Характеристика проекта

Проект внедрения обрабатывающего центра «STE3015» модельной оснастки осуществляется на базе цеха 780 ОАО «НПК «Уралвагонзавод». Цех модельной оснастки 780 стал первым действующим цехом на УВЗ запущен 7 ноября 1932 года. В цехе было сосредоточено два производства - ремонтно-столярное и модельное. С самого начала завод работал на своей модельной оснастке, которую изготавливал модельный цех силами своих специалистов. В годы войны 1941-1945 гг. коллектив цеха пополнился квалифицированными модельщиками из Харькова, повысив квалификацию модельщиков цеха и заложив основу на производство оснастки для танкового броневого литья.

Все заготовки, отливаемые на заводе, начинали свою жизнь с модельного цеха. Это литые опорные катки, башня и множество других не менее сложных деталей. Модельный цех помог освоить заводу выпуск экскаваторов, тракторов, ПУМов, новых моделей вагонов.

Площадь цеха:

1) полная – 2,67 тыс. кв.м.;

2) основная производственная – 2,15 тыс.кв.м.

Структура цеха состоит из 4 основных участков, служб механика, энергетика, хозмастера и планово диспетчерская служба.

1) Участок 02 – участок изготовления деревянных моделей;

2) Участок 04 – заготовительный участок (изготовление столярных изделий)

3) Участок 06 – участок изготовления металлических моделей;

4) Участок 07 – участок изготовления металлических моделей.

Стоимость основных промышленно-производственных фондов на 01.01.2010 г. – 16484,4 тыс.руб.

Модельная оснастка деревянная и алюминиевая, пластиковая для литейных цехов, столярные изделия (дверные и оконные блоки, лестницы, скамейки, планшеты и др.).

Годовой объем выпуска продукции в денежном выражении – 53644,4 тыс.руб.

Трудоемкость годового объема продукции– 305,2 тыс.н/час.

АСУ ТП в цехе нет.

Численность работающих:

1) Общая – 123 чел.

2) РСС - 28 чел.

3) Основных рабочих – 64 чел.

4) Вспомогательных рабочих – 31 чел.

Коэффициент степени механизации труда:

1) Основных и вспомогательных рабочих: 83/123 = 0,675

2) Основных рабочих: 2/64 = 0,031

3) Вспомогательных рабочих: 9/31 = 0,613

Здание цеха построено в 1932 году и не отвечает современным нормам и требованиям. Станочный парк устарел морально и физически.

Технология изготовления модельной оснастки, используемая в цехе сегодня уже давно устарела и может быть использована только для производства моделей ремонтного литья.

Современные методы изготовления модельной оснастки предусматривают изготовление комплектов из полимерных материалов с высокой точностью размеров и чистотой формообразующей поверхности. В цехе необходимо произвести реконструкцию производства с заменой старой технологии на новую.

Для решения обозначенных проблем разработан проект внедрения оборудования для быстрого прототипирования и изготовления оснастки из различных листовых материалов, которые можно фрезеровать: система STE-3015. Модельные материалы: дерево, пластик, алюминий.

На сегодняшний день на рынке оборудования, производящего модельную оснастку для металлургического производства осуществляет широкий ряд предприятий. Услуги, предоставляемые ими на рынке достаточно широки. Это изготовление:

1) комплектов модельной оснастки для отливок деталей всех видов машиностроения любой сложности и габаритов;

2) комплектов модельной оснастки из древесины, металла или пластика (в зависимости от серийности);

3) штампов, кокилей любой сложности, пресс-форм для литья по выплавляемым моделям;

4) комплектов модельной оснастки для отливок по оригиналам деталей без специальной конструкторской документации;

5) комплектов модельной оснастки для художественного литья.

Кроме того, на рынке представляется услуги в комплексе: модель - литьё – деталь, производит ремонт модельных комплектов любой сложности (мелкий, средний, капитальный) и разрабатывает литейно-модельную технологию (изготовление модельной оснастки для литейного производства заказчика). Документация предоставляется в электронном виде (в среде Solid Works, с автоматизированного проектирования САПР), составляется технологическая документация и управляющие программы (УП) для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), ведутся архивы.

Для фрезерования, сверления, шлифования используются 3-х и 5-ти осевые обрабатывающие центры с ЧПУ SPIN (SPRINT FC 2800 CNC фирмы SAHOS и UNI 5SPIN фирмы PADE)

Основными поставщиками в Уральском федеральном округе являются:

1) итальянская компания PADE (г.Cabiate/Милан) - 5-координатные станки;

2) компания SAHOS (Чехия) - 3-5 координатные станки;

3) ООО «Пумори Инжиниринг-Инвест» («Уральская машино-строительная корпорация»).

Для выявления конкурентных преимуществ оборудования, сравним функциональные особенности предлагаемого оборудования и его стоимость, которая определит бюджет проекта.

Таблица 1

Сравнительная характеристика оборудования для модельного производства на рынке Уральского Федерального округа

Параметры сравнения	PADE (г.Cabiate/Милан)	SAHOS (Чехия)	ООО «Пумори Инжиниринг»
Название			STE-3015
Перемещения (X,Y,Z)	0,5 - 2,2 кВт	2,2-4,0 кВт	2,2-6,5 кВт
Приводы осей	24000 - 40000 об/мин	15000 - 40000 об/мин	24000 - 40000 об/мин
Скорость	200 мм/с	150 мм/с	417 мм/с
Обороты шпинделя	сервомоторы	сервомоторы	Безщеточные моторы
Мощность	1200x800x150	1450x2520x 220	1520x1020x250 мм
Стоимость оборудования, тыс.руб.

 

Как видно из таблицы 1, наиболее оптимальным по функциональным свойствами и стоимости является оборудование, которое предоставляет ООО «Пумори-Инжиниринг».

Для работы установок Stratoconcept необходим файл в формате STL. Управляющая программа разрезает его на слои с учетом толщины материала, используя один из вариантов «сглаживания» ступенек.

Оборудование для быстрого прототипирования из мягких материалов. После этого все слои вырезаются из листового материала.

В процессе резания в каждом слое вырезаются отверстия под шпильки, на которые впоследствии деталь собирается в единое целое.

При необходимости, слои можно склеивать друг с другом или сваривать, в зависимости от материала.

Рис. 6. Технология оборудования STE-3015

 

Достоинства технологии:

1) использование различных, в том числе отечественных материалов;

2) большой диапазон рабочих конвертов оборудования;

3) невысокая стоимость оборудования и ПО;

4) используется широкая гамма листовых материалов, имеющихся на рынке (дерево, фанера, пластик, металл, модельные материалы, пенопласт);

5) процесс адаптирован для учебных заведений;

6) файлы не требуют длительной подготовки;

7) установка легко интегрируется в производственную среду;

8) широкая область применения: макеты, функциональные прототипы, пресс- формы, модели...

9) высокая скорость изготовления;

10) возможность изготовления крупногабаритных деталей (2х3 м и больше), нет ограничений по высоте;

11) возможность создания конформных охлаждающих каналов;

12) низкие затраты на изготовление деталей;

13) экономный расход материала;

14) процесс экологически безопасен: отходы легко утилизируются;

Применение компьютерных методов проектирования и особенно технологии быстрого прототипирования позволяет многократно сократить время на изготовление модельной оснастки и, что немаловажно, исключить влияние человеческого фактора на всех этапах ее изготовления.