Milling-master.ru

В помощь хозяину
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чертеж литейного производства

Схема литейного производства

Процессу изготовления отливки предшествуют (рис. 1.3) такие этапы жизненного цикла, как выбор способа литья, разработка чертежа отливки, разработка технологического процесса литья, разработка технических заданий (Т3) и проектирование средств технологического оснащения (СТО), изготовление СТО – то есть необходимой технологической оснастки.

Технологический процесс изготовления отливки в общем виде включает следующие основные этапы : плавку жидкого металла, изготовление (или подготовку, если форма многоразовая) литейной формы, заливку металла, выдержку металла в форме для затвердевания и охлаждения, выбивку (или извлечение) отливки из формы, финишную обработку отливки.

В зависимости от вида сплава в литейных цехах используется следующее плавильное оборудование: вагранка (для плавки чугуна), дуговая электропечь (чугун, сталь), пламенные печи (мартеновская – для плавки стали, прочие пламенные – для плавки чугуна и цветных сплавов), конвертер (сталь), индукционная электропечь (все сплавы), электропечь сопротивления (цветные сплавы). Для получения ответственных тонкостенных отливок из серого и ковкого чугуна используются также дуплекс-процессы: “вагранка — дуговая электропечь”, “вагранка — индукционная электропечь” и “вагранка — пламенная печь”.

Для заливки расплавленного металла в литейную форму применяют чайниковые (чугун, цветные сплавы), барабанные (чугун) или стопорные ковши (сталь).

В соответствии с ГОСТ 18169 литейная форма – это система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Литейная форма, используемая для заливки расплавленным металлом лишь один раз и разрушаемая при извлечении отливки, называется разовой. Литейная форма, используемая для заливки расплавленным металлом более одного раза, называется многократной.

Наибольшее применение в литейном производстве(до 90%) имеют разовые песчаные формы. Прочие разовые формы имеют ограниченное применение.

После затвердевания и охлаждения до заданной температуры отливка из формы извлекается либо путём разрушения формы (разовая форма), либо посредством раскрытия формы и выталкивания отливки (многократная форма). Процесс извлечения отливки из разовой формы называется выбивкой. Литейные стержни в процессе выбивки отливок либо разрушаются (разовые стержни), либо извлекаются из отливки для повторного использования (многократные стержни).

Далее отливка охлаждается на воздухе до комнатной температуры и поступает на финишную обработку, которая включает отделение от отливки литниковой системы (отбивка, газовая резка, обрубка, механическая резка), очистку (галтовочный барабан, дробеструйная очистка, дробеметная очистка и др.), зачистку (питателей, заусенцев и запивов) абразивными кругами. Некоторые виды очистного оборудования представлены на рис. 1.7.

При необходимости отливки подвергают термической обработке (отжиг белого чугуна для получения ковкого чугуна, отжиг или нормализация отливок из углеродистой стали и др.), а также первичной механообработке. Далее отливки проходят контроль (от визуального до ультразвукового и рентгеновского) и, как правило, окрашиваются (грунтовка). Готовые отливки (литые заготовки, литьё) поступают в механические и другие цеха для размерной обработки.

Классификация литейных форм

По конструкции литейные формы бывают разъёмными (одна, две и больше плоскостей или поверхностей разъёма) и неразъёмными. Разъёмные формы могут иметь горизонтальную или вертикальную плоскости разъёма.

В зависимости от типа производства, габаритов, сложности, толщины стенок отливки и вида заливаемого металла литейные формы изготавливаются из различных материалов. Среди разовых форм наибольшее распространение как указывалось выше имеют песчаные формы. Они изготавливаются из специально составленных формовочных смесей, огнеупорной основой которых является кварцевый формовочный песок. В качестве связующего материала для формовочной смеси могут служить огнеупорная формовочная глина, жидкое стекло, смолы холодного и горячего отверждения, холоднотвердеющие смолы в сочетании с поверхностно-активными веществами (для получения жидких формовочных смесей) и др. По агрегатному состоянию песчаные смеси бывают сыпучие, пластичные и жидкие (жидкоподвижные).

Вид связующего материала и способ упрочнения формовочной смеси определяют и соответствующий вид песчаной формы: песчано-глинистая сырая; песчано-глинистая сухая песчано-глинистая подсушенная; песчано-жидкостекольная (по СО2-процессу); песчано-жидкостекольная из пластичных самотвердеющих смесей (по ПСС-процессу); песчано-жидкостекольная из жидких самотвердеющих смесей (по ЖСС-процессу); песчано-смоляная из холоднотвердеющих смесей (по ХТС-процессу); песчано-смоляная, отверждаемая при продувке газообразным катализатором (по Ашланд-процессу) и др. Известны литейные песчаные формы, изготовленные без связующего материала (замороженные, по пенополистироловым моделям, песчаные вакуумно-плёночные). По толщине стенок песчаные формы подразделяют на тонкостенные, позволяющие в той или иной мере воздействовать извне на процесс затвердевания и охлаждения отливки в форме (толщиной до 20-50мм), и толстостенные, или объёмные песчаные формы, процесс затвердевания и охлаждения отливки в которых определяется лишь теплофизическими свойствами материала формы. Среди многократных литейных форм наибольшее применение имеют металлические формы, изготавливаемые из серого и высокопрочного чугунов, углеродистых и легированных сталей, алюминиевых сплавов, покрытых термостойким анодным слоем.

Классификация процессов литья

Наименование процесса (способа) литья определяется, как правило, либо видом заливаемой литейной формы, либо способом заполнения расплавленным металлом рабочей полости формы. Условно принято считать, что литьё в разовые песчаные формы относится к обычным, традиционным способам литья, а все другие способы литья – к специальным. Специальные способы литья иногда могут значительно повышать его стоимость, но позволяют получать отливки повышенного качества с минимальным объёмом механической обработки.

Читать еще:  Элементы литейной формы

Чертёж отливки

Исходным документом для разработки чертежа отливки служит чертёж детали Отливка отличается от детали припусками на механическую обработку, наличием литейных радиусов и литейных уклонов, а также отсутствием некоторых отверстий (диаметром менее 10-20мм), которые целесообразнее получать механической обработкой (сверлением).В некоторых случаях отливка снабжается технологическими напусками, рёбрами , стяжками.

Припуск на механическую обработку – это дополнительный слой металла, который удаляется при механической обработке с целью получения заданной точности, а также качества поверхности, получение которых не обеспечивает данный технологический процесс литья. Величина припуска регламентируется ГОСТ 2.423, 1855 и др. и зависит от способа литья, габаритных размеров отливки, её материала. Припуск на обработку составляет от 0,5 до 20 и более миллиметров на сторону.

При литье в металлические формы литейные уклоны обеспечивают беспрепятственное извлечение из формы отливки.

Литейные радиусы обусловлены поверхностным натяжением заливаемого металла, в силу которого жидкий металл не заполняет прямые и острые углы рабочей полости формы. Литейные радиусы способствуют также лучшему уплотнению формовочной смеси в углах рабочей полости формы, уменьшают вероятность образования в отливках трещин. Величина литейных радиусов – от 0,5 до 20 мм, а при литье толстостенных заготовок может достигать 200 мм.

Чертёж отливки разрабатывается на основании технологических указаний на чертеже детали: плоскости разъёма формы, количества и конфигурации стержней, припусков на обработку, литейных уклонов и радиусов, мест подвода металла (питателей), расположения выпоров и прибылей. При определении плоскости разъёма формы (и модели) обрабатываемые поверхности отливки располагают внизу или вертикально, т. к. верхние части отливки всегда более загрязнены и качество металла в них ниже. Для повышения точности отливки желательно её располагать, если это возможно, в одной полуформе (лучше – в нижней). Конфигурация модели должна позволять, по возможности, её извлечение из формы без отъёмных частей и без дополнительных стержней. Количество стержней в форме должно быть минимальным. Зачастую плоскость разъёма формы совпадает с осью симметрии отливки. Рекомендации по определению рациональной плоскости разъемы формы даны в приложении 2.

На чертеже отливки записываются также технические требования, указываются, при необходимости, базовые поверхности при механической обработке.

Построение чертежа литой заготовки

После определения положения отливки в форме и выбора поверхности разъема формы с учетом анализа технологичности детали необходимо разработать чертеж отливки.

Чертеж литой заготовки вычерчивают по чертежу детали. Допускается выполнять чертеж отливки непосредственно на чертеже детали. Прежде всего по допускам размеров детали или по приведенным на чертеже техническим условиям определяют класс точности отливки и допуски ее размеров.

С учетом класса точности отливки, требований к ней, серийности производства и технических возможностей цеха выбирают способ литья. В этой главе рассматриваются вопросы построения чертежа отливки применительно к традиционным способам литья в разовые формы. С учетом возможностей литья в разовые песчаные формы с точки зрения обеспечения чистоты поверхности определяют поверхности отливки, подвергаемые механической обработке. К ним относят все поверхности детали, шероховатость которых Rz меньше значений, достигаемых при принятом способе изготовления отливок. Шероховатость необрабатываемых поверхностей, соответствующая шероховатости литой поверхности при принятом способе литья, обозначается в правом верхнем углу чертежа, если она нормируется по техническим условиям. Если шероховатость необрабатываемых поверхностей не нормируется, то она не указывается.

Перед построением чертежа отливки необходимо определить ее положение в форме при заливке и выбрать плоскость разъема. С учетом положения отливки в форме и выбранной плоскости разъема назначают припуски на механическую обработку для всех обрабатываемых поверхностей. Методика определения припусков на механическую обработку рассмотрена выше. Контур отливки с учетом припусков на механическую обработку изображают сплошной тонкой линией. Величину припуска указывают цифрой под или перед знаком шероховатости поверхности детали. Припуск штрихуют в плоскости разреза отливки. Пример изображения припусков показан на рис. 2.11.

Если в направлениях, перпендикулярных плоскости разъема, не предусмотрены конструктивные уклоны, то необходимо определить формовочные уклоны для лучшего съема полуформ с модели в соответствии с ГОСТ 3212-92. Уклоны задаются в градусах или миллиметрах.

В зависимости от требований, предъявляемых к поверхности отливки, формовочные уклоны следует выполнять:

• на обрабатываемых поверхностях отливки сверх припуска на механическую обработку за счет увеличения размеров отливки (рис. 2.12, а);

• на необрабатываемых поверхностях отливки, не сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет одновременного увеличения и уменьшения размеров отливки (рис. 2.12, б);

• на необрабатываемых поверхностях отливки, сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет уменьшения (рис. 2.12, в) или увеличения (рис. 2.12, г) размеров отливки в зависимости от поверхности сопряжения.

Если вертикальные стенки отливки обрабатываются, то уклоны всегда дают «в плюс». Также «в плюс» указывают уклоны, если стенка не обрабатывается, но толщина ее меньше 3 мм. При толщине стенки 3-6 мм уклоны дают «в плюс-минус», а при толщине больше 6 мм — «в минус».

Читать еще:  Основные литейные сплавы

Данные по формовочным уклонам (ГОСТ 3212-92) приведены в табл. 2.1. Уклоны на чертеже отливки, как правило, не показывают. В технических требованиях к отливке на чертеже указывают: «Формовочные уклоны по ГОСТ 3212-92». При необходимости отдельные поверхности на чертеже обозначают буквами (например, А) и в технических условиях записывают, как по этим поверхностям выполняются уклоны («в минус», «в плюс» или «в плюс-минус»). Например, по поверхности А уклоны выполняются «в плюс», а по остальным поверхностям — «в плюс-минус».

Сквозные и несквозные обрабатываемые пазы на чугунных отливках не отливаются, если ширина паза а 50 мм пазы отливаются (рис. 2.16). Если паз не отливается, то на чертеже отливки в разрезе он заштриховывается, а в плане перечеркивается двумя линиями крест-накрест.

Уступы и выемки на чугунных отливках не отливаются в том случае, если a + b

Понятие о чертеже модельно-литейной технологической разработки

Руководящим документом для изготовления моделей, стержневых ящиков и других элементов модельного комплекта (см. 2.1) служит модельный чертеж, который разрабатывается с учетом производственных условий (наличие и типы деревообрабатывающих станков, приспособления для механизации и автоматизации выполняемых операций и др.) в технологическом бюро модельного цеха на основе первичного документа — чертежа модельно-литейной технологической разработки (см. рис. 2.21,а). В модельном чертеже приводятся сведения о выборе материала для модельного комплекта, типах заготовок, методах выполнения знаков и выступающих частей моделей и стержневых ящиков, типах галтелей и др.

Чертеж модельно-литейной технологической разработки (рис. 2.21,в) подготавливается технологом-литейщиком на основе чертежа детали (рис. 2.21 ,а,б,г), поступающего к нему из конструкторского отдела завода, проектирующего данную машину.


Рис. 2.21. Деталь «Зубчатое колесо» (а), чертеж детали (б), чертеж модельно-литейной технологической разработки (в), чертеж отливки (г)

Руководствуясь ГОСТ 2.423—73, в котором приведены правила выполнения чертежей элементов литейной формы и отливки, а также учитывая существующие в данном литейном цехе производственные условия (типы формовочных и стержневых машин, размеры опок, наличие грузоподъемного и транспортного оборудования и др.), технолог при составлении чертежа модельно-литейной технологической разработки вносит в чертеж детали (см. рис. 2.21,6) ряд изменений:
1. Упрощает внешние и внутренние очертания детали, так как отверстия малого диаметра (менее 10 мм), мелкие пазы и т. п. элементы рационально получать при последующей механической обработке отливки.

2. Выбирает наиболее рациональное положение отливки в период заливки формы, обеспечивающее направленное ее формирование и отсутствие дефектов усадочного происхождения, а также высокое качество обрабатываемых поверхностей. При этом учитывает, что наиболее чистыми (с малой шероховатостью) и с плотной структурой литейного сплава получаются нижние и боковые (по положению при заливке) плоскости отливок, в то время как на их верхних поверхностях могут концентрироваться газовые и песчаные раковины.

3. Назначает припуски на механическую обработку отливки, величина которых выбирается по ГОСТ 26645—85. Величина припусков для мелких отливок обычно составляет 0,2—4 мм, для средних 4—10, а для крупных достигает 50 мм.

4. Выбирает плоскости (линии) разъема модели и формы. При этом технолог стремится расположить модель в одной — нижней полуформе, что упростит формовку, позволит избежать заливов и швов на отливке, которые могут образоваться у плоскости разъема формы.

5. На вертикальные плоскости модели для облегчения извлечения ее частей из формы назначает формовочные уклоны по ГОСТ 3212—80 (рис. 2.22), величина которых колеблется в пределах: 0°30’—3° — на деревянных моделях и 0°20’—1°30′ — на металлических.


Рис. 2.22. Формовочные уклоны:
а — способы выполнения, 6 — показатели, а — виды формовочных уклонов модели при получении отливки детали «Шкив»

6. Устанавливает требуемое число стержней, их форму и размеры. При этом особое внимание уделяется знакам моделей и стержневых ящиков в целях обеспечения удобной и надежной установки стержней в форму, что достигается назначением размеров их параметров по ГОСТ 3606—80 (рис. 2.23). Высота вертикальных знаков h1, h2 (рис. 2.23,а) и длина горизонтальных знаков l (рис. 2.23,6) стержней назначаются с учетом их длины L и диаметра D; их величина колеблется в пределах 20—500 мм. Чтобы полость формы не обжималась и не засорялась, между ее стенками и знаками стержней предусматриваются зазоры S1, а также промежутки между верхним знаком стержня и формой b. При сборке формы стержень должен свободно попасть в знак верхней полуформы и не повредить ее стенок, поэтому верхние знаки стержней (см. рис. 2.23,а) делают меньшей высоты и с большими уклонами — 5—8°, а нижних — 3—5°. С той же целью на горизонтальных знаках моделей (рис. 2.23,6) предусматриваются козырьки с уклонами и зазорами S2, S3, величина которых (в зависимости от размеров стержня) составляет 1—6 мм для сырых и 1,5—12 мм для химически твердеющих форм. Канавка е предусмотрена, чтобы предупредить обжим знака формы при установке стержня, а кольцевая выточка «с» — чтобы осыпавшаяся смесь поместилась при установке стержня в знак формы.

Читать еще:  Вибропрессованная тротуарная плитка технология


Рис 2.23. Знаки, зазоры и уклоны вертикальных (а) и горизонтальных (б) цилиндрических стержней

7. Назначает величину усадки литейного сплава, согласно которой рабочий-модельщик при изготовлении оснастки пользуется специальным метром, имеющим увеличенную длину: 101 см — для отливок из серого чугуна и 102 см — из стали.

8. Выбирает тип литниковой системы и элементов питания отливки, устанавливает места их взаимного расположения по отношению к модели.

Металлургическая продукция

Разработка технологического процесса литья в песчаные формы начинается с разработки чертежа отливки. Исходным документом для разработки чертежа
отливки является чертёж детали. Чертёж отливки будет отличаться от чертежа детали следующими параметрами:

1. Припуск на механическую обработку – это дополнительный слой металла (на сторону), который будет удалён в процессе последующей механической обработки отливки, с целью обеспечения необходимой точности и чистоты (шероховатости) поверхности. Величина припуска на механическую обработку
регламентируется ГОСТами и зависит от материала отливки, от её размеров и от расположения отливки в форме. Чем больше усадка и размеры изделия, тем больше припуск. Так как качество отливки в нижней части формы выше, чем в верхней, где скапливаются многие литейные дефекты (шлаковые включения, газовые пузыри и т.д.), то припуск для верхней части отливки будет больше, чем для нижней и боковых частей.

2. Технологический припуск – служит для упрощения и облегчения процесса изготовления отливки. Они показаны на рисунке 1 и к ним относятся:

а) литейные уклоны – все наружные вертикальные поверхности отливки изготавливаются с уклоном в несколько градусов (в зависимости от высоты модели
и в соответствии с ГОСТами) для удобства извлечения модели из формы без её разрушения. Уклоны выполняются в направлении извлечения модели из формы.

б) напуски – служат для упрощения изготовления отливки. Небольшие отверстия в отливке можно не делать, так как их целесообразнее просверлить в
процессе механической обработки. Так же поступают с различными мелкими канавками, уступами, выточками и т.п.

в) приливы – предусматривают для удобства крепления отливки в приспособления при механической обработке, для захвата изделия при транспортировке. Их удаляют при механической обработке.

г) рёбра – предусматривают для предохранения отливки от коробления при затвердевании, охлаждении и термической обработке.

д) стяжки – имеют такое же назначение, что и рёбра, но они удаляются при последующей механической обработке.

е) галтели – закругления внутреннего угла отливки для получения плавного перехода в сопрягаемых стенках. Галтели препятствуют осыпанию формовочной
смеси в углах модели при её извлечении из формы и позволяют избежать концентрации напряжений в углах отливки при её затвердевании и охлаждении.

а – литейные уклоны; б (1) – напуски; в (2), д (4) – приливы для удобства закрепления при механической обработке и транспортировке; г (3) – рёбра жёсткости; е – галтели
Рисунок 1 – Обозначения на чертеже отливки

Чертёж отливки должен содержать технологические указания по изготовлению отливки:
а) линия разъёма модели с указанием верха и низа по расположению её в форме;
б) линия разъёма стержня;
в) место подвода питателя в форме;
г) расположение базовой поверхности, от которой осуществляется разметка;
д) расположение и конструкция прибыли;
д) точность и шероховатость поверхности отливки в соответствие с техническими условиями;

Линию разъёма устанавливают исходя из следующего:
а) обрабатываемые поверхности отливки должны находиться внизу для получения более чистой и плотной поверхности;
б) более высокую часть модели следует устанавливать в нижней полуформе;
в) обеспечение более лёгкого извлечения модели из формы;
г) стержни должны находиться в плоскости разъёма модели или
перпендикулярно плоскости разъёма формы;
д) обеспечение точности размеров отливки;
е) недопустимость криволинейного разъёма;
ж) базовые поверхности, необходимые для разметки, не должны пересекаться линией разъёма.

Так как отливки, изготовляемые в одной полуформе, имеют большую точность, по возможности следует проектировать неразъёмные модели.
На чертеже отливки указываются опознавательные данные – марка сплава, масса отливки, место клеймения и т. д., а также специальные данные – технические условия на приёмку, твёрдость, указания об испытаниях и т д.

Чертёж отливки содержит контуры и размеры чертежа детали, поверх которых выполняется чертёж отливки. На чертеже отливки вычерчивают в тонких линиях и штрихуют все элементы (отверстия, впадины, уступы, выточки) не выполняемые при литье. Все размеры чертежа отливки увеличивают на величину линейной усадки. Вместе с разработкой чертежа модели и её изготовлением, осуществляется разработка чертежей и изготовление модельного комплекта.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector