Дипломный проект (Проект цеха получения отливок по выплавляемым моделям из специальных сплавов мощностью 2000 тонн в год)

АННОТАЦИЯ

Целью данной дипломной работы является расчет и проектирование цеха литья по выплавляемым моделям мощностью 2000 тонн в год из специальных сплавов. Для отработки технологии изготовления отливок, выплавляемые модели изготавливаются с применением аддитивной технологии, а оптимизация литниково – питающей системы проводится с использованием современных программ компьютерного моделирования. В проекте приведены расчёты и выбор основного технологического оборудования.

Технологическая часть проекта содержит разработку технологии изготовления отливки «Вилка верхняя», изготавливаемой из сплава 30ХНМЛ. Процесс изготовления моделей будет производится на установке ThermoJet.

Конструкторская часть проекта содержит модернизацию электропечи с выкатным подом модели «ПВП 12.15.11/11М.», а именно замена нагревательных элементов марки Х20Н80 – Н (нихром) на материал марки Х23Ю5Т (суперфехраль). Приведен расчет заменяемых нагревательных элементов.

Дипломный проект также содержит разработку бизнес-плана проекта и раздел по безопасности жизнедеятельности человека.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...5

1. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………….6

1.1. Структура цеха литья по выплавляемым моделям………………………...7

1.2. Производственная программа цеха………………………………………..8

1.3. Объемы производства………………………………………………………..9

1.4. Выбор режима работы цеха и фондов времени…………………………...13

1.5. Расчет производственных отделений цеха………………………………..14

1.5.1. Модельное отделение……………………………………………………..14

1.5.2. Отделение изготовления оболочек форм……………………………….20

1.5.3. Прокалочно – заливочное отделение…………………………………...30

1.5.4. Термообрубное отделение…………………………………….……….....34

1.5.5. Расчет складов цеха………………………………………………..……..36

1.5.6. Вспомогательные отделения и участки цеха……………………………39

1.5.7. Внутрицеховый транспорт…………………………………………….…40

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………….…………………..…41

2.1. Условия работы детали……………………………………………………..42

2.2. Предъявляемые требования………………………………………….……..42

2.3. Анализ конструкции………………………………………………………...42

2.4. Обоснование и выбор способа изготовления отливки…………….……..42

2.5. Выбор материала…………………………………………………………....42

2.6. Назначение припусков на механическую обработку и точность размеров и массы отливки…………………………………………………………………44

2.7. Конструирование и расчет литниково – питающей системы……………44

2.8. Оптимизация литниково – питающей системы с применением компьютерного моделирования………………………………………………...47

2.9. Расчет времени затвердевания отливки…………………………………...59

2.10. Расчет шихты………………………………............................................61

2.11. Описание технологического процесса изготовления отливки…………64

2.11.1. Изготовление выплавляемой модели…………………………………..64

2.11.2. Процесс изготовления керамических форм……………………………71

2.11.3. Процесс выплавки стали 30ХНМЛ. Выбивка, очистка отливок и удаление элементов литниково – питающей системы, термическая обработка……………………………………………………………….………...74

2.11.4. Виды брака и меры по его предупреждению…………………………..75

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………78

3.1. Введение…………………………………………………………………..…79

3.2. Цель модернизации…………………………………………………………79

3.3. Описание конструкции печи. Основные технические характеристики…80

3.4. Расчет нагревателей электропечи………………………………………….82

3.5. Вывод…………………………………………………………...……………84

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ(Бизнес-план)…………………….…………..87

5.1. Резюме(введение)…………………………………………………..……….88

5.2. Описание товара и обоснование его выбора………………………………90

5.3. Оценка рынков сбыта…………………………………………….…………90

5.4. Оценка конкурентов………………………………………………...………90

5.5. План маркетинга……………………………………………………….……91

5.6. Производственный и финансовый план………………………………...…91

5.6.1. Расчет капитальный затрат(инвестиций) на проектируемый цех……..91

5.6.2. Определение численности работающих в проектируемом цехе и фондов заработной платы………………………………………………………………...96

5.6.3. Определение общей суммы годовых расходов……………………..…103

5.6.4. Составление сметы общепроизводственных расходов……………..107

5.6.5. Расчет показателей экономической эффективности…………………..111

5.6.6. Технико-экономические показатели цеха и их анализ………………..112

5.6.7. Определение точки безубыточности…………………………………...114

6. ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ………………..116

6.1. Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока…….117

6.2. Мероприятия по обеспечению электробезопасности…………………...119

6.3. Требования по охране труда при проведении термообработки сплавов в электропечах с выкатным подом……………………………………………...121

6.4. Защитное заземление электроустановок………………………………....123

6.5. Защитное зануление…………………………………………………….…126

Вывод……………………………………………………………………………128

Список литературы……………………………………………………………..129

ВВЕДЕНИЕ

Специальные виды литья находят все большее промышленное применение, так как наряду с высокой производительностью обеспечивают повышение размерной и весовой точности отливок, что приводит к значительной экономии металла и к снижению трудоемкости механической обработки.

Положительной особенностью данных способов литья является также возможность высокой степени автоматизации и комплексной механизации производства, улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Промышленное применение литья по выплавляемым моделям обеспечивает получение из любых литейных сплавов сложных по форме отливок массой от нескольких граммов до десятка килограммов со стенками, толщина которых в ряде случаев менее 1 мм, с шероховатостью от Rz = 20 мкм до Ra = 1,25 мкм (ГОСТ 2789 – 73 [1]) и повышенной точностью размеров (до 9 – 10-го квалитетов). Возможности этого метода позволяют максимально приблизить отливки к готовой детали, а в ряде случаев получить литую деталь, дополнительная обработка которой перед сборкой не требуется. Вследствие этого резко снижаются трудоемкость и стоимость изготовления изделий, уменьшается расход металла и инструмента, экономится энергетические ресурсы, сокращается потребность в рабочих высокой квалификации, в оборудовании, приспособлениях, производственных площадях.

1. Проектная часть

1. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ.

1.1. Структура цеха литья по выплавляемым моделям.

Цехи литья по выплавляемым моделям различают по роду сплава, массе отливок, объему производства, серийности, степени механизации.

Проектируемый цех литья по выплавляемым моделям относится к цехам:

– по виду литейного сплава: стального литья;

– по массе отливок: среднего литья;

– по объему производства: со средним выпуском;

– по серийности производства: массового производства;

– по степени механизации: автоматизированный.

В состав цеха входят производственные отделения (участки), вспомогательные отделения (участки) и склады.

К производственным отделениям, где выполняется собственно технологический процесс изготовления отливок, относятся следующие:

– модельное;

– изготовления оболочек форм;

– прокалочно-заливочное;

– термообрубное, где очищают отливки от остатков оболочек, отделяют отливки от литноково-питающей системы, зачищают питатели, проводят термообработку и исправляют дефекты отливок.

К вспомогательным относят следующие отделения:

– подготовки формовочных материалов и шихты;

– ремонта пресс-форм и другой технологической оснастки;

– мастерские механика и энергетика;

– цеховая лаборатория.

К складам относят закрытые склады шихтовых, формовочных, горючих материалов, готовых отливок.

В цехе предусматривают также помещения для культурно-бытового обслуживания работающих: санитарно-бытового назначения, общественного питания, здравоохранения, культурного обслуживания, учебных занятий и общественных организаций, управлений.

1.2. Производственная программа цеха.

При проектировании применяют три вида производственной программы и соответствующие им методы разработки проектов литейных цехов: точная, приведенная и условная программы.

Для проектируемого цеха литья по выплавляемым моделям подходит точная программа (таблица 1.1), т.к. она предусматривает разработку технологических данных для каждой отливки и применяется при проектировании цехов крупносерийного и массового производства с устойчивой и ограниченной номенклатурой литья (до 40 наименований).

Таблица 1.1.

Точная программа цеха литья по выплавляемым моделям на годовой выпуск 2000 тонн отливок из стали.