Внедрению в серийное производство новой литой детали всегда предшествует кропотливый и трудоемкий этап ее освоения, или, как говорят, наладки. Период освоения, зависящий от технологической и конструктивной сложности детали и квалификации наладчика, может продолжаться от нескольких дней до нескольких месяцев.
Нередко приходится быть свидетелем, когда эта ответственная и кропотливая работа производится без какого-либо плана, причем одновременно изменяется несколько технологических факторов, что совершенно недопустимо. Действительно, можно ли сделать правильный вывод, когда нет уверенности в том, какой же из изменяемых факторов оказал существенное влияние на возникновение или, наоборот, устранение определенного литейного дефекта. Можно ли говорить о сокращении сроков освоения литья, когда технологическая документация либо отсутствует вообще, либо оформляется только в конце освоения и то по памяти. Касаясь квалификации технологов-наладчиков, следуетсказать, что не все еще представляют процесс получения литой детали как результат взаимодействия гидродинамических и теплофизичеаких факторов. Опубликованные за последнее время работы о теории кристаллизации сплавов и о тепловом режиме литейной формы позволяют более сознательно подходить к явлениям, происходящим в сплаве при его переходе из жидкого состояния в твердое.
В свете этого немаловажным условием является продуманная организация технологической работы, тщательная подготовка, проведение и учет результатов опытных работ и оформление технологической документации.
Учетно-технологическая карта
(дневник)
При определении влияния на качество отливки одного из технологических факторов при постоянном значении других очень важно, чтобы величины последних укладывались в заданный размерный диапазон. Для этой цели учетно-технологическая карта, одна из форм которых показана на фиг. 132, имеет перечень основных параметров, каждый из которых решающим образом влияет на качество отливки. Установить закономерность явлений, происходящих при изменении величины одного из факторов, можно только на ряде последовательно выполненных отливок. Для этого карта предусматривает запись фактического значения технологических величин, полученных при десяти последовательно сделанных заливск.
Имея в графе «Задано» размерный диапазон каждого фактора, наладчик имеет возможность отмечать его фактическое значение, при котором была получена каждая из десяти отливок.
При этом, если фактические величины выходят за пределы заданного диапазона, производится соответствующая регулировка. Изменяя, например, температуру металлических матриц, но выдерживая в заданном диапазоне все остальные параметры, наладчик имеет полную возможность проследить за изменениями, происходящими на поверхности отливок в зависимости от интенсивности теплообмена.
Определив оптимальные значения этого фактора, таким же способом отрабатывают и другой.
Приступая к производству очередной группы опытных деталей, в первую очередь ставится задача эксперимента. Например: «определить влияние температуры матриц на формообразование отливки». После этого определяется исходный режим температур, давлений и скоростей по способам, о которых горорилосъ выше. Указываются условия подготовки формы, как-то: состав стержневой и формовочной смесей, их физико-механические свойства, состав и толщина слоя теплоизоляционного покрытия и пр. Также следует указать поверхностную влажность сырого стержня на промежуточных отливках и отметить на отдельном эскизе участки поверхности матриц и вставок, где производилась зачистка слоя теплоизоляционного покрытия в целях увеличения теплопроводности. Каждая полученная отливка клеймится порядковым номером и по окончании эксперимента тщательно и всесторонне осматривается. Осмотр повторяется и после пескообдувки, которая позволяет выявить ранее замеченные дефекты.
При отливке деталей из магниевых сплавов еще один осмотр следует производить после травки и термической обработки, при этом осмотр следует завершить изломом одной-двух деталей по характерным сечениям. Результаты внешнего осмотра заносятся в соответствующую графу карты эксперимента, а отмеченные на отливке недостатки — на координатную сетку дефектно-контрольной карты, описание которой приводится ниже. Путем тщательного анализа и сопоставления полученных результатов определяются технологические и конструктивные мероприятия, которые кладутся в основу последующего опыта Иногда бызает, что полученные результаты не дают основания для конкретных выводов ввиду их противоречивого характера Также бывает, что у технологов, обрабатывающих результаты эксперимента, могут быть различные мнения. Смущаться в этих случаях не следует, а лучше всего назначить повторную заливку при том же режиме, которая обычно вносит ясность в спорный
К карте следует прикладывать эскизы и схемы, необходимые для доработки оснастки с тем, чтобы иметь возможность в дальнейшем уточнить рабочие чертежи. Также следует прикладывать и соответствующие документы с результатами дальнейших испытаний отливок, как, например, заключение рентгенолога, заключение контрольного мастера группы разметки, протоколы лабораторных исследований и испытаний и т. п. Постепенно накапливаемый технологический материал представляет широкую возможность для дальнейшего изучения и усовершенствования любого процесса литья и, в частности, литья под низким давлением, а также будет полезным при постановке теоретических исследований в том или ином направлении.
Контрольно-дефектная карта
На период отработки технологического процесса литья целесообразно иметь контрольные карты, позволяющие регистрировать встречающиеся литейные дефекты, систематизировать их и относить к тому или иному звену технологического цикла. Такая карта позволяет установить повторяемость дефектов по видам их и расположению на отливке.
Одна из возможных форм карты показана на фиг. 133. Она представляет собой схематичный чертеж основных проекций детали и развертку ее с координатной сеткой. На карте помещается перечень основных литейных дефектов с присвоением каждому из них цифрового обозначения.
Технолог, производящий освоение литья, осматривая отливку, устанавливает присутствие того или иного литейного дефекта и наносит его на карту. Например, технолог заметил усадочную трещину в квадрате Д-9. Он отмечает расположение ее на схеме и указывает шифр 06. В квадрате В-7 на участке поверхности встретилась усадочная пористость. Пораженный ею участок отмечается точками и указывается шифр 07. На нижнем фланце отливки, в зоне бобышек встретился механический пригар, отмечаемый шифром 015. Если на некотором количестве отливок, полученных при постоянном режиме в отношении температур и скоростей заливки, дефекты повторяются, то это дает основание наметить соответствующие технологические мероприятия, направленные на устранение дефектов. Повторяющаяся усадочная пористость на участке В-7 устраняется повышением теплообмена на соответствующем участке металлической матрицы путем уменьшения слоя теплоизоляционного покрытия. Если, несмотря на это, пористость встретится и на последующих отливках, то придется применить металлические холодильники на песчаных стержнях. Трещина усадочная в квадрате Д-9, если она повторяется на ряде отливок, устраняется более плавным переходом сечений, а если это не поможет, то установкой холодильника.
Применение контрольно-дефектных карт в значительной степени организует процесс технологической наладки и сокращает сроки освоения ее перед запуском в серийное производство.
Сводная технологическая карта
Когда отработан каждый параметр технологического процесса, определены его оптимальные величины, подобраны составы стержневой и формовочной смесей, установлена последовательность операций всего производственного цикла, можно приступить к оформлению технологического процесса. Этому обычно предшествует отливка контрольной партии деталей в количестве 20—30 шт., подвергаемых всесторонним испытаниям, включая контроль механических свойств и полную механическую обработку в соответствии с чертежом. Одним из документов, входящих в технологический процесс, является сводная технологическая карта (фиг. 134).
В графе «Технические данные» приводятся сведения, характеризующие отливаемую деталь, и дается перечень документов, по которым производится приемка литья отделом технического контроля. Здесь же указывается количество оплава, заливаемого в тигель, и количество отливок, получаемых за одно наполнение. В графе «Технологические данные» перечисляются основные звенья технологического процесса и их величины, полученные в результате экспериментальных работ, с корректировкой этих величин в случае необходимости по результатам контрольной партии отливок, прошедших все необходимые испытания, включая и механическую обработку.
По этим данным в дальнейшем и производится настройка литейной установки при серийном производстве отливок. В соответствующих графах приводятся необходимые сведения о составе и физико-механических свойствах стержневых и формовочных смесей, применяемых для изготовления стержней.
В графе «Технологическая документация» дается перечень-операционных карт и производственных инструкций, содержащих исчерпывающие сведения, необходимые для подготовки и настройки литейной установки, а также подготовки к эксплуатации технологической оснастки.
Сводная карта иллюстрируется чертежами и фотоснимком собранной литейной формы и фотоснимками песчаных стрежней.
Операционно-технологическая карта
Операционно-технологическая карта (фиг. 135) является оперативным документом, находящимся на рабочем месте. Карта содержит исчерпывающие сведения об организации рабочего места, укомплектовании его необходимыми для работы приспособлениями, инструментом и материалами. Карта содержит перечень всех операций, необходимых для подготовки установки, изготовлении песчаных стержней и получения отливки. Все-операции излагаются в строго последовательном порядке. При составлении карт руководствуются материалом и сведениями, полученными в период освоения того или иного звена технологического процесса. Чем тщательней были проведены наблюдения, тем полнее будут сведения операционно-технологической карты и тем скорее и легче будут овладевать необходимыми навыками технологи и производственные рабочие цехов серийного производства.
Как и всякий технологический документ, операционная карта будет изменяться и дополняться новыми сведениями, являющимися результатом рационализаторской мысли, направленной на снижение трудоемкости и повышение качества литья. Неизбежна замена одних операций другими, применение более совершенных приемов, более дешевых материалов, более удобного инструмента и т. п. Часть этих изменений может быть отражена в соответствующей графе карты, но также может случиться, что ее придется составлять заново.
Иллюстрировать карту рекомендуется эскизами оснастки, на отдельные элементы которой дается ссылка в описании технологических переходов, а также эскизами приспособлений шаблонов и специального инструмента.
