Разработка технологического процесса объекта дизайна, представленного системой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Разработка технологического процесса объекта дизайна, представленного системой

Введение

1. Теоретическая база для разработки технологического процесса по изготовлению объекта дизайна

Системой в общем, называется организационный комплекс средств, необходимых для достижения общей цели. При этом данный комплекс имеет иерархическую структуру, каждый из элементов которой по степеням и иерархиям является средством достижения цели элемента (как доминантного модуля объекта дизайна) или подсистемой более высокого уровня. В данной работе под системой понимается ювелирные изделия или аксессуары, являющиеся системообразующими элементами. Структура системы - это организационная характеристика системы, представляющая собой совокупность устойчивых системообразующих связей и отношений, обеспечивающих стабильность и равновесие системы взаимодействия, соподчиненность и пропорциональность между составляющими её элементами. По своему содержанию и функциональному назначению - связи непосредственного взаимодействия, обеспечивающие формирование у системы новых системных свойств, отсутствующих у отдельных составляющих ее элементов (так, взаимодействие между элементами парюры или интерьера, экстерьера создает способность появление новой продукции, новых объектов дизайна);

Структура находится в тесной взаимосвязи с составом системы, определяется им и сама, в свою очередь, в значительной степени его определяет. Состав - это совокупность элементов, образующих систему. Строго говоря, состав включает только элементы непосредственно данной системы, являющиеся компонентами первого уровня. И в этом смысле состав системы - парюры определяется служебным назначением элементов парюры.

Технологические структуры представляют собой совокупность связей технологического процесса изготовления продукта предприятия, конструкторской и технологической подготовки производства, а также ремонтного, инструментального, энергетического и транспортного обслуживания. Технологически структуры являются плоскими. Их содержание в основном составляют горизонтальные связи, но включаются также и вертикальные связи непосредственного взаимодействия. Технологические структуры подразделяются на структуры материальных потоков основного и обслуживающего производства и структуры информационных потоков, связанных с обеспечением конструкторской и технологической подготовки производства. Технологические структуры можно также рассматривать и в аспекте установления соотношений производственных мощностей цехов, объемов производства и т.п.

Тип производства

Тип производства по ГОСТ 3.1121-84 характеризуется коэффициентом закрепления операций) - К₃₀. При К_зо = 1 - 10 - массовое и крупносерийное производство; K_зо = 10 - 20 - среднесерийное. В единичном производстве К_зо не регламентируется.

, (1)

где Ф_{д об} - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час; в моем случае получилось 1182,6 ч

Q - годовая программа выпуска изделий, шт.; 1100 шт.

Т_{ш-к ср} - среднее штучно-калькуляционное. время операций по изготовлению изделия. 3,5 ч

Подставляем все значения и получаем:

K_зо =18,4301

Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры продукции партиями (сериями), повторяющимися через определенные промежутки времени. В зависимости от размера серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства. Особенности организации серийного производства заключаются в том, что удается специализировать рабочие места для выполнения нескольких подобных технологических операций, наряду с универсальным применять специальное оборудование и технологическую оснастку, широко применять труд рабочих средней квалификации, эффективно использовать оборудование и производственные площади, снизить, по сравнению с единичным производством, расходы на заработную плату.

Серийное производство характерно для выпуска продукции установившегося типа, например, металлорежущих станков, насосов, компрессоров и другого широко применяемого оборудования.

Детали и сборочные единицы

В кулоне содержится три детали и две сборочные единицы - основа кулона третьего порядка, цепь - порядок определяется количеством звеньев. В брошке содержится семь деталей и две сборочные единицы - кулон шестого порядка, булавка(крепление) третьего порядка. В бусах содержится 2 сборочные единицы - это и есть бусы, замок второго порядка, и детали количество определяется количеством бусин и плюс ювелирный трос. В браслете содержится одна деталь - она и является браслетом.

Создание художественного образа

Художественный образ это неразрывное, взаимопроникающее единство объективного и субъективного, логического и чувственного, рационального и эмоционального, абстрактного и конкретного, общего и индивидуального, необходимого и случайного, части и целого, сущности и явления, содержания и формы. В творческом процессе эти противоположности гармонично складываются в единый художественный образ, что дает творцу создавать яркие и эмоциональные произведения, доставляя человеку эстетическое наслаждение, которое пробуждает в нем чувство любви к искусству и чувство прекрасного. Основными чертами художественного образа являются: конкретность, обобщенность, художественный вымысел и эстетическое значение образа. Форма является основным средством выражения художественного образа[1]. Художественным образом для моей системы украшений является орхидея Ванда. Ванду считают королевой орхидей. Ее название «Vanda» имеет санскритские корни, еще ее так называют индийцы. Впервые это имя использовал сэр Уильям Джонсон в 1795 году. Ценится она довольно высоко. Ванда хорошо поддается скрещиванию и имеет много гибридов.

Орхидея относится к роду эпифитов - растений с воздушными корнями. То есть, такие цветы растут на деревьях или скалах, но не в земле.

Вид Ванды - моноподиальная («одноногая»), ее ствол растет только вверх. Высота моноподиальных орхидей может достигать нескольких метров. Различают около 25 видов таких растений.

Встречается Ванда на Юге Китая, в Таиланде, на Севере и Востоке Индии.

Рисунок 1. Орхидея Ванда

Стиль изделия

Стиль модерн полностью покорил ювелирный мир. Внимание уделялось именно художественному вкусу, а не стоимости изделий. Если раньше ювелиры старались использовать только дорогие материалы, такие как золото высшей пробы, бриллиантов, сапфиров, рубинов и изумрудов, что того чтобы показать к какому статусу принадлежит обладатель украшений. То с приходом модерна ювелиры обратили внимание на яркие камни, такие как красочные опалы, турмалины, лунные камни, аквамарины и другие. Так же любимой техникой в этом периоде стала эмаль, ювелиры искали все новые возможности и техники ее применения в своих украшениях. Основной темой стиля модерн становятся растительные и животные мотивы, чаще всего мастера уделяли внимание цветам, природе, насекомым, животным. Флорентийские мотивы изображались в качестве цветов, которые только-только распустились, а также бутонов и увядающих соцветий. Стилистической особенностью модерна стал отказ от прямых линий и углов в пользу более естественного плавного движения изогнутых линий. Стилевая оригинальность художественных образов базируется на орнаментальной волнистости реальных линий природных форм растительного и животного мира, эволюция которых, как самоорганизованных неравновесных систем с фрактальными структурами происходит в результате кризисов и катастроф. Линии модерна часто напоминают танцующие, волнистые арабески, проникнутые органической энергией и жизненной силой растений.

Фирменным знаком линии модерна, как бифуркационного состояния системы, геометрия которого сопоставима с типами катастроф «складка» рисунок 1. и «ласточкин хвост» рисунок 2. стала знаменитая вышивка Германа Обриста «Удар бича» на портьере 1895 г. рисунок 2. Первоначально работа называлась «Альпийские фиалки», но когда какой-то критик сравнил бешеные движения стебля растения с «яростными изгибами обрушивающегося бича», родился термин «удар бича», который вскоре стал фирменным росчерком стиля Ар нуво.

Другой особенностью нового стиля стало стремление архитекторов и художников создать единый синтетический стиль, в котором все элементы архитектурного объекта, убранства его интерьеров были бы связаны в единое художественное целое.

Новый стиль характеризуют в основном волнистые кривые линии, которые выражают динамику в плоскости. Ни одного резкого движения, наоборот, движение спокойное, легко текущее. В формах - подчеркнутая асимметрия. Путем наблюдения природы художники-модернисты стремятся преодолеть сложившийся канон растительных и звериных мотивов исторических стилей. Листья, цветы, стволы и стебли, так же как и контуры тела человека или животного с присущей им асимметрией являются руководством к действию и источником вдохновения. С особым увлечением художники-модернисты выводят кривые, форма которых переходит от вогнутой к выпуклой.

2. Обоснование выбора материала для изготовления объекта дизайна. Определение физико-химических, механических, технологических и эстетических свойств материалов, использованных для производства изделия

Выбор материала. При выборе материала нужно учитывать некоторые аспекты, такие как: свойства материала, износостойкость, стоимость и доступность. Так как изделие должно быть выполнено из белого металла, проведем сравнительный анализ серебра 925 пробы, белого золота 585 пробы, платины 950 пробы. На рисунке 4 представлено наглядное сравнение металлов.

Серебро 925 пробы содержит около 92,5% серебра. Серебро отличается высокими антикоррозионными свойствами и имеет серебристо-белый цвет, также легко плавится, а после изделие хорошо сохраняет твердость. Его нетрудно обрабатывать, так как оно легко принимает различные формы. Единственным недостатком является то, что со временем серебро окисляется и темнеет. Стоимость 1 грамма серебра 925 пробы составляет 31,333 рубль по данным центрального банка на 27.11.2016, тем самым изделия из серебра являются доступными для большего количества потребителей.

Белое золото 585 пробы содержит около 58,5% золота. Изделия из белого золота прочные и долго сохраняют свой блеск. Состав белого золота 585 пробы может быть разным, так как в него могут добавлять серебро, медь, палладий или даже платину. Стоимость 1 грамма 585 пробы золота белого цвета варьируется от 2 до 3,5 тысяч рублей. Популярность этого драгоценного сплава обусловлена его доступной стоимостью для большинства граждан.

Белое золото 750 пробы содержит 75% чистого золота. Высокий процент палладия придает золоту яркий холодный белый оттенок, который очень нравится огромному количеству поклонников золотых украшений. белое золото 750 пробы, несмотря на высокий спрос, является более дешевым, чем платины. Изделия из белого золотого сплава стоят примерно на 40% меньше, чем платиновые. Сплав золота этой пробы считается более престижным по сравнению с другими, поскольку более низкие пробы обладают меньшим в процентным содержанием драгоценного металла. Мастерами ювелирной отрасли при создании своих шедевров, неизменное остается в любимым золото 750 пробы, которое имеет самые лучшие отзывы среди клиентов и является неким «золотым стандартом» в данной сфере.

Платина 950 пробы содержит не менее 95% платины. Именно эту пробу чаще всего используют для изготовления ювелирных украшений. Платина имеет белый цвет с сероватым оттенком, отличается сильным блеском и пластичностью, не реагирует с активными веществами и имеет высокие антикоррозионные свойства. Основными достоинствами платины являются прочность и долговечность, она почти не царапается при носке, в отличие от других металлов. Главным недостатком является стоимость изделий: в среднем цена 1 грамма платины в изделии находится в пределах от 5500 до 7500 рублей. Поэтому изделия из платины не доступны на широкий круг потребителей.

Рисунок 4. Наглядное сравнение серебра, платины и белого золота

После проведения сравнительного анализа для данного изделия было выбрано белое золото 750 пробы, так как оно является универсальным материалом, который включает в себя прочность изделия, блеск и яркость цвета, в тоже время остается доступным для потребителя.

В данной системе преобладает общий элемент - огненный опал, огранки кабашон, форма капля 15 мм, 17 мм. Так же в изделии используется элемент, характерный для стиля модерн и для него выбран и куплен жемчуг молочного цвета, форма капля, размер 5 мм, 7 мм. Так же используется холодная синтетическая эмаль, так как она не выцветает, имеет блеск, если появляются сколы, то легко ремонтируется и полируется.

3. Разработка технологического процесса изготовления объекта дизайна

Для начала разрабатывается эскиз в компьютерной программе для более детальной проработки изделия. Технология производства для всех элементов системы выбрана одинаковая. Разберем технологию на примере кулона.

Основа кулона изготавливается с помощью технологии литья по мастер - моделям (master model) с использованием 3D-принтера. Печать 3D-модели из воска печатается по технологии 3D-печати Multi-Jet Modelling. Для печати требуется материал - VisiJet Hi-Cast. На рисунке 6 изображено кольцо, напечатанное на 3D-принтере.

Рисунок 6. Кольцо из воска, напечатанное на 3D-принтере

Готовое изделие получается синего цвета. Далее изготавливается опока, для этого восковку обмазывают кисточкой формовочной массой в несколько слоев, каждый слой тщательно просушивают. Формомасса имеет сложные компоненты оксидов кремния в виде кварца, гипса, и связующих, например глюкоза. Обычно смесь мелко измельчают и для того, чтобы развести ее, использую дистиллированную воду. Получается смесь сметанообразного состояния с пропорциями 60-70% оксиды кремния и 30-40% гипса.

После этого форму заливают формомассой и отправляют в печь с температурным диапазоном от 100 до 1000°С. После того как восковка вытекла из формы на специальный поддон для воска, производиться прокалка опок. Их устанавливают на решетку нагретой печи и выдерживают при температуре 150° в течение 2-2,5 ч.

Сравним два вида литья: центробежное литье и литье под низким давлением.

Центробежное литье. Заполнение формы жидким металлом определяется его жидкотекучестью и силами, действующими на частицы жидкости. При обычных методах литья такие силы создаются за счет гравитационного поля земли (силы тяжести). Однако, в ряде случаев, этих сил недостаточно, чтобы обеспечить проникновение жидкости в тончайшие каналы формы. За счет быстрого вращения формы можно создать дополнительные, центробежные силы, действующие на расплав, которые могут значительно превышать силы тяжести и обеспечивать заполнение жидкостью тонких элементов формы. В промышленности это называется центробежное литье.

Центробежное литье служит для формообразование отливки, как например, при литье

· труб

· втулок

· дискообразных изделий

Центробежное литье широко применяется в ювелирной промышленности, когда требуется получение тонкого профиля на поверхности отливок, а сами они достаточно ажурны и форма для их отливки имеет тонкие каналы, куда, при обычных условиях заливки, жидкий металл просто не проникнет. Принцип центробежного литья заключается в том, что заполнение формы расплавом и формирование отливки происходят при вращении формы вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной оси, либо при ее вращении по сложной траектории. Этим достигается дополнительное воздействие на расплав и затвердевающую отливку поля центробежных сил. Процесс реализуется на специальных центробежных машинах и столах.

Литье под низким давлением. Суть процесса состоит в заполнении полости литейной формы расплавом с последующим затвердеванием отливки при воздействии избыточного давления воздуха или газа. Термин «низкое давление» подразумевает обычно избыточное давление менее 0,1 МПа

Отливки под низким давлением получают в кокилях, песчаных и оболочковых формах и формах для литья по выплавляемым моделям. Этот способ литья значительно сокращает расход металла на литники, улучшает заполняемость форм, повышает плотность и герметичность отливки. Литьем под низким давлением изготовляют тонкостенные отливки корпусного типа из алюминиевых, магниевых, медных сплавов и реже из стали массой от нескольких десятков граммов до 50 кг. Особенности технологического процесса литья под низким давлением. При литье под низким давлением (ЛНД) в процессе всего рабочего цикла получения отливки литейная форма, металлопровод и тигель объединены расплавом в единую систему (гидравлическую, тепловую, концентрационную). Наличие единой гидродинамической системы позволяет управлять параметрами процесса заполнения формы расплавом (посредством программированного изменения перепада давлений над зеркалом ванны и в форме) с целью достижения оптимального по качеству варианта. Этим важным преимуществом литье под низким давлением в первую очередь отличается от многих известных способов литья, основанных на дозированной заливке расплава в форму или промежуточное устройство. ?

Преимуществами способа литья под низким давлением являются: автоматизация заливки формы; пониженный расход металла; возможность регулирования скорости потока металла (с целью обеспечения оптимального процесса заполнения металлом формы); повышенные плотность и качество структуры металла (благодаря избыточному давлению на него, обеспечению последовательного затвердевания отливок, а также исключению газовой пористости); возможность получения тонкостенных (с толщиной стенок 1,5-2 мм) отливок; высокий уровень механических и эксплуатационных свойств отливок.

После сравнения был выбран способ литья под низким давлением, так как он более точно проникает в форму, повышает плотность и герметичность отливки, а также сокращает расход металла на литники.

Далее металл заливается в формы и литье производится в специальной установке для литья под низким давлением. Интервал регулирования температуры 700-1200°С. Производится литье в герметичной установке при давлении менее 0,1 МПа. В герметичную печь нагнетается газообразная среда, и жидкий металл через металлопровод поступает в форму. За счёт нарастающего, но, прежде всего, равномерного регулируемого повышения давления, форма заполняется медленно. Управляемое наполнение исключает холодное течение и неспаи, неслитины. Во время всей фазы кристаллизации давление в печи обеспечивает надежное питание застывающей отливки металлом. Благодаря технологическим мероприятиям и применению местного охлаждения кокиля в достигается идеально направленное застывание для исключения усадочной пористости.

После форму охлаждают на воздухе. Отделяют блок от формовочной массы легкими ударами молотка по металлической опоке и стержню блока. Затем блок очищают жесткой щеткой. Окончательно очищают отливки от формовочной смеси в 20-40%-ном растворе плавиковой кислоты. После травления отливки промывают в проточной воде и при необходимости осветляют в отбеле: золото в 10%-ном азотном. После промывки и сушки блок готов к отделению отливок от литниковой системы. Отделенные отливки даже в том случае, когда сделаны но модели целого изделия, еще не являются готовыми [4]. После литья изделие отправляется на монтировку для обработки поверхности, окончательной полировки и закрепке камней.

Для начала откусываются литники специальными ножницами по металлу, и напильником выравниваем поверхность. Далее для удаления заусенцев (если такие имеются) используются все возможные надфили сначала грубые, потом с мелкой насечкой такой формы как круг, треугольник, фогельцунг (в форме челнока), плоский. Если в какие-то места надфилем подобраться невозможно, то используют фасеттнштихель, шпицштихель. Так же еще для более мелкой и тонкой обработки можно использовать палочки с наклеенной шкуркой или для получения зеркала пройти поверхность шабером. Полировка изделия проводится на высокоскоростном полировальном станке, при использовании непрошитого белого муслинового круга и пасты Гои. Затем для придания окончательного блеска изделие обрабатывается на этом же станке, только при помощи нитяной щетки. Далее переходим к закрепке камней, в нашем случае это глухая закрепка. Для этого нам понадобится давчик для глухой закрепки и латунная гладилка. С помощью давчика под небольшим углом обжимаем камень с четырех сторон, расположенных относительно друг друга. Продолжаем сжимать камень пока не закроются все зазоры. Убираем все вмятины оставленные давчиком, шлифовальной палочкой и переходим к следующему шагу. Кончиком гладилки нужно пройти по внутреннему краю кромки, чтобы отполировать его.

После этого на элемент кулона наносится холодная (синтетическая) эмаль. Для изделия выбрана именно холодная эмаль, так как она не требует дополнительного оборудования и затвердевает в течении 48 часов при комнатной температуре, образуя красивую глянцевую поверхность, которую почти не отличить, от поверхности горячей эмали, также она более пластична и редко скалывается, а даже если такое происходит, то недостаток легко устранить. Для нанесения эмали на поверхность требуется смешать два компонента нужного цвета в пропорции 2,5:1. Далее эмаль аккуратно наноситься кисточкой, излишки можно убрать с помощью зубочистки и салфетки. На рисунке 7 представлен процесс нанесения холодной эмали на изделие.

дизайн технологический эстетический

Рисунок 7. Процесс нанесения холодной эмали на изделие

После этого изделие оставляется на 48 часов при комнатной температуре до полного высыхания эмали.

Структуру литейного цеха определяет его мощность, номенклатура, режим работы, степень специализации и тип производства.

Современный литейный цех состоит из производственных и вспомогательных отделений, складских и служебно-бытовых помещений:

1) производственных отделений: плавильного, включая участок приготовления шихты; формовочно-заливочно-выбивного, включая сушильные установки; смесеприготовительного, включая бункеры-отстойники; стержневого, включая сушильные установки; отделения обрубки, очистки и термообработки литья с участком исправления литья и гидроиспытаний; отделения грунтовки литья;

2) вспомогательных отделений: ремонтно-энергетического, модельно-опочного, ковшевого, лабораторий, отделений подготовки свежих формовочных материалов, регенерации смесей, каркасного отделения, участков получения углекислоты, установок сантехнического оборудования, подстанций;

3) складов шихты, свежих формовочных материалов, опок, модельной оснастки, приспособлений и инструментов, отливок;

4) служебно-бытовых помещений, в которых размещаются контора цеха, технологическое бюро, службы механика и энергетика, бухгалтерия, бюро труда и зарплаты, производственно-диспетчерская и планово-экономическая службы, бюро технического контроля, гардеробные, душевые, столовые, красные уголки, медпункт, комната гигиены женщины, санузлы.

Инструменты и оборудование, применяемые при литье под низким давлением.

Установка для вибровакуумирования VG-1/63 применяется для уплотнения огнеупорной формовочной массы и удаления пузырьков воздуха при формовке.

Машина литья под низким давлением модели 322

Машина модели 322 является универсальной, предназначенной для работы в литейных цехах с мелкосерийным, серийным и массовым производствами по изготовлению алюминиевых отливок размером от 10,0 до 80,0 кг.

Машина состоит из:

· кокильного станка с вертикальным и горизонтальными разъемами;

· пульта управления, позволяющего в полуавтоматическом цикле управлять всем процессом;

· специальной выкатной электропечи;

· гидростанции и пневмогидроаппаратуры.

Функциональная схема технологического процесса

Схема технологического процесса

Карабин крепится к цепочке за ее звенья, далее основа кулона крепится к цепочке с помощью колечка, три жемчуженки в нижней части кулона крепятся к кулону колечками.

4. Качественные и количественные характеристики качества объектов дизайна

Сборка является последней операцией изготовления медальона, но не последней операцией технологического процесса, который завершается контролем качества изделия. На данном заключительном этапе проверяется соответствие заявленным на чертеже размерам, шероховатость поверхности, масса изделия, качество паяного и исправность шарнирного соединений и т.д. Контроль проводится как внешним осмотром, так и с использованием специализированных инструментов.

При внешнем осмотре изделие осматривают невооруженным глазом на светлой поверхности при дневном свете или освещении лампы дневного света. При этом на поверхности изделия не должно быть вмятин, царапин, пятен, потертостей, ухудшающих внешний вид изделия.

В качестве специализированных измерительных инструментов и оборудования используют штангенциркуль, микрометр, микроскоп, и др.

Заключение

В курсовой работе был выполнен ряд задач. Разработан художественный образ изделия. Рассмотрена возможность изготовления кулона из различных материалов. Исходя из сравнения физических, механических, технологических и эстетических свойств этих материалов был выбран наиболее подходящий вариант. При выборе технологии производства был рассмотрен способ получения изделия литьем. Исходя из конфигурации изделия, для этих способов были выбраны соответствующие методы производства, позволяющие получить заготовки нужной формы и размера при минимальном количестве затрачиваемого материала и требующие меньше времени на последующую обработку. Для литья - это литьё под давлением. Для каждого метода был разработан технологический процесс, описаны все технологические операции, выбран инструмент и оборудование, необходимые для выполнения каждой отдельной операции. Указаны все недостатки и достоинства методов. В завершении проекта составлена технологическая карта для производства кулона.

Размещено на Allbest.ru