Эскиз песчаной литейной формы

Литье в песчаные формы

Основные вопросы темы

Принципиальная схема технологического процесса изготовления отливки в песчаной форме.

Конструкция литейной формы, ее основные элементы.

Модель отливки как основа литейной оснастки, материал модели,

принцип его выбора, особенности конструкции модели.

Стержень, его назначение, особенности конструкции.

Литниковая система; элементы литниковой системы, требования,

предъявляемые к ней.

Формовочные и стержневые смеси, их состав и свойства.

Преимущества и недостатки литья в песчаные формы.

Отливкой называют изделие, полученное при затвердевании металла или иного материала в литейной форме.

Песчаные литейные формы изготавливают из формовочных смесей на основе кварцевого песка. Типовой состав формовочной смеси представлен в табл. 2.1. Смеси должны обладать следующими технологическими свойствами: пластичностью, прочностью, газопроницаемостью, выбиваемостью и огнеупорностью.

К стержневым смесям предъявляются более высокие требования, чем к формовочным. Более высокая прочность стержневой смеси достигается за счет добавки связующих материалов на основе синтетических смол, которые при контакте с расплавленным металлом выгорают, что способствует легкой их выбиваемости (табл. 2.2).

Типовой состав формовочной смеси

Добавки, улучшающие свойства смесей (молотый уголь, мазут, асбестовая крошка, опилки, битум и др.)

Вода (сверх 100% сухой смеси)

Типовой состав стержневой смеси

Связующие материалы на основе синтетических смол и других веществ

Приготовление формовочной смеси

Изготовление модели и стержневого ящика

Приготовление стержневой смеси

Выбивка отливки из формы

Сборка литейной формы и заливка ее металлом

Выбивка стержня из отливки

Контроль отливки Обрубка и очистка литья

Рис. 2.1. Схема технологического процесса изготовления отливки в песчаных формах

Технологический процесс изготовления отливок в песчаной форме состоит из ряда основных и вспомогательных операций, выполняемых в определенной последовательности (рис. 2.1).

Для изготовления формы используют модель отливки – элемент технологической оснастки, по которой получают негативный отпечаток внешних очертаний будущей отливки в пластичной формовочной смеси. Модели бывают разъёмные и неразъёмные. Основными материалами смеси для моделей служат: древесина, алюминиевые сплавы, чугун и др. Для получения отливки (рис.2.2) используется модель, представленная на рис.2.3.

Рис. 2.2. Эскиз отливки

Рис. 2.3. Эскиз модели: 1 уклоны знаковой части модели; 2 литейные уклоны модели; 3 знаковая часть модели; 4 плоскость разъема; 5 центрирующие шипы

Стержень служит для получения внутренней полости в отливке. Стержень состоит из основной (профилирующей) части и знаков, являющихся опорными частями стержня (рис.2.4).

Рис. 2.4. Эскиз стержня: 1 основная (профилирующая) часть стержня; 2 знак стержня

Последовательность изготовления песчаной литейной формы в двух опоках

Изготовление песчаной литейной формы (формовка) ведется в определенной последовательности с использованием модельного комплекта. В модельный комплект входят: опоки, модельная плита, модели отливки и элементов литниковой системы, стержневые ящики и другие приспособления. Последовательность операций формовки представлена на рис. 2.5 2.8.

Рис. 2.5. Установка нижней части модели отливки, модели питателя и нижней опоки на подмодельную плиту: 1 половина модели отливки; 2 модель питателя; 3 нижняя опока; 4 подмодельная плита; 5 центрирующие шипы; 6 центрирующий штырь

Рис. 2.6. Нижняя опока-полуформа: 1 формовочная смесь; 2 вентиляционные каналы

Рис. 2.7. Набитые верхняя и нижняя опоки-полуформы: 1 модели выпоров; 2 модель отливки; 3 модель стояка; 4 литниковая чаша; 5 верхняя опока; 6 модель шлакоуловителя; 7 центрирующий штырь; 8 нижняя опока

Рис. 2.8. Эскиз песчаной литейной формы в сборе: 1 нижняя опока; 2 верхняя опока; 3 плоскость разъема; 4 зазоры; 5 вентиляционный канал; 6 выпоры; 7 литниковая чаша; 8 стояк;

9 шлакоуловитель; 10 питатель; 11 центрирующий штырь; 12 скоба; 13 местный разрез; 14 плита; 15 формовочная смесь; 16 стержень; 17 рабочая полость формы

Эскиз полученной отливки с элементами литниковой системы представлен на рис. 2.9.

Литниковая система служит для заполнения рабочей формы металлом, для улавливания шлака и удаления воздуха, вытесненного из рабочей полости.

Требования к литниковой системе:

занимать малый объем;

обеспечивать рациональный подвод металла в рабочую полость.

Рис. 2.9. Отливка с элементами литниковой системы: 1 отливка;

2 — выпор; 3 чаша; 4 стояк; 5 питатель; 6 шлакоуловитель

Практическая работа: «Литье в песчаные формы».

Задача. По предложенному преподавателем эскизу отливки разработать эскиз модели, эскиз стержня, конструкцию литейной формы.

По заданию учебного мастера изготовить песчаную форму в двух опоках.

Безрук, В.Б. Литьё в песчаные формы: метод. руководство к практической работе/ В.Б.Безрук, Л.П.Маслакова; МАДИ (ТУ). — М., 1996.

Материал взят из книги Технология конструкционных материалов (Л.П. Маслакова)

Литье в песчаные формы

Литье в песок (литье в песчано-глинистые формы) — один из самых распространенных методов получения литых заготовок во многих отраслях промышленности – станкостроение, автомобильная отрасль и многое другое. Этот способ широко применяют при единичном, серийном и массовом производстве.

Технология литья в песчаные формы

Технология литья в формы из песка не отличается сложностью. Такой метод литья применяют для изготовления отливок и деталей из серого чугуна, низкоуглеродистые стальные сплавы. Иногда, литье в песчаные формы используют для обработки цветных металлов – алюминия, меди и пр.

Выбирая такое литье в песок технолог, должен понимать, что качество готовых деталей будет довольно низким. Это связано в первую очередь с тем, использование такой технологии не может гарантировать того, что в жидкий сплав не попадут посторонние включения. При литье в песчаные формы весьма бурно происходить газообразование, особенно этот процесс, проявляет себя при литье во влажные формы. Допустимо использовать такую форму литья для получения деталей со сложной геометрией. Но ряд ограничений на получение таких заготовок накладывает то, что изъятие готовой отливки сопряжено с определенными сложностями.

Литье в песок позволяет получать заготовки до сотен тонн весом. Таким образом, производят станины для металлорежущего оборудования, корпусные детали и пр.
Между тем точность получаемых заготовок ниже 14 квалитета, кроме того, на поверхности отлитых деталей можно встретить раковины, посторонние включения. Именно поэтому те поверхности, которые будут контактировать с другими деталями, всегда подвергают механической обработке.

Литейная продукция

Литье в песок или землю применяют для производства множества деталей. Для удобства потребителей их можно систематизировать в несколько групп.
Группа А – к этой группе относят отливки простой формы – кольца, колеса, маховики и пр.
Группа Б – к этой группе относят элементы арматуры, подшипниковые корпуса, сложные поверхности с тупым или острым углом.
Группа В – она включает в себя заготовки для зубчатых колес, станины, кожуха и пр.
Группа Г – это отливки для производства станочных станин, сложные корпусные детали.
Группа Д – это отливки, которые получают методом формования по модели.

Таким образом, можно сделать вывод, что в формы из песка можно выполнять отливку и канализационных люков, и детали со сложной геометрической формы, например, кожуха ступеней компрессоров и пр.
При проектировании формы из песка, конструктор должен учитывать то, что в том направлении куда будет извлекаться готовая отливка не должна иметь никаких препятствий в виде выступающих стержней и пр.

Литейные модели

Модели для такой формы литья в песок должны выдерживать довольно большое давление, которое возникает при набивке опоки литейной землей. Именно поэтому для изготовления литьевых форм применяют металл, твердую древесину. Все материалы, которые допустимо использовать для изготовления литьевых форм допускается комбинировать. То есть их можно собирать на резьбовых соединениях, склеивать и пр. Для устранения пор на деревянных частях моделей из тщательно обрабатывают абразивной шкуркой. Затем, ее покрывают лаком. При изготовлении литейных форм необходимо учитывать то, что необходимо выдерживать углы наклона вертикальных плоскостей. Наличие этих углов впоследствии облегчит изъятие готовой отливки из формы.

Основные элементы литья в песчано-глиняные формы

Одним из ключевых факторов, определяющих качество выполнения литья – это свойства песка (земли), применяемого для получения литьевой оснастки. Практика показывает то, что чем мельче и чище песок, тем качество получаемой отливки будет выше.
Нельзя забывать и о стержнях, которые могут быть много- или одноразовые.

Общая классификация песчаных формовочных смесей

В зависимости от применения смеси можно разделить на следующие подвиды:

• облицовочные их применяют при создании рабочей поверхности формы;
• диные (наполнительные), их применяют непосредственно для создания формы.

Общая классификация песчаных формовочных смесей

Облицовочные материалы обладают толщиной, которая определяется толщиной будущей отливки, она может составлять 20 – 100 мм. Сверху смеси, применяемой для облицовки, может быть засыпана наполнительная смесь.
Наполнительную или единую смесь применяют для набивки всей формы и применяют для производства оснастки при всех видах производства, начиная от единичных изделий и заканчивая массовым.

Изготовление литейной песчаной формы

Литье в песчаные формы начинается с ее создания. Отличительной чертой песчаной оснастки является то, что их можно использовать только один раз и для получения новой детали необходимо изготавливать новую.

Оснастку производят, имея на руках модель будущей детали. Ее устанавливают в опоку (деревянная или металлическая коробка для формовочной смеси), засыпают землю. Затем необходимо уплотнить засыпанную песчаную смесь. Для этого используют ручной или механизированный инструмент ударного действия и приспособления. По достижении смесью необходимой кондиции, то есть необходимой плотности, модель извлекают и в распоряжении литейщиков останется готовая технологическая оснастка.

Для получения полостей расположенных внутри будущей отливки применяют стержни. Их как правило, изготавливают из того же материала, что и саму оснастку.
В процесс производства литейной формы из песка входят следующие основные этапы.

• установка модели в опоку;
• уплотнение песчаной смеси;
• изъятие модели из опоки.

Трудоемкость и технология производства литейной оснастки во многом зависит от следующих параметров:

• размера будущей отливки;
• количества полостей;
• типа оснастки.

Если изготавливаемая форма требует дополнительного нагрева или запекания, то затраты времени на ее производство резко вырастут. Для облегчения изъятия готовой отливки на рабочие поверхности наносят различные смазки, например, солидол.

Сборка песчаной литейной формы

После того как оснастка для литья произведена, ее готовят для заливания расплава. Рабочие поверхности необходимо смазать специальным составом, который способствует свободному извлечению готовой отливки. После подготовки рабочих поверхностей выполняют установку литьевых стержней.

Процесс изготовления формы

На завершающем этапе, полуформы соединяют между собой и надежно скрепляют. Надежность сборки не позволит расплаву вытечь за пределы формы.

Типы песчаных форм

Многообразие песчаных форм для литья позволило их разделить на несколько групп, предназначенных для получения отливок с разными характеристиками.

Песчаные литейные формы

Всего можно назвать 7 групп литейной технологической оснастки или модельных комплектов.

1. Модельный набор, произведенный из металла, в состав, которого входят дополнительные приспособления для выполнения машинной формовки.
2. Набор, выполненный из металла, в его состав включены дополнительные приспособления, которые предназначены для выполнения машинной и ручной формовки.
3. Модельный набор, используемый для выполнения машинной и ручной формовки. Сами модели произведены из металла, а некоторые части, например, стержни для формирования полостей выполнены их древесины разных пород.
4. Набор для производства ручной и машинной формовки. Модели и стержни, подвергаемые сильному износу, выполняют из металла.
5. Набор для формовки отливок из твердых пород древесины.
6. Набор для формирования отливок, выполненный из мягких пород древесины.
7. Наборы для выполнения ручной формовки отливок.

Сырая песчаная форма

Для производства литьевой оснастки используют смеси, состоящие из песка, воды, глины и какого-либо связующего материала. Типовой рецепт выглядит примерно так:

Сырая песчаная форма

Оснастку такого типа относят к весьма экономичным и широко используемым.

Подсушенная песчаная форма

Производство такой оснастки похоже на производство сырой формы, но в рецептуру вводят дополнительные материалы, предназначенные для связывания компонентов смеси.

Подсушенная песчаная форма

Рабочие поверхности оснастки просушивают прогреванием. Такой подход к изготовлению форм приводит к росту точности размеров заготовок и их качества. Производство таких форм требует больших затрат времени и в результате их стоимость растет, а выпуск деталей нижается.

Сухая песчаная форма

В оснастке такого типа используют добавки органического типа. Их задача связывание компонентов смеси в единое целое. Окончательную обработку производят в печи. К явным достоинствам этих изделий можно отнести точность выполненной отливки. Но надо понимать, что эти формы обладают высокой стоимостью изготовления и низкой производительностью выполнения отливок.

Химически твердеющая песчаная форма

В формовочный состав химически твердеющей оснастки вводят смолы. Они обеспечивают формирование модели на открытом воздухе без использования термической обработки.

Химически твердеющая песчаная форма

В основе смеси лежит кварцевый песок. Кроме, песка в состав смеси входит жидкое стекло и едкий натр. Добавление этого химиката оказывает влияние на технологические свойства литейной формы. В частности, будет продлен срок ее эксплуатации. После затвердевания, ее прочность будет выше, чем у смесей другого типа.

Характеристики литейного песка

Выполняя литье в песчаную оснастку надо понимать, что качество отливки напрямую зависит от состава и свойств литейного песка. Практикой литейного дела определены пять ключевых параметров, которые определяют качество литейного песка.

Физические характеристики песка

• прочность;
• газопроницаемость;
• стабильность при воздействии температуры;
• способность к просадке;
• возможность многократного использования.

Прочность

Прочностью называют способность смеси сохранять заданные параметры во время выполнения литейной операции и транспортировки опоки внутри производственного помещения.

Газопроницаемость

Газопроницаемость – это способность песка пропускать через себя газы, образовывающиеся при затвердевании расплава. Если смесь обладает высокой проницаемостью, будет снижена пористость отливки. Если проницаемость низкая, то качество поверхности будет значительно лучше. Газопроницаемость напрямую зависит состава и фракции песчаной смеси.

Термическая стабильность

Возможность оснастки при воздействии температуры сохранять заданную форму, оказывать сопротивление растрескиванию и появлению иных дефектов, проявляющихся при действии большой температуры расплавленного металла, называют термической стабильностью.

Способность к просадке

Способность формовочной смеси плотно сжиматься в процессе затвердевания отлитой детали. Если бы песок не обладал таким свойством, то отлитая заготовка не имела бы возможности изменять размеры внутри формы. А это в результате привело бы к растрескиванию заготовки и проявлению других дефектов, возникающих при разливе расплавленного металла.

Повторное применение

Это обозначает возможность использования формовочной смеси для производства оснастки, предназначенных для формирований новой партии отливок.

Песчаная литейная форма для получения отливки

Перечень операций формовки. Технология получения чугунной заготовки заданных размеров, твердости, шероховатости и пределов прочности при растяжении путем ее отливки в литейной форме. Описание структурных элементов производственного приспособления.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор способа получения заготовки

Предел прочности при растяжении , МПа

Твердость по Бринеллю HB, %

Шероховатость заготовки Rz, мкм:

Описание способа получения заготовки:

Рис. Эскиз песчаной литейной формы в сборе: 1 — нижняя опока; 2 — верхняя опока; 3 — плоскость разъема; 4 — зазоры; 5 — вентиляционный канал; 6 — выпоры; 7 — литниковая чаша; 8 — стояк; 9 — шлакоуловитель; 10 — питатель; 11 — центрирующий штырь; 12 — скоба; 13 — местный разрез; 14 — плита; 15 — формовочная смесь; 16 — стержень; 17 — рабочая полость формы

На рисунке показана в разрезе песчаная литейная форма для получения отливки. Она состоит из нижней и верхней полуформ. Полуформы изготавливают в нижней 1 и верхней 2 опоках, представляющих собой металлические ящики без дна и крышки. Опоки придают песчаным полуформам необходимую прочность и жесткость. Собранные полуформы соприкасаются друг с другом по плоскости разъема 3. Для точной установки полуформ используют центрирующие штыри 11, а скрепление опок перед заливкой производится скобами 12. Рабочая полость 17 повторяет наружную конфигурацию будущей отливки. Металл подается в рабочую полость формы через систему каналов — литниковую систему. Она служит для заполнения рабочей полости формы металлом, а также для улавливания шлака и удаления воздуха, вытесненного из рабочей полости. Литниковая система состоит из литниковой чаши 7, стояка 8, шлакоуловителя 9, питателя 10 и выпоров 6. Стояк и выпор имеют форму усеченного конуса с уклоном 3-5О. Шлакоуловитель и питатель в поперечном сечении имеют вид трапеции. Для образования полости в отливке в форму устанавливают стержень 16, который закрепляется своими концами (знаками) в форме. Собранную форму устанавливают на металлическую плиту 14. Заливка формы металлом производится из ковша через литниковую чашу непрерывно до того момента, пока металл не покажется в выпоре. Спустя некоторое время после заливки металл затвердевает и отливку вместе с элементами литниковой системы извлекают из формы. Сами полуформы и стержень при этом разрушают. Затем от отливки отделяют элементы литниковой системы, которые впоследствии переплавляют. формовка чугунная литейная отливка

Перечень операций формовки:

1) изготовление модели;

2) приготовление формовочных и стержневых смесей;

3) изготовление форм и стержней;

4) сушка стержней, а иногда и форм;

6) получение жидкого металла;

7) заливка в форму металла;

8) выбивка отливок из форм;

9) обрубка и очистка отливок.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Разработка чертежа отливки детали «Корпус». Изготовление литейной формы методом ручной формовки. Алгоритм получения поковки детали методом горячей объемной штамповки на штамповочном молоте. Процесс полуавтоматической сварки в среде углекислого газа.

контрольная работа [1,1 M], добавлен 09.12.2013

Изготовление отливки «Рычаг»; технология процесса: выполнение чертежа, выбор способа, материалов и оборудования для изготовления форм; определение литниково-питающей системы и литейной оснастки; расчет времени охлаждения отливки в форме и нагружения опок.

курсовая работа [165,8 K], добавлен 19.02.2013

Анализ конструкции детали и выбор положения отливки в литейной форме. Разработка средств технологического обеспечения способа литья. Определение технологического маршрута изготовления отливки. Припуски и допуски на механическую обработку отливок.

методичка [1,2 M], добавлен 23.09.2011

Анализ изготовления отливки. Выбор и обоснование способа и метода изготовления литейной формы. Разработка технологической оснастки. Установление параметров заливки литейной формы. Расчет литниковой системы и технология плавки. Контроль качества отливок.

курсовая работа [252,8 K], добавлен 02.11.2011

Химический состав сплава АК9. Анализ возможных способов получения отливки. Описание технологических литейных указаний. Разработка конструкции модельно-литниковой оснастки и технологических этапов производства отливки. Материал деталей пресс-формы.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.01.2014

Разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в песчано-глинистые формы. Характеристика материала, эскиз детали и технологичность конструкции. Выбор способа формовки и ее разновидности. Конструкция и расчет литниковой системы.

курсовая работа [252,6 K], добавлен 08.09.2014

Выбор марки материала (сравнение серого чугуна СЧ20 и стали 20Л). Общая схема технологического процесса получения детали. Оценка технологичности детали и выбор способа получения заготовки. Разработка чертежа отливки, термическая обработка заготовки.

курсовая работа [437,5 K], добавлен 08.12.2009

Выбор способа изготовления отливки и ее положения в форме. Технологичность и разработка чертежа отливки. Плоскостные отливки общего назначения. Отливки открытой коробчатой формы, закрытой и частично открытой коробчатой или цилиндрической формы.

презентация [773,4 K], добавлен 18.10.2013

Этапы расчета литейных радиусов закруглений, особенности выбора линии разъёма отливки. Способы определения размеров нормальных трапецеидальных питателей. Рассмотрение особенностей технологического процесса получения отливки литьем в песчаные формы.

контрольная работа [117,4 K], добавлен 06.05.2013

Описание технологии получения кронштейна задней подвески кабины из чугуна марки ВЧ40 методом литья в песчано-глинистую форму отливки. Расчет времени охлаждения отливки. Технология изготовления стержней. Основные виды брака и меры по его устранению.

курсовая работа [62,8 K], добавлен 22.12.2011

Общая технологическая схема литья в песчаные формы

Машины и оборудование литейного производства

Общие сведения

Продукцией литейного производства являются отливки – заготовки различных деталей машин, механизмов, приборов.

Сущность получения отливок едина при всем разнообразии способов литья. Она заключается в том, что жидкий сплав заливают в подготовленную литейную форму, внутренняя рабочая полость которой имеет конфигурацию детали. После затвердевания сплав ее сохраняет, образуется отливка. Далее отливка в форме остывает до определенной температуры, после чего ее извлекают. При этом форму либо разрушают (разовая форма), либо разбирают (многократная форма). Затем удаляется литниковая система, очищается от остатков материалов литейной формы поверхность отливки, при необходимости и допустимости по техническим требованиям к детали исправляются наружные дефекты.

Некоторые точные способы литья позволяют получать готовые детали практически без последующей размерной механической обработки.

Около 80% отливок изготавливаются методом литья в разовые песчаные формы. Материалом таких форм являются формовочные смеси на основе кварцевого песка и глины.

Способ литья в песчаные формы отличается универсальностью, выполняются отливки любой конфигурации и массы. Однако точность и шероховатость поверхности отливок во многих случаях не удовлетворяют требованиям современного машиностроения.

В настоящее время широко применяются специальные методы литья: по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, в металлические формы (кокили), литье под давлением, центробежное литье и др. Эти способы позволяют получать точные поверхности с малой шероховатостью поверхности и небольшими припусками на механическую обработку. Кроме того, технологические процессы получения заготовок этими способами в значительной мере механизированы и автоматизированы, что повышает их производительность и улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

В то же время специальные способы литья более дорогие, их использование оправдано в серийном и массовом производстве, когда программа выпуска изделий большая и литейные затраты распределяются на них.

Машины и оборудование литья в песчаные формы

Общая технологическая схема литья в песчаные формы

Процесс изготовления отливок в песчаных формах складывается из нескольких этапов (рисунок 1.1), которые выполняются в соответствующих отделениях литейного цеха. Каждое отделение имеет необходимое оборудование, оснастку и приспособления для выполнения технологических операций. В современных литейных цехах большинство процессов – смесеприготовление, изготовление форм и стержней, заливка форм, выбивка отливок и другие механизированы.

Рисунок 1.1 – Схема получения отливки способом литья в песчаные формы

На рисунке 1.2 показана собранная песчаная форма для получения отливки детали (рисунок 1.2, а) – втулки с фланцами. Данная форма изготавливается в двух опоках – металлических рамках – нижней 3 и верхней 4, в которых уплотняется формовочная смесь 10. Для образования в форме рабочей полости 11 используют деревянную разъемную модель (рисунок 1.2, б) и песчаный стержень 2, изготовленный в стержневом ящике 1 (рисунок 1.2, в). С помощью модели в форме (рисунок 1.2, г) получают отпечаток наружной конфигурации отливки. Внутреннюю полость отливки – цилиндрическое отверстие – выполняет стержень. Для заливки жидкого сплава в рабочую полость в форме выполняют систему каналов 6 – 9 (литниковая система). Выход воздуха из полости формы при заполнении ее металлом происходит через каналы 5 (выпоры). Литниковая система и выпоры образуются с помощью специальных моделей (частично – вручную).

После затвердевания сплава форму разрушают, извлекают из нее отливку и удаляют из отливки стержень. Полученная отливка с литниковой системой показана на рисунке 1.2, д. Перед отправкой в механический цех с отливки удаляют литниковую систему, производят очистку и контроль.

Рисунок 1.2 – Литейная форма для получения отливки