Поток в модельном производстве
Современные автомобили, не обращая внимания на тяжелые эксплуатационные условия, в большинстве случаев, отличаются компактностью, долговечностью и относительно маленькой массой. Это обусловливается высокими особенностями современных машиностроительных материалов, и применением новых правил конструирования автомобилей, основанных на широком применении в подробностях ребер жесткости и других усиливающих элементов, замене плоских конструкций более твёрдыми — фасонными и коробчатыми.
Это, конечно, усложняет конструкцию элементов автомобилей, а следовательно, и отливок. В литейном производстве наряду с этим увеличивается потребность в стержневых коробках, соответственно, возрастает и количество модельных работ.
Модельное производство — технологическая база литейных цехов. Высокие темпы его развития диктуются спецификой современных способов литья, основанных на широком применении машинной формовки, применении стержневых форм для получения очень сложных отливок, внедрении машинной формовки в условиях мелкосерийного производства, освоением новых технологических процессов, и усовершенствованием и развитием особых способов литья, что требует повышения выпуска железной и особой модельной оснастки.
За последние 20—30 лет у нас была осуществлена перестройка модельного дела. В ее базу были положены следующие главные направления: превращение модельных отделений литейных цехов в независимые производственные подразделения; укрупнение небольших модельных цехов; широкая механизация и специализация производства; организации труда и совершенствование технологии; улучшение совокупности планирования; снижение себестоимости и повышение качества модельных наборов.
Во многих модельных цехах до сих пор бытует такая совокупность организации труда, при которой модельщик осуществляет процесс изготовления модельного набора либо его элементов на всех этапах производства. Наряду с этим высококвалифицированным модельщикам приходится делать вспомогательные ручные работы.
В современных модельных цехах (столичный завод «Станколит», Коломенский завод тяжелых станков, Уральский завод тяжелого машиностроения и др.) организация производства основана на научной организации и принципах специализации труда (НОТ).
Характерной изюминкой аналогичной организации труда есть выделение специальных производственных участков (заготовительный, модельный, ремонтный, контрольный, отделочный, монтажа модельных плит и др.). Этим достигается лучшее применение производственного опыта, площадей и оборудования. Наряду с этим ключевая роль отводится участку нормалей, на котором изготовляют элементы и унифицированные заготовки.
К их числу относятся остовы больших моделей, коробки вытряхных и разъемных стержневых коробок, круглые заготовки, склеиваемые из сегментов и секторов, и др.
Рис. 1. Схема технологических связей в специальном модельном производстве.
Рис. 2. Сборочные столы:
а) — для вытряхных коробок; б) — для остовов моделей; 1 — сгол; 2 — элементы коробки; 3 — струбцины.
Для осуществления поточной высокопроизводительной работы участок нормалей оснащен специальными станками, инструментом, и приспособлениями. К последним относятся столы для сборки вытряхных стержневых остовов и ящиков моделей, поворотные стенды для склейки круглых моделей из сегментов, и плоские и угловые струбцины.
Участок нормалей трудится в тесном сотрудничестве с заготовительным участком, что создаёт раскрой высушенной древесины и первичную обработку пиломатериалов, и склейку нормализованных щитов, рам, брусков и других первичных древесных заготовок строго определенных размеров.
Высокопроизводительная работа заготовительного участка обеспечивается применением маятниковых выпивал, круглопильных, фуговальных, рейсмусовых и других станков.
При получении коробок вытряхных стержневых коробок в модельном цехе завода «Станколит» соблюдается следующая технологическая последовательность производственных операций: разметка поступающих с заготовительного участка щитов с учетом размеров нормализованных элементов коробок; резка-торцовка щитов, сборка элементов коробки коробки на столе с их фиксацией в заданном положении посредством струбцин; сверление электрической дрелью отверстий под нагели при исполнении углового соединения заготовок; скрепление заготовок нагелями посредством казеинового клея либо поливинилацетатной эмульсии; отделка угловой склейки методом срезания финишей забитых в отверстия нагелей и их зачистка; обработка торцов взятой коробки на продольно-фрезерном станке; приклейка к коробке дна и т. д. Полученные так нормализованные заготовки поступают на модельный участок, где производится их окончательная обработка с доводкой рабочих поверхностей вытряхных вставок до конфигурации требуемых стержней.
В базе НОТ и обрисованного выше производственного потока на участке нормалей модельного цеха заложена прекрасно продуманная совокупность планирования, при которой производственный процесс начинается в технологическом бюро модельного цеха. Бюро трудится в тесном контакте с отделом главного технолога завода, приобретая от него (через планово-распределительное бюро модельного цеха) чертежи модельно-литейной технологической разработки.
В задачу технологического бюро модельного цеха входит составление карт на изготовление коробок вытряхных и разъемных стержневых коробок, других заготовок и остовов моделей, каковые по окончании нормирования (его осуществляет особое бюро) через планово-распределительное бюро доводятся до рабочих мест. Помимо этого, технологическое бюро занимается совершенствованием разработки производства модельных наборов, унифицированием стержневых ящиков и моделей, разработкой нормалей на вспомогательную оснастку и заготовки. Оно кроме этого образовывает технологическую документацию (паспорта на создаваемую в цехе модельную оснастку и пр.).
Б качестве примеров, характеризующих успехи разработки модельного производства, возможно сослаться на ускоренную сушку древесины токами высокой частоты и центробежным методом (в сушильной камере посредством центрифуги). Использование центробежного метода сушки уменьшает его стоимость и длительность процесса.
Увеличение долговечности оснастки в современных: условиях достигается применением новых модельных материалов. К ним направляться отнести прессованные древесные плиты толщиной до 50 мм (их приобретают способом тёплого прессования солидного числа шпона — листовой древесины толщиной 0,5—1,5 мм — на связке из синтетической смолы), древесные плиты, облицованные пластиком, плиты и капроновые бруски, пластмассы и пенополистирол.
Рижский вагоностроительный завод для изготовления стержневых коробок удачно использует стекловолокнистые материалы — полиэфирный стеклопластик. Прочность таких коробок в 2—3 раза больше древесных, они имеют высокую геометрическую точность, легки и эргономичны в эксплуатации, не гигроскопичны. Экономическая эффективность от внедрения стержневых коробок из полиэфирного стеклопластика образовывает 10—12 руб. на тонну годных отливок.
Наглядным примером новой рациональной разработке модельного производства помогают каркасные конструкции остовов больших моделей. Снабжая достаточную прочность и необходимую точность, а следовательно, долговечность, они отличаются большей экономичностью если сравнивать с наборной конструкцией остовов моделей из пластин, поскольку позволяют снизить расход пиломатериалов на 45—50%. Не считая тога, использование каркасных конструкций остовов разрешает высвободить квалифицированных модельщиков от производства заготовок, централизованное изготовление которых осуществляется на участке нормалей.
К числу творческих технологических ответов, разрешивших повысить уровень качества модельной оснастки; относится использование соединений элементов древесины на нагелях вместо трудоемкой шиповой вязки углов и коробок, и замена древесного клинового соединения элементов разъемных стержневых коробок стандартными железными винтами с барашками. Наличие быстроизвлекаемого шплинта с тыльной стороны винта активизирует разборку коробки перед извлечением из него стержня.
Рис. 3. Заготовки остовов больших моделей:
а) — каркасная, б) — из пластин.
Рис. 4. Методы вязки древесных элементов коробок стержневых коробок: а) — нагельный; б) — шиповой.
Для увеличения долговечности больших древесных стержневых ящиков и моделей в современных модельных цехах их облицовывают листовой сталью снабжают вставками и металлическими рёбрами. С той же целью на последовательности отечественных фирм на поверхности древесных моделей посредством металлизационных пистолетов наносят узкий слой цинка либо алюминия.
Частицы расплавленного металла напыляются слоем толщиной 0,3—0,4 мм на неровную поверхность модели под давлением 5—6 ат и механически сцепляются с нею. По окончании полировки и шлифовки такое покрытие отличается повышенной твердостью и износостойкостью.
Рис. 5. Способы разъемного соединения древесных элементов, стержневого коробки:
а) — древесным клином; б) — металлическим винтом.
Рис. 6. Нормализованный вытряхной стержневой ящик.
Сейчас у нас совершена нормализация подробностей автомобилей, инструментов и приспособлений. В литейном производстве нормализация стала причиной понижению номенклатуры технологической оснастки, созданию рациональных унифицированных конструкций модельных стержневых ящиков и плит, содействующих внедрению механизации в условиях личного и мелкосерийного производства.
Как пример на рис. 25 продемонстрирована конструкция нормализованного (пригодного для изготовления разных по конфигурации, но родных по размерам стержней) стержневого коробки, конструкция которого создана украинским университетом Оргстанкинпром Прочно и на долгое время закрепляемый на столе автомобили корпус коробки отлит из алюминиевого сплава, а его дно и быстросменные вкладыши делаются из древесины.
Для увеличения долговечности части коробки со стороны набивки смеси защищены металлическими накладками толщиной 3—5 мм. Сконструированные в расчете на формовочные и стержневые автомобили моделей 232, 233, 253М, М284, коробки таковой конструкции пригодны кроме этого для ручной формовки стержней, а потому активно применяются на фирмах с многономенклатурным серийным, мелкосерийным и личным выпуском отливок.
Рис. 7. Односторонняя быстросменная модельная плита для машинной формовки.
Для аналогичных же условий были созданы быстросменные модельные плиты, одна из конструкций которых продемонстрирована на рис. 7. Чугунный корпус прочно и на долгое время закрепляется на столе формовочной автомобили болтами через отверстия. При переналадке автомобили на выпуск вторых отливок сменяют древесные вкладыши с моделями, для закрепления которых в корпусе модельной плиты предусмотрены прижимные винты.
Современные модельные цехи отличаются широкой механизацией производственных процессов. Наровне с маятниковыми пилами, круглопильными, фуговальными, рейсмусовыми и другими станками для первичной обработки древесины, и специальными станками участка нормалей, в модельных цехах предусматривается отделение механизированной обработки заготовок, оснащенное ленточными пилами, токарными, универсально-фрезерными, горизонтально-фрезерными, вертикально-сверлильными, горизонтальными копировально-фрезерными, торцово-зачистными и другими станками.
Широкая механизация используется в цехах и на участках изготовления железной модельной оснастки, в то время, когда главные операции осуществляются на токарных, строгальных, фрезерных, сверлильных и других металлорежущих станках.
Транспортные операции в модельных цехах производятся посредством мостовых электрических кранов, кран-балок, электротельферов, перемещающихся по монорельсам, электрокаров, ручных тележек и автокаров.
В модельных цехах отдельных отечественных фирм удачно используются уникальные конструкции моделей с приводными устройствами для движения выступающих частей. Создаваемые высококвалифицированными мастерами-умельцами, механизированные модели разрешают упростить сборки форм и процессы изготовления, снизить себестоимость приобретаемых отливок. Как пример на рис.
8 приводится конструкция механизированной модели, созданной рационализаторами Горьковского автомобильного завода — модельщиками А. С. Егеревым и Г. И. Долговым. Поворот вертикально установленного во втулке эксцентрика около собственной оси на 90° заставляет убираться выступающий вкладыш вовнутрь пустотелого корпуса модели за счет его поворота относительно оси. Это разрешает исключить установку в форму одного стержня, быстро снизить себестоимость отливки за счет экономии затрат на изготовление, сушку, установку и транспортировку в форму этого стержня.
Рис. 8. Механизированная модель (а) и литейная форма чтобы получить отливку корпусов водяного насоса по модели простой конфигурации (б).
Бурный прогресс литейной разработки настойчиво попросил новых конструкций модельной оснастки. Так, внедрение в производство стержневого пескодувного процесса привело к необходимости создания железных стержневых коробок с отверстиями для надува смеси и вентами — сетками для выхода воздуха. В связи с освоением оболочковых песчано-стержней и смоляных форм показались конструкции железных модельных стержневых ящиков и плит с совокупностями электроподогрева.
Предложенный в 1947 г. С02-процесс стержней и изготовления форм настойчиво попросил стержневых ящиков и моделей, снабженных совокупностями отверстий и каналов для подвода углекислого газа к слою облицовочной жидкостекольной смеси.
Учитывая совершенствования и высокие темпы развития литейного производства, требующего громадного количества разнообразной и особой модельной
оснастки, у нас и за границей создаются оснащенные по окончательному слову техники специальные модельные фирмы, трудящиеся по заказам литейных цехов. В этом случае используется сборная оснастка, любой элемент которой пронумерован. Номера элементов сохраняются в памяти ЭВМ, планирующей работу как литейного цеха, так и модельного предприятия.
Использование в модельных цехах новых материалов и прогрессивной технологии, и широкое применение средств комплексной механизации и автоматизации обеспечат стремительное высокое заказов качество и выполнение литейщиков создаваемых модельных наборов при минимальной их себестоимости.
