В Основных направлениях экономического и
социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года
поставлена задача дальнейшего переоснащения и увеличения мощностей
машиностроительного производства на базе широкого использования
последних достижений научно-технического прогресса, передового опыта,
прогрессивной технологии и совершенной организации труда. Решение этих
задач в значительной степени зависит от уровня технологии и организации
производства.
Современное тяжелое машиностроение характеризуется значительным удельным
весом мелкосерийных и единичных форм производства. Машины, производимые
для металлургической, энергетической, горнодобывающей, химической
отраслей промышленности, характеризуются большой металлоемкостью и
высокой трудоемкостью их изготовления. Для изготовления крупногабаритных
деталей применяют либо универсальное оборудование и оснастку, либо
создают обрабатывающие комплексы на основе использования уникального
оборудования, крупных приспособлений и кондукторов, а в ряде случаев —
оригинальных инструментов. При сборке таких узлов и машин широко
используется метод подгонки. Из-за специфических особенностей обработки
тяжелых и крупногабаритных деталей и малой серийности их выпуска при
разработке технологии нельзя механически вводить прогрессивные методы и
способы обработки, а также организации работы, широко применяемые в
крупносерийном и массовом производстве отраслей, не относящихся к
тяжелому машиностроению. При обработке этих деталей часто возникает
необходимость в оригинальных технических решениях.
Основными задачами при обработке тяжелых и крупногабаритных деталей
являются: достижение требуемой геометрии и точности, шероховатости
поверхностей и физико-механических свойств поверхностного слоя. Чистовые
и отделочные операции, в процессе выполнения которых формируются
физико-механические свойства поверхностного слоя массивных деталей, а
следовательно, и их эксплуатационные качества, основаны на резании
материалов. В процессе резания поверхностные слои упрочняются
незначительно, а иногда даже разупрочняются. В случае применения этого
метода обработки невозможно регулировать с помощью режима
пластичностью, поскольку заготовки для них
выполняют обычно методами пластического деформирования. Этому требованию
соответствуют стали, выплавленные в мартеновских, электрических и
кислородно-конвертерных печах.
Материал заготовки и способ ев получения определяются служебным
назначением детали или машины, их конструктивными формами, серийностью
производства, техническим уровнем заготовительного производства и
экономической целесообразностью применения того или иного способа
изготовления заготовки.
Для производства заготовок крупных корпусных деталей наиболее часто
применяют чугунное и стальное литье — около 75% по массе, а
ковано-штампованные и гнутые сварные корпуса и узлы составляют лишь 25%
по массе.
Заготовки из листового материала вырезают или вырубывают
на различном оборудовании. В ряде случаев при
раскрое применяются газорезательные станки, работающие по копиру или по
программе, задаваемой перфолентой, магнитной лентой или ЭВМ.
Литые заготовки обычно получают литьем в земляные, металлические или
оболочковые формы. При изготовлении форм применяют ручную или машинную
формовку. Ручная формовка по деревянным моделям характеризуется
невысокой точностью и большими припусками на обработку получаемых
отливок, однако в условиях единичного и мелкосерийного производства
крупных отливок является технически и экономически целесообразной.
Машинная формовка с применением металлических моделей и тяжелых
формовочных машин, встряхивающих столов и крупных пескометов отличается
высокой производительностью, точностью литых форм, однородностью и
лучшим качеством отливок. Этим способом можно получать отливки массой до
10 т.
Механизация производства крупных отливок основана на создании поточных
линий подготовки моделей, формовки и заливки. При использовании таких
линий производительность труда возрастает в два раза, значительно
улучшается качество литья. В настоящее время около 60...65% литья
крупных заготовок выполняется на комплексно механизированных линиях.
Важной задачей при производстве крупных отливок является снижение
припусков на обработку. Эту задачу решают путем применения формовочных и
стержневых масс, твердеющих вследствие протекания химических реакций,
создания на их основе крупных оболочковых форм, применения термостойких
формовочных смесей, а также отъемных частей и разборных моделей, при
использовании которых отпадает необходимость в формовочных уклонах на
высоких вертикальных стенках отливок.
Широко используют ковано-штампованные сварные
заготовки крупногабаритных корпусных деталей. Так, ряд основных базовых
деталей химических аппаратов, энергетических и металлургических машин и
агрегатов, а также экскаваторов и других машин представляют собой
крупные сварные узлы, выполненные с широким использованием комбинаций
листового проката, стального литья, поковок и листовых штамповок.
Процесс механической обработки сварных корпусов часто строят таким
образом, что при предварительной обработке литых и кованых заготовок
оставляют минимальный припуск на окончательную обработку после сварки их
с деталями, изготовленными из листового металла. Это дает возможность
производить основную механическую обработку на станках обычного типа,
без использования тяжелого и уникального оборудования.
Наиболее широко распространенные в настоящее время процессы получения
заготовок корпусных деталей способами отливки и ковки характеризуются
такими основными недостатками: большими припусками на обработку при
ковке и значительными внутренними дефектами при отливке. Указанные
недостатки обусловливают большую трудоемкость в обработке и высокую
стоимость изготовления этих деталей.