Комплексная автоматизация литейного производства

Некоторые проблемы развития

Революционные изменения в технике связаны с раскрытием ряда противоречий ее развития и определением наиболее эффективных путей решения основных проблем, к которым относятся: проблема автоматизации управления; проблема интеграции процессов; проблема мобильности оборудования.

Проблема автоматизации управления. Развитие техники, рост потребности в литых заготовках, усложнение самих отливок и производственных процессов привело к созданию специализированных машин и систем машин – автоматических линий.

Условия работы этих машин настолько сложны, что управление ими нередко перерастает физиологические возможности человека. Особенно это касается высокоинтенсивных процессов, таких, например, в которых используются высокие температуры, высокие давления, высокие скорости и т. п.

Таким образом, с одной стороны, мы имеем необходимость в интенсификации процессов, а с другой – ограниченные физиологические возможности человека по управлению этими процессами.

Автоматизация производства в широком смысле слова и есть тот элемент современной НТР, призванный устранить это противоречие.

Основным направлением технического прогресса в современном литейном производстве является комплексная автоматизация технологических процессов, обеспечивающая повышение производительности труда, стабилизацию технологических параметров, повышение качества литых деталей, заготовок, а также улучшение условий труда и санитарно-гигиенического состояния производственных помещений.

Проблема интеграции процессов. Автоматизированный производственный процесс представляет комплексное единство всех процессов и операций, взаимодействие которых должно осуществляться с помощью автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) и автоматизированных систем управления производством (АСУП).

Такое управление производственными процессами объединяет разные операции, требует большего уровня непрерывности в производстве, превращая его в интегрированное целое.

Проблема мобильности техники. Автоматизированное производство предполагает постоянно растущие требования к количеству и качеству выпускаемой продукции. Вместе с тем постоянное совершенствование продукции (изменение конфигурации, размеров отливки) требует частой смены технологической оснастки, переналадки оборудования. Помимо этого, для литейного производства вообще характерно частое изменение номенклатуры отливок, выпускаемых цехами не массового производства.

Все это ведет к снижению производительности оборудования и массовости выпуска продукции. Преодолеть это противоречие можно путем создания и использования универсальной и мобильной техники.

Под универсальностью понимается способность оборудования к переналадке, а под мобильностью – быстрота переналадки и перехода к выпуску новой продукции.

Такой переход позволяет осуществить массовое быстросменное производство.

Основные технологические циклы в литейном производстве

Рис. 1.1. Схема комплекса автоматизированных

технологических циклов литейного производства

Производство отливок – сложный многостадийный процесс с многократным перемещением большого количества различных материалов, смесей, стержней, форм, модельно-опочной оснастки, отливок, отходов и др.

Можно выделить несколько главных потоков, обеспечивающих осуществление следующих технологических циклов (рис. 1.1):

I – подготовка формовочных материалов и приготовления смесей; II – изготовление форм и стержней; III – подготовка шихтовых материалов, получение жидкого металла и заливка его в формы; IV – выбивка, очистка и окончательная обработка отливок.

Сумма последовательных технологических циклов определяет производственный цикл изготовления отливок.

Комплексная автоматизация литейного производства

К числу организационно-технических мероприятий, предшествующих осуществлению комплексной автоматизации литейного производства, следует отнести следующие:

а) специализацию, кооперирование и концентрацию производства;

б) организацию централизованного производства исходных материалов;

в) унификацию, нормализацию и стандартизацию деталей машин, отливок, их элементов и технологической литейной оснастки;

г) организацию централизованного изготовления оснастки;

д) применение наиболее рациональной, прогрессивной технологии, обеспечивающей высокую производительность и получение, отливок высокого качества;

е) создание и внедрение в производство автоматизированных комплектов высокопроизводительного оборудования, систем машин и систем управления;

ж) использование ЭВМ во всех звеньях литейного производства.

Специализация дает наибольшую технико-экономическую эффективность при условии загрузки литейного цеха тщательно подобранной номенклатурой однотипных, близких по размерам и весу отливок из одного сплава.

Чем крупнее серия выпуска отливок, тем больше возможностей для комплексной механизации и автоматизации производства, тем ниже себестоимость отливок.

Централизованное массовое производство исходных материалов на основе новейшей техники облегчит стандартизацию этих материалов и позволит стабилизировать процессы формовки, плавки, повысить качество отливок, создать условия для надежной работы автоматических машин и линий. Унификация позволяет уменьшить число типов отливок, однообразных по конфигурации, размерам, назначению. Это дает возможность изготовлять их крупными сериями и тем самым сделать эффективным применение автоматизированного оборудования. Кроме того, унификация отдельных конструктивных элементов различных литых деталей (радиусов скруглений, бобышек, литейных уклонов, допусков и пр.) облегчает централизованное изготовление литейной оснастки.

Применение прогрессивной технологии является основой для создания автоматизированного высокопроизводительного оборудования. Прогрессивные процессы – это процессы, которые, обеспечивая получение высокого качества продукции, являются высокопроизводительными и легко поддаются автоматизации.

Оснащение литейных цехов высокопроизводительным автоматизированным оборудованием должно базироваться на комплектах машин и устройств, входящих в сферу автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Комплексная автоматизация – часть общего процесса совершенствования производства. В него входят: совершенствование оборудования, улучшение конструкции и технологичности изделии, внедрение новых материалов и технологических процессов, совершенствование организации и управления производством, повышение уровня массовости производства, например путем специализации и кооперирования его, унификации и нормализации изделии.

Глава 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ МАШИН-АВТОМАТОВ