вариантов литниковых систем11 1

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Содержание

Введение 8

1 Технологическая часть 10

1.1 Данные об отливке-представителе 10

1.2 Обоснование выбранного технологического процесса изготовления отливки 11

1.3 Анализ возможных вариантов литниковых систем 11

1.4 Выбор припусков на механическую обработку 12

1.4.1 Методика выбора припусков на механическую обработку 12

1.4.2 Выбор припусков на механическую обработку для отливки

«Диффузор» 14

1.5 Выбор типа литниково-питающей системы 16

1.6 Расчет литниково-питающей системы 18

1.6.1 Метод вписанных сфер 18

1.6.2 Расчет элементов питания 20

1.6.3 Расчет времени затвердевания отливки 23

1.6.4 Обеспечение заполняемости 24

1.6.5 Анализ литниково-питающих систем 28

1.6.6 Сравнительный анализ вариантов ЛПС 25

1.6.7 Отработка литниково-питающей системы 28

1.7 Разработка технологического процесса изготовления отливки «Диффузор» 28

1.8 Выбор модельных составов 46

1.9 Выбор связующего и огнеупорного покрытия 46

1.10 Выбор материала отливки 48

1.11 Контроль и исследование дефектов отливок 49

1.12 Анализ брака при отливке деталей 50

2 Разработка мероприятий повышения качества отливок типа «Диффузор»

на основе методов статистического анализа 52

2.1 Анализ литературных и производственных данных 52

2.2 Анализ и разработка мероприятий по повышению качества отливок «Диффузор» 70

2.3 Описание методики исследования 72

2.4 Анализ литейных дефектов фасонных отливок 74

2.5 Систематизация и распределение дефектов с помощью диаграммы

Парето 80

2.6 Анализ влияния технологических факторов на возникновение дефектов

с помощью метода экспертного оценивания 87

2.7 Анализ процентного содержания литейных дефектов, обнаруженных

в литейном и механическом цехах 103

2.8 Анализ дефектности с помощью компьютерного моделирования 104

2.9 Описание результатов исследования 107

2.10 Выводы и рекомендации 108

3 Организационно-экономическая часть 109

3.1 Составление сметы затрат на проведение исследования 109

3.2 Ленточный график НИР 115

4 Охрана труда и безопасность жизнедеятельности 116

4.1 Анализ проектируемого (исследуемого) технологического процесса

по опасным и вредным производственным факторам 116

4.1.1 Анализ механических опасных и вредных производственных

факторов, вызывающих ранения, ушибы и ожоги 116

4.1.2 Анализ микроклимата производственного помещения 117

4.1.3 Анализ запыленности и загазованности воздуха рабочего помещения 118

4.1.4 Анализ уровня шума и вибрации 119

4.1.5 Анализ электроопасности 121

4.1.6 Анализ опасных и вредных излучений 121

4.1.7 Анализ пожарной и взрывной опасности 122

4.1.8 Анализ зрительных условий труда 124

4.1.9 Анализ возможных психологических факторов 125

4.2 Рассчитать общее искусственное освещение производственного

участка 126

4.2.1 Выбор источника света 126

4.2.2 Выбор системы освещения 126

4.2.3 Выбор осветительных приборов 126

4.2.4 Размещение осветительных приборов 126

4.2.5 Определение нормируемой освещенности и коэффициента запаса 127

4.2.6 Расчет осветительной установки 127

Список используемой литературы 129

Приложение А 135

Приложение Б 145

Приложение В 151

Приложение Г 157

Приложение Д 160

Приложение Е 165

Приложение Ж 175

Приложение З 182

Приложение И 192

ВВЕДЕНИЕ

Эксплуатационная надежность, ресурс и конкурентоспособность современных газотурбинных двигателей (ГТД) и энергоустановок (ГТУ) в значительной степени определяется качеством и себестоимостью литых заготовок, которые составляют 50 % от всей номенклатуры основных деталей. В связи с расширением номенклатуры ГТД и ГТУ, выпускаемых ОАО «НПО «Сатурн», а также в связи с участием предприятия в международных программах по освоению и выпуску современной газотурбинной продукции проблема качества и снижения себестоимости отливок имеет первостепенное значение.

Качество отливок определяется, прежде всего, отсутствием литейных дефектов, а также соответствующим уровнем физико-механических и эксплуатационных свойств материала согласно требованиям нормативно-технической документации. Номенклатура основных показателей качества отливок и их применяемость регламентируются ГОСТ 4.439–86. В стандарте указано двадцать два показателя качества, которые объединены в пять следующих групп: классификационные; назначения; экономного использования металла и технологичности; качества поверхности; экономические.

Перечень и определения основных литейных дефектов приведены в ГОСТ 19200–80, согласно которому все литейные дефекты подразделены на следующие группы: несоответствие по геометрии; дефекты поверхности; несплошности в теле отливки; включения; несоответствие по структуре. В классификации дефектов по ГОСТ 19200–80 отсутствуют указания по дефектам типа несоответствие химического состава сплава и несоответствие свойств. Эти требования имеют особо важное значение для ответственных отливок специального назначения, поэтому они регламентированы в соответствующих государственных и отраслевых стандартах, технических условиях и сертификатах согласно марке сплава.

Таким образом, в настоящее время имеется достаточно четкая система нормативно-технической документации для оценки качества отливок по трем основным характеристикам:

степень пораженности литейными дефектами;
соответствие химического состава сплава;
соответствие свойств (механических, физических, эксплуатационных и технологических).

Учитывая специфику литейных процессов – многофакторность и закрытый характер, т.е. невозможность непосредственного визуального наблюдения за ходом процесса, проблема обеспечения и повышения качества отливок является трудноформализуемой и поэтому требует комплексного подхода. Это обуславливает необходимость сочетания традиционных методов физико-химического анализа и неразрушающего контроля с современными методами многомерного статистического анализа, математического моделирования и оптимизации технологических факторов.

Необходимость сочетания организационно-технических мероприятий и статистических методов анализа в общей системе управления качеством продукции регламентирована ГОСТ Р 50779.10–2000 и стандартами серии ИСО 9000. Из двадцати семи стандартов по обеспечению качества продукции, разработанных на ОАО «НПО «Сатурн», четыре направлены на использование в системе управления качеством статистических методов. Одним из завершающих этапов использования методов статистического анализа является разработка информационно-статистических моделей в виде регрессионных уравнений для оценки прогноза качества отливок. Следовательно, создание эффективной, многоуровневой системы диагностики и управления качеством продукции и, в частности, отливок возможно только на основе комплексного использования современных методов математической статистики, соответствующего программного обеспечения и компьютерной техники.

1 Технологическая часть

1.1 Данные об отливке-представителе

Отливка-представитель – диффузор. Эскиз отливки представлен на рисунке 1.1.

Сплав – ВХ4Л–ВИ.

Масса отливки – 12 кг.

Масса отливки с литниково-питающей системой (ЛПС) – 70 кг.

Модельные составы: А7–FR/60 – для отливки, КС2683 – для ЛПС.

Огнеупорная основа суспензии – электрокорунд.

Количество слоев – 12.

Сушка – вакуумно-аммиачная.

Число моделей в блоке – 1.

Рисунок 1.1 – Эскиз отливки «Диффузор»

1.2 Обоснование выбранного технологического процесса изготовления отливки

Учитывая то, что нам необходимо обеспечить высокую чистоту поверхности отливки «Диффузор», а также то, что мы используем дорогостоящий высокотемпературный жаропрочный сплав ВХ4Л–ВИ, трудно поддающийся механической обработке, необходимо подобрать такой технологический процесс, который смог бы обеспечить выполнение требований, предъявляемые к отливке и снизить расход металла на механическую обработку. Кроме того, отливка имеет сложную геометрию и тонкие стенки.

Предлагается изготавливать отливку методом литья по выплавляемым моделям (ЛВМ). Этот метод литья обеспечивает необходимую шероховатость поверхности, высокую точность отливки, необходимую структуру и позволяет получать сложные отливки.

1.3 Анализ возможных вариантов литниковых систем

Литниково-питающая система (ЛПС) при литье по выплавляемым моделям служит для обеспечения заполнения литейной формы металлом с оптимальной скоростью, исключающей образование в отливке недоливов и неметаллических включений, и компенсации объемной усадки в период затвердевания отливки с получением в ней металла заданной точности. ЛПС должна удовлетворять требованиям технологичности при изготовлении моделей, форм и отливок, является конструкцией, на которой монтируются модели. При этом необходимо стремиться к созданию компактных ЛПС. Излишнее их развитие ведет к перерасходу металла, завышению затрат труда, низкой эффективности использования оборудования и площадей.

Поэтому при разработке конструкции ЛПС следует учитывать условия получения качественных отливок и необходимость обеспечения механической прочности элементов конструкции, а также технологичность блока на всех операциях процесса при изготовлении модели, формообразовании, отрезке отливок.

ЛПС, применяемые в современном производстве отливок ЛВМ, делятся на восемь типов. Учитывая приоритет процесса питания над процессом заполнения, за основу деления ЛПС взят вид того элемента, от которого непосредственно осуществляется питание отливки. Типы ЛПС расположены в таблице 1.1 по принципу перехода от центрального стояка как предельно коллективной прибыли до системы местных прибылей как предельно расчетной прибыли.

Таблица 1.1 – Типы литниково-питающих систем

Тип	Питающий элемент	Характеристика прибыли
I II III IV	Центральный стояк Горизонтальный коллектор Вертикальный коллектор Вертикальный коллектор, заполняемый снизу	Коллективная
V VI	Боковая прибыль Верхняя прибыль	Индивидуальная
VII VIII	Местная прибыль и коллектор Система местных прибылей	Расчетная

Для отливки «Диффузор», имеющей массу 12 кг, выбираем литниково-питающую систему VIII типа. Блок моделей собирают из отдельных звеньев, монтируемых на стояке, который будет служить центральным и опорным элементом при сборке блока модели.

1.4 Выбор припусков на механическую обработку

1.4.1 Методика выбора припусков на механическую обработку

Требуемые характеристики точности отливки, а также припуски на механическую обработку определяются по следующей методике.

В качестве базовых поверхностей выбираем те поверхности отливки, которые останутся необработанными в конечной детали, что обеспечит получение достаточно точных размеров между обработанными и необработанными поверхностями детали.

По таблице 9 ГОСТ 26645–85 для заданного технологического процесса, габаритного размера и материала находим интервал класса точности размеров КР, в соответствии с примечанием принимаем определённое значение КР.
По таблице 10 ГОСТ 26645–85 находим степень коробления отливки. Для отношения h/L с учётом многократной формы и термообработки отливки попадаем в интервал степени коробления элементов отливки СК, в соответствии с примечанием принимаем определённое значение СК.
По таблице 11 ГОСТ 26645–85 для заданного технологического процесса, габаритного размера и материала находим интервал степеней точности поверхности СП. В соответствии с примечанием принимаем определённое значение СП.
По таблице 13 ГОСТ 26645–85 для заданного технологического процесса, номинальной массы и материала находим интервал классов точности массы КМ, в соответствии с примечанием принимаем определённое значение КМ.

Точность отливки: КР–СК–СП–КМ ГОСТ 26645–85.

Для обрабатываемых поверхностей необходимо определить ряд припуска РП. По таблице 14 ГОСТ 26645–85 для выбранной степени точности поверхности СП находим интервал ряда припусков РП, в соответствии с примечанием принимаем определённое значение РП.
Определение припусков для обрабатываемых поверхностей производим в форме таблицы 1.2.

Таблица 1.2 – Определение допусков и припусков на обработку для обрабатываемых поверхностей

Последовательность назначения	А	В	С
1. Схема механической обработки
2. Вид размера ВР
3. Номинальный размер от базы до обрабатываемой поверхности, мм
4. Класс точности размера КР
5. Допуск размера, Т0, мм; определяется по таблице 1 ГОСТ 26645–85
6. Другие допуски: допуск формы поверхности (от коробления) – номинальный размер нормируемого участка, мм – степень коробления СК – допуск формы Тф , мм; определяется по таблице 2 ГОСТ 26645–85
7. Общий допуск Тобщ , мм, определяется по таблице 16 ГОСТ 26645–85
8. Общий допуск при назначении припуска
9. Степень точности поверхности СП; определяется по таблице 11 ГОСТ 26645–85
10. Ряд припусков; определяется по таблице 14 ГОСТ 26645–85
11. Припуск чистовой, мм; определяется по таблице 6 ГОСТ 26645–85

1.4.2 Выбор припусков на механическую обработку для отливки «Диффузор»

Исходные данные: отливка «Диффузор», материал ВХ4Л–ВИ, наибольший габаритный размер Ø532 мм, масса 12 кг, отливка сложная, способ литья по выплавляемым моделям, уровень механизации производства – машинное поточно-механизированное.

По таблице 9 для заданного технологического процесса, габаритного размера Ø532 мм и материала ВХ4Л–ВИ находим интервал класса точности размеров 7–11, согласно примечанию выбираем КР 11.
По таблице 10 находим степень коробления отливки. За высоту принимается h=64 мм, а за длину L=532 мм. Таким образом, . Для отношения с учётом одноразовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 5-8, в соответствии с примечанием принимаем СК 8.
По таблице 11 для заданного технологического процесса, габаритного размера Ø532 мм и материала ВХ4Л–ВИ находим интервал степеней точности поверхности 8–13. С учетом примечания принимаем СП 13.

Таблица 1.3 – Определение допусков и припусков на обработку для обрабатываемых поверхностей отливки «крышка верхняя»

Последовательность назначения	А	В	С	D	E	F	G
1. Схема механической обработки	I	I	I	I	I	I	I
2. Вид размера ВР	I	I	I	I	I	I	I
3. Номинальный размер от базы до обрабатываемой поверхности, мм	51	13	Ø532	Ø504	Ø436	Ø423	Ø430
4. Класс точности размера КР	10	10	11	11	11	11	11
5. Допуск размера, Т0, мм; определяется по таблице 1 ГОСТ 26645–85	2,4	1,6	5,6	5,6	5,6	5,6	5,6
6. Другие допуски: допуск формы поверхности (от коробления) – номинальный размер нормируемого участка, мм – степень коробления СК – допуск формы Тф , мм; определяется по таблице 2 ГОСТ 26645–85	Ø532 8 0,64	Ø532 8 0,64	64 8 3,2	64 8 3,2	64 8 2,4	64 8 2,4	64 8 2,4
7. Общий допуск Тобщ , мм, определяется по таблице 16 ГОСТ 26645–85	3,04	2,24	8,8	8,8	8	8	8
8. Общий допуск при назначении припуска	3,04	2,24	8,8	8,8	8	8	8
9. Степень точности поверхности СП; определяется по таблице 11 ГОСТ 26645–85	11	11	13	13	13	13	13
10. Ряд припусков; определяется по таблице 14 ГОСТ 26645–85	6	6	7	7	7	7	7
11. Припуск чистовой, мм; определяется по таблице 6 ГОСТ 26645–85	4,0	3,3	9,3	9,3	8,5	8,5	8,5

По таблице 13 для заданного технологического процесса, номинальной массы 12 кг и материала ВХ4Л-ВИ находим интервал классов точности массы 6–13т, с учетом примечания принимаем КМ 10.

Точность отливки: 11–8–13–10 ГОСТ 26645-85.

Для обрабатываемых поверхностей необходимо определить ряд припуска РП. По таблице 14 находим для степени точности поверхности СП 13 интервал ряда припусков 5–8, с учётом примечания принимаем РП 7.
Определение припусков производим для семи обрабатываемых поверхностей.

1.5 Выбор типа литниково-питающей системы

При выборе конструкции ЛПС необходимо стремиться к соблюдению принципиальных положений, направленных на получение годных отливок и на экономичность их производства:

обеспечить принцип направленного затвердевания, т.е. последовательного затвердевания от наиболее тонких частей отливки через ее массивные узлы к прибыли, которая должна затвердевать последней;
наиболее протяженные стенки и тонкие кромки ориентировать в форме вертикально, т.е. наиболее благоприятно для их спокойного и надежного заполнения;
создать условия для экономичного и механизированного производства отливок.

ЛПС отливки «Диффузор» при литье по выплавляемым моделям состоит из известных традиционных элементов: литниковой воронки, стояка, зумпфа и литниковых ходов, прибылей и коллекторов. Благодаря характерной для литья по выплавляемым моделям неразъемной форме указанные конструктивные элементы удается расположить наиболее эффективно, максимально используя объем формы.

ЛПС, применяемые в современном производстве отливок литьем по выплавляемым моделям, разделены на восемь типов. Учитывая приоритет процесса питания над процессом заполнения, за основу деления ЛПС взят вид того элемента, от которого непосредственно осуществляется питание отливки.

Тип VIII. Система местных прибылей. Каждая прибыль в ЛПС этого типа питает отдельный узел или участок протяженного узла сравнительно крупной отливки (габаритный размер Ø532 мм) корпусного типа. Заливают ее обычно через стояк с литниковыми ходами. Система местных прибылей при развитой в пространстве отливке позволяет наиболее эффективно использовать ЛПС путем приближения прибылей непосредственно к питаемым ими участкам, также достаточно полно учесть взаимное обогревающее влияние элементов отливки и ЛПС.

Отливка «диффузор» с системой местных верхних и нижних прибылей над стойками, центральным стояком и подводом металла в прибыли через коллекторы.

Рисунок 1.2 – Блок в сборе

1.6 Расчет литниково-питающей системы

Сложность проведения расчетов размеров ЛПС для отливок, изготавливаемых по методу литья по выплавляемым моделям заключается, прежде всего в том, что очень часто невозможно провести границу между элементами питания и заполнения, что обычно делается при проведении подобных расчетов, например, при литье в песчаные формы. Действительно, при изготовлении отливок с использованием ЛПС с центральным стояком, питатель является одновременно и подводящим элементом и питающим (шейкой прибыли), что необходимо учитывать при проведении расчетов.

На производстве для определения исполняемых размеров литниково-питающих систем используются в основном приближенные методы, сущность которых заключается в следующем: отливку совместно с ЛПС рассматривают как состоящую из конечного числа конструктивных элементов простой геометрической формы: стенок, брусьев, цилиндров и т.д. Инженерная задача сводится к тому, чтобы, минуя исследование процесса образования усадочных дефектов, принципиально оценить последовательность затвердевания конструктивных элементов, расположить их в соответствии с принципом направленного затвердевания и, в конечном счете, вывести усадочную раковину в прибыль. На основании обобщения многочисленных экспериментальных данных и результатов деятельности литейных цехов получены эмпирические зависимости, которые и легли в основу разработанных методов расчета размеров ЛПС.

1.6.1 Метод вписанных сфер

В методе вписанных сфер условно принимается, что диаметр сферы D, вписанной в тело отливки, или ее массивный узел, отражает относительную продолжительность затвердевания на рассматриваемом участке. Принцип направленного затвердевания считается выдержанным, если диаметр вписанной сферы постепенно увеличивается в направлении от торцевой части отливки к прибыли. Другими словами, для обеспечения плотного металла необходимо, чтобы на любом n-ом участке тела отливки и ЛПС соблюдалось условие:

Dn-1 < Dn < Dn+1, (1.1)

где Dn-1, Dn, Dn+1 – диаметры вписанных сфер на рассматриваемых участках соответственно n-ом, прилежащих к n-ому со стороны торца отливки и со стороны прибыли.

Расчет ЛПС по диаметрам вписанных сфер применительно к литью по выплавляемым моделям разработан Лященко Н.Н. Основные расчетные формулы представлены в таблице 1.4. Коэффициенты k1, k2, k3, отражающие характер и величину усадки сплава, представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.4 – Формулы для расчета размеров ЛПС

Конструктивный элемент	Характерный размер	Расчетные формулы для узла
		компактного	протяженного
Отливка или массивные узлы	Диаметры сферы, вписанной в верхний узел Dу	Определяется по чертежу отливки
Шейка прибыли	Толщина (диаметр) aш Ширина bш Высота hш	аш= (1–1,2)∙Dу
		bш= aш	bш=(3-4)∙Dу
		hш=(0,4-0,5)∙Dу
Прибыль	Толщина нижнего основания aп Ширина нижнего основания bп Угол при вершине конуса α Высота прибыли закрытой hпз открытой hпо Радиус действия прибыли rд Ширина верхней части прибыли aп'	aп=k1Dу
		bп=aп	bп=bш+(k1-1)∙Dу
		α=(10–15)o hпз=(2,5–3)∙Dу hпо=(3–3,5) ∙Dу rд=k3 Dу По построению
Выпор	Диаметр dвып	dвып=(0,2–0,4)∙aп'
Отливка	Диаметры сферы, вписанной в нижний узел Dу'	Определяется по чертежу отливки

Таблица 1.5 – Значения коэфициентов k1, k2, k3

Коэффициент	Высоколегированные стали	Жаропрочные сплавы
k1	1,8	1,9
k2	1,3	1,35
k3	2,5	2,8

С целью сокращения расхода металла и высоты блока целесообразно применение закрытых прибылей с выпорами. Прибыль присоединяют к отливке через шейку, которая служит для некоторого отдаления от прибыли от теплового узла. При близком расположении к узлу отливки прибыль разогревает узел, последний фактически становится придатком прибыли и содержит хвостовую часть усадочной раковины, которая может глубоко внедриться в стенку отливки.

При массивных узлах большой протяженности – кольцевых, следует устанавливать несколько прибылей с учетом радиуса их действия.

Для непрерывного поступления снизу свежих порций металла, компенсирующего усадку, необходимо, чтобы в течение всего периода затвердевания в литниковом ходе и питателе сохранялся гидростатический напор, создаваемый в стояке. Для этого поперечный размер стояка должен быть больше, чем литникового хода. Высоту утолщенной части стояка hс целесообразно принимать минимальной, так как более тонкий стояк позволяет быстрее создать высокий гидростатический напор, необходимый для заполнения тонкостенных участков отливки, и экономичнее.

1.6.2 Расчет элементов питания

Методом вписанных сфер рассчитаем прибыли ЛПС типа VIII для отливки «диффузор» из сплава ВХ4Л–ВИ; отливка представляет собой массивное двустенное кольцо с минимальной толщиной стенки 5 мм, диаметр наружный 532 мм и внутренний 423 мм; стенки «Диффузора» соединены перемычками.

Расчет шейки верхней прибыли. Диаметр вписанной в узел сферы по чертежу Dу=16 мм (внутреннего кольца) и Dу=16 мм (внешнего кольца). Тогда толщина шейки прибыли

aш=(1…1,2) ∙Dу, (1.2)

aш=(1…1,2)∙16=16…19,2 мм,

aш=(1…1,2)∙28=28…33,6 мм.

Имея в виду ограничение шейки прибыли шириной кольца, принимаем aш=19 мм и aш=31 мм. Ширина шейки прибыли для кольца, представляющего собой протяженный узел

bш=(3…4)∙Dу, (1.3)

bш=(3…4)∙16=48…64 мм,

bш=(3…4)∙28=84…112 мм;

принимаем bш=84 мм, т.к. шейки отдельных узлов подводятся к общей прибыли, при этом условие питания металлом большего узла не должно нарушаться.

Высота шейки прибыли

hш=(0,4…0,5)∙Dу, (1.4)

hш=(0,4…0,5)∙16=6,4…8 мм,

hш=(0,4…0,5)∙28=11,2…14 мм;

принимаем hш=12 мм, т.к. шейки отдельных узлов подводятся к общей прибыли, при этом условие питания металлом большего узла не должно нарушаться.

Расчет прибыли. Выбираем закрытую прибыль, ее высота

hп=(2,5…3)∙Dу, (1.5)

hп=(2,5…3)∙16=40…48 мм,

hп=(2,5…3)∙28=70…84 мм;

принимаем hп=70 мм, т.к. шейки отдельных узлов подводятся к общей прибыли, при этом условие питания металлом большего узла не должно нарушаться.

Толщина и ширина нижнего основания прибыли

aп=k1Dу, (1.6)

aп=1,9∙16=28,8 мм,

aп=1,9∙28=50,4 мм,

bп=bш+(k1-1)∙Dу, (1.7)

bп=84+(1,8-1)∙16=96,8 мм,

bп=84+(1,8-1)∙28=106,4 мм.

Расчет числа прибылей. Радиус действия прибыли

rд=k3∙Dу, (1.8)

rд=2,8∙16=40 мм,

rд=2,8∙28=70 мм.

В этом случае необходимо учитывать работу прибыли, оказывающей меньший эффект, значит, расстояние между прибылями должно быть

(1.9)

мм.

Протяженность внутренней границы кольца

π423=1328,22 мм;

шаг по шейкам прибылей

(1.10)

мм.

Отсюда прибылей, т.к. количество перемычек, соединяющих кольца «Диффузора», равно двенадцати, то целесообразно принять 12 прибылей.

По построению ширина верхней части закрытой прибыли при α=10o составляет aп'=41 мм и aп'=62,6 мм.

Таблица 1.6 – размеры ЛПС отливки «Диффузор»

Конструктивный элемент	Характерный размер	Расчетные значения элементов ЛПС, мм
		Верхний подвод	Нижний подвод
Массивные узлы	Dу	16 и 28	12 и 16
Шейка прибыли	aш bш hш	19 и 31 84 12	13 и 19 48 7
Прибыль	aп bп α hп rд aп'	28,8 и 50,4 96,8 и 106,4 10° 70 40 41 и 62,6	21,6 и 28,8 57,6 и 60,8 10° 40 30 28,6 и 35,8

1.6.3 Расчет времени затвердевания отливки

Время затвердевания отливки определяется по формуле:

, (1.11)

где ρ1 – плотность твердого металла, кг/м3; ρ1=7420 кг/м3;

Х1 – характерный размер отливки, м; Х1=0,0025 м;

qкр - теплота кристаллизации, Дж/кг; qкр=250 кДж/кг;

сж – удельная теплоемкость жидкого металла, Дж/(кг К); сж=630 Дж/(кг К);

Δtпер=tзал–tкр – величина перегрева металла при заливке над температурой кристаллизации, К; Δtпер=1540–1328=212 ºС;

b2 – теплоаккумулирующая способность формы, Вт*с0,5/(м2*К); b2=1560 Вт*с0,5/(м2*К);

tкр=0,5(tлик+tсол)=0,5(1350+1305)=1328 С; tкр=1328 ºС;

tлик и tсол – температуры ликвидус и солидус сплава соответственно;

t2ф – температура формы перед заливкой; t2ф=850 ºС;

1.6.4 Обеспечение заполняемости

Литниковые каналы должны обеспечивать хорошую заполняемость литейной формы, включая узкие полости, и предупреждать попадание в отливку воздуха и плотных неметаллических включений. Кроме того, в литниковых каналах должны удерживаться частицы засора, которые попадают в полость формы через литниковую воронку до заливки.

При изготовлении отливки «диффузор» со стенками толщиной от 5 мм ЛПС не содержит элементов, регулирующих скорость заливки. Требующуюся удельную скорость заливки можно вычислить по эмпирической формуле

(1.12)

где k4 – коэффициент пропорциональности; при подводе металла сверху k4=0,05;

а ст, lст – толщина и наибольшая протяженность тонкой стенки отливки,

аст=5 мм, lст=1613 мм.

Продолжительность заливки отливки данного типа определяется по формуле

(1.13)

где ρж, сж – плотность жидкого металла, кг/м3, и удельная теплоемкость, Дж/(кг∙°С) расплава, ρж=7420 кг/м3, сж=630 Дж/(кг∙°С);

– температура расплава в начале и конце заливки, °С,

- коэффициент аккумуляции теплоты для материала формы, Вт*с0,5/(м2*К), b2=1560 Вт*с0,5/(м2*К);

- начальная температура формы, °С, t2н=850 ºС.

1.6.5 Анализ литниково-питающих систем

От ЛПС зависят трудоемкость изготовления отливок и деталей из них, расход металла и вспомогательных материалов, потребление электрической и других видов энергии, эффективность использования производственных площадей и оборудования. Улучшение этих факторов благоприятно отражается на степени охраны окружающей среды.

1.6.6 Сравнительный анализ вариантов ЛПС

Производство однотипных литых деталей обычно может быть обеспечено при использовании различных вариантов ЛПС. Намечая несколько вариантов и сравнивая их между собой, можно выбрать наиболее экономичный. Варианты сравнивают по нескольким показателям.

Вариант для сравнения: отливка «Диффузор» с системой местных верхних прибылей над стойками, центральным стояком и подводом металла в прибыли через коллектор.

Выбор припусков на механическую обработку, типа литниково-питающей системы (тип VIII – система местных прибылей), расчет элементов питания отливки методом вписанных сфер в данном случае будут аналогичны предыдущему варианту.

Рисунок 1.3 – Блок в сборе

Расчет времени затвердевания отливки изменится за счет уменьшения объема и площади заполнения металлом. Удельная скорость заливки:

(1.14)

Продолжительность заливки отливки:

(1.15)

Выход годного определяют по уравнению:

, (1.16)

где G0 – масса единичной отливки, кг, G0=12 кг;

Gлпс – масса литниково-питающей системы, кг, Gлпс=48 кг и Gлпс=42 кг;

Gщ – масса шихты, кг, Gщ=(G0+Gлпс)∙1,06, Gщ= 63,6 кг и Gщ=44,52 кг;

N0 – число отливок в блоке.

Соответственно металлоемкости по вариантам составят

, (1.17)

кг/отл,

кг/отл.

Вариант 2 экономичнее по металлоемкости в сравнении с вариантом 1:

, (1.18)

кг/отл,

т.е. на 156 % массы отливки.

Показатель ВГ достаточно хорошо отражает металлоемкость ЛПС без учета брака. Это позволяет сравнивать варианты до реализации их в производстве. Однако, ВГ недостаточно полно отражает металлоемкость ЛПС с учетом брака или изменения G0. ВГ может быть улучшен путем снижения не только удельной массы ЛПС, но и массы бракованных отливок, или путем задания излишних напусков и припусков на механическую обработку. Также увеличение высоты стояка закономерно приводит к снижению трудоемкости изготовления отливок благодаря сокращению числа спаев при звеньевой сборке моделей.

1.6.7 Отработка литниково-питающей системы

Даже тщательно спроектированная ЛПС требует доработки по результатам изготовления пробных отливок. При отработке технологического процесса следует исходить из того, что ЛПС с отливкой «диффузор» представляет собой уникальный комплекс, в котором небольшие, на первый взгляд, изменения размеров могут существенно отразиться на качестве отливки. Отметим некоторые практические приемы, направленные на устранение характерных дефектов в отливках.

Неметаллические включения могут заноситься в форму при заполнении ее потоком высокой турбулентности, характеризуемой известным числом Рейнольдса Re=v/4R/v. Уровень поражения отливок неметаллическими включениями может быть снижен путем сокращения Re в 1,2–1,5 раза. При этом во избежание увеличения брака отливок по недоливу и усадочной раковине, необходимо соблюдать удельную скорость заливки Qзал. При отработанной технологии условные значению Re, рассчитанные по скорости подъема расплава в полости формы соответствующей отливке, обычно не превышают 2300.

Коробление отливок. При этом виде дефекта влияние ЛПС носит частный характер – при горизонтальном расположении модели 50 % отливок прогибаются под действием силы тяжести.

1.7 Разработка технологического процесса изготовления отливки «Диффузор»

В качестве базовой принята технология изготовления отливок используемая на предприятии ОАО «НПО «Сатурн».


Цех №	РГАТА	Литера

Инвентарный		УТВЕРЖДАЮ:
номер		Главный металлург
Акт		________________________________________
внедрения		Подпись Фамилия
		________________________________________
		Дата, месяц, год

Ф. 42010

Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Й П Р О Ц Е С С

	Обозначение
	изделия

Диффузор

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(наименование детали по конструкторскому документу) (обозначение детали)

на 17 листах

_____________ ________________

___________________________________

фамилия подпись

Составлен ____________________

дата, месяц ___________________________________

дата, месяц, год

2009 г.

(ГОСТ 3.1105.74 Ф.5) Ф.41238

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Обознач. изд.

Номерцеха

КАРТА ЭСКИЗОВ

Литера

Номер операц.

Разраб.

Александрова

лист

Нач.ТБ

Нач.БТЗ

Нач.БТК

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Н.контр.

Равочкин

Разраб.

Александрова

РГАТА

имени

П.А.Соловьева

Диффузор

Н. контр.

Нпс

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

пгс

гн

кт

Наименование материала (сплава), ГОСТ, ТУ

К о д

м 01

гсп

ВХ4Л-ВИ

ЕВ

ЕН

МД

МО

МЛСО

МЖМО

МЖМФ

МЗФ

Усадка

Н. расх.

КВГ

КОФ

Габариты отл.

м 02

кг

1,7 %

Ø542 х 74

Модельный комплект

Модельный состав

Л и т н и к о в а я с и с т е м а

К о д

Кол. гн.

Номер

Материал

Масса

Стояк

Питатель

Кол.

Площ.сеч.

Прибыль

Кол.

Масса

т 03

Отливка

А7-FR/60

ЛПС

КС-2683

Всего

11,5

Кол-во

О г н е у п о р н о е п о к р ы т и е

Выплавка модельного состава

мод. в

бл. в

Наименование

Номер

Кол-во

Способ

Время

Сп. выплавки

Темп-ра

Время

блоке

опоке

слоя

слоев

сушки

Электрокорунд

1…11

Вакуумно-

Электрокорунд

аммиачная

60…120

В воде

96…98

120…150

Наполнитель

О п о к а

Прокалка формы

Код,

Масса

К о д

Размеры в свету

Масса

Темп-ра

Время

наименование

(950+50)

6 час

Номер

Время

З а л и в к а

Термическая

Очистка

заливки

Т-ра мет.

Т-ра формы

ЕК

Вр. выдерж.

обработка

отл.

Закалка

1180

1500…1520

850

Старение

900

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

005

010

015

020

025

030

035

ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МУЛЛИТОКОРУНДОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ СТЕРЖНЕЙ

ПРИГОТОВЛЕНИЕ СТЕРЖНЕВОЙ СМЕСИ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ

ОБЖИГ

ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ СТЕРЖНЕЙ

Шкаф сушильный СШ-70

Шаровая мельница 150М

Конвектор малый

Пресс гидравлический

PVE-10

Газовая туннельная печь ПГ-30М

Стол сборщицы

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

040

050

055

060

065

ОПЕРАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

ЗАДЕЛКА ДЕФЕКТОВ МОДЕЛЕЙ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ

ЗАДЕЛКА ДЕФЕКТОВ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ

СБОРКА МОДЕЛЕЙ В БЛОКИ

Стол ОТК 1500х800

Стол сборщицы

Пресс модельный

V-122

Стол сборщицы

Пресс-форма воронка

Пресс-форма коллектор

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

070

075

085

090

095

100

ОПЕРАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ГИДРОЛИЗАТА

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОГНЕУПОРНОЙ СУСПЕНЗИИ

НАНЕСЕНИЕ ОГНЕУПОРНОГО ПОКРЫТИЯ

СУШКА ВАКУУМНАЯ

Стол сборщицы

Вибростол Т361

Гидролизер 666

Оборудование для приготовления огнеупорного покрытия 661

Пескосып 66019-2165

Оборудование для приготовления огнеупорного покрытия УВС-3

ДП 150104.ЛО.01.И1

ДП 150104.ЛО.01.И2

ДП 150104.ЛО.01.И3

ДП 150104.ЛО.01.И4

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

(ГОСТ 3.1401-74 Ф.7) Ф.42751

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

105

110

115

120

125

130

135

ПОДГОТОВКА ЛИТНИКОВОЙ ЧАШИ

ЗАТОЧНАЯ

УДАЛЕНИЕ МОДЕЛЬНОЙ МАССЫ ИЗ ОБОЛОЧЕК

СУШКА

ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СТОЯКА

ОБЖИГ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

ПРОМЫВКА ВОДОЙ

Ванна вымочки

Шкаф сушильный

Электропечь ЭП-248

Ванна вымочки

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

(ГОСТ 3.1401-74 Ф.7) Ф.42751

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

140

145

150

155

160

165

170

175

СУШКА

ПРИГОТОВЛЕНИЕ МАССЫ ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ВЫМОЧЕК

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ЗАГЛУШЕК

ЗАДЕЛКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВЫМОЧЕК

ЗАКЛЕЙКА ТОРЦА ЛИТНИКОВОЙ ЧАШИ

ОПЕРАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ

ОБМОТКА БЛОКОВ КЕРАМИЧЕСКИМ ВОЙЛОКОМ

ОБЖИГ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Шкаф сушильный

Стол

Электропечь ЭП-178

ДП 150104.ЛО.01.И1

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

(ГОСТ 3.1401-74 Ф.7) Ф.42751

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

180

185

190

195

200

205

210

ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ЛИТЕЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МУЛЛИТОКОРУНДОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ

СПЕКАНИЕ

ПРОМЫВОЧНАЯ ПЛАВКА

ПОДГОТОВКА ШИХТЫ

РЕЗКА ШИХТЫ

Электропечь ЭП-248

Шкаф сушильный

Электропечь вакуумная УВП-4

Станок образивно-отрезной МФ-332

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

(ГОСТ 3.1401-74 Ф.7) Ф.42751

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

215

220

225

230

235

240

ОБРАБОТКА ШИХТЫ

ОЧИСТКА ЩИХТЫ

ВЗВЕШИВАНИЕ ШИХТЫ

ПОДГОТОВКА УСТАНОВКИ

ПЛАВКА МЕТАЛЛА И ЗАЛИВКА ФОРМЫ

ОТБИВКА ОБРАЗЦОВ

Барабан очистной галтовочный

Камера пескоструйная

Г-93А

Весы настольные

РП-100Ш13

Электропечь вакуумная УВП-4

Стол

ДП 150104.ЛО.01.И5

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

245

250

255

260

265

270

МАРКИРОВАНИЕ УДАРОМ

ОЧИСТКА ОБРАЗЦОВ

ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНАЯ

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА

УДАЛЕНИЕ ПОКРЫТИЙ

АБРАЗИВНО-ОТРЕЗНАЯ

Камера пескоструйная Г-93А

Станок плоскошлифовальный с прямоугольным столом 3Е711В

Квантометр ДФС-51

Отрезной станок

Тара прутковая

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

275

280

285

290

295

300

МАРКИРОВАНИЕ УДАРОМ

ОЧИСТКА ПЕСКОСТРУЙНАЯ

ЗАКАЛКА

ОЧИСТКА ПЕСКОСТРУЙНАЯ

КОНТРОЛЬ ВНЕШНЕГО ВИДА, НАЛИЧИЯ КЛЕЙМ

ЗАЧИСТКА ОТЛИВКИ

Стол

Камера пескоструйная Г-93А

Электропечь

FHV-90-GHKRS

Камера пескоструйная Г-93А

Стол ОТК 1500х800

Станок полировальный

ПЛ-5А

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

305

310

315

320

325

330

ЗАВАРКА ДЕФЕКТОВ ЛИТЬЯ

ЗАЧИСТКА ЗАВАРКИ

ОЧИСТКА ПЕСКОСТРУЙНАЯ

КОНТРЛЬ РЕНТГЕНОВСКИЙ

ЗАЧИСТКА ДЕФЕКТОВ

ЗАВАРКА ДЕФЕКТОВ ЛИТЬЯ

Сварочный выпрямитель ВД-502

Станок полировальный

ПЛ-5А

Камера пескоструйная Г-93А

Рентгенаппарат РАП150/300

Станок полировальный

ПЛ-5А

Сварочный выпрямитель ВД-502

ДП 150104.ЛО.01.И6

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

335

340

345

350

355

360

ЗАЧИСТКА ЗАВАРКИ

КОНТРОЛЬ РЕНТГЕНОВСКИЙ

ПОДГОТОВКА К ЛЮМ КОНТРОЛЮ

КОНТРОЛЬ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ [ЛЮМИНИСЦЕНТНЫЙ]

ЗАЧИСТКА ДЕФЕКТОВ

ЗАВАРКА ДЕФЕКТОВ ЛИТЬЯ

Станок полировальный

ПЛ-5А

Рентгенаппарат РАП150/300

Стол

Станок полировальный

ПЛ-5А

Сварочный выпрямитель ВД-502

ДП 150104.ЛО.01.И6

ДП 150104.ЛО.01.И7

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

365

370

375

380

385

390

ЗАЧИСТКА ЗАВАРКИ

ОЧИСТКА ПЕСКОСТРУЙНАЯ

ПОДГОТОВКА К ЛЮМ КОНТРОЛЮ

КОНТРОЛЬ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ [ЛЮМИНИСЦЕНТНЫЙ]

КОНТРОЛЬ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

ЗАЧИСТКА ОТЛИВКИ

Станок полировальный

ПЛ-5А

Камера пескоструйная Г-93А

Стол

Стол 2100х2100

Станок полировальный

ПЛ-5А

ДП 150104.ЛО.01.И7

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

395

400

405

410

415

ЗАВАРКА ДЕФЕКТОВ ЛИТЬЯ

ЗАЧИСТКА ОТЛИВКИ

ОЧИСТКА ПЕСКОСТРУЙНАЯ

ПОДГОТОВКА К ЛЮМ КОНТРОЛЮ

КОНТРОЛЬ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ [ЛЮМИНИСЦЕНТНЫЙ]

Сварочный выпрямитель ВД-502

Станок полировальный

ПЛ-5А

Камера пескоструйная Г-93А

Стол

Тара прутковая

ДП 150104.ЛО.01.И7

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Инв.№подл.

Подпись и дата

Взамен инв.№

Инв. № дубл.

Подпись и дата

Номер

Наименование и содержание операции

Оборудование (код, наименование и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (код и наименование)

Особые указания

операции

перехода

420

425

430

435

440

ПРОМЫВКА

ПРИЕМОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ

ЗАЧИСТКА ОТЛИВКИ

ОЧИСТКА ПЕСКОСТРУЙНАЯ

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ

Установка для промывки 68170/266

Стол ОТК 1500х800

Станок полировальный

ПЛ-5А

Камера пескоструйная Г-93А

Электрокар

л-ов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

1.8 Выбор модельных составов

Для получения моделей отливок и литниково-питающих систем используют различные модельные составы, которые должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать свойствами, обеспечивающими высокое качество моделей и, следовательно отливок, т.е. быть механически однородными, иметь минимальные: усадку при охлаждении, расширение при нагревании (температура размягчения должна быть выше 40С˚ и зольность менее 0,02%); иметь высокую жидкотекучесть и в вязкопластичном состоянии; не взаимодействовать с материалом пресс-формы и суспензий, хорошо смачиваться суспензией; обладать свойствами, обеспечивающими возможность применения наиболее простых и экономических режимов изготовления и эксплуатации моделей, то есть иметь температуру плавления 50…90 С˚, высокие теплопроводность и жидкотекучесть, как в расплавленном так и пастообразном состоянии, минимальное время затвердевания в пресс-форме, не должны прилипать к её поверхности, хорошо спаиваться при сборке моделей в блоки; должны быть безвредными, а входящие в их состав компоненты – дешевыми, недефицитными.

Исходя из указанных требований для моделей отливок используется модельная масса А7–FR/60, для моделей литниковых систем КС2683.

Таблица 1.7 – Модельные составы для отливки «Диффузор»

Модельный состав

Описание

Растворимость

в воде

Плавление, °С

А7-FR/60

Воск в зеленых гранулах

Не растворим

70–73

КС2683

Твердый воск с легким запахом

Не растворим

1.9 Выбор связующего и огнеупорного покрытия

Связующие должны обладать следующими свойствами:

смачивать поверхность модели;
не растворять модель и не вступать в химическое взаимодействие с составляющими модельного состава;
иметь достaтoчно высокую вязкость;
оксиды связующего и обсыпочных материалов должны быть инертны к зaливaемым сплавам и присутствующим в них оксидам.

Таблица 1.8 – Исходные материалы для гидролизата этилсиликата

Наименование материала	ТУ или ГОСТ	Содержание материала в гидролизованном этилсиликате
		л	объемный,%	кг	% по массе
ЭТС–40	ГОСТ 51174–71	1,0	33,2	1,05	39,7
Этиловый спирт	ГОСТ 18300–72	2,0	66,3	1,58	59,7
Кислота соляная	ГОСТ 3118–77	0,015	0,5	0,018	0,6
Вода дистиллированная		–	–	–	–

Таблица 1.9 – Исходные материалы для приготовления суспензии

Наименование материала

Марка, ТУ или ГОСТ

Содержание,

% по массе

ЭТС–40 гидролизованный

ГОСТ 51174–71

30–40

Дистенсиллиманит порошкообразный

«ДСК-П»

ТУ48–4–307–74

60–70

Для обсыпки используется электрокорунд:

1-й слой – зерно № 12;
2-й слой – зерно № 20…32;
3-й слой – зерно № 40…50;
4-й слой – зерно № 50;
5-й слой – зерно № 50…63;
12-й слой – без обсыпки.

Для изготовления оболочковой формы используют следующие огнеупорные материалы: мелкодисперсную основу суспензии, обсыпку и опорный материaл.

Общими требованиями к огнеупорным материалам для оболочковых форм являются:

высокая огнеупорность (как правило, не ниже 1500 °С);
низкий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР);
отсутствие полиморфных превращений при нагревании и охлаждении;
химическая стойкость при нагревании.

1.10 Выбор материала отливки

Для исследования была выбрана фасонная отливка «Диффузор» из сплава ВХ4Л–ВИ, химический состав которого представлен в таблице 1.10.

Таблица 1.10 – Химический состав сплава ВХ4Л–ВИ

Элемент	Массовая доля элемента, %
Никель	Основа
Хром	32,00–35,00
Вольфрам	4,30–5,50
Железо	не более 0,50
Молибден	2,30–3,50
Ниобий	0,70–1,30
Марганец	не более 0,50
Кремний	не более 0,30
Титан	0,70–1,30
Алюминий	0,70–1,30
Углерод	0,03–0,10
Фосфор	не более 0,015
Сера	не более 0,01

Свойства сплава ВХ4Л–ВИ представлены в таблицах 1.11 – 1.14.

Тлик=1350 °С

Тсол=1305 °С

Таблица 1.11 – Теплоемкость, С

t, °С	600	1000	1400
С, Дж/(кг∙°С)	470	550	630

Таблица 1.12 – Теплопроводность, λ

t, °С	λ, Вт/(м∙°С)
600	23,0
800	25,5
900	28,0
1000	29,0
1200	32,0
1400	35,0

Таблица 1.13 – Плотность, ρ

t, °С	ρ, кг/м3
600	8100
800	8050
1000	7950
1200	7900
1500	7420

Таблица 1.14 – Коэффициент линейного расширения

t, °С	КЛР, 10-6/°С
800	16,4
1000	16,7
1200	22,5

1.11 Контроль и исправление дефектов отливок

Отливки из жаропрочных сплавов относятся к группе особо ответственных, работающих при максимально возможных для данного сплава нагрузках, поломка которых ведет к аварии машины. Для обеспечения заданной надежности «Диффузора» должен проводиться контроль на самом высоком уровне требований к качеству. Для таких отливок предусмотрены следующие виды контроля качества:

контроль химического состава сплава;
визуальный контроль поверхности отливок;
контроль геометрии;
определение механических и специальных свойств сплава;
выявление внутренних и поверхностных дефектов, невидимых невооруженным взглядом.

При осуществлении контроля выявляются исправимые и неисправимые дефекты отливок. Отливки с неисправимыми дефектами бракуются и поступают на шихтовой двор для переплава.

Заварка дефектов. Наружные раковины могут быть поправлены заваркой. Трещины и спаи исправлять заваркой не рекомендуется. Заварку проводят методом электросварки, используя электроды из того же сплава, из которого выполнена отливка. Дефектное место отливки слесарным методом зачищают на всю глубину залегания дефекта до чистого металла, а затем заваривают с последующей зачисткой места заварки вровень с поверхностью отливки. Отливки из жаропрочных сплавов перед заваркой нагревают до 600–6500С. Отливки после зачистки и заварки термически обрабатывают для снятия напряжений.

1.12 Анализ брака при отливке деталей

Общий брак при изготовлении отливки «Диффузор» составил 50%.

Если весь брак принять за 100%, то распределение по виду дефекта представлено на рисуноке 1.4:

На основе анализа представленных данных можно сделать вывод о том, что большая часть отливок бракуется по причине наличия засоров, рыхлоты и несоответствия геометрии. Поэтому, необходимо разработать мероприятия по устранению данных видов дефектов.

Рисунок 1.4 – Диаграмма брака отливки-представителя

2 Разработка мероприятий повышения качества отливок типа «Диффузор» на основе методов статистического анализа

2.1 Анализ литературных и производственных данных

В соответствии с ГОСТ 15467–79, качество продукции – это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Это определение является общим и вполне приемлемо для отливок. Из него следует, что качество отливок должно оцениваться комплексом показателей, которые устанавливают и назначают, исходя, прежде всего, из условий эксплуатации изделий. Наряду с качеством продукция (отливки) должна обладать необходимой надежностью. Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах, условиях применения (эксплуатации) и технического обслуживания. Основными показателями надежности являются безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Следовательно, показатели надежности определяют реальную эффективность эксплуатации изделий.

Таким образом, качество и надежность – это два взаимодополняющих понятия, которые, наряду с экономическими показателями, определяют эффективность эксплуатации и конкурентоспособность современной техники, в частности, газотурбинных двигателей. Учитывая специфику эксплуатации авиационных ГТД и жесткие требования по обеспечению безопасности полетов, проблема обеспечения и повышения их качества и надежности является актуальной и требует постоянного внимания на всех этапах технологического процесса изготовления ГТД и его эксплуатации.

В соответствии с рекомендациями ИКАО (международная организация гражданской авиации) [2], уровень безопасности полетов может быть обеспечен при достижении вероятности катастрофической ситуации не выше 10-7, что допускает одну катастрофу на десять миллионов полетов. Решение проблемы безопасности полетов в гражданской авиации возможно только на основе комплексного подхода обеспечения качества изделий и использования систем диагностики состояния ГТД в процессе эксплуатации. Высокий уровень требований, предъявляемых к качеству фасонных отливок, обусловливает необходимость проведения тотального, всеобщего технического контроля на всех стадиях производственного цикла литья по выплавляемым моделям. Это предусматривает:

входной контроль исходных материалов и оснастки;
пооперационный контроль параметров технологических процессов;
окончательный контроль качества отливок.

Разнообразие применяемых в процессе ЛВМ технологических материалов, сложность, многооперационность данного процесса (25–30 подготовительных и технологических операций, не считая операций контроля), требуют применения большого количества как стандартных, так и специальных, созданных непосредственно для ЛВМ, методик контроля.

В связи с высокими требованиями к размерной точности и качеству поверхности отливок, получаемых ЛВМ, систематическому контролю должны подвергаться исходные модельные и формовочные материалы и их композиции. Модельные композиции должны обладать свойствами, обеспечивающими высокое качество моделей и, следовательно, отливок. Процесс охлаждения моделей от температуры окружающей среды сопровождается изменением размеров моделей вследствие усадки. При этом из-за низкой теплопроводности модельного состава длительность охлаждения от температуры 100 °С до температуры 20 °С составляет от 2 до 8 часов. Недостаточная выдержка приводит к короблению моделей после нанесения на них оболочки. Это приводит к отслоению и растрескиванию оболочек, поэтому при производстве ответственных фасонных отливок должен проводиться стопроцентный контроль геометрии моделей перед сборкой в блок. Целесообразно так же организовать контроль технологического процесса и технологической оснастки, что обеспечит необходимое качество моделей и уменьшит количество дефектных отливок. В настоящее время для оценки качества исходных модельных материалов и их композиций используется более 15 показателей – свойств [3, 4, 5]. Все эти свойства можно разделить на три основные группы: технологические (температура плавления, каплеобразования, размягчения, усадка, жидкотекучесть, время затвердевания); реологические и физико-механические (плотность, вязкость, пластичность, прочность, твердость); показатели химической активности (коксуемость, зольность, кислотное число, число омыления) и содержания примесей (воды, масла, воздуха).

Основные принципы и методы определения показателей качества модельных материалов и их композиций изложены в работах [3, 4]. Некоторые из рекомендуемых методик стандартизованы. Например, вязкость определяют ГОСТ 9070–75, ГОСТ 7163–84, усадку по ГОСТ 18616–80, температуру плавления по ГОСТ 4255–75 и ГОСТ 23683–89, зольность по ГОСТ 1461–75, коксуемость по ГОСТ 8852–74, кислотное число по ГОСТ 5985–79, число омыления по ГОСТ 21749–76, содержание воды по ГОСТ 2477–65, содержание масла ГОСТ 9090–81, содержание водорастворимых кислот и щелочей по ГОСТ 7–75. Поэтому при разработке систем контроля и управления качеством отливок необходимо руководствоваться требованиями и рекомендациями ГОСТ. В настоящее время в условиях рыночной экономики и требований, предъявляемых к экологии, одной из наиболее важных проблем в литейном производстве является проблема регенерации и вторичного использования материалов, в числе и модельных композиций. Поэтому, кроме перечисленных требований, к модельным композициям должны предъявляться требования по регененерируемости. Эта проблема впервые обсуждалась на международном симпозиуме по точному литью "ПРЕКАСТ–91" [5].

Одним из условий получения качественных моделей является контроль и регулирование основных технологических режимов запрессовки – температуры модельного состава, давления запрессовки, времени выдержки модели в пресс-форме, температуры пресс-формы.

Контроль качества моделей и модельных блоков включает в себя визуальный и инструментальный контроль геометрии, акустический контроль по ГОСТ 25714–83 [3].

Технологические операции по изготовлению керамических оболочковых форм для ЛВМ занимают центральное место в общей схеме технологического процесса, являются наиболее сложными и ответственными. Доля брака отливок по вине формы составляет более 50 % от общего уровня брака [3]. Это обусловливает необходимость тщательного и всестороннего контроля материалов и параметров технологических процессов при изготовлении керамических форм. Основными исходными материалами для изготовления форм для фасонных отливок являются материалы огнеупорной основы – электрокорунд белый, дистенсиллиманит марок КДСП и КДСЗ, циркон, высокоглиноземистый шамот; связующие - растворы на основе этилсиликата, марок ЭТС–32, ЭТС–40, ЭТС–50 с добавками ацетона и соляной кислоты или готовые связующие марок ГС20Э, ГС 127.

В общей системе контроля и управления качеством продукции все исходные материалы для изготовления форм должны проходить входной (нулевой) контроль в соответствии с требованиями ГОСТ или ТУ (таблица 2.1).

Огнеупорные материалы для изготовления форм контролируют общеизвестными методами – определение зернистости (сухое и мокрое рассеивание, оптические методы, методы седиментации) и содержание примесей. Порошковые материалы (электрокорунд, дистенсиллиманит, циркон, высокоглиноземистый шамот) необходимо характеризовать по гранулометрическому составу путем рассеивания (ГОСТ 26421–85).

Действующими техническими условиями ТУ 6–02–1–583–88 определен только один показатель готовности связующих – время гелеобразования (для ЭТС–40 ГОСТ 26371–84). Однако, предлагаемая стандартом методика оценки этилсиликата длительна (3–5 часов), весьма субъективна и не позволяет достаточно достоверно прогнозировать технологические свойства [6].

Таблица 2.1 – Свойства исходных формовочных материалов

Материал

Основные свойства

(химическая формула)

ГОСТ, ОСТ,

tпл, °С

ρ, кг/м3

α∙106,

ТУ

1/°С

мм2/кг

Белый электрокорунд

ГОСТ

2050

3900

806

600–700

(αА2О3)

3647–80

Дистенсиллиманит

ТУ

1545

3250

5,6

500–600

(А12О3–SiO2)

48.4.307–74

Циркон (ZrO2–SiO 2)

ОСТ

1800

4570

5,1

600–800

48-82–81

Высокоглиноземистый

ТУ

1810

3000

5,3

–

шамот (ЗА12О3- SiO 2)

37.002.0010–80

Этилсиликат ЭТС40

ГОСТ

–

1050 –

–

26371–84

1070

Этилсиликат ЭТС32

ТУ

–

6.02.895–78

Готовое связующее

ТУ

–

ГС20Э, ГС127

6.02.1.583–88

Один из показателей качества этилсиликата – содержание в нем диоксида кремния. Сущность метода определения диоксида кремния заключается в выделении из этилсиликата в кислой среде осадка диоксида кремния с последующим его прокаливанием. Анализ этилсиликата проводится с использованием хроматографии. Для определения содержания хлористого водорода в этилсиликате используется объемный метод с применением нитрата серебра (РД 37–002).

Все связующие в зависимости от способности к высыханию на воздухе делятся на три группы [7]: невысыхающие, высыхающие, длительно высыхающие. Критерием принадлежности к той или иной группе является значение показателя времени гелеобразования. По этому показателю определяется группа раствора, рекомендуемый для него метод сушки и возможные механические свойства оболочковых форм [8].

Для контроля качества ЭТС–40 предложен метод, основанный на измерении светопропускания через раствор ЭТС–40 во время его гидролиза и поликонденсации [9]. Для этой цели использовали фотоэлектрический титратор Т–107. имеющий ячейку для измерения светопропускания раствора и встроенную магнитную мешалку. Параллельно стрелочному индикатору прибора для автоматической регистрации результатов подключается прибор КСГ1–4. С помощью этого метода несложно зафиксировать все изменения в составе ЭТС–40, которые появляются в процессе его хранения.

К сожалению, практически отсутствуют методики оценки качества гидролизованных растворов ЭТС–40, что делает невозможным контроль соблюдения и расчета рецептуры при проведении гидролиза. Это приводит к массовым вспышкам брака оболочковых форм. В результате проведенных исследований была установлена зависимость вязкости гидролизованного раствора ЭТС–40 и времени гелеобразования от соотношения:

. (2.1)

Рекомендуется при М<0,5 выдерживать гидролизованные растворы перед использованием для повышения связующих свойств. Для растворов с М>0,5, свойства стабилизируются в течение часа после гидролиза и могут быть сразу пользованы для приготовления суспензии [8].

При изготовлении связующих растворов и суспензий необходимо соблюдать и контролировать порядок ввода составляющих, точность дозирования, интенсивность перемешивания, а также температурные и временные параметры процесса. Фирмой "Ranson Randolph" разработана автоматизированная система непрерывного контроля качества суспензии. Основные контролируемые величины – вязкость, плотность, температура, рН, содержание активного связующего и твердой фазы. Поддержание контролируемых показателей на требуемом уровне обеспечивает стабильное качество форм и отливок.

Оригинальный способ контроля качества связующего разработан фирмой «Моnsanto» (США). Стандартные пористые керамические образцы с известной постоянной прочностью пропитываются связующим. После отверждения связующего образцы испытываются на прочность и по приращению прочности оценивается качество связующего [5].

Существенное влияние на качество формы оказывает степень отверждения суспензии в форме, т.е. ее высушенность. Однако, в настоящее время отсутствуют надежные и достоверные методики оценки этого показателя.

Для достижения требуемой прочности керамических форм для ЛВМ технологические режимы вакуумно-аммиачной сушки необходимо поддерживать в соответствии с требованиями ОСТ 1.42163–83.

Основными характеристиками форм для ЛВМ являются прочность, влажность, газопроницаемость. Контроль этих показателей при ЛВМ авиационной техники должен проводиться в обязательном порядке. Определяют прочность при разрыве, изгибе, раскалывании и др. Наиболее стабильные результаты получаются при контроле прочности при изгибе. Методика комплексного контроля керамики формы предполагает использование шарообразных или цилиндрических образцов, внутрь которых подается воздух. Этим способом определяют газопроницаемость керамики по перепаду давления, а затем возрастающее давление воздуха разрывает образец и простым пересчетом определяется его прочность [8].

В настоящее время разработаны, но не стандартизированы следующие методы испытания оболочек:

испытания на растяжение восьмерок;
испытания на изгиб пластинок;
испытания на сжатие;
испытания на прочность при высокой температуре;
испытания на газопроницаемость.

В Комсомольском-на-Амуре политехническом институте разработан и опробован прибор диагностирования качества формы на принципе регистрации импульсов акустической эмиссии трещин. Акустический метод контроля качества позволяет количественно оценить трещиностойкость оболочек на всех стадиях технологической обработки [10].

Контроль качества изготовления литейной формы включает контроль качества нанесения суспензии и обсыпки, контроль времени сушки, концентрации аммиака, контроль физико-механических свойств, температуры и времени вытопки модельной массы, температуры и времени прокалки формы. Для предотвращения растрескивания форм при удалении модельного состава в автоклавах контролируется предварительный нагрев автоклава, время набора давления и его величина, сухость пара.

Одновременно с контролем формы проводится контроль процессов плавки и заливки, состоящий из контроля параметров подогрева, глубины вакуума, электрических параметров, температуры и времени заливки, температуры и времени термостатирования. Контрольные операции при плавке и заливке металла состоят в экспресс-анализе компонентов сплава по ходу плавки, в определении температуры формы, температуры и степени раскисленности металла, жидкотекучести [3].

Для получения отливок высокого качества следует обеспечить эксплуатационные свойства сплава и конструкцию литниково-питающей системы. Проверку жаропрочности применяемого сплава ведут от каждой плавки исходного сплава в состоянии поставки (по данным сертификата завода-поставщика) и от плавки рабочего сплава (свежий сплав плюс возврат) по данным испытаний. Испытания ведут от партии отливок суточной выплавки или от партии отливок одной и той же плавки поставщика с добавкой возврата. Испытание жаропрочности сплава ведут по отраслевой методике [11].

Контроль механических свойств сплава предусматривает следующие методы испытаний: статические – на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез; динамические – на ударную вязкость, ударный разрыв, ударное кручение; на твердость, усталость, ползучесть, длительную прочность.

Контроль качества отливок является наиболее трудоемким и занимает больший объем в контроле получения качественных отливок. Включает в себя разнообразные методы от простейших визуальных до довольно сложных специальных способов для ответственных отливок.

Контроль качества фасонных отливок проводится без их разрушения. Контроль внутренних дефектов в отливке осуществляют, в основном, их просвечиванием (рентгено–γ–скопия) и прозвучиванием, направленными колебаниями высокой частоты (ультразвуковой контроль). Для выявления поверхностных дефектов и нарушений сплошности в отливках применяют люминесцентные методы контроля.

Общая схема технологического процесса ЛВМ и взаимосвязь отдельных технологических операций представлена на рисунке 2.1. На основании анализа этой схемы, а также с учетом требований тотального контроля, все операции технического контроля можно классифицировать по двум основным признакам: по стадиям технологического процесса, на которых осуществляется контроль, и в зависимости от объекта контроля. Кроме этого, любая контрольная операция проводится с учетом требований соответствующей нормативно-технической документации (НТД). Поэтому вид используемой НТД является, очевидно, третьим признаком классификации контрольных операций. При разработке современной эффективной системы контроля и управления качеством, обеспечивающей выпуск конкурентоспособной продукции, ГОСТы и ОСТы, являясь основной исходной НТД, должны соответствующим образом трансформироваться в НТД типовых или частных методик контроля в виде СПП, ТУ, карт технического контроля и т.п.

Таким образом, предлагается следующая классификация операций технического контроля в цехе ЛВМ. В зависимости от стадии технологического процесса все операции технического контроля можно условно разделить на пять уровней:

нулевой уровень – контроль исходных материалов;
первый уровень – контроль оснастки и технологических процессов по изготовлению моделей и модельных блоков;
второй уровень – контроль технологических процессов по изготовлению формы;
третий уровень – контроль качества сплава и технологии плавки и заливки форм;
четвертый уровень – контроль технологических операций обрезки, очистки и термообработки отливок;
пятый уровень – операции окончательного технического контроля качества отливок.

Аналогичным образом, в зависимости от объекта контроля можно выделить следующие пять групп контроля:

нулевая группа – контроль технической документации и оснастки;
первая группа – контроль исходных модельных материалов и модельных композиций, моделей;
вторая группа – контроль исходных формовочных материалов и качества форм;
третья группа – контроль шихтовых материалов и качества сплава;
четвертая группа – контроль основных технологических операций изготовления отливки (плавка, заливка, охлаждение, зачистка и термообработка отливок);
пятая группа – окончательный контроль качества отливок.

В зависимости от вида используемой НТД можно выделить четыре класса контроля:

первый класс – контроль проводится в соответствии требованиями ГОСТ;

Общая схема технологического процесса и операций технического контроля при ЛВМ

Рисунок 2.1 – Общая схема технологического процесса и операций технического контроля при ЛВМ

второй класс – контроль осуществляется в соответствии с требованиями отраслевых стандартов (ОСТ) и РТМ;
третий класс – контроль осуществляется в соответствии с требованиями СТП и ТУ;
четвертый класс – контрольные операции различных уровней и групп осуществляются в соответствии с требованиями цеховой НТД – производственными инструкциями, технологическими картами, чертежами.

В целом систему технического контроля в цехе ЛВМ можно представить в виде трехмерной матрицы, состоящей из отдельных ячеек (элементов), которые представляют собой определенные операции технического контроля, используемые для различных объектов контроля на различных стадиях технологического процесса и выполняемые с учетом требований соответствующей НТД. Очевидно, что методика и средства различных контрольных операций зависят от расположения соответствующего элемента матрицы в рассматриваемом трехмерном пространстве – рисунок 2.2.

Предложенная классификация операций технического контроля может являться основой системного подхода к организации комплексной системы контроля и управления качеством. Очевидно, что условное обозначение (кодирование) различных контрольных операций или их совокупностей с использованием предлагаемой классификации по трем параметрам позволит

более эффективно использовать компьютерную технику для обслуживания комплексной системы контроля и управления качеством продукции.

Выделен элемент (2-0-1), соответствующий входному контролю исходных формовочных материалов в соответствии с требованиями ГОСТ.

Анализ технологического процесса литья по выплавляемым моделям показывает, что технология ЛВМ представляет собой сложную, многофакторную, и, как правило, плохо организованную систему. В тоже время при изготовлении отливок к этой системе предъявляются жесткие требования в форме активной технологии, которая строго ограничивает

Рисунок 2.2 – Трехмерная матрица операций технического контроля

возможности варьирования параметрами технологических процессов и требует их выполнения в соответствии с отраслевыми стандартами, техническими условиями и произведенными инструкциями. Разнообразная номенклатура отливок, изготавливаемых в цехе точного литья ОАО «НПО «Сатурн», определяет значительные колебания трудоемкости технологических операций. Это приводит к нарушению принципа пропорциональности между этапами производственного процесса и затрудняет обеспечение равномерной загрузки всех производственных отделений цеха и согласование их работы. Таким образом, при выполнении производственного цикла ЛВМ трудно избежать возникновения «узкого места», которым чаще всего является операции формообразования. На практике это означает, что формы до операций прокалки и заливки вынуждены некоторое время храниться в условиях, которые не регулируются и не всегда оптимальны с точки зрения необходимых физико-химических превращений, снижающих прочность. Это, наряду с низкой технологической дисциплиной (в формы при хранении может попасть сор), является одной из причин образования дефектов засор, отслоение, пробой формы.

«Закрытый» характер литейных процессов, т.е. невозможность визуально наблюдать ход процесса, многофакторность литейной технологии (на качество отливок влияет около 2000 переменных факторов, полный учет которых невозможен), многообразие причин одного и того же вида брака и возникновение различных дефектов по одной и той же причине допускают планирование при производстве отливок неизбежного процента бракованных изделий (от 5 до 50%). Разработка эффективных мероприятий по предотвращению брака возможна только на основе статистической обработки результатов входного контроля исходных материалов, операционного контроля параметров технологических процессов и окончательного контроля качества отливок. Общие положения по организации многоуровневой системы статистической обработки результатов технического контроля изложены в работах [12 – 17].

Объективная информация о состоянии контролируемого изделия может быть получена при использовании комплексных методов диагностирования. При этом главной целью является квалиметрия – количественная оценка качества и состояния объекта. Для количественной оценки напряженно-деформированного состояния в металлических и керамических изделиях неразрушающим способом удобно использовать метод рентгеновской тензометрии. Рентгеновская тензометрия занимает особое место, это вызвано востребованностью определения реального напряженного состояния как в образцах при исследовании в лабораторных условиях, так и при диагностике изделий в полевых условиях.

Рентгеновский метод определения напряжений. Рентгеновский квант, падающий на кристалл, рассеивается на его атомах. Рассеянные вторичные волны интерферируют между собой; и в направлениях, для которых разность хода лучей оказывается равной целому числу длин волн, возникают дифракционные максимумы. Дифракцию рентгеновского излучения на семействе атомных плоскостей удобно рассматривать как отражение от плоскости. В отличие от отражения видимого света, рентгеновское излучение «отражается» селективно, а именно, только в том случае, если длина волны λ, межплоскостное расстояние d и угол дифракции Θ связаны уравнением Вульфа – Брегга .

В результате при любом угле γ между направлением падения рентгеновского пучка и поверхностью исследуемого образца всегда найдутся кристаллиты, в которых атомные плоскости с межплоскостным расстоянием d1 дадут дифракционное отражение под углом Θ1 (рис. 2.3); другие кристаллиты обеспечат появление дифракционного максимума под углом Θ2 в результате отражения от атомных плоскостей с межплоскостным расстоянием d2 и т.д. Рентгенограмма будет содержать набор дифракционных линий, соответствующих разным d. Для повышения точности при определении напряжений необходимо использовать систему плоскостей с углом дифракции Θ=75…80°.

Рисунок 2.3 – Возникновение дифракционных максимумов, соответствующих разным атомным плоскостям

Удовлетворительные результаты оптимизации технологических процессов с помощью тензометра получены на предприятиях «Газпрома», «Ленэнерго» и ОАО «Северсталь».

Для количественного контроля внутренней структуры сложных, пространственно развитых отливок разработаны промышленные рентгеновские компьютерные томографы. При обнаружении дефектов на наружных поверхностях и измерении размеров доступных снаружи полостей традиционные оптические, контактные и люминесцентные методы превосходят по простоте и информативности любые радиационные методы контроля.

Рисунок 2.4 – Оптическое изображение, рентгенограмма, двумерная и трехмерная томограммы топливораспределительного блока истребителя

Двумерная томография воспроизводит все внутренние элементы структур без наложений, как на чертеже сечения. Мелкие поры, включения и разноплотности отчетливо обнаруживаются, а линейные размеры воспроизводятся с высокой точностью и сохранением масштаба по всему объему объекта контроля. Чем сложнее внутренняя структура изделий, тем ярче проявляются уникальные информационные возможности компьютерной томографии. Однако каждая двумерная томограмма несет детальную количественную информацию только об одном локальном сечении объекта контроля.

Трехмерная томография обладает возможностью послойной томографии всего объема объекта контроля. Имея такой трехмерный куб количественных оценок, можно анализировать структуру любого сечения, или даже целого объема объекта контроля.

В настоящее время методы статистического анализа широко используются для разработки систем контроля и оптимизации технологических процессов смесеприготовления и формовки [18–22]. В то же время анализ литературных данных показывает, что публикации, отражающие использование статистических методов при ЛВМ, практически отсутствуют [23, 24]. При этом общая, глобальная задача повышения качества отливок решается фрагментарно, главным образом, с использованием физико-химических методов исследования, обеспечивающих совершенствование отдельных технологических операций без учета итоговой информации о качестве отливок, т.е. без обратной связи [25–31]. Очевидно, что разработка эффективной системы контроля и управления качеством возможна только на основе совместного использования физико-химических методов исследований и современных методов математической статистики. Примерами такого комплексного, системного подхода к решению задач диагностики и управления качеством отливок из чугуна и стали являются работы [32–35]. В этих работах отмечается, что решение указанных задач осуществляется в условиях ограниченной и не всегда корректной и однозначной информации о параметрах технологического процесса. Это, в свою очередь, обуславливает необходимость использования современных методов статистического анализа: теории информации, структурирования исходных данных, кластерного анализа, метода главных компонент.

Вопросам методологии статистического контроля посвящены работы [15–17, 36–38]. В качестве основных приемов статистического анализа и обработки данных предлагается использовать частотные и корреляционные диаграммы, расслоение исходных данных, АВС–анализ, причинно-следственные диаграммы, контрольные карты. При этом отмечается, что статистический контроль позволяет выявить главные, наиболее эффективные направления по решению проблем управления и обеспечения качества отливок [17, 39, 40].

Интересно и перспективно решение вопроса по выявлению причин брака на основе использования теории катастроф и факторного анализа [41–44].

Сложная и многообразная взаимосвязь литейных процессов, определяющих качество продукции, а также влияние внешних нерегулируемых факторов приводит к тому, что проблема управления и обеспечения качества отливок представляет собой многофакторную и практически не формализуемую задачу. Поэтому, в настоящее время большое внимание уделяется разработке информационных систем контроля и управления качеством отливок [45–47]. Они базируются на установлении логических взаимосвязей между отдельными видами литейных дефектов и различными факторами, конструктивно- технологическими параметрами производственного процесса, климатическими условиями, профессиональными качествами исполнителей и т.п. Разработку таких систем целесообразно выполнять в следующей последовательности: структурирование исходных данных → выявление наиболее значимых дефектов → установление факторов, в наибольшей степени определяющих формирование дефектов → построение математических моделей → разрботка эффективных средств контроля и управления качеством. Центральным звеном этой схемы является установление факторов, определяющих формирование дефектов. Для решения этой задачи в настоящее время широко используется метод экспертного оценивания [48–53]. Примеры практического использования экспертного оценивания для управления качеством отливок изложены в работах [45, 54–56], в которых отмечается, что описательные характеристики дефектов должны быть типовыми, избирательными и воспроизводимыми, позволяя оперативно и доступными средствами осуществлять их идентификацию.

Математические методы, применяемые для построения вероятностных статистических моделей, традиционны – математическое планирование эксперимента, корреляционно-регрессионный анализ, дисперсионный и факторный анализ [57–61].

В работе [62]отмечается: «В литейном производстве контроль материалов и технологического процесса не всегда дает гарантию того, что конечный продукт – отливка – по своим параметрам будет соответствовать предъявляемым требованиям, т.е. окажется качественной. Это возникает из-за того, что процесс получения качественной отливки зависит от множества факторов и их взаимодействия между собой, так что даже при самом жестком контроле исходных материалов и техпроцесса существует вероятность получения некачественной отливки. Поэтому неразрушающий контроль готовых отливок совершенно необходим». Развивая далее эту идею, можно предположить, что именно результаты неразрушающего окончательного контроля могут служить исходной информацией для дальнейшего решения вопросов по управлению качеством отливок на основе использования статистических методов и физико-химического анализа технологических процессов.

Таким образом, только 100% неразрушающий контроль отливок с последующей статистической обработкой результатов контроля, параметров технологического процесса и свойств исходных материалов дает возможность комплексного решения проблемы качества.

2.2 Анализ и разработка мероприятий по повышению качества отливок «Диффузор»

Для выявления большого разнообразия литейных дефектов при производстве фасонных отливок методом литья по выплавляемым моделям используется более тридцати методов технологического контроля. Основное назначение используемых методов контроля – это проверка качества исходных материалов в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, предупреждение нарушений параметров технологического процесса, и обеспечение выявления литейных дефектов на отливках. При этом результаты контроля носят чисто информационный характер и не объединены в общую систему управления качеством в соответствии с принципом обратной связи. Это, в частности, обусловлено отсутствием формализованного описания литейных дефектов и причин их возникновения, а также отсутствием единой классификации методов технического контроля в масштабах литейного цеха. Поэтому на основе анализа общей схемы технологического процесса ЛВМ предложена классификация операций и видов технического контроля в цехе ЛВМ по трем основным признакам: по стадии технологического процесса; по объекту контроля; по виду НТД.

Эффективная многоуровневая система контроля и управления качеством может быть разработана только на основе комплексного использования методов статистического анализа и физико-химических исследований.

Наличие большого многообразия литейных дефектов на фасонных отливках указывает на повышенную чувствительность технологии ЛВМ (технологические режимы, конструктивные параметры отливки, свойства исходных материалов). Поэтому необходимо учитывать влияние всех факторов на качество отливок.

Для решения проблемы совершенствования технологии литья по выплавляемым моделям и обеспечения качества фасонных отливок были поставлены следующие задачи:

разработка методики структурирования исходных данных и выявление наиболее значимых видов брака на фасонных отливках – «Диффузор»;
систематизация и распределение дефектов с помощью диаграммы Парето;
выявление наиболее значимых, определяющих причин брака фасонных отливок с использованием метода экспертного оценивания.

2.3 Описание методики исследования

Основными объектами исследования на различных этапах данной работы являлись: модель отливки «Диффузора», литниково-питающая система, керамические электрокорундовые формы для изготовления отливок, фасонные отливки. Это и определило номенклатуру используемых материалов и методик исследований.

Для исследования были выбрана фасонная отливка «Диффузор» из сплава ВХ4Л–ВИ, химический состав которого представлен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Химический состав сплава ВХ4Л–ВИ

Элемент	Массовая доля элемента, %
Никель	Основа
Хром	32,00–35,00
Вольфрам	4,30–5,50
Железо	не более 0,50
Молибден	2,30–3,50
Ниобий	0,70–1,30
Марганец	не более 0,50
Кремний	не более 0,30
Титан	0,70–1,30
Алюминий	0,70–1,30
Углерод	0,03–0,10
Фосфор	не более 0,015
Сера	не более 0,01

Свойства сплава ВХ4Л–ВИ представлены в таблицах 2.4 – 2.7.

Тлик=1350 °С

Тсол=1305 °С

Таблица 2.3 – Допустимые отклонения химического состава ВХ4Л–ВИ

Элемент	Массовая доля элемента, %
Хром	±0,40
Вольфрам	±0,10
Молибден	±0,05
Ниобий	±0,05
Марганец	+0,10
Кремний	+0,10
Титан	±0,10
Алюминий	–0,20
Углерод	+0,02

Таблица 2.4 – Теплоемкость, С

t, °С	600	1000	1400
С, Дж/(кг∙°С)	470	550	630

Таблица 2.5 – Теплопроводность, λ

t, °С	λ, Вт/(м∙°С)
600	23,0
800	25,5
900	28,0
1000	29,0
1200	32,0
1400	35,0

Таблица 2.6 – Плотность, ρ

t, °С	ρ, кг/м3
600	8100
800	8050
1000	7950
1200	7900
1500	7420

Таблица 2.7 – Коэффициент линейного расширения

t, °С	КЛР, 10-6/°С
800	16,4
1000	16,7
1200	22,5

Рисунок 2.5 – Микроструктура материала, отлитого вакуумным методом,

15 % феррита

Статистический анализ исходных данных проводим в два этапа. На первом этапе выделяем объект статистических исследований, перечень показателей, характеризующих состояние объекта, общий период времени, необходимый для проведения статистического исследования, выбираем форму сбора первичной информации. В связи с тем, что объектом исследования в работе является фасонная отливка «Диффузор», общий уровень брака и содержание в отливке тех или иных дефектов, то наиболее удобной формой сбора информации является дефектная ведомость, вид которой регламентируется стандартом предприятия.

На втором этапе проводим предварительную статистическую обработку исходного массива данных, которая включает в себя вычисление среднего уровня брака отливок по отдельным видам дефектов.

2.4 Анализ литейных дефектов фасонных отливок

На качество фасонных отливок влияет большое количество факторов, часть из них является неуправляемыми, но поддающимися контролю. Для выявления основных причин брака отливок и разработки мероприятий по их устранению в первую очередь необходимо определить, какие дефекты являются преобладающими для фасонного литья. Получение такой информации возможно только в результате тщательного структурирования исходных данных по браку фасонных отливок.

Основным документом регистрации брака на предприятии является дефектная ведомость, вид которой соответствует стандарту предприятия. Дефектная ведомость как основная форма сбора исходной статистической информации содержит следующие данные:

наименование отливки;
время изготовления отливки (год и месяц);
вид литья;
процентное содержание дефектов в отливке по месяцам года;
процентное содержание литейных дефектов, обнаруженных в литейном и механическом цехах.

В таблицу 2.8 сведены собранные данные: максимальный, минимальный и средний процент различных видов дефектов за три года. На основе данной таблицы составлена диаграмма, на которой представлен средний уровень брака по видам дефектов (рисунок 2.6).

Таблица 2.8 – Первичная статистическая обработка результатов контроля

Уровни дефектности, %	Показатели брака (q, %) по видам дефектов
	Засор	Окисная плена	Рыхлота	Трещина	Шлаковые включения	Скол	Дефект модели	Провал геометрии	Забоина	Коробление
qmax	53,57	10,42	14,81	11,11	1,79	7,14	8,64	18,75	4,94	17,28
qmin	23,46	8,33	12,50	3,57	0	0	2,98	7,74	0,59	1,79
qср	38,52	9,38	13,66	7,34	0,90	3,57	5,81	13,25	2,77	9,54

Рисунок 2.6 – Наиболее часто встречаемые дефекты на фасонной отливке «Диффузор»

Рисунок 2.7 – Уровень брака за три года

Некоторые виды дефектов, представлены на рисунках 2.8 – 2.10.

Рисунок 2.8 – Усадочные раковины

Рисунок 2.9 – Рыхлота

Рисунок 2.10 – Окисная плена

2.5 Систематизация и анализ распределения дефектов с помощью диаграммы Парето

С целью выявления преобладающих видов дефектов для фасонных отливок используем метод расслоения, т.е. разделение исходных данных на группы по браку отливок за три года и диаграмму Парето, представляющую собой схему, построенную на основе группирования исходной информации о браке отливок по видам дефектов с указанием их доли в общем объеме брака, и показывающую кумулятивную сумму брака отливок.

Информация, полученная в результате разделения исходных данных по браку отливок по виду дефектов, представлялась в виде матриц:

, (2.2)

где хп(р) – среднее значение процентного содержания дефекта для р-го типа года по п месяцам (р=3, п=12).

Среднее значение процентного содержания дефектов для «диффузора» за п-й месяц рассчитывалось как среднее арифметическое за три года. Разделение исходных данных по браку отливок по видам дефектов представлено в таблицах 2.9 – 2.11.

Таблица 2.9 – Среднемесячное содержание дефектов за 2006 год, %

Вид дефекта	Номер месяца	Ср. % брака
	2	3	4	5	6	7	8	10	12
Засор	27,27	25,00	–	23,08	30,00	10,00	–	25,00	–	23,39
Окисная плена	–	6,25	–	23,08	20,00	–	–	6,25	–	9,26
Рыхлота	18,18	6,25	–	15,38	10,00	–	–	25,00	–	12,47
Трещ.	18,18	6,25	–	-	-	30,00	–	18,75	–	12,20
Шлак. включ.	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
Скол	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
Дефект модели	9,09	–	–	15,38	30,00	10,00	–	–	–	10,75
Провал геометр.	9,09	–	–	–	10,00	10,00	–	–	–	4,85
Забоина	–	12,50	–	7,69	–	40,00	–	25,00	–	14,20
Коробл.	18,18	18,75	–	7,69	–	40,00	–	18,75	–	17,23

Таблица 2.10 – Среднемесячное содержание дефектов за 2007 год, %

Вид дефекта	Номер месяца	Ср. % брака
	2	3	4	5	6	7	8	10	12
Засор	–	29,41	41,38	61,54	62,50	93,33	–	52,94	71,43	58,93
Окисная плена	–	2,94	13,79	19,23	–	–	–	11,76	–	6,82
Рыхлота	–	17,65	6,90	15,38	18,75	-	–	11,76	14,28	12,10
Трещ.	–	8,82	3,45	–	–	–	–	5,88	–	2,59
Шлак. включ.	–	2,94	–	2,94	–	–	–	–	2,94	1,26
Скол	–	20,59	17,24	–	–	-	–	–	–	3,78
Дефект модели	–	–	6,89	–	–	6,67	–	5,88	–	2,78
Провал геометр.	–	11,76	6,90	–	18,75	–	–	11,76	–	7,02
Забоина	–	–	–	–	–	–	–	–	7,14	1,02
Коробл.	–	5,88	3,45	–	–	–	–	–	–	1,33

Таблица 2.11 – Среднемесячное содержание дефектов за 2008 год, %

Вид дефекта	Номер месяца	Ср. % брака
	2	3	4	5	6	7	8	10	12
Засор	–	–	14,29	–	–	31,58	27,27	33,33	35,00	28,29
Окисная плена	–	–	14,29	–	–	21,05	–	10,00	5,00	10,07
Рыхлота	–	–	21,43	–	–	5,26	36,36	20,00	–	16,61
Трещ.	–	–	14,29	–	–	–	18,18	3,33	5,00	8,16
Шлак. включ.	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
Скол	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
Дефект модели	–	–	7,14	–	–	10,52	–	10,00	10,00	7,53
Провал геометр.	–	–	21,43	–	–	26,32	–	13,33	30,00	18,12
Забоина	–	–	–	–	–	–	18,18	6,25	–	4,89
Коробл.	–	–	7,14	–	–	5,26	–	10,00	15,00	7,48

Полученные данные о среднегодовом уровне брака по различным дефектам для фасонной отливки «Диффузор» использовались для построения диаграмм Парето за три года. Виды дефектов в порядке убывания их процентного содержания откладывались по оси абсцисс. По оси ординат слева – процентное содержание дефекта, справа – кумулятивная сумма брака отливок.

Построение диаграмм Парето совмещали с АВС–анализом. Суть его в том, что из всех десяти видов характерных дефектов выделяют три группы:

группа А объединяет наиболее значимые дефекты, которые определяет 75% общего брака отливок (засор, рыхлота, пригар, дефект модели, пробой, незалив, разъедание, провал геометрии, трещина, окисная плена, отслоение);
группа В объединяет преобладающие дефекты, доля которых в общем браке составляет 15-20% (коробление, неспай, скол, несоответствие по химическому составу, зарез, модельная трещина);
в группу С входят прочие дефекты, доля которых в общем уровне брака не превышает 10% (королек, шлаковые включения, забоина, газовая раковина).

Диаграммы Парето за три года для фасонной отливки «Диффузор» представлены на рисунках 2.11 – 2.13.

Диаграмма Парето для отливки «Диффузор» за первый год

Рисунок 2.11 – Диаграмма Парето для отливки «Диффузор»

за 2006 год

1 – засор, 23,39%; 6 – дефект модели, 10,75%;

2 – коробление, 17,23%; 7 – окисная плена, 9,26%;

3 – забоина, 14,20%; 8 – провал геометрии, 4,85%.

4 – рыхлота, 12,47%;

5 – трещина, 12,20%;

Диаграмма Парето для отливки «Диффузор» за второй год

Рисунок 2.12 – Диаграмма Парето для отливки «Диффузор»

за 2007 год

1 – засор, 58,93%; 6 – дефект модели, 2,78%;

2 – рыхлота, 12,10%; 7 – трещина, 2,59%;

3 – провал геометрии, 7,02%; 8 – коробление, 1,33%;

4 – окисная плена, 6,82%; 9 – шлаковые включения, 1,26%;

5 – скол, 3,78%; 10 – забоина, 1,02%.

Диаграмма Парето для отливки «Диффузор» за третий год

Рисунок 2.13 – Диаграмма Парето для отливки «Диффузор»

за 2008 год

1 – засор, 28,29%; 6 – дефект модели, 7,53%;

2 – провал геометрии, 18,12%; 7 – коробление, 7,48%;

3 – рыхлота, 16,61%; 8 – забоина, 4,89%.

4 – окисная плена, 10,07%;

5 – трещина, 8,16%;

2.6 Анализ влияния технологических факторов на возникновение дефектов с помощью метода экспертного оценивания

Метод экспертного оценивания – это комплекс логических и математических процедур, направленных на получение от специалистов-экспертов информации, ее анализ и обобщение с целью выбора рациональных решений. Применение метода по данной работе связано с отсутствием объективной и полной информации о процессах, происходящих в системе «отливка – форма», действия сложного комплекса регулируемых и нерегулируемых факторов, что, в свою очередь, затрудняет решение задачи по выбору наиболее существенных причин появления различных дефектов в отливке аналитическим и экстраполяционными методами. Необходимость сочетания организационно-технических мероприятий и статистических методов анализа в общей системе управления качеством продукции регламентирона ГОСТ Р 50779.10–2000 и стандартами серии ИСО 9000, т.е. метод экспертного оценивания можно считать эффективным мероприятием по снижению брака.

Для получения необходимой новой информации из имеющейся исходной была сформирована группа экспертов, которые проводили интуитивно-логический анализ вопроса о причинах появления наиболее значимых дефектов и выносили по нему суждение. Суждения обрабатывались математически, в результате чего получили экспертные оценки.

Основным критерием подбора группы экспертов является их компетентность.

Для всестороннего анализа проблемы, а также для избежания оказания давления в группе экспертов применялся письменный опрос с помощью опросного листа – анкеты. Экспертам предлагалось проранжировать оцениваемые элементы в порядке убывания их предпочтительности путем присвоения им ранга в виде натурального числа. Если имеется j = 1, ..., п – элементов, то ранг находится в пределах [ 1, ..., п].

Результаты опроса экспертов представлены в виде матрицы рангов. Ее общий вид приведен в таблице 2.12.

Таблица 2.12 – Матрица рангов

Номер эксперта	Оцениваемые элементы j=п
	1	2	…	п
1 2 … i=m	r11 r21 … rm1	r12 r22 … rm2	… … … …	r1п r2п … rmп
Сумма рангов ∑rij

В клетках матрицы рангов находятся цифры, равные рангу п-го элемента по мнению m-го эксперта. Сумма рангов определяется сложением рангов всех экспертов по п-му элементу.

Поскольку процедура опроса и ранжирования элементов является субъективной, возможны различия во мнениях и определенные трудности при фиксировании группового мнения. Во избежание этого проверяется согласованность экспертов с помощью статистического коэффициента конкордации Кенделла К, расчет которого проводили по формуле:

. (2.3)

В случае полного совпадения мнений экспертов коэффициент конкордации К=1. В случае полной несогласованности мнений экспертов К=0. В остальных случаях значения коэффициента конкордации лежат в пределах (0…1).

Расчетное значение критерия χ2р сравнивается с табличным значением χ2табл (α; f), где α=(1-Р) – уровень значимости, f=(п-1) – число степеней свободы. Для принятой доверительной вероятности Р=0,99 уровень значимости α=0,01. В зависимости от т=12 число степеней свободы f=4…5, тогда χ2табл=13,8…15,1.

При условии χ2р ≥ χ2табл значение коэффициента конкордации К считается статистически значимым, а мнение экспертов – согласованным, что позволяет использовать результаты оценивания для дальнейшего анализа.

Согласованность экспертов удовлетворительная, если К=0,5 и α=0,01, и хорошая, если К≥0,7 и α<0,001.

В соответствии с рекомендациями, основными этапами метода экспертного оценивания являются:

подбор экспертов;
проведение опроса экспертов;
обработка результатов опроса.

В результате в качестве экспертов по исследуемой проблеме были отобраны специалисты в области литья по выплавляемым моделям ОАО «НПО «Сатурн» и кафедры материаловедения, литья и сварки РГАТА имени П. А. Соловьева.

Опрос экспертов проводился с помощью специально разработанной анкеты. Процедура опроса – очная. Анкета составлена на основе классификатора брака, суть которого заключается в формировании логической цепи «дефект – признак – причины появления – меры устранения – профилактика». Экспертам предлагалось выбрать и проранжировать в порядке убывания значимости наиболее вероятные причины возникновения дефектов, входящих в группу А.

Поскольку эксперты ранжировали причины по их значимости в общем уровне брака, для оценки согласованности мнений экспертов использовался коэффициент конкордации Кендалла. Мнения экспертов считаются достаточно согласованными, если коэффициент конкордации выше 0,7. Значимость коэффициента конкордации проверялась с использованием критерия Пирсона. Результаты опроса представлены в виде матриц (таблицы 2.13 – 2.22), по строкам которых – номера экспертов, по столбцам – возможные причины брака. Последняя строка матрицы – это сумма рангов, выставленных всеми экспертами по каждой из причин.

Опрос проводился среди специалистов-экспертов представителей РГАТА и ОАО «НПО «Сатурн», поэтому при составлении матриц рангов дефектов целесообразно провести разделение мнений на две группы.

Таблица 2.13 – Матрица рангов для дефекта «засор»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4	х5	х6	х7
I группа	1	1	4	2	7	5	6	3
	2	1	4	5	3	2	7	6
	3	2	3	1	4	6	5	7
	4	1	5	3	7	6	4	2
	5	1	4	2	7	5	6	3
	6	1	2	3	6	4	5	7
	7	1	3	7	4	5	6	2
II группа	8	2	6	3	4	7	5	1
	9	3	7	5	6	4	2	1
	10	2	6	3	5	7	4	1
	11	1	3	–	–	4	–	2
	12	2	5	4	6	7	3	1
Сумма рангов	18	52	38	59	62	53	36

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – недостаточная прочность формы; х2 – нарушение режимов прокалки; х3 – условия хранения и подготовки формы к заливке; х4 – нарушение режимов заливки; х5 – конструкция ЛПС; х6 – загрязненность модельного состава; х7 – культура производства.

Таблица 2.14 – Матрица рангов для дефекта «окисная плена»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	3	1	4	2
	2	4	1	3	2
	3	2	1	4	3
	4	4	2	3	2
	5	3	1	2	4
	6	3	2	4	1
	7	4	2	3	1
II группа	8	2	1	3	4
	9	1	2	3	4
	10	2	1	3	4
	11	–	1	–	2
	12	2	1	4	3
Сумма рангов	30	16	36	32

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – недостаточная глубина вакуума; х2 – недостаточная степень раскисления металла; х3 – повышенное содержание возврата; х4 – конструкция ЛПС.

Таблица 2.15 – Матрица рангов для дефекта «рыхлота»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	2	4	1	3
	2	2	3	–	1
	3	1	3	2	4
	4	1	4	2	3
	5	2	4	1	3
	6	1	3	2	4
	7	3	4	1	2
II группа	8	2	–	1	–
	9	3	4	1	2
	10	2	3	1	4
	11	–	–	1	–
	12	1	3	2	4
Сумма рангов	20	35	15	30

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – перегрев металла перед заливкой; х2 – насыщение металла газами; х3 – конструкция ЛПС приводящая к перегревам; х4 – повышенное содержание возврата в шихте.

Таблица 2.16 – Матрица рангов для дефекта «трещина»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	1	4	3	2
	2	1	3	4	2
	3	2	3	4	1
	4	2	4	3	1
	5	1	3	4	2
	6	2	4	1	3
	7	1	3	4	2
II группа	8	1	4	2	3
	9	1	3	2	4
	10	1	4	2	3
	11	2	–	–	1
	12	1	3	2	4
Сумма рангов	16	38	31	25

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – недостаточная податливость формы; х2 – высокая температура заливки; х3 – повышенная усадка, тепловая деформация; х4 – нетехнологичность отливки.

Таблица 2.17 – Матрица рангов для дефекта «шлаковые включения»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	1	4	2	3
	2	1	3	2	4
	3	1	4	3	2
	4	1	2	3	4
	5	1	4	2	3
	6	2	3	4	1
	7	2	4	1	3
II группа	8	1	2	3	4
	9	2	4	1	3
	10	1	2	3	4
	11	1	–	2	–
	12	1	2	3	4
Сумма рангов	15	34	29	35

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – попадание шлака с расплавом в форму при заливке (конструкция ЛПС, шлакоуловители); х2 – неочищенные от скрапа тигли и ковши; х3 – малая выдержка расплава до всплытия шлака; х4 – не обеспечено спокойное заполнение формы.

Таблица 2.18 – Матрица рангов для дефекта «скол»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2
I группа	1	1	2
	2	1	2
	3	1	2
	4	1	2
	5	1	2
	6	1	2
	7	1	2
II группа	8	1	2
	9	1	2
	10	1	2
	11	–	1
	12	1	2
Сумма рангов	11	23

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – нарушение технологии производства; х2 – культура производства.

Таблица 2.19 – Матрица рангов для дефекта «дефект модели»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	4	2	1	3
	2	4	2	1	3
	3	4	1	2	3
	4	4	3	1	2
	5	4	2	1	3
	6	4	1	2	3
	7	3	2	1	4
II группа	8	2	3	4	1
	9	2	3	4	1
	10	2	4	3	1
	11	2	3	–	1
	12	1	4	3	2
Сумма рангов	30	30	23	27

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – повреждения пресс-формы; х2 – условия хранения моделей; х3 – механические повреждения моделей; х4 – состав модельной массы.

Таблица 2.20 – Матрица рангов для дефекта «провал геометрии»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4
I группа	1	3	2	4	1
	2	3	2	4	1
	3	2	3	4	1
	4	4	1	3	2
	5	3	2	4	1
	6	4	1	3	2
	7	3	1	4	2
	8	1	3	2	4
II группа	9	1	3	–	2
	10	1	3	2	4
	11	1	–	2	–
	12	1	3	2	4
Сумма рангов	27	24	34	24

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – нестабильность усадки модельного состава; х2 – деформация оболочковой формы в процессе прокаливания; х3 – нестабильность усадки металла отливки; х4 – нарушение режимов сушки и прокаливания оболочковых форм.

Таблица 2.21 – Матрица рангов для дефекта «забоина»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3
	1	1	1	2
	2	1	2	3
I группа	3	1	2	3
	4	1	2	3
	5	1	2	3
	6	2	1	3
	7	2	1	3
II группа	8	3	1	2
	9	3	1	2
	10	2	1	3
	11	3	1	2
	12	3	1	2
Сумма рангов	23	16	31

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – нарушение методов выбивки и очистки; х2 – нарушение технологии отделения литников и отделки отливок; х3 – небрежное транспортирование отливок.

Таблица 2.22 – Матрица рангов для дефекта «коробление»

Номер эксперта i от 1 до m	Возможные причины брака хj дефектов j от 1 до n
	х1	х2	х3	х4	х5
I группа	1	5	4	1	2	3
	2	5	4	2	1	3
	3	4	3	2	1	5
	4	1	5	2	4	3
	5	5	4	1	2	3
	6	5	2	1	3	4
	7	5	4	1	2	3
II группа	8	2	5	3	4	1
	9	3	5	2	4	1
	10	2	5	3	4	1
	11	–	–	2	–	1
	12	3	5	2	4	1
Сумма рангов	40	46	22	31	29

Примечание. – значение ранга, установленного экспертом i по причине брака j; х1 – неравномерное охлаждение отливки; х2 – перегрев металла при заливке; х3 – нетехнологичность блока; х4 – недостаточная податливость литейной формы; х5 – коробление модели.

По результатам экспертного оценивания можно сделать вывод, что мнения специалистов РГАТА и ОАО «НПО «Сатурн» разделились по некоторым видам дефектов, соответственно суммарное значение коэффициента конкордации К и критерия Пирсона χ2р уменьшается. Если рассматривать группы экспертов по отдельности, то их мнения согласованны. Расхождение мнений по основным видам дефектов представлены в таблице 2.23.

Таблица 2.23 – Приоритетные причины возникновения дефектов

Дефект	Специалисты
	РГАТА	«НПО «Сатурн»
Засор	недостаточная прочность формы	культура производства
Рыхлота	перегрев металла перед заливкой	конструкция ЛПС приводящая к перегревам
Провал геометрии	нарушение режимов сушки и прокаливания оболочковых форм	нестабильность усадки модельного состава
Коробление	нетехнологичность блока	коробление модели

Результаты экспертного оценивания по десяти видам дефектов, рассмотренных на диаграммах Парето, обобщены в таблицу 2.24, в которой приведены значения К и расчетные значения критерия Пирсона χ2р. В этой же таблице указана степень влияния анализируемых причин на образование дефектов. Степень влияния каждой причины Wк, для соответствующего вида дефекта рассчитывали по формуле:

, (2.4)

где – максимальное значение ранга, =т∙п;

– сумма рангов, которая определяется по соответствующей матрице для определенного вида дефекта.

Дефект	К	χ2	Степень влияния причины Wк, %
			Прочность формы	Режим прокалки	Хранение, заливка форм	Режим заливки	Конструкция ЛПС	Загрязненность мод.сост.	Культура производства	Глубина вакуума	Степень раскисления	Насыщение Ме газами	Содержание возврата	Податливость форм	Нестабильность усадки	Нетехнологичность отл.	Загрязненность тиглей	Выдержка расплава	Технология производства	Повреждение пресс-форм	Хранение моделей	Мех. повреждения мод.	Состав мод. массы	Усадка мод. состава	Выбивка и очистка	Отделение ЛПС	Транспортирование	Охлаждение отливки	Нетехнолог. блока	Коробление модели
Засор	0,37	26,64	24	12	17	9	8	11	17	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Окисн. плена	0,33	11,88	-	-	-	-	21	-	-	23	41	-	15	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Рыхлота	0,47	16,92	-	-	-	30	36	-	-	-	-	14	20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Трещина	0,40	14,40	-	-	-	12	-	-	-	-	-	-	-	39	21	28	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Шлаков. включ.	0,37	13,32	-	-	-	16	42	-	-	-	-	-	-	-	-	-	18	24	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Скол	0,92	11,04	-	-	-	-	-	-	-	7	-	-	-	-	-	-	-	-	93	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Дефект модели	0,08	2,88	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	22	22	30	26	-	-	-	-	-	-	-
Провал геометр.	0,12	4,32	29	29	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	17	-	-	-	-	-	-	-	-	25	-	-	-	-	-	-
Забоина	0,40	9,60	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	34	53	13	-	-	-
Коробл.	0,27	12,96	-	-	-	15	-	-	-	-	-	-	-	27	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	15	30	23

Таблица 2.24 – Результаты экспертного оценивания

Из таблицы 2.24 видно, что для всех указанных дефектов коэффициент Кендалла К статистически значим, исключение составляют дефекты «трещина», «провал геометрии» и «шлаковые включения». Т. е. мнение экспертов согласовано во всех случаях, кроме трех. Результаты опроса мнений экспертов по дефектам «трещина», «провал геометрии» и «шлаковые включения» для дальнейшего анализа использоваться не будут.

По результатам экспертного оценивания основные причины возникновения дефектов можно разделить на следующие группы:

низкое качество формы, обусловленное нарушениями технологии изготовления формы, а также отсутствием рекомендаций по оптимальным режимам вакуумно-аммиачной сушки и вымочки форм;
нарушение режимов заливки, обусловленное нарушениями технологии: перегрев металла перед заливкой, высокая температура заливки, пониженная жидкотекучесть в результате газонасыщенности, заливка тонкой струей, а также недостаточная глубина вакуума;
конструкция ЛПС, не обеспечивающая оптимальные условия заполнения формы, эффективное питание отливки и шлакоулавливание.

2.7 Анализ процентного содержания литейных дефектов, обнаруженных в литейном и механическом цехах

Анализ процентного содержания литейных дефектов, обнаруженных в литейном и механическом цехах, позволил построить диаграмму (рисунок 2.13). Из диаграммы видно, что дефекты «засор», «окисная плена», «рыхлота» и «коробление» имеют высокую степень обнаружения в литейном цехе. Следовательно, эффективность контроля в литейном цехе для основных видов дефектов удовлетворительная. Исходя из этого, можно предложить следующие мероприятия по повышению эффективности неразрушающего контроля:

определить вид (тип) дефекта, который обнаруживают в механическом цехе;
установить местоположение дефекта на отливке;
проанализировать существующую методику неразрушающего контроля в литейном цехе;
определить причины, которые не позволяют выявить дефект;
внести изменения в методику и средства контроля для конкретных отливок.

Рисунок 2.14 – Процентное содержание литейных дефектов, обнаруженных в литейном и механическом цехах

Данные мероприятия позволят избежать волокиты с оформлением разрешений на отклонения и повысить эффективность работы технологов.

2.8 Анализ дефектности с помощью компьютерного моделирования

Трудности диагностики системы охлаждения «Диффузора» тепловым методом обусловлены конструкцией отливки, внутренние каналы которой имеют малые размеры и сложную конфигурацию проточной части. При этом высокая теплопроводность материала «Диффузора» приводит к быстрому растеканию тепла и сильному выравниванию температуры на поверхности отливки. Для решения этих проблем необходимо внедрение компьютерного моделирования заполнения форм и кристаллизации сплава с использованием современных программных средств.

ОАО «НПО «Сатурн» использует пакет прикладных программ «LWM Flow», где был проведен анализ литниково-питающей системы отливки типа «Диффузор».

Проведено моделирование двух вариантов ЛПС для отливки типа «Диффузор»:

ЛПС № 1 – ЛПС с верхним подводом металла через прибыли;
ЛПС № 2 – ЛПС с нижним подводом металла в полость отливки и дополнительным питанием через прибыли.

Проведен анализ результатов моделирования отливки и причин возникновения усадочных дефектов.

ЛПС № 1 следующего типа: система местных верхних прибылей над стойками, центральный стояк и подвод металла в прибыли через коллектор.

Для расчета был использован сплав на основе никеля ВХ4Л.

Анализ ЛПС № 1. На базе объемной математической модели (ОММ) отливки «Диффузор» была создана ОММ блока в сборе.

Гидростатический расчет (распределение жидкой фазы). Данная ЛПС обеспечивает заполнение отливки «Диффузор». Заполнение полости формы происходит после заполнения стояка, в результате достижения необходимого напора металла. Металл, попадая в прибыли, заполняет «внутреннее кольцо» отливки, тем самым получается заливка с верхним подводом металла. Далее, стойки, которые расположены по всему периметру отливки, начинают осуществлять подачу металла во «внешнее кольцо» по типу вертикально-щелевой ЛПС, что обеспечивает спокойный ввод расплава в форму и хорошую заполняемость тонкостенных отливок. При заполнении «внешнего кольца» следует учесть то, что объема стоек явно недостаточно для нормального питания «внешнего кольца» отливки. Затвердевание начинается с тонких стенок отливки, а прибыли поддерживаются в жидком состоянии.

Расчет температурных полей. В процессе затвердевания отливки возникают замкнутые изотермические поверхности с температурой солидуса сплава – в массивных частях отливки и в местах соединения двух тонких стенок, где питание отливки ограничено в связи с ее конструктивными особенностями. Затвердевание происходит таким образом, что в последнюю очередь кристаллизация происходит в прибылях и «внутреннем кольце» отливки.

Рисунок 2.15 – Изотермические поверхности

с температурой солидуса сплава

Расчет усадочных дефектов. Использование ЛПС № 1 показывает, что не происходит достаточное питание отливки и, в конечном итоге, это приводит к наличию усадочных дефектов. Такая конструкция ЛПС не дает возможности устранить раковины, тогда необходимо дополнительное питание в нижней части.

Анализ ЛПС № 2. На базе объемной математической модели (ОММ) отливки «Диффузор» была создана ОММ блока в сборе. ЛПС состоит из системы местных верхних и нижних прибылей над стойками, центрального стояка с подводом металла в прибыли через коллекторы.

Расчет температурных полей. В процессе затвердевания отливки возникают замкнутые изотермические поверхности с температурой солидуса сплава – в массивных частях отливки и в местах соединения двух тонких стенок, где питание отливки ограничено в связи с ее конструктивными особенностями. Затвердевание отливки происходит последовательно от более тонких частей к более толстым, верхним и нижним прибыльным частям.

Рисунок 2.16 – Изотермические поверхности

с температурой солидуса сплава

2.9 Описание результатов исследования

Для разработки мероприятий по повышению качества фасонных отливок типа «Диффузор» из жаропрочных сплавов в первую очередь определили, какие дефекты являются преобладающими. С целью выявления преобладающих видов дефектов использовались метод расслоения, т.е. разделение исходных данных на группы по браку за три года, и диаграмма Парето, представляющая собой схему, построенную на основе группирования исходной информации о браке отливок по видам дефектов с указанием их доли в общем объеме брака, и показывающая кумулятивную сумму брака отливок.

Дефекты группы А, составляющие диаграммы Парето, были использованы для дальнейшего исследования с помощью метода экспертного оценивания, на основе которого были предложены мероприятия по сокращению уровня брака.

Проведен анализ процентного содержания литейных дефектов,
обнаруженных в литейном и механическом цехах, на основе которого также
были предложены мероприятия по повышению эффективности
неразрушающего контроля.

Был проведен анализ дефектности с помощью компьютерного моделирования заполнения форм и кристаллизации сплава с использованием «LWM Flow», позволяющий оценить и предотвратить дефекты до получения отливки.

2.10 Выводы и рекомендации

В качестве мероприятий по устранению брака можно предложить:

изменение параметров или конструкции литниково-питающей системы (ЛПС) таким образом, чтобы обеспечить полное удаление модельного состава из блока;
тщательная промывка или продувка полости формы с целью удаления остатков керамического покрытия;
увеличение глубины вакуума плавильно-заливочной установки с целью создания необходимой степени вакуумирования;
применение в конструкции ЛПС шлакозадерживающих элементов (фильтров и дросселей);
соблюдение руководящих инструкций по каждой стадии технологического процесса.

Рекомендуется ввести дополнительный контроль:

прочности при изготовлении партии оболочковых форм;
моделей отливок перед сборкой их в блок;
собранных блоков;
режимов заливки.

Предлагается провести анализ качества отливок по принципу расслоения, т.е. учесть влияние исполнителей и плавильно-заливочных установок.

Кроме указанных мероприятий наиболее эффективным способом предупреждения дефектов является внедрение компьютерного моделирования заполнения форм и кристаллизации сплава с использованием современных программных средств. Наибольшее распространение в Европе и Америке получили пакеты прикладных программ «Прокаст», «Магма», «Магма-Софт». Российские аналоги - «Полигон», «Флоу-ЗD».

3 Организационно-экономическая часть

3.1 Составление сметы затрат на проведение исследования

Составление сметы затрат на проведение исследования включает:

затраты на основные материалы;
затраты на электроэнергию;
зарплата основных исполнителей, занятых в исследовании;
дополнительная заработная плата;
отчисления на социальные нужды;
амортизация оборудования;
накладные расходы.

Затраты на основные материалы.

Для производства отливки «Диффузор» литьем по выплавляемым моделям используются материалы для изготовления отливки и огнеупорного покрытия:

, (3.1)

где В – количество заданного материала, израсходованного при исследовании, кг; для отливки В=70 кг;

для огнеупорного покрытия В=30 кг;

Ц – цена заданного материала за единицу, руб./кг;

для отливки Ц=1135,16 руб./кг;

для огнеупорного покрытия Ц=350 руб./кг;

а – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы,

9 %.

руб.,

руб.

Затраты на электроэнергию.

Затраты на электроэнергию определяются по формуле

, (3.2)

где – мощность установки, кВт;

пресс модельный =16 кВт;

оборудование для приготовления огнеупорного покрытия =14 кВт;

электропечь =100 кВт;

камера пескоструйная =18,5 кВт;

отрезной станок =20 кВт;

– действительный фонд времени, час;

пресс модельный =8 час;

оборудование для приготовления огнеупорного покрытия =8 час;

электропечь =4 час;

камера пескоструйная =8 час;

отрезной станок =6 час;

– стоимость электроэнергии, руб./(кВт·час), =3,50 руб./(кВт·час).

руб.,

руб.

Зарплата основных исполнителей, занятых в исследовании.

Зарплата основных исполнителей, занятых в исследовании, определяется по формуле

, (3.3)

где З – зарплата основного исполнителя, руб./час;

изготовление модели З=117,67 руб./час;

сборка блока З=117,67 руб./час;

изготовление керамической формы З=117,67 руб./час;

заливка формы З=168,113 руб./час;

обрезка ЛПС З=168,13 руб./час;

t – время исследования, час;

изготовление модели t =8 час;

сборка блока t =8 час;

изготовление керамической формы t =8 час;

заливка формы t =4 час;

обрезка ЛПС t =6 час;

руб.,

руб.

Зарплата руководителей и консультантов.

Зарплата руководителей определяется по формуле

, (3.4)

где оклад руководителя, руб.;

оклад руководителя 10000 руб.;

оклад технолога 7000 руб.;

месячный фонд времени руководителя 184 час; технолога 184 час;

действительный фонд времени руководителя 84 час; технолога 60 час.

руб.,

руб.

Зарплата всех основных исполнителей.

Зарплата всех основных исполнителей рассчитывается по формуле:

, (3.5)

руб.

Дополнительная заработная плата.

Дополнительная заработная плата составляет 9 % от основной заработной платы и рассчитывается по формуле

, (3.6)

руб.

Отчисления на социальные нужды.

Отчисления на социальные нужды составляют 26 % от общей заработной платы и рассчитываются по формуле

, (3.7)

руб.

Амортизационные отчисления.

Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле

, (3.8)

где - первоначальная и балансовая стоимость оборудования, руб.;

пресс модельный =1200000 руб.;

оборудование для приготовления огнеупорного покрытия =220000 руб.;

электропечь =30000000 руб.;

камера пескоструйная =870000 руб.;

отрезной станок =4800000 руб.;

- норма амортизации, %;

пресс модельный =16 %;

оборудование для приготовления огнеупорного покрытия =10 %;

электропечь =16 %;

камера пескоструйная =14 %;

отрезной станок =14 %;

- количество часов, в течение которых для исследования использовалось данное оборудование, час;

пресс модельный =8 час;

оборудование для приготовления огнеупорного покрытия =8 час;

электропечь =4 час;

камера пескоструйная =8 час;

отрезной станок =6 час;

- действительный фонд времени, час;

руб.,

руб.

Накладные расходы.

Накладные расходы включают все расходы, связанные с обслуживанием производимой работы и составляют 20 % от общей суммы расходов.

, (3.9)

руб.

Смета затрат на НИР

Таблица 3.1 – Смета затрат на НИР

Наименование	Сумма, руб.	Удельный вес, %
1. Затраты на основные материалы	89961,20	61,42
2. Затраты на электроэнергию	3178,00	2,17
3. Зарплата основных исполнителей, занятых в исследовании	11353,21	7,75
4. Дополнительная заработная плата	1021,79	0,70
5. Отчисления на социальные нужды	3217,50	2,20
6. Амортизация оборудования	13323,65	9,10
7. Накладные расходы	24411,07	16,66
ИТОГО:	146466,42	100

На данное исследование затрачено 146466,42 рублей, причём, 61,42 % из них – это затраты на основные материалы для отливки и огнеупорного покрытия, что составляет 89961,20 рублей.

Основная статья затрат – это потери по браку 50,0 % (73233,21 руб). Разработанные мероприятия по обеспечению качества фасонных отливок из жаропрочных сплавов на основе методов статистического анализа позволят уменьшить потери по браку, следовательно, уменьшить цеховую себестоимость отливки.

3.2 Ленточный график НИР

Таблица 000 – Ленточный график НИР

Наименование операции	Количество дней
		3	6	9	12	15	18	21	24	27	30	3	6	9	12	15	18	21	24	27	30
Обзор литературы	12	Х	Х	Х	Х
Составление плана исследования	6					Х	Х
Сбор данных для исследования	6							Х	Х
Обработка данных	12									Х	Х	Х	Х
Построение графиков	12											Х	Х	Х	Х
Выводы	12														Х	Х	Х	Х
Оформление исследования	12																	Х	Х	Х	Х
	Тнир=72 дня

4 Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

4.1 Анализ проектируемого (исследуемого) технологического процесса по опасным и вредным производственным факторам

4.1.1 Анализ механических опасных и вредных производственных факторов, вызывающих ранения, ушибы и ожоги по ГОСТ 12.0.003–78 ССБТ " Опасные и вредные факторы"

Исходя из применяемого оборудования и технологических процессов, определяются опасные и вредные производственные факторы (О и ВПФ), перечень которых сводиться в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

О и ВПФ	Машины и оборудование	Опасные зоны
Движущиеся части машин и оборудования	Шаровая мельница, пресс гидравлический, пресс модельный, барабан очистной галтовочный, вибростол	Рабочая зона мельницы, прессов и барабана
Перемещающиеся заготовки и изделия	Электрокары, кран-балка	Транспортные пути, проходы, пролеты
Острые кромки и заусеницы	Станок плоскошлифовальный, станок отрезной, станок полировальный	Рабочая зона станков
Разлетающиеся осколки	Станок абразивно-отрезной, станок отрезной	Рабочая зона станков
Повышенная температура поверхностей	Шкаф сушильный, газовая туннельная печь, электропечь вакуумная, сварочный выпрямитель	Рабочая зона шкафа, печей и выпрямителя, стенки ковшей и тиглей, зона выпуска металла, зона заливки, залитые формы

Мероприятия по снижению травматизма:

предохранительные защитные средства;
оградительные устройства (препятствуют попаданию человека в опасную зону);
знаки безопасности (запрещающие, предупреждающие);
специальная одежда и средства индивидуальной защиты от теплового излучения по ГОСТ 12.4.103–83 (Персонал должен носить защитную одежду, защитные перчатки, шлем с защитным щитком для лица).

4.1.2 Анализ микроклимата производственного помещения

Одним из необходимых условий высокопроизводительного труда является обеспечение нормальных метеорологических условий в рабочей зоне помещений, т.е. в пространстве высотой до 2 метров над уровнем пола и площади, где находятся рабочие места. ГОСТ 12.1.005–88 “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне” устанавливает оптимальные показатели микроклимата в производственных помещениях.

В таблице 4.2 приводятся возможные значения параметров микроклимата (температура воздуха t °С; относительная влажность воздуха φ, %; скорость движения воздуха ω, м/с) и сравнивается с допустимыми и оптимальными их значениями по ГОСТ 12.1.005–88.

Сравнительный анализ по отдельным параметрам микроклимата и характеристика микроклимата в цехе:

Температуры на всех участках в летний период незначительно превышают норму, для снижения температуры необходимо увеличить скорость воздуха за счет вентиляции или кондиционирования. Температуры на участках в зимний период незначительно ниже допустимых значений, необходимо улучшение теплоизоляции, улучшение системы отопления.
Влажность в формовочном и плавильном отделениях находится в норме.

Таблица 4.2

Характерные рабочие места

Значения параметров микроклимата по фактическим или справочным данным

Допустимые значения параметров микроклимата

Зима

Лето

Зима

Лето

Участок изготовления керамических стержней

t=12°С

φ=50%

ω=0,2 м/с

t=28°С

φ=50%

ω=0,2 м/с

t=15°C

φ=15-75%

ω=0,2 м/с

t =27°С

φ=15-5%

ω=0,2 м/с

Участок изготовления моделей и сборки в блок

t =11°С

φ =50%

ω=0,2 м/с

t=25°C φ=50%

ω=0,2 м/с

t=12°C

φ=15-75%

ω=0,2 м/с

t =23°С

φ=15-5%

ω=0,2 м/с

Участок нанесения огнеупорного покрытия

t =12°С

φ =49%

ω=0,2 м/с

t=28°C φ=49%

ω=0,2 м/с

t=15°C

φ=15-75%

ω=0,2 м/с

t =27°С

φ=15-5%

ω=0,2 м/с

Участок плавки металла и заливки форм

t =18°С

φ =50%

ω=0,4 м/с

t=30°C φ=50%

ω=0,4 м/с

t=13°C

φ=15-75%

ω=0,4 м/с

t=27°С φ=15-5%

ω=0,4 м/с

Участок выбивки, очистки, обрезки

t =12°С

φ =50%

ω=0,2 м/с

t=28°C φ=50%

ω=0,2 м/с

t=15°C

φ=15-75%

ω=0,2 м/с

t=27°С φ=15-5%

ω=0,2 м/с

4.1.3 Анализ запыленности и загазованности воздуха рабочего помещения

Для обеспечения на местах гигиенических условий, а также для соблюдения нормативов гигиены окружающей среды, запыленность воздуха на рабочих местах должна соответствовать ГОСТ 12.1.005–88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Указываются места и основные источники вредных выделений в воздух, данные по степени запыленности и загазованности, а также возможные и допустимые концентрации вредных веществ. Данные по исследованию запылённости и загазованности воздуха в рабочей зоне приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Вредные вещества и выделения	Источники вредных выделений	Агрегатное состояние вредного вещества	Фактическая концентрация вредного вещества, мг/м3	ПДК, мг/м3
Загазованность
СО, NO, SO	Шкаф сушильный	Газ	14,0	20,0
СО, NO, SO	Электропечь вакуумная	Газ	11,0	20,0
Запыленность
Пыль	Пескоструйная очистка в камерех	Пыль	7,0	8,05
Пыль	Барабан очистной галтовочный, вибростол	Пыль	5,5	7,0
Абразивная пыль	Станок абразивно-отрезной	Пыль	7,0	6,0

Из таблицы видно, что фактические значения содержания газов в воздухе рабочей зоны не превышают ПДК, что достигается за счет применения местной и общей вытяжной вентиляции. Фактические значения запыленности на участке выбивки, очистки, обрезки незначительно выше ПДК, в связи с этим рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты (СИЗ) и средствами защиты органов дыхания (респираторы).

4.1.4 Анализ уровня шума и вибрации

Основными источниками шума и вибрации являются движущиеся части оборудования, транспорт, система вентиляции, производственное оборудование (станки). Уровень шума регламентирован в ГОСТ 12.1.003–86 «Шум. Общие требования к безопасности» и ГОСТ 12.1.012–90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования». В таблице 4.4 представлены замеры шума в помещениях цеха.

Таблица 4.4

Помещение	Уровень шума, дБ
	ПДУ	Фактический уровень
Участок изготовления керамических стержней	80	80
Участок изготовления моделей и сборки в блок	80	70
Участок нанесения огнеупорного покрытия	80	80
Участок плавки металла и заливки форм	80	85
Участок выбивки, очистки, обрезки	80	90
Уровень вибрации, дБ
Участок изготовления керамических стержней	92	95
Участок изготовления моделей и сборки в блок	92	90
Участок нанесения огнеупорного покрытия	92	100
Участок плавки металла и заливки форм	92	100
Участок выбивки, очистки, обрезки	112	120

Уровни вибрации и шума превышают допустимые значения. Для гашения вибраций необходимо предусматривать специальные фундаменты для оборудования, рабочим необходимо использовать СИЗ (специальные рукавицы, перчатки, специальную обувь со специальной подошвой).

Для снижения уровня шума в цехе предусматриваются следующие меры:

все наружные двери капитально ремонтируются или заменяются;
вентиляторы выполняются в звукоподавляющем исполнении.

Источники шума необходимо изолировать с использованием средств звукоизоляции (звукоизолирующие ограждения, экраны, и кожухи), кроме того необходимо предусматривать СИЗ органов слуха (шлемы, наушники, вкладыши) по ГОСТ 12.4.051–86, а также располагать пульты оборудований в звукоизолирующих кабинах.

4.1.5 Анализ электроопасности

В литейном цехе все источники высокого напряжения и повышенной электроопасности питаются от сети с напряжением 380/220 В с заземленной нейтралью. Помещение цеха относится к особо опасным по поражению электрическим током, и относится к третьему классу особой электроопасности. Источниками поражения могут быть железобетонные полы, электрооборудование.

В соответствии с ГОСТ 12.1.030–81 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление и зануление» для обеспечения электробезопасности применяются следующие защитные средства:

диэлектрический инструмент;
защитное заземление металлических нетоконесущих частей оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением, зануление металлических нетоконесущих частей оборудования, применение изоляции оборудования и защитных кожухов, защитное оборудование (инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения до 1000 В, коврики, изолирующие подставки и т.д.);
защитное отключение.

4.1.6 Анализ опасных и вредных излучений

Источниками опасных и вредных (инфракрасных) излучений в литейном цехе являются расплавленный и нагретый металл, открытое пламя газовых горелок, нагретые поверхности оборудования. Инфракрасное излучение воздействует на кожный покров, органы зрения, дыхательные пути. Поэтому рекомендуется применение средств индивидуальной защиты.

Таблица 4.6.1 – Анализ тепловых излучений

Источники излучения	Температура поверхности, С°	Длина волны, мкм
Наружные поверхности печи	до 420	3,6-3,8
Расплавленный металл	до 740	0,7-0,97
Пламя сварочных аппаратов	более 1500	–

Таблица 4.6.2 – Анализ инфракрасного излучения

Источник излучения

Интенсивность

излучения, фактическая,

кВт/м

Интенсивность

излучения, допустимая,

кВт/м

Заливочное оборудование

0,36

0,35

Термическое оборудование

0,42

0,35

Так как интенсивность инфракрасного излучения превышает допустимые нормы, то необходимо проведение инженерных мероприятий по охране рабочих:

экранирование источников излучения с помощью асбестовых экранов;
индивидуальные средства защиты: спецодежда ГОСТ 12.4.015–75 ССБТ, рукавицы ГОСТ 12.4.010–75 “Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные”, очки защитные ГОСТ 12.4.003–75 “ССБТ. Средства индивидуальной защиты”.

4.1.7 Анализ пожарной и взрывной опасности

Горение может быть вызвано одновременным сочетанием трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Основными причинами возникновения пожара на предприятии могут быть:

неосторожное обращение с открытым пламенем при выполнении технологических операций;
несоблюдение технологического режима в производственных печах;
неисправность электропроводки и электрооборудования;
самовозгорание некоторых веществ;
несоблюдение режимных мероприятий.

Согласно СНиП 11–90–81 по степени пожарной опасности производства подразделяются на пять категорий: А, Б, В, Г, Д.

Участок плавки и заливки, участок термической обработки относятся к категории помещения Г (помещения, где используются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива). Участок формовки относится к категории Д (применяются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии). В случае горения жидких веществ нерастворимых в воде (бензин, нефтепродукты), а также сжигаемых твердых веществ (парафин) для тушения применяют пену, мелкораспыленную воду, хладоны, порошки типа АВСЕ и ВСЕ. В случае горения полярных жидких веществ растворимых в воде (спирты, ацетон, глицерин) для тушения применяют пену на основе специальных пенообразователей, мелкораспыленную воду, хладоны, порошки типа АВСЕ и ВСЕ.

Пожарная профилактика по ГОСТ 12.1.004–85:

защитные устройства в электрических сетях;
мероприятия по молниезащите зданий и сооружений;
мероприятия по защите от статического электричества;
пожарная сигнализация, пожарный гидрант;
наличие на рабочих местах огнетушителей (переносной порошковый огнетушитель ОПС–10, 2 шт. на 100м цеха), емкости с песком;
запасные выходы, пожарные лестницы;
квалифицированный, своевременный и четкий инструктаж рабочих, ИТР, служащих.

4.1.8 Анализ зрительных условий труда

При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое светом неба, искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и совмещённое, при котором в светлое время суток, недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. Нормы освещённости на всех участках должны соответствовать нормам, указанным в СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования».

Нормативные и фактические значения освещенности на рабочих местах по основным операциям приведены в таблице 4.8.

Таблица 4.8

Операция	Освещенность
	Норма, лк	Фактическая освещенность, лк
Изготовление керамических стержней	300	250
Изготовление моделей и сборки в блок	300	300
Нанесение огнеупорного покрытия	300	300
Плавка металла и заливка форм	300	300
Выбивка, очистка, обрезка	300	250

Фактическая освещенность ниже нормативной на участке изготовления стержней и участке выбивки, очистки, обрезки. Поэтому на данных участках необходимо применение дополнительного искусственного освещения, т.е. осветительных устройств на каждом рабочем месте (лампы, светильники).

4.1.9 Анализ возможных психофизиологических факторов

В процессе труда человек с помощью имеющихся в его распоряжении орудий труда воздействует по заданной технологии на предмет труда, инструменты и оборудование, технологический процесс – основные элементы, формирующие условия труда. К психофизиологическим факторам относятся: тяжелые работы, динамические и статические перегрузки, монотонность труда, фиксированная рабочая поза, утомление, стресс. Причины возникновения психофизиологических факторов:

недостаточная профессиональная подготовленность;
нарушение правил безопасного выполнения работ, трудовой и производственной дисциплины;
несоответствие психофизиологических данных работающего выполняемой работе или его болезненное состояние.

Чтобы избежать возникновения гиподинамии, монотонии, нервных, умственных и эмоциональных перенапряжений необходимо предусматривать следующее:

соблюдение правил безопасности;
облегчение условий труда за счет механизации, автоматизации технологического процесса;
организация оптимального режима труда и отдыха;
обеспечение эргономичности рабочих мест;
изменение позы в процессе работы;
правильная организация рабочего процесса;
качественный подбор кадров, проведение мероприятий по повышению квалификации.

4.2 Рассчитать общее искусственное освещение производственного участка

4.2.1 Выбор источника света

Выбираем дуговые ртутные лампы ДЛР, они имеют большой единичный световой поток и срок службы. Их используют при большой высоте подвеса, трудности доступа к светильникам.

4.2.2 Выбор системы освещения

Общее равномерное освещение, рекомендуемое в помещениях:

с большой плотностью расположенного оборудования и при отсутствии теней на рабочей поверхности;
при выполнении однотипных работ по всей площади помещения.

4.2.3 Выбор осветительных приборов

Основными показателями, определяющими выбор светильника, считаются:

конструктивное исполнение с учетом среды;
светораспределение;
блесткость светильника;
экономичность светильника.

Для ламп ДРЛ выпускается ряд светильников С34ДР–1 – зеркальный для ламп мощностью до 1000 Вт.

4.2.4 Размещение осветительных приборов

Лампы для равномерного общего освещения располагаются сплошными рядами, параллельными стенам и окнам.

Расстояние между лампами L принимается немного больше высоты подвеса светильника над рабочей плоскостью h. L/h=1,5. Расстояние от стен помещения до крайних светильников – L/3. Высота подвеса зависит от типа светильника («Универсаль») и h=4 метрам. L=1,5∙h=1,5∙4=6 м.

Рисунок 4.2 – Схема расположения осветительных приборов на участке

4.2.5 Определение нормируемой освещенности и коэффициента запаса

Нормируемая освещенность определяется по СНиП 23–05–95 в зависимости от разряда работы, системы освещения, типа ламп, фона и контраста.

На производстве используют контрольно-измерительными приборы, поэтому освещенность Е=300 лк, коэффициент запаса k=1,7.

4.2.6 Расчет осветительной установки

Выбираем метод коэффициента использования светового потока. Световой поток для одной лампы ДРЛ определим по формуле:

, (4.1)

где Ен – нормируемая освещенность, лк;

S – площадь помещения, м2;

k – табличный коэффициент запаса;

z – коэффициент неравномерности освещения, т.е. отношение ;

n – число размещенных светильников;

η – коэффициент использования светового потока ламп, зависит от типа

светильника, коэффициентов отражения от потолка и стен (ρn и ρс) и индекса помещения i.

Индекс i определяем по формуле:

, (4.2)

где А, В – соответственно длина, ширина помещения, м;

h – высота подвеса светильника, м.

Выбираем стандартную лампу ДРЛ мощностью 700 Вт со световым потоком 33000 лм.

Минимальная фактическая освещенность

(4.3)

и мощность всей осветительной установки

где - световой поток выбранной лампы;

- световой поток по расчету;

- мощность выбранной лампы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Шкленник, Я. И. Литье по выплавляемым моделям. Под общей ред. Я. И. Шкленника, В. А. Озерова. – М.: Машиностроение, 1984. – 408 с.

2 Ефимов, В. А. Специальные способы литья: Справочник / Под ред. В. А. Ефимова. – М.: Машиностроение, 1991. – 734 с.

3 Иванов, В. Н. Контроль в литье по выплавляемым моделям // Методы контроля и исследования в производстве отливок по выплавляемым моделям / В. Н. Иванов. – М.: ЦРДЗ, 1992. – с. 11–18.

4 Чулкова, А. Д. Методика контроля качества этилсиликата // Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям / А. Д. Чулкова, В. Н. Иванов, Г. В. Яковлева. – М.: МДНТП, 1989. – с. 33–35.

5 Гаранин, В. Ф. Методика контроля готовых этилсиликатных связующих и выбор их для различных методов сушки // Методы контроля и исследований в производстве отливок по выплавляемым моделям / В. Ф. Гаранин, А. В. Муркина, А. В. Лоханкин. – М.: ЦРДЗ, 1992. – с. 28–30.

6 Озеров, В. А. Метод оценки качества гидролизованных растворов этилсиликата – 40 // Методы контроля и исследований в производстве отливок по выплавляемым моделям / В. А. Озеров, А. С. Муркина. – М.: ЦРДЗ, 1992. – с. 30–33.

7 Петров, В. В. Способ контроля качества ЭТС-40 // Методы контроля и исследований в производстве отливок по выплавляемым моделям / В. В. Петров, В. В. Телеш, А. И. Евстигнеев [и др.]. – М.: ЦРДЗ, 1992. - с. 26-28.

8 Сапченко, И. Г. Акустический метод контроля качества оболочковых форм по выплавляемым моделям // Методы контроля и исследований в производстве отливок по выплавляемым моделям / И. Г. Сапченко, А. И. Евстигнеев, В. В. Васин [и др.]. – М.: ЦРДЗ, 1992. – с. 34–38.

9 Курчман, Б. С. Повышение качества и контроль сложных точных тонкостенных отливок для новых автомобильных двигателей // Методы контроля и исследований в производстве отливок по выплавляемым моделям / Б. С. Курчман. – М.: ЦРДЗ, 1992. – с. 60–66.

10 Ноулер, Л. Статистические методы контроля качества продукции / Л. Ноулер, Д. Хауэлл. – М.: Мир, 1984. – 250 с.

11 Шиндовский, Э. Статистические методы управления качеством [пер. с нем.] / Э. Шиндовский, О. Шюрц. – М.: Мир, 1984. – 250 с.

12 Мхитарян, В. С. Статистические методы в управлении качеством продукции / В. С. Мхитарян. – М.: Финансы и статистика, 1982. – 119 с.

13 Семь инструментов качества в японской экономике [пер. с яп.] / М.:

Изд-во стандартов, 1990. – 88 с.

14 Сокато, С. Практическое руководство по управлению качеством / С. Сокато. – М.: Машиностроение, 1980. – 213 с.

15 Миттаг, X. Статистические методы обеспечения качества [пер. с нем.] / X. Миттаг, X. Ринне. – М.: Машиностроение, 1995. – 616 с.

16 Иоффе, М. А. Статистические методы контроля качества формовочных смесей // Повышение эффективности литейного производства / М. А. Иоффе, О. А. Корнтошкин, Н. М. Рысева. – Л.: ЛДНТП, 1988. – с. 72–77.

17 Островерхое, В. Ю. Математическая обработка результатов исследований свойств формовочных смесей // Литейное производство / В. Ю. Островерхое, А. М. Ярута, Л. Н. Горушкина. – 1988. – № 1. – с. 35.

18 Гуляев, Б. Б. Формовочные процессы / Б. Б. Гуляев, О. А. Корнюшкин, А. В. Курин. – Л.: Машиностроение, 1987. – 264 с.

19 Матвеенко, И. В. Автоматизированное проектирование оптимальных составов формовочных смесей // Литейное производство / И. В. Матвеенко, Л. Е. Комаров, Н. С. Шеклеин. – 1986. – № 3. – с. 31–32.

20 Рысева, Н. М. Разработка и развитие методов управления формовочными процессами по критериям качества форм и отливок / Автореф. дисс. канд. техн. наук / Н. М. Рысева. – С.–Петербург, 1992. – 16 с.

21 Бернацкий, Ф. И. Применение статистических методов для анализа и управления качеством отливок // Авиационная промышленность / Ф. И. Бернацкий, Б. Б. Глотов, Н. Д. Диго [и др.]. – Приложение, 1991. – № 4. – с. 19.

22 Макарин, В. С. Экспертные системы в управлении качеством отливок // Методы контроля и исследований в производстве отливок по выплавляемым моделям / В. С. Макарин. – М.: ЦРДЗ, 1992. – с. 100–105.

23 Романов, Л. М. Повышение служебных свойств отливок путем совершенствования составов и физико-химических методов управления структурой сложнолегированных сплавов на железной и никелевой основах // Автореф. дисс. канд. техн. наук / Л. М. Романов. – М., 1994. – 61 с.

24 Кулаков, А. Б. Совершенствование технологии литья жаропрочных никелевых сплавов // Автореф. дисс. канд. техн. наук / А. Б. Кулаков. – Челябинск, 1997. – 19 с.

25 Сардов, А. А. Совершенствование технологии производства отливок из никелевых жаропрочных сплавов с использованием высокотемпературной обработки расплава и модифицирования РЗМ // Автореф. дисс. канд. техн. наук / А. А. Сардов. – М., 1994. – 26 с.

26 Кулаков, Б. А. Внутриформенное фильтрационное рафинирование жаропрочных никелевых сплавов. – В. сб.: Вопросы теории и технологии литейных процессов / Б. А. Кулаков, В. М Александров., В. К. Дубровин [и др.]. – Челябинск, 1993. – с. 54–58.

27 Зеликов, И. Л. Уменьшение разностенности полых литых лопаток // Литейное производство / И. Л. Зеликов, Е. И. Цаплин. – 1974. – № 5. – с. 3–4,

28 Шипулин, Н. В. Интенсификация процессов прокаливания форм при литье по выплавляемым моделям // Литейное производство / Н. В. Шипулин. – 1983. – № 7. – с. 34–35.

29 Серебряков, С. П. Активное инжектирование форм, прокаливаемых в опорном наполнителе. – В сб.: Прогрессивная технология и ЭВМ в литейном производстве / С. П. Серебряков, А. В. Чеканов. – Ярославль, 1989. – с. 124–131.

30 Корнюшкин, О. А. Управление качеством отливок / О. А., Корнюшкин Н. М. Рысева, М. А. Иоффе. – Л.: ЛДНТП, 1988. – 20 с.

31 Иоффе, М. А. Разработка теории и методов управления точностью отливок // Автореф. дисс. докт. техн. наук / М. А. Иоффе – С.–Петербург, 1993. – 34 с.

32 Десницкий, В. В. Обеспечение качества крупных стальных отливок ответственного назначения // Автореф. дисс. канд. техн. наук / В. В. Десницкий – С.–Петербург, 1994. – 34с.

33 Рысев, М. А. Разработка и развитие методов выбора процессов изготовления и диагностики качества отливок // Автореф. дисс. канд. техн. наук / М. А. Рысев. – С.–Петербург, 1997. – 22 с.

34 Айвазян, С. А. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных / С. А Айвазян, И. С. Енюков, Л. Д. Мешалкин. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 471 с.

35 Браверман, Э. М. Структурные методы обработки эмпирических данных / Э. М. Браверман, И. Б. Мучник. – М.: Наука, 1983. – 464 с.

36 Артес, А. Э. Контроль качества продукции в машиностроении / Под ред. А. Э. Артеса. – М.: Изд-во стандартов, 1980. – 272 с.

37 Голубев, Ю. Н. Задачи комплексного управления качеством отливок // Литейное производство / Ю. Н. Голубев. – 1978. – № 3. – с. 3–5.

38 Длин, А. М. Факторный анализ в производстве / А. М. Длин. – М.: Статистика, 1975. – 328 с.

39 Иоффе, М. А. Причинный анализ брака отливок // Литейное производство / М. А. Иоффе, О. А. Корнюшкин. – 1990. – № 11. – с. 19–20.

40 Иоффе, М. А. Применение теории катастроф для управления качеством отливок // Литейное производство / М. А. Иоффе. – 1992. – № 6. – с. 26–28.

41 Корнюшкин, О. А. Анализ связи технологических параметров в системах управления качеством отливок. – В. сб.: Вопросы теории и технологии литейных процессов / О. А. Корнюшкин, И. Н. Сажнева. – Челябинск, 1993. – с. 62–66.

42 Курченко, А. Б. Логический поиск рекомендаций по стабилизации качества литья // Технология и организация производства / А. Б. Курченко. – 1983. – № 3. – с. 5–7.

43 Бешелев, С. Д. Математика-статистические методы экспертных оценок / С. Д. Бешелев, Ф. Г. Гурвич. – М.: Статистика, 1980. – 263 с.

44 Евланов, Л. Г. Экспертные оценки в управлении / Л. Г. Евланов, В. А. Кутузов. – М.: Экономика, 1978. – 133 с.

45 Литвак, Б. Г. Экспертная информация. Методы получения и анализ /

Б. Г. Литвак. – М.: Радио и связь, 1982. – 184 с.

46 Хейс-Рот. Построение экспертных систем [пер. с англ.] / Хейс-Рот, Д. Уотерман, Д. Ленат. – М.: Мир, 1987. – 430 с.

47 Авдуевског, В. С. Надежность и эффективность в технике: Справочник / Под ред. В. С. Авдуевского. ТЗ. – М.: Машиностроение, 1987. – 328 с.

48 Акофф, Р. Искусство решения проблем [пер. с англ.] / Акофф Р. – М.: Мир, 1982. – 224 с.

49 Рысева, Н. М. Экспертная система диагностики качества отливок // прогрессивная технология, автоматизация и применение ЭВМ в литейном производстве / Н. М. Рысева, О. А. Корнюшкин, А. Л. Шапиро. – М.: 1987. – с. 208–210.

50 Макарин, В. С. Экспертные системы в управлении качеством отливок // Методы контроля и исследований в производстве отливок по выплавляемым моделям / В. С. Макарин. – М.: ЦРДЗ, 1992. – с. 100–105.

51 Горский, В. Г. Планирование промышленных экспериментов / В. Г. Горский, Ю. П. Адлер, А. М. Талалай. – М.: Металлургия, 1978. – 112 с.

52 Петрович, М. Л. Регрессионный анализ и его математическое обеспечение на ЕС. ЭВМ / М. Л. Петрович. – М.: Финансы и статистика, 1982. – 199 с.

53 Пелых, С. Г. Оптимизация литейных процессов // Учебное пособие /

С. Г. Пелых, М. П. Семесенко. – Киев: Вища школа, 1977. – 192 с.

54 Драйпер, Н. Прикладной регрессионный анализ / Н. Драйпер, Г. Смит. – Т 1.2, 1986.

55 Тюрин, Ю. Н. Анализ данных на компьютере / Ю. Н. Тюрин, А. А. Макаров. – М.: Финансы и статистика, 1995. – 384 с.

56 Бродский, А. М. Неразрушающий контроль отливок в условиях массового производства // Литейное производство / А. М. Бродский, В. С. Мысовский. – 1998. – № 2–3. – с.

8–9.

57 Макино, Т. Контроль качества с помощью персональных компьютеров [пер. с яп.] / Макино Т., Охаси М. [и др.]. – М.: Машиностроение, 1991. – 224 с.

58 Большее, Л. Н. Таблицы математической статистики / Л. Н. Большее,

Н. В. Смирнов. – М.: Наука, 1983. – 416 с.

59 Воздвиженский, В. М. Контроль качества отливок: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Машины и технология литейного производства» / В. М. Воздвиженский, А. А. Жуков, В. К. Бастраков. – М.: Машиностроение, 1990. – 240 с.: ил.

60 Гини, Э. Ч. Технология литейного производства: Специальные виды литья: Учебник для студ. высш. учеб, заведений / Э. Ч. Гини, А. М. Зарубин, В. А. Рыбкин. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 352 с.

61 Шатульский, А. А. Производство отливок из жаропрочных сплавов: Учебное пособие // Рыбинская государственная авиационная технологическая академия (РГАТА) / А. А. Шатульский. – Рыбинск, 1999. – 198 с.

62 Жаботинская, Т. Н. Методические указания по выполнению раздела «Охрана труда» в дипломном проекте / Т. Н. Жаботинская. – Андропов: АнАТИ, 1985. – 37 с.

63 Белов, С. В. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С. В. Белов, А. В. Ипьницкая, А. Ф. Козьяков [и др.]. – 7-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2007. – 616 с.: ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

PAGE \* MERGEFORMAT 5

1. Электромагнитное происхождение массы электрона О массе тела т
2. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата юридичних наук Одеса ~
3. ... ВСЕ БУДЕТ ХОРОШО Пореч 2010 год
4. Д-О Понятие об экспериментальной психологии
5. Тема 1 1_ 1__.
6. Reported Speech nd Sequence of Tenses Если глагол вводящий косвенную речь стоит в настоящем или будущем времени то в придат
7. названия частей человеческого тела и тела животных- голова губа лоб нос и др.
8. София 2003; М.- ИД София
9. вход и выход из ситуации так и с внутренней что случилось за время проведения эксперимента
10. Отчет по производственной практике Выполнил- Тюмень 2013 Содержание- Хара
11. Неравенство такой же хороший закон природы как и всякий другой
12. Сестринское дело в педиатрии 1Ребенок начинает удерживать голову в возрасте мес
13. Об адресной социальной поддержке населения в Республике Татарстан
14. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЙ ОПОРНОДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
15. Зоб Этиология Классификация
16. .300HPX GZI 1.600HPX Titnium Сабвуферы GZTW 20TX GZTW 25TX GZTW 30TX GZTW 38TX Активные сабвуферы GZTB 200XCT Корпусные сабву
17. Тема 1 Понятие задачи принципы и система уп
18. то говорила но он даже не пытался ее слушать
19. Основные принципы государственной системы
20. МУНИЦИПАЛЬНАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЛОЩАДКА «ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СОВРЕМЕННОГО УЧИТЕЛЯ»

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе

вариантов литниковых систем11 1

Содержание

1.4 Выбор припусков на механическую обработку

1.4.1 Методика выбора припусков на механическую обработку

1.4.2 Выбор припусков на механическую обработку для отливки «Диффузор»

1.6.2 Расчет элементов питания

Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Й П Р О Ц Е С С

Обозначение

КАРТА ЭСКИЗОВ

1.8 Выбор модельных составов

3.1 Составление сметы затрат на проведение исследования

Составление сметы затрат на проведение исследования включает:

Затраты на основные материалы.

Зарплата основных исполнителей, занятых в исследовании.

Зарплата руководителей и консультантов.

Зарплата всех основных исполнителей.

Дополнительная заработная плата.

Отчисления на социальные нужды.

Амортизационные отчисления.

Накладные расходы.

Смета затрат на НИР