное кол. рабочих

Ед.

Всех

1

2

3

4

5

6

7

8

11

1. Склад шихты

1

Станок резки шихты

1

72,5

72,5

20

20

2

2

2

2. Плавильное отделение

2

Плавильная печь УППФ-3МК

6

2000

12000

20

120

1

2

12

3

Прокалочная печь

6

600

3600

15

90

1

2

6

3. Отделение нанесения огнеупорного покрытия

4

Установка для выплавки модельного состава

2

2800

5600

25

50

1

2

4

5

Аммиачная камера

4

650

2600

25

100

1

2

2

6

Пескосып с псевдокипящим слоем

1

180

180

20

20

2

2

2

7

Краскомешалка

6

100

600

30

180

1

2

3

4. Участок приготовления модельной массы

8

Термостат для модельной массы

2

250

500

15

30

1

2

2

9

Пресс гидравлический

2

1700

3400

20

40

1

2

2

10

Установка для прототипирования

6

500

3000

20

120

1

2

6

11

Ванна расплавления мод.массы.

2

270

540

25

50

1

2

2

12

Мешалка для смешивания массы.

1

280

280

25

25

1

2

2

5. Стержневое отделение

13

Пресс гидравлический

2

1700

3400

15

75

1

2

2

14

Шприц - машина

2

350

700

30

60

1

2

2

15

Смеситель

1

310

310

25

25

1

2

2

16

Шкаф сушильный

2

180

360

10

20

1

2

2

17

Установка варки стержневой массы

2

250

500

20

40

1

2

2

18

Барабан для размола

2

80

160

15

30

1

2

2

6. Очистное отделение

19

Обдувочная камера

2

320

640

10

20

1

2

2

20

Отрезной станок

2

120

240

30

60

1

2

2

21

Фрезерный станок

2

80

160

25

50

1

2

2

22

Галтовочный барабан

2

170

340

30

60

1

2

2

23

Шлифовальный станок

2

75

150

20

40

1

2

2

Итого

60

-

39332,5

-

1325

-

-

67

Сводная ведомость капитальных затрат по цеху.

В таблице 5.2 перечислено лишь основное технологическое оборудование. Стоимость других видов оборудования: подъёмно-транспортного, энергетического, вспомогательного, лабораторного - определяется укрупнено в соответствии с табл. 5.3, где кроме нормативов расчётов этого оборудования приведены укрупнённые нормативы для расчёта капитальных затрат на модельную оснастку, инструмент и приспособления, оргоснастку и инвентарь, оборотные производственные фонды.

Таблица 5.3. Сводная ведомость капитальных затрат по цеху

№ п/п

Группа затрат

Сметная стоимость, тыс. руб.

1

2

3

А. Основные производственные фонды

Здание и сооружения

200205,5

Санитарно-технические сооружения (промпроводки, коммуникации водоснабжения, канализации, отопления и т. п.)

70072

Оборудование:

50032,2

Основное технологическое оборудование

39332,5

Неучтённое технологическое оборудование (с учётом его монтажа)

1573,3


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.