Изготовление оригинального художественного изделия (стр. 10 из 15)
Основные:
модельный (изготовление выплавляемых моделей, сборка блоков);
участок по изготовлению оболочковых форм (обмакивание модельных блоков в суспензию, обсыпка огнеупорным материалом);
сушильный;
участок выплавления модельного состава из оболочковых форм;
формовочный (изготовление литейных форм, охлаждение, выбивка);
смесеприготовительный (переработка отработанной смеси, приготовление новой смеси);
окончательной обработки отливок (обрезка литников, зачистка.)
Вспомогательные:
ковшевой;
участок приготовления красок и растворов;
служба механика и электрика;
служба ремонта литейной оснастки.
Склады и кладовые для хранения исходных и промежуточных материалов и окончательной продукции.
3.2 Обоснование выбора комплекса оборудования, его технические характеристики
Плазменно-кислородная машина "Гранат ППлКЦ-2.5" предназначена для плазменной контурной тепловой резки, охватывает операции от склада (накопителя) очищенных и загрунтованных листов металла до склада (накопителя) вырезанных деталей.
Рис.4. Схема производственного модуля на базе машины "Гранат": 1 - портальная машина, 2 - интерфейс ПИ2, 3 - система управления, 4 - интерфейс ПИ1, 5 - датчик стабилизации высоты и позиционирования.
Машина "Гранат ППлКЦ-2.5" осуществляет вырезку листовых деталей плазмой в воду с максимальной скоростью перемещения резака, соответствующей 6 и 4 м/мин.
Технологические характеристики машины "Гранат ППЛКЦ-2.5".
Скорость перемещения плазматрона 1.2-100 мм/с.
Класс точности машины (ГОСТ 5614-74) - 1.
Расход сжатого воздуха 2.7л/с, охлаждающей воды - не менее 0.08л/с.
Давление сжатого воздуха - 0.5Мпа, охлаждающей воды - 0.5МПа.
Потребляемая мощность - 120 кВ·А.
Номинальный рабочий ток - до 400 А.
Ток питающей сети трехфазный переменный, напряжением 380В, частотой 50 Гц.
Габаритные размеры машины, мм - 1860х4700х1600.
Масса - 1420кг.
Выбор плавильного агрегата.
Для плавки алюминиевых сплавов чаще всего применяются печи сопротивления. В печах сопротивления для плавки металлов используют косвенный нагрев, основанный на передаче теплоты шихте излучением.
В зависимости от конструкции в электрических печах сопротивления возможны следующие способы передачи теплоты шихте:
В тигельных печах емкостью 30-200 кг нагревательные элементы расположены вокруг тигля с шихтой, поэтому теплоту передают стенки тигля. В подовых, ванных, барабанных печах (емкостью более 500 кг) нагревательные элементы размещены по бокам и над подом; шихта нагревается прямым излучением.
В качестве нагревательных элементов чаще всего применяют спирали из нихрома (для температур до 1000-11000С), фехраля (до 10500С) и карбидокремниевые элементы типа силитов (температура в рабочем пространстве печи может достигать 1400-17500С, расплав может иметь температуру 15000С и выше).
При использовании графитовых тиглей металлическая ванна может иметь температуру не выше 750 - 8500С; для металлических тиглей - до 10000С. К достоинствам печей сопротивления относится возможность работы в произвольной атмосфере.
Достоинство электрических печей сопротивления заключается также в возможности точного (и автоматического) регулирования температуры, уменьшении опасности перегрева и высокого угара металла, легкости защиты расплава от газонасыщения, улучшении безопасности, гигиены труда и условий обслуживания.
Таблица 1. Продолжительность плавки алюминия в разных печах.
| Способ нагрева | Продолжительность плавки, мин, при емкости тигля, кг. | |||
| 25 | 50 | 100 | 500 | |
| Кокс | 30 | 45 | 60 | 150 |
| Мазут | 25 | 35 | 50 | |
| Электросопротивлением:Графитовый тигель | 185 | 175 | 170 | 200 |
| Чугунный тигель | 125 | 120 | 120 | |
Таблица 2. Тепловой к. п. д. электропечей сопротивления при плавке цветных металлов.
| Тип печи сопротивления | Расход электроэнергии на 100кг сплава, кВт ч | Тепловой к. п. д. |
| С графитовым тиглем | 70-100 | 45-32 |
| С чугунным тиглем | 50 | 63 |
| Подовая | 50-70 | 63-45 |
Для изготовления данной отливки ножки при малом объеме производства в небольших литейных удобно использовать стационарные и поворотные тигельные печи сопротивления. Емкость и производительность этих печей выбирается в зависимости от номенклатуры и количества изготавливаемых изделий. Промышленностью производятся печи САТ 0.04; САТ 0.06; 0.15; 0.25 (емкость тигля по расплавленному металлу). Для небольшого размера отливки и малого количества экземпляров принимаем САТ 0.04.
В относительно умеренной области температур (1000-11000С), которую можно получать при непрерывной работе с обычными нагревательными элементами (нихром), температура металла в графитовых тиглях доводится до 700 - 7500С. Тепловой к. п. д. составляет 60%. В тигельных печах теплоту излучают стенки тиглей; тепловой к. п. д. снижен из-за низкой теплопроводности графита. Для улучшения результатов можно применить чугунный тигель, если сплав не взаимодействует с материалом тигля. Расход электрической энергии составляет 0.7-1.0 кВт∙ч на 1 кг алюминиевого расплава при плавке в керамических тиглях и 0.5 кВт∙ч - при плавке в чугунных тиглях.
Рис.5. Электрическая тигельная печь сопротивления типа САТ с металлическими нагревателями для плавки и подогрева сплавов алюминия.
1 - кожух,
2 - футеровка и теплоизоляция,
3 - нагревательные элдементы,
4 - тигель,
5 - крышка,
6 - колпак.
Печи выкладывают фасонным шамотом и слоем теплоизоляции из термолитового кирпича. Они оборудованы вытяжкой.
Лучшие результаты дает применение указанных печей в качестве раздаточных устройств, обеспечивающих поддержание заданной температуры расплава с помощью автоматического регулирования. Расход электроэнэргии в этом случае составляет 15 - 20 кВт∙ч на 100 кг алюминиевого сплава.
4. Безопасность и экологичность работы
4.1 Характеристика технологического процесса изготовления изделия с точки зрения безопасности и экологичности условий труда
При изготовлении ларца производятся следующие операции.
I. Изготовление стенок изделия по технологии плазменной резки на станках с ЧПУ.
II. Изготовление ножек ларца методом литья по выплавляемым моделям:
изготовление пресс-форм;
свободная заливка пресс-форм расплавленным модельным составом;
правка восковых моделей;
нанесение на блок моделей суспензии;
обсыпка блоков огнеупорным материалом;
выплавление модельного состава из оболочковой формы;
формовка оболочковой формы в опоки;
прокаливание опок;
плавка металла;
заливка расплавленного металла в формы;
выбивка отливок;
очищение отливок;
механическая обработка отливок (отделение литников, шлифование, полирование).
III. Сборка металлических частей изделия склепыванием.
VI. Окрашивание.
V. Сборка стеклянных частей (склеивание).
В процессе изготовления светильника - ларца "Русские сказки" используются следующие материалы: гипс, модельный состав Р3 (парафин 50-60%, синтетический церезин 20-24%, кубовые остатки термического крекинга парафина 4-6%, буроугольный воск 10-14), связующий раствор (этилсиликат, ацетон, вода, соляная кислота), пылевидный огнеупорный материал (кварц), формовочная смесь (кварцевый песок), материал стенок, дна и ключа - листовой алюминий марки АД. М1.5х600х2000 ГОСТ 21631 - 76, ножек алюминиевый сплавАК12 (АЛ2).
Плазменная резка на станках с ЧПУ производится автоматически, требуется отдельное изолированное помещение. На рабочем месте недопустимо присутствие лиц, непосредственно не участвующих в работе. Допуск рабочих и обслуживающего персонала должен быть разрешен только при отключенном оборудовании. Расположение оборудования в помещении должно быть обеспечивать удобство их обслуживания, а также свободный и удобный доступ к предохранительным устройствам. На оборудовании должны быть таблички с краткой технической характеристикой, световые сигналы, которые должны показывать режим работы.
Литье по выплавляемым моделям относится к IIa категории работ согласно Р 2.2.013 - 94 ГКСЭН России. "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса".
Для выполнения данных работ необходимо наличие нескольких помещений: для работы формовщика, для изготовления выплавляемых моделей, для правки моделей, для изготовления оболочковых форм, помещение литейного цеха.
В отделениях приготовления модельной массы, изготовления моделей, гидролиза этилсиликата, приготовления керамического огнеупорного состава для покрытия моделей стены, потолки и внутренние конструкции должны иметь поверхности, поддающиеся легкой очистке, мытью и дегазации.
В отделениях прокалки форм и заливки металла полы должны быть изготовлены из несгораемого материала (например, бетона), в остальных отделениях полы могут быть деревянными, ксилолитовыми.
Вентиляционные установки в отделениях изготовления выплавляемых моделей должны быть оборудованы устройствами для предотвращения загрязнения кожуха и лопастей вентилятора осадками паров модельной массы.
В плавильно-заливочном помещении помимо приточной вентиляции должна быть установлена душевая вентиляция.
Во всех помещениях в период отопительного сезона должна быть обеспечена температура воздуха в соответствии с действующими санитарными нормами (средняя температура в помещении 20-220С), за исключением отделения изготовления и хранения моделей, где технологическим процессом устанавливается температура в пределах 15 - 25 С° в любое время года. В качестве нагревательных приборов применяются гладкие трубы, допускающие уборку.