» » Литье под давлением
24.04.2015

Процесс литья под давлением по своей производительности превосходит все другие способы литья и горячей обработки. При определении экономической целесообразности применения литья под давлением нужно учитывать конечную стоимость годной для сборки детали, обычно складывающуюся из стоимости заготовки и стоимости механической обработки. Так как технологический процесс изготовления заготовки влияет на стоимость механической обработки, то эти вопросы следует рассматривать комплексно.
Стоимость заготовки складывается из производственной заработной платы, накладных расходов, стоимости материала, потерь от брака, выявленного в процессе механической обработки.
Производственная заработная плата составляет небольшую часть стоимости заготовки. По сравнению с литьем в песчаные формы она меньше в 3—8 раз.
Накладные расходы, выраженные в процентном отношении к производственной заработной плате, как во всяком массовом механизированном производстве, достигают значительной величины.
Накладные расходы образуются из следующих элементов:
1) заработная плата механикам и слесарям по освоению и доводке форм, по их установке, ремонту оборудования, рабочим по обслуживанию раздаточных печей;
2) стоимость новых форм; при изготовлении литья для нужд своего производства стоимость может быть суммирована и отнесена на накладные расходы, а при выполнении заказов на сторону индивидуальная стоимость форм относится на каждую отливку;
3) стоимость содержания форм и их ремонта, определяемая затратами по содержанию ремонтно-инструментальной базы;
4) стоимость производственного давления (гидравлического или компрессорного); при централизованном способе выработки высокого давления целесообразно, чтобы компрессорно-насосная станция находилась в распоряжении энергетической части завода, в этом случае стоимость высокого давления исчисляется как услуга других цехов;
5) топливо для плавильных печей, которое при небольшом объеме производства суммируется с топливом для нагрева;
6) специфические накладные расходы (смазка для форм, тигли и огнеупоры для нагревательных печей и т. п.).
Все остальные накладные расходы (начисления на заработную плату, отпуск, стоимость электроэнергии, различные вспомогательные материалы и т. п.) исчисляются на общих основаниях.
Накладные расходы для различных участков и цехов составляют от 300 до 800% к производственной заработной плате в зависимости от особенностей и объема производства.
Стоимость материала тем меньше, чем ближе заготовка приближается по размерам и по чистоте поверхности к готовой детали, чем меньше расход металла на заготовку.
Следует считать, что при переходе на литье под давлением экономия металла составляет не менее 30% и получается в результате значительного уменьшения сечений деталей, отливаемых под давлением, и отсутствия затрат металла на стружку при механической обработке.
Огромные выгоды дает применение литья под давлением для отливки мелких деталей, ранее изготовляющихся из прутков на револьверных и автоматических станках. В данном случае экономия металла достигает 75—80%.
Гайки для карбюраторов диаметром 13 мм с накаткой изготовлялись из латунных прутков на автоматических станках в количестве около 1500 шт. в смену. После перевода на литье под давлением из цинкового сплава производительность при применении формы на 44 гнезда составляет около 20 000 шт. в смену. Расход металла сократился в 4 раза.
Общие потери от брака, выявляемого в процессе механической обработки обычного литья, значительно выше, чем потери от брака, выявляемого в литейном цехе. Для литья под давлением потери от брака очень незначительны.
Стоимость механической обработки складывается из производственной заработной платы и накладных расходов. При применении литья под давлением механическая обработка заготовок значительно сокращается, а иногда полностью отпадает.
Получение в металлических формах заготовок с точными размерами и чистой поверхностью дает возможность широко применять приспособления для обработки без трудоемкой разметки.
Из числа накладных расходов следует отметить затраты на приспособления. В заводской практике механическая обработка деталей при мелких сериях редко производится без приспособлений; иногда для механической обработки даже одной детали в зависимости от ее сложности изготовляется несколько приспособлений. При обработке литья под давлением в большинстве случаев отпадает необходимость в приспособлениях или они значительно упрощаются. Когда рассматривается вопрос о целесообразности затрат на металлическую форму (при мелкосерийном производстве), следует сопоставлять эти затраты со стоимостью приспособлений для механической обработки, во многих случаях превышающей стоимость формы.
Ряд деталей, изготовляемых способом многооперационной холодной штамповки, целесообразно переводить на литье под давлением. Помимо значительного увеличения производительности, это дает большую экономию листового материала. Так, например, отсекатель газового счетчика (фиг. 254, а) изготовлялся из латуни с применением шести штампов, одной фрезерной и одной сверловочной операции. Кроме того, производилась вручную «завалка» двух радиусов, а также полирование.
Литье под давлением

При применении литья под давлением из цинкового сплава в двухгнездной форме (фиг. 254, б) производительность достигает 120 отливок в час, причем литые детали не требуют никакой механической обработки.
Ниже приводятся экономические результаты, полученные от перевода 30 деталей медицинского микроскопа, ранее изготовлявшихся из обычных чугунных и латунных отливок и из сортовой латуни на литье под давлением из цинковых и медных сплавов.
Трудоемкость механической обработки этих деталей до и после перевода на литье под давлением приводится в табл. 61.
В результате перевода этих деталей на литье под давлением число операций сократилось на 55%, производственный цикл изготовления деталей и объем незавершенного производства сократились вдвое, уменьшилась потребность в приспособлениях на 52% и в режущем инструменте на 56%, сократилось число деталей, входящих в микроскоп, на 21 шт., так как семь отливок под давлением заменили ранее применявшиеся 28 деталей; стоимость материала сократилась на 9 руб. 29 коп. на прибор, несмотря на замену чугуна в некоторых деталях цинковым сплавом.
Литье под давлением

В конечном результате значительно уменьшилась загрузка инструментального цеха, так как трудоемкость изготовления 30 форм значительно ниже, чем трудоемкость изготовления 450 приспособлений и 397 (повторяющихся по мере износа) наименований режущего инструмента, аннулированных при применении литья под давлением.
Перевод чугунных деталей, подвергающихся значительной механической обработке на литье под давлением из цинковых сплавов, дает большую экономию, несмотря на замену чугуна цветным сплавом.
Однако при переводе необходимо учитывать свойства цинковых сплавов подвергаться старению, что при некоторых условиях эксплуатации (работа во влажном климате, без защиты от атмосферных влияний или при высокой температуре) может привести к разрушению деталей. Поэтому в ряде случаев целесообразно заменять чугун алюминиевым сплавом (например, при изготовлении швейных машин).
Особенно эффективен перевод на литье под давлением сравнительно крупных (площадью от 1000 см2 и выше) тонкостенных деталей, ранее изготовлявшихся литьем в песчаные формы. В табл. 61 приводятся технико-экономические показатели при переводе крупных деталей киноаппарата на литье под давлением.
Как видно из табл. 62, в результате перевода вес отливок в среднем уменьшился на 46%.
Литье под давлением

Потери металла, переводимого в стружку, сократились на 92% и резко понизился брак, выявляемый при механической обработке.
На приборостроительных заводах применение литья под давлением считается рентабельным при партии деталей в 150 шт.
В приборостроении существует большое количество весьма сложных тонкостенных деталей, которые невозможно обработать способами резцовой механической обработки и которые можно выполнить только сложной гравировкой.
В таких случаях, помимо рентабельности и стоимости форм на единицу изделия, литье под давлением позволяет получать с помощью одной операции сложные детали с закономерно повторяющейся точностью.
Ряд примеров из заводской практики показывает, что одна машина для литья под давлением может освободить от 15 до 60 металлообрабатывающих станков. Поэтому наряду с экономическими соображениями нередко решающим фактором является вопрос о производственных мощностях металлообрабатывающих участков.
При мелкосерийном производстве вопрос следует разобрать с учетом всех затрат на изготовление отливок и на их механическую обработку.