Menu

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМАТИВОВ ПОТЕРЬ ПРИ ЛИТЬЕ

Козакова Л. В., Михайлова Н. С., Параничева Г. Г., Старченко И. П.


При разработке расчетного метода определения нормативов потерь драгоценных металлов было изучено влияние различных факторов на величину потерь при литье. Для этого на ЛПО «Русские самоцветы» проводилась экспериментальная работа, заключавшаяся в учете и анализе движения драгоценных металлов на литейном участке при изготовлении изделий различных шифров. Для анализа были выбраны изделия, преобладавшие в номенклатуре литейного участка (табл. 1).

Таблица 1

Удельный вес изделий различных шифров в месячном балансе литейного участка (ЗлСрМ 583-80)

Шифр изделия Вид изделия Масса шихты
на все плавки данного шифра, г переработанная на участке, г данного шифра в % к общей массе шихты
04040 Каст 24240,00 112531,20 21,54
04041 » 22140,64 19,68
06074 Ободок 8060,00 7,16
07106 Кулон 2920,00 2,60
03129 Ободок 2282,00 2,03
Итого 59642,64 - 53,00

Удельный вес анализируемых изделий в общем объеме продукции, выпущенной литейным участком, составил более 50%, что позволило получить достоверные данные, пригодные для нормативных расчетов.

В результате проведенной работы было установлено, что потери драгоценных металлов, образующиеся при литье, лимитируются четырьмя составляющими:

  • отливке блока изделий и очистке его от формовочной массы;

  • при размонтировке блока изделий;

  • при откусывании и опиловке литников;

  • анодном травлении отливок.

Величина потерь при отливке блока изделий и очистке его от формовочной массы зависит от массы переработанной шихты, качества формовочной массы, качества формовки, от техники отливки и степени сбора отходов.

Экспериментальным путем установлена зависимость массы потерь на данном технологическом переходе от массы шихты. График этой зависимости представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат и описываемую уравнением

где Мпот, Мших — масса потерь и шихты, г.

Величина потерь при размонтировке блока с изделиями обусловлена количеством изделий на стояке и площадью поперечного сечения литника.

Для определения зависимости массы потерь от количества изделий на стояке были проанализированы плавки, для которых масса блока изделий была постоянной, а менялось количество изделий на стояке. Фактические данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

Фактические потери при размонтировке блока изделий

Шифр изделия Категория сложности изделия Удельная поверхность 1 отливки, мм2 Средние фактические потери на одну плавку, г
06074 0,78 0,02
03129 1,50 0,03
04040 1,90 0,03
04041 1,90 0,03
03013 2,90 0,04

По данным табл. 2 видно, что масса потерь при размонтировке блока увеличивается с увеличением количества изделий на стояке и повышением удельной поверхности отливок.

Для определения зависимости величины потерь от площади среза литника рассматривались плавки, для которых масса блока изделий и количество изделий на стояке были постоянны, а поперечное сечение литника менялось. При этом было установлено, что потери пропорциональны квадрату площади среднего поперечного сечения литника и общая зависимость массы потерь при размонтировке блока изделий от количества изделий на стояке площади среза литника выражается формулой

где S — площадь среднего поперечного сечения литника, мм2;

m — количество изделий на стояке, шт.

Величина потерь при откусывании и опиловке литников обусловлена теми же факторами, что и при размонтировке блока изделий, однако по абсолютной величине она больше, так как включает дополнительные потери, образующиеся при опиловке литников.

Зависимость величины потерь при откусывании и опиловке литников в зависимости от площади среза литника и количества изделий на стояке выражается формулой

Величина потерь при анодном травлении изделий определяется: массой снятого металла, т. е. в конечном итоге пропорциональна массе переработанной шихты, что было подтверждено экспериментальными данными.

Зависимость массы потерь от массы шихты выражается следующей формулой:

Таким образом, в результате проведенной экспериментальной работы и анализа полученных данных были определены все составляющие массы потерь (на одну плавку) и общая формула зависимости массы потерь от массы шихты, площади поперечного сечения литников и количества изделий на стояке

Подставив в эту формулу значения массы потерь на различных технологических переходах, получаем

Норматив потерь НП при литье определяется как отношение массы потерь к массе переработанной шихты

Кроме перечисленных факторов, на величину потерь при литье существенное влияние оказывает сложность изделия (отливки). Можно предположить, что сложность изделия будет влиять на две составляющие массы потерь, зависящие от конфигурации изделий, т. е. на массу потерь при отливке блока изделий и анодном травлении отливок. При расчете, массы потерь при размонтировке и опиловке литников сложность изделия уже учитывается, так как сложностью изделия определяется и количество изделий на стояке и размеры литника.

С учетом фактора сложности конфигурации изделий формула величины потерь при литье принимает вид

где Ксл — коэффициент сложности.

Подставив значение массы потерь в предыдущую формулу, получаем формулу для расчета норматива потерь при литье

Приведенные коэффициенты рассчитаны для литья изделий из сплава ЗлСрМ 583-80.

В общем виде для литья ювелирных изделий из любого сплава формула принимает вид

где Р, N — коэффициенты прочности сплава и пропорциональности соответственно. Значения коэффициентов Р и N приведены в табл. 3.

Таблица 3

Значения коэффициентов Р и N

Коэффициент Вид сплава
золото серебро
375° 583° 750° 875° и 916°
Пробности сплава Р 0,12 0,10 0,04 0,22
Пропорциональности N 0,06 0,06 0,06 0,11

Значения коэффициента сложности КСл даны в табл. 4.

Таблица 4

Коэффициенты сложности отливок ювелирных изделий

Группа Вид Описание Коэффициент сложности
Изделия из сплавов золота
1 a Цельнолитые массивные кольца простой формы массой более 10 г 0,45
b Гладкие плоские элементы ювелирных изделий, ободки колец, цельнолитые кольца простой формы. Линейный размер поперечного сечения (толщина сечения) отливок не более 1,0 мм 0,70
2 a Отдельно отливаемые касты, касты-венчики с толщиной сечения более 0,6 мм 1,00
b Отливаемые отдельно мелкие детали весом до 0,8 г с толщиной сечения более 0,6 мм 1,00
3 Объемные детали ювелирных изделий с рельефным рисунком кулоны, верхушки, серьги), цельнолитые кольца с ажурной шинкой, с развитыми кастами. Толщина сечения отливок этой группы — не менее 0,6 мм 1,10
4 Объемные ювелирные изделия высокой сложности с глубоким рельефом, с ажурными элементами сканью диаметром менее 0,6 мм 1,35
Изделия из сплавов серебра
1 a Массивные элементы изделий посудной группы простой формы массой более 10 г, заливаемые через центральный стояк 0,45
b Гладкие элементы ювелирных изделий, ободки колец, цельнолитые кольца простой формы плоские гладкие элементы запонок, брошей кулонов 0,70
2 Рельефные элементы ювелирных изделий, не имеющие глубоких поднутрений и ажурных частей — касты, накладки, броши (детали, модели которых сравнительно легко извлекаются и пресс-формы) 1,00
3 a Объемные детали ювелирных изделий с глубоким рельефным рисунком, цельнолитые кольца ажурной шинкой, с развитыми кастами. Толщина сечений элементов отливок этой группы не менее 6,5 мм 1,10
b Длинномерные элементы изделий посудной труппы, заливаемые через коллекторную литниковую систему (фасонные ручки вилок, ложек) 1,15
4 Объемные ювелирные изделия высокой сложности с глубоким рельефом, ажурными элементами, сканью диаметром менее 0,5 мм. 1,35

Выведенная формула позволяет применить единый способ расчета нормативов потерь при отливке изделий любой конфигурации, который ранее не применялся, и каждый завод рассчитывал нормативы потерь при литье путем традиционно сложившегося подхода.

ЛИТЕРАТУРА

1. ВНИИювелирпром. Отчет по теме № 1270 529790. Л., 1977. Разработка единых пооперационных нормативов потерь и отходов драгоценных металлов при изготовлении ювелирных изделий.

2. ВНИИювелирпром. Отчет по теме № 1270 601870. Л., 1978. Разработка и внедрение технологических режимов центробежного литья для ювелирных изделий различной сложности из сплавов золота.


МЕТОДИКА ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ ПОТЕРЬ ПО ОТДЕЛЬНЫМ ПЕРЕХОДАМ ОПЕРАЦИИ ЛИТЬЯ ЮВЕЛИРНЫХ ИЗДЕЛИИ

Н. С. Михайлова, И. Г. Курбатова


С 1979 г. на предприятиях Союзювелирпрома был внедрен расчетный метод определения нормативов потерь драгоценных металлов при литье ювелирных изделий.

За период 1979—1983 гг. с момента разработки и утверждения метода расчета норматива потерь на литье уровень фактических потерь на предприятиях по сравнению с расчетным снизился в среднем на 15%. В табл. 1 приведены сравнительные данные по расчетному и фактическому значению нормативов потерь на литье на предприятиях Союзювелирпрома. В связи с этим возникла необходимость пересмотра методики расчета норматива потерь на операции литья ювелирных изделий. В этот же период произошел переход на начисление нормативных потерь от съема при расчетах с материально ответственными лицами на съемообразующих операциях.

Таблица 1

Сравнительные данные по расчетным и фактическим значениям нормативов потерь на литье

Предприятие Шифр изделия Норматив потерь, % Снижение норматива
потерь по сравнению
с расчетным, %
рассчитанный фактический
ЛПО "Русские самоцветы" 04133 0,133 0,103 22,6
07315 0,158 0,122 22,8
16286 0,149 0,115 22,8
92008 0,116 0,090 22,4
МПО "Ювелирпром" 19077 0,122 0,090 26,2
19091 0,088 0,070 20,4
19355 0,140 0,110 21,4
13313 0,128 0,100 21,9
Одесский ювелирный завод 43011 0,127 0,110 13,4
03169 0,134 0,120 10,4
03172 0,162 0,120 25,9
33028 0,123 0,110 10,6
Бакинский ювелирный завод КЗ-186 0,128 0,118 7.8
СЗ-160 0,136 0,128 5,9
СЗ-221 0,139 0,121 12,9

В целях установления истинных величин съема па операции «монтировка» потребовалось обеспечить поступление отливок на эту операцию без остатков литников (питателей) и дефектов литья (шарики, наплывы), так как это приводило к увеличению массы съема и, как следствие, массы потерь на монтировке, которая является основной потереобразующей операцией. На долю монтировки приходится до 50% от массы потерь, образующихся при изготовлении изделия.

Норматив потерь, рассчитанный по предложенной методике, включает потери, образующиеся па основных технологических переходах операции литья:

— плавка шихты, отливка блока изделий п очистка его от формовочной массы, электрохимическое травление отливок;

— размонтировка блока изделий;

— опиловка остатков литников.

Анализ результатов работы предприятий показал, что на большинстве из них опиловку остатков литников не производят. Применяемый метод расчета дает только общий норматив потерь, учитывающий общие потери, образующиеся на всех технологических переходах операции литья. Это позволяет некоторым предприятиям работать с заведомо завышенными нормативами потерь. Установление метода расчета нормативов и массы потерь по каждому технологическому переходу позволит упорядочить начисление нормативных потерь, а также выделить эти переходы в самостоятельные участки с раздельным учетом и материальной ответственностью.

Потерн при плавке шихты, отливке блока изделий, очистке его от формовочной массы и электрохимическом травлении отливок зависят от массы переплавляемого металла (шихты) и конфигурации (сложности) изделий, определяющейся коэффициентом сложности.

Анализ фактических данных показал, что масса потерь на данной операции прямо пропорциональна перерабатываемой массе шихты и сложности отливок. Зависимость массы потерь от массы шихты и сложности отливок выражается следующей формулой:

где Мпот, Мших — масса потерь и шихты, г,

Ксп — коэффициент, характеризующий состав сплава драгоценного металла,

Ксл — коэффициент сложности изделия.

Коэффициент Ксп, представляющий собой удельные потере (в г) с 1 г переплавляемого металла (шихты) в сплаве заданной пробы, зависит от пробы сплава. Значения коэффициента Ксп приведены в табл. 2. Коэффициент сложности Ксл соответствует категориям сложности отливок, разработанным отделом металлургии ВНИИювелнрпрома.

Таблица 2

Значения коэффициента Ксп

Процентное содержание драгоценного металла в сплаве Ксп
Золото:
37,5 0,00105
58,3 0,00087
75,0 0,00049
Серебро:
87,5 0,00175
91,6 0,00175

Норматив потерь определяется как отношение к массе потерь к массе переработанной шихты

где НП — норматив потерь, %.

Подставив значение массы потерь в (2), получаем формулу для расчета норматива потерь для данной операции

Операция размонтировки блока отливок включает отрезку отливок от стояка с минимально возможным остатком литника. Величина потерь на данной операции определяется количеством изделий на стояке и площадью поперечного сечения литника (питателя) и прямо пропорциональна им. Анализ фактических потерь при этой операции показал, что удельная норма потерь, т. е. потерн (в г) с 1 мм2 сечения литника (питателя), является величиной постоянной (табл. 3).

Таблица 3

Фактические потери при размонтировке блока изделий

Шифр изделия Параметры блока отливок Масса потерь при размонтировкс блока, г Удельная масса потерь, г/мм2
06074 n=40 шт.,
S=8 мм2
0,02 0,000053
0,02 0,000055
0,02 0.000053
0,03 0,000083
0,03 0,000083
0,04 0,000111
0,02 0,000055
0,04 0,0000111
0,01 0.000027
0,01 0,000027
Среднее значение: 0,000050
04041 n=84 шт.,
S=9 мм2
0,03 0,000044
0,02 0,000029
0.05 0,000074
0,05 0,000074
0,04 0,000059
0,02 0.000029
0,05 0,000074
0,02 0,000029
Среднее значение: 0,000050

Зависимость массы потерь от количества изделий на стояке и сечения питателя выражается следующей формулой:

где S — площадь среднего поперечного сечения литника (питателя), мм2,

п — количество изделий на стояке, шт.

На операции доработки литья выполняются следующие технологические переходы: опиливание остатков литников (питателей), удаление облоя, шариков, заливов на ажуре, запайка пор. По характеру выполняемых приемов обработки данная операция аналогична опиловочной (заправка клейма) операции, поэтому величина потерь на данной операции должна быть установлена таким же образом, т.е.находят максимально допустимый норматив съема, и массу потерь рассчитывают от съема. Норматив потерь на операции доработки литья установлен на уровне 4,0% к массе съема. При расчете последней было принято, что основная величина съема приходится на массу опиливаемых остатков литников. В общем виде масса съема при доработке отливок, полученных с одного стояка, выражается

где Мс — масса съема, г,

l — длина минимально возможного остатка литника, мм,

ρ — плотность сплава, г/см3.

Если принять, что l=0,5 мм, то для сплава 583o ( ρ = 13,24 г/см3) масса съема будет

тогда масса потерь составит

Таким образом, установлены три составляющих для расчета потерь на основных технологических переходах операции литья.

Введение данного метода расчета позволило упорядочить расчет величины потерь на литье в зависимости от выполняемых операций, а также выделить операции размонтировки блоков и доработки отливок в самостоятельные участки.