Milling-master.ru

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

Каковы возможности способов литейного производства

Способы литья

Литьё металла в песчано-глинистые формы.

Самый древний способ литья — литьё в песчано-глинистые формы, или литье в землю. Однако этот способ, хотя его и считают простым, требует большой предварительной работы.

Сначала в модельном цехе из дерева или металла делают модель будущей отливки. Она должна быть несколько большего размера, чем отливка, с учетом усадки металла при охлаждении. Модель (как и будущая форма) разъемная и состоит из двух половинок. В землеприготовительном отделении литейного цеха из земли и различных добавок готовят формовочную смесь. Если у отливки должно быть внутреннее отверстие или полость, то необходимо приготовить еще одну смесь — для стержней. Назначение стержней — заполнить те места в форме, которые в детали соответствуют отверстиям или полостям.

Формовочные и стержневые смеси готовят из специальных песков и глин и связующих материалов — растительных и минеральных масел, искусственной смолы, канифоли и т.д. Готовые смеси поступают к формовщикам, задача которых — изготовить литейные формы. Для этого на металлическую модельную плиту ставят одну половину модели разъёмом вниз, а затем металлический ящик без дна — опоку так, чтобы половина модели оказалась внутри него. Опоку плотно набивают формовочной землёй и переворачивают. Теперь половинка модели лежит в опоке разъёмом вверх. На эту опоку формовщик ставит ещё одну и скрепляет их штырями. Затем в верхнюю опоку устанавливают два деревянных конуса (на их месте в готовой форме останутся два отверстия для заливки металла и для выхода воздуха и газов) и плотно заполняют ее формовочной смесью. Теперь осталось вынуть из земли деревянную модель. Для этого опоки разъединяют и из каждой вынимают половинки модели. В земле остаются чёткие отпечатки двух половин детали. Их, а также заранее приготовленный стержень покрывают особой краской, чтобы жидкий металл не «пригорел» — не прилип к стенкам формы. В форму вставляют стержень и прорезают в земле канавку, соединяющую отверстие для заливки металла с полостью формы, — литниковый ход. На конец, верхнюю опоку снова кладут на нижнюю, соединяют их, и форма готова. Когда она немного подсохнет, в неё можно заливать металл.

Чугун для литья приготовляют в специальных печах — вагранках. Если отливки стальные, то сталь для них плавят в конвертерах, мартеновских и электрических печах. Для расплавления цветных металлов существуют свои плавильные печи.

Жидкий металл заливают в форму из ковша, который движется вдоль ряда опок, а иногда опоки на конвейере движутся мимо ковша. Когда металл застывает, отливку вынимают из формы. С помощью наждачных станков, пескоструйных или дробеструйных аппаратов отливку очищают от приставшей формовочной земли.

Преимущества: при наличии необходимого оборудования малые и сроки и затраты на ТПП

Недостатки: Высокая трудоёмкость подготовительных процессов, требуют много тяжелого ручного вредного труда, неэкологичны, потребляют много энергии, изготовляемые детали не точные и среднего качества

Литье в кокиль.

Вместе с тем давно уже появились и успешно используются другие, более совершенные способы литья. Один из них литье в кокиль — металлическую форму состоящую из двух половин, в одну из них перед заливкой металла вставляют стержни. Затем обе половины кокиля скрепляют между собой и заливают жидкий металл. Здесь он очень быстро затвердевает, и уже через несколько минут можно вынимать деталь и заливать новую порцию металла. С помощью одного кокиля получают сотни и тысячи одинаковых отливок.

Однако таким способом можно получать отливки только из металлов или сплавов, обладающих хорошей жидкотекучестью.

Преимущества: многократное использование литейной формы, точность изготовляемых деталей, хорошие условия для охлаждения.

Недостатки: дороговизна кокиля, длительные сроки ТПП

Литьё металла под давлением

А для стали, например, у которой жидкотекучесть меньше, применяют литье под давлением. Жидкий металл под давлением сжатого воздуха или поршня хорошо заполняет любую сложную форму. Однако обыкновенный кокиль не выдерживает большого давления и разрушается. В связи с этим формы для этого способа литья — пресс-формы — делают из прочной стали. Машины для литья под давлением выпускают по нескольку тысяч отливок за смену.

Преимущества: высокая производительность, массовое производство, высокое качество и точность геометрических форм отливок

Недостатки: дороговизна оборудования и пресс-форм

Литьё по выплавляемым моделям.

Издавна известен способ литья по выплавляемым моделям, сделанным не из дерева или металла, а из легкоплавкого воскообразного (парафин, стеарин) вещества. Такую модель покрывают огнеупорной оболочкой и заформовывают в опоку. Горячий металл расплавляет воск и заполняет оболочку, в точности повторяя форму модели. При этом способе модель не надо извлекать из формы, что позволяет получать очень точные отливки. Кроме того, этот процесс легко автоматизировать.

Преимущества: получение деталей практически из любых сплавов сложные по форме и точными по размерам отливки

Недостатки: сложность процесса

Литьё в оболочковые формы.

Иногда, когда отливка требует большой точности, ее получают литьем в оболочковые формы. Их делают из смеси мелкого кварцевого песка с особой порошкообразной смолой. Этой смесью засыпают половинки металлических моделей, установленных на нагретой до 200—250°С металлической плите. Под действием тепла смола расплавляется, обволакивает и скрепляет зерна песка. На модели образуется песчано-смоляная корка. Затем модели вынимают, а плиту с оболочками ставят в печь, где они окончательно затвердевают. Наконец 2 полуформы оболочки соединяют между собой и заливают в полость металл.

Преимущества: высокая точность изготовляемых деталей, чистота поверхности , детали требуют минимальной последующей обработки

Центробежное литьё.

Так же широко распространено центробежное литьё, с помощью которого делают отливки, имеющие форму тел вращения, — трубы, шестерни, зубчатые ободы и т. п. Металл заливают во вращающуюся металлическую форму, при вращении он прижимается к стенкам формы, и это позволяет получать отливки высокой точности.

Преимущества: большая плотность отливок, высокая прочность, малые припуски на механическую обработку

Недостатки: дороговизна машин для центробежного литья, ограниченность выпускаемой номенклатуры деталей, трудность получения габаритных деталей

Электрошлаковое литьё.

Один из современных способов — электрошлаковое литьё. В этом случае сначала получают жидкий металл методом электрошлакового переплава. Бездуговой переплав металлических электродов осуществляется за счет теплоты, выделяющейся при прохождении электрического тока через расплав электропроводящего шлака. Затем жидкий металл (не соприкасаясь с воздухом) поступает в водоохлаждающий медный кристаллизатор, являющийся литейной формой. Электрошлаковое литье применяется в основном для изготовления сравнительно несложных отливок, например коленчатых валов.

Штамповка жидкого металла

Штамповка жидкого металла состоит в том, что расплав заливается в специальную полость, выполненную в матрице. Затем пуансон опускается, и под его давлением жидкий металл поднимается и заполняет полость, образующуюся между матрицей и пуансоном.Эта полость имеет конфигурацию будущей отливки; матрица выполняет наружную ее поверхность, пуансон — внутреннюю. Когда металл затвердевает, форму раскрывают и отливку удаляют из матрицы.

Такой способ отличается большой производительностью, дает возможность получать плотные, довольно тонкостенные отливки. Для его осуществления не требуется столь мощного оборудования, как при штамповке твердого металла. Правда, этот способ ограничивается определенной конфигурацией изделий — они не могут быть сложными.

Преимущества: не требует мощного оборудования, большая производительность

Недостатки: изготовляемые детали не могут быть сложными

Литье по газифицированным моделям

При применении этого способа модели и элементы литниковых систем в собранном виде при воздействии на них жидкого металла газифицируются и выделяются из формы, а их место занимает металл. Литейная форма при этом изготавливается способом разовой формовки, что даёт возможность получать отливки без формовочных уклонов и не делать разъёмов формы. Так достигается боле высокая точность детали. Для газифицируемых моделей используют различные марки пенополистирола.

Масса отливок колеблется от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов.

Конфигурация отливок может быть любой, она определяется возможностью изготовления технологической оснастки — формы, литейными свойствами сплавов, способом литья. Выбор способа литья в зависимости от конфигурации отливки основывается чаще всего на экономических соображениях, реже из условия высокой производительности и др.

Читать еще:  Прибыль в литейном производстве это

Сущность литейного производства. Методы литья

Технологическая схема машиностроительного завода

Тема 11.Основы технологии машиностроения

11.1.Технологическая схема машиностроительного завода

11.2. Сущность литейного производства. Методы литья

11.3. Методы обработки металла давлением (прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка)

11.4. Сущность процесса сборки

11.5. Виды и организационные формы процесса сборки

11.6. Пути повышения эффективности сборки

Машиностроение является ведущей отраслью современной промышленности. Значение машиностроения в народном хозяйстве определяется тем, что оно создает один из важнейших элементов производительных сил- орудия труда. В силу разнообразных орудий производства и общественного разделения труда машиностроение подразделяется на отдельные отрасли, из которых главными являются: станкостроение, тяжелое машиностроение, транспортное, энергетическое, сельскохозяйственное, атомное.

В каждой отрасли машиностроения существуют свои специфические технологические методы и приемы, однако в целом для машиностроения характерна общность сырьевых материалов (черные и цветные металлы, их сплавы и идентичность основных технологических принципов превращения их в детали (литье, ковка, штамповка, обработка резанием),а деталей в изделие (сварка, сборка).

В производственных процессах машиностроения используются основные принципы рациональной организации производства.

На машиностроительных заводах различают следующие основные цехи:

v заготовительные: чугунолитейный, сталелитейный, кузнечно-прессовый;

v обрабатывающие: механический, термический;

v выпускающие продукцию: сборочный.

Организация промышленного производства построена по одному из принципов –технологическому, предметному или смешанному. Выше приведенное разделение основных цехов присуще при технологическом принципе организации производства. При предметном принципе организации производства оборудование для изготовления конкретных деталей или сборочных единиц сосредотачивается в отдельных цехах предприятия. При смешанном принципе – в отдельных цехах проводится обработка технологически однородных частей и выполнение однотипных технологических процессов и операций.

В остальном структура машинного производства мало чем отличается от других производств, т.е. есть вспомогательные цехи и побочные цехи, различные службы и хозяйства, органы управления предприятием, которые осуществляют организацию производственного процесса и его контроль, обеспечивают разработку технической документации и технологической оснастки, бухгалтерский учет, сбыт готовой продукции.

Таким образом, машиностроительное предприятие представляет собой совокупность ряда производств, связанных единым технологическим процессом. В зависимости от масштабов производства, возможностей кооперирования с другими предприятиями и от ряда других технико-экономических условий машиностроительный завод либо сам осуществляет весь технологический процесс, т.е. изготовляет все детали машины и производит ее сборку, либо изготовляет лишь основные узлы машины, а детали и полуфабрикаты (литье, поковки) получает с других специализированных предприятий и в своих цехах производит только их обработку и последующую сборку. Технологическая схема машиностроительного завода следующая: сырье и топливо из шихтарных дворов, где их хранят и соответствующим образом подготавливают для производства поступают в литейные цехи, производящие отливки. Полученное литье направляют в механический цех, туда же поступают и заготовки, изготовленные ковкой и штамповкой в кузнечно-прессовом цехе. В механическом цехе производят дальнейшую обработку заготовок резанием на различных металлорежущих станках. Кроме обработки литых и кованных заготовок на металлорежущих станках изготовляют детали из проката. Детали, требующие термической обработки, направляют в термический цех.

Готовые детали из механического цеха направляются в сборочный цех, куда поступают готовые детали их других цехов. Механические и сборочные цехи часто располагаются в одном здании, что сокращает расходы на внутризаводскую транспортировку деталей и узлов. Наиболее распространенными процессами в машиностроении литье, прокатка, волочение и прессование, ковка штамповка сварка, процессы механической обработки (обработка резанием).

Литейным производством называют процессы получения фасонных изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в полученную форму, воспроизводящую форму и размеры будущей детали. После затвердения металла в форме получается отливка, т.е. заготовка или деталь.

В структуре себестоимости литья основную долю составляют затраты на металл (до 80%). Производя технико-экономический анализ литейного производства, особое внимание необходимо обращать на те стадии и элементы технологического процесса, которые непосредственно связаны с возможными потерями металла на угар, разбрызгивание, брак и т.д.. Себестоимость литья зависит от объема производства, уровня механизации и автоматизации технологических процессов.

При всем разнообразии приемов литья, сложившихся за длительный период развития его технологии- принципиальная схема технологического процесса литья практически не изменилась и включает 4 основных этапа:

2.Изготовление формы и стержней.

3.Заливка жидкого металла в форму.

4.Извлечение затвердевшей отливки из формы.

Преимущества литейного производства:

v возможность получения сложных тонкостенных отливок при рациональном использовании металла;

v низкая себестоимость продукции;

v относительная простота получения отливок.

Недостатки литейного производства:

ü низкая производительность труда;

ü неоднородность состава и пониженная плотность материала заготовок.

Существуют следующиеспособы литья:

◭ литье в разовые песчано-глинистые формы (земляные);

◭ литье в кокиль(постоянные металлические формы);

◭ литье под давлением;

◭ центробежный способ литья;

◭ литье по выплавляемым моделям;

◭ литье в оболочковые формы или корковое литье;

◭ литье в тонкостенные разовые формы;

Все вышеперечисленные способы литья, кроме литья в земляные формы, называются специальными способами литья. Отливки широко применяются в машиностроении, металлургии, строительстве.

Наиболее распространенный и относительно простой способ литья- литье в разовые песчано-глинистые формы. Этим методом получают до 80% отливок. Песчано-глинистые формы могут быть приготовлены либо непосредственно в почве (в полу литейного цеха) по шаблонам, либо в специальных ящиках-опоках по моделям. Крупные отливки изготовляют в почве, мелкие- в опочных формах.

Технологический процесс производства отливок в опочных формах состоит из трех стадий: подготовительной, основной (рис. 11.2.1) и заключительной.

В подготовительную стадию входит конструирование и изготовление модельной оснастки.

Специальное литье

По различным оценочным данным, литейные технологии применяют для производства большего количества деталей и заготовок. Существует не один вид литейных технологий, позволяющие получать заготовки разной формы, размеров, точности и выполняемых из различных материалов.

Существуют простейшие технологии получения заготовок, например, литье в песок и довольно сложные, в частности, особо специальное точное (прецизионное).

Оно позволяет создавать детали, которые не требуют дальнейшей механической или любой другой обработки.

Виды специального литья

Литье металла в песок (землю) связано с определенными сложностями, в частности, подобное производство требует большого оборота формовочного материала. Кроме того, применение такого способа литья не всегда приводит к получению заготовок требуемого качества.
Развитие металлургической науки привело к тому, что появились новые, специальные способы литья металлов.

К специальным способам относят — разлив металла в формы, выполненные из металла, литье в формы, выполненные в виде оболочек, литье под воздействием центробежной силы и некоторые другие.

Главное достоинство названных специальных методов литья то, что металлурги стали получать качественные детали, снизили количество некондиционной продукции, подняли производительность на производстве. Разумеется, вводимые в эксплуатацию специальные методы литья оказывают положительное влияние на улучшении условий труда рабочих и инженеров.

Рассмотрим некоторые из этих специальных способов подробнее.

Кокильное литье

Разлив в формы, выполненные из металла. Суть этого специального метода состоит в том, что отливки получают, заливая расплав в металлические формы. Такие формы называют кокилями. Их изготавливают в двух исполнениях – разъемные и неразъемные. Первые состоят из нескольких частей, эти формы используют для производства сложных по форме отливок. Неразъемные формы используют для производства простых отливок и пр.
Для металлических форм применяют чугун марки СЧ или легированные стальные сплавы. На стойкость кокиля оказывают прямое влияние материалы, размеры отливки и, конечно, кокиля.

Инженеры разработали и успешно используют на практике специальные методы продления времени эксплуатации кокиля и повышения качества отливок. Для этого на рабочую поверхность формы наносят специальные составы, образующие покрытие стойкое к температурному воздействию со стороны расплава. Эти материалы наносят или с помощью краскопульта или обыкновенной кистью. Для чугуна необходимо нанести облицовку несколько раз за смену. Краску наносят непосредственно перед заливкой облицовки.

Читать еще:  Литейная форма это

Технологический процесс литья в кокиль

Для получения внутренних полостей применяют стержни, выполненные из стали марок У7 и ее аналогов. Кроме стержней, изготовленных из стали применяют и изделия, выполненные из специального песка.
Специальное литье этого типа можно выполнять только в подогретую оснастку. Рабочая температура кокиля должна находиться в пределах от 200 до 300 градусов Цельсия. Разогрев формы снизит эффект от теплового удара, да и при литье не произойдет выброса расплава, который может произойти при попадании в холодный кокиль.
Кокильное литье используют для изготовления отливок из цветных сплавов.

Серийное и массовое производство отливок выполняют на оборудовании, которые самостоятельно, без участия человека обслуживают литейные формы, монтируют и демонтируют стержни, достают отливки. Литье в с применением механизированного оборудования позволяет в несколько раз поднять производительность на производстве.
Между тем литье в кокиль обладает и рядом недостатков. В частности, для изготовления форм требуется большое количество времени, возникают технологические сложности при получении отливок с тонкими стенками и несколько других.

Литье по выплавляемым моделям

Такой метод специального литья подразумевает то, что отливки получают в одноразовых формах, которые получают выплавлением моделей, выполненных из легкоплавких материалов, на поверхность которых наносят огнеупорные покрытия.
Такой метод литья эффективен при производстве деталей небольших размеров сложной формы. Причем этот способ пригоден для работы с любыми металлами. С его помощью выполняют получение отливок сложной конфигурации с тонкими стенками.

Литье по выплавляемым моделям

Для производства моделей применяют парафин, воск и пр. Чаще всего применяют смесь парафина и стеарина. Для изготовления моделей используют запрессовку полученного состава в пресс-формы, выполненные из металла. Кроме этого, возможно, использование ручных шприцев.
При производстве такого типа изготовление отливок для одной детали не имеет смысла. Поэтому такие модели компонуют в блоки, имеющими один общий стояк. Для присоединения моделей применяют питатели (литниковые ходы). Использование таких конструкций поднимает эффективность труда, кроме того, применение единой литниковой системы приводит к экономии материала.
Огнеупорную оболочку формируют при окунании блока с моделями в ванну, заполненную обмазкой, выполненной с применением керамики. После окунания блоки обсыпают кварцевым песком и отправляют на просушку, которая длится от 4 до 5 часов. Модели выплавляют в ванне, с водой, разогретой до температуры 70 – 85 градусов. Такой подход подразумевает то, что этот состав будет возвращен в повторное производство практически в полном объеме.
Формы, покрытые составом, прокаливают при 900 — 950 градусах.
Металлический расплав заливают сразу после прокаливания. Часто применяют центробежный способ заливки. По мере охлаждения оболочка растрескивается, и ее удаляют при помощи вибрации.

Полученные отливки отправляют в механический цех для удаления литников и облоя.
Специальное литье по моделям применяют для производства деталей с повышенной точностью, при его использовании значительно повышается качество отливок. Но, весь процесс литья такого типа вполне обоснованно считают длительным и сложным. Это сказывается на себестоимости выполняемых работ.

Литье в оболочковые формы

Отливки можно получить с применением оболочек с толщиной стенки 8 – 15 мм. Для их изготовления применяют специальные составы, которые затвердевают под воздействием тепла от моделей и стержней.

Литье в оболочковые формы

В качества материала для формы используют кварцевый песок. Он играет роль наполнителя и смолы, в качестве связующего компонента. Эта смесь наносится на плиту с установленной на нее моделью. Перед нанесением модельной смеси необходимо покрыть модель или эмульсией на основании силикона. В результате будет получена оболочковая модель.

Технология этого типа применяется для производства отливок весом 12 – 15 кг. К явным достоинствам этой технологии можно отнести качество изготовленных отливок, но в то же время эти формы отличаются высокой стоимостью. Это вызывается тем, что при их производстве применяют дорогие химикаты.

Кстати, литье в тонкостенные разовые формы – это разновидность этой технологии разлива металла.

Центробежное литье

Специальные виды литья неограниченны темы методами, приведенными выше. При центробежном способе специального литья, расплав заполняет форму под воздействием центробежных сил. Они возникают при вращении литьевой формы вокруг оси, которая может быть расположена вертикально, горизонтально или под углом к горизонту.

При таком методе литья внутренняя поверхность отливки формируется, не вступая в контакт с рабочей поверхностью формы, и поэтому ее называют свободной.
Такая специальная технология предполагает, что литьевые формы выполнены из металла. Перед началом заливки расплава ее необходимо разогреть до температуры 250 – 350 градусов, затем на рабочие поверхности наносят огнеупорное покрытие. Использование центробежной обработки расплава позволяют получить плотность отлитого металла, отсутствие пустот и раковин в теле полученной детали. Под воздействием центробежных сил.

Центробежная обработка расплава позволяет производить следующие типы деталей:

  • втулки;
  • барабаны;
  • корпуса роторов и многое другое.

Центробежное литье позволяет обеспечить высокую плотность металла, отсутствие раковин.

Вследствие этого детали обладают повышенной износостойкостью. Кроме того, центробежные силы вытесняют из расплава посторонние включения и шлаки.

Корковое или оболочковое литье

Среди специальных видов литья существует и такой – оболочковый. Его применяют при работе и с цветными, и черными металлами. Литье выполняют в оболочковые (корковые) формы, выполненные из смеси кварцевого песка и бакелитовой смолой, перемешанные в пропорции 90 к 10. Бакелитовая смола полимеризуется при температуре 300 – 350 градусов.

Литье в корковые (оболочковые) формы

Смесь наносят на поверхность модели, которую предварительно нагрели до 220 градусов. Смола плавится, связывает между собой песчинки. В результате на поверхности модели образуется корка толщиной 5 – 7 мм. Затвердевание смеси происходит при нагреве модели до температуры 350 градусов. Затем, с применением различных приспособлений форму снимают с модели.
Основное преимущество форм этого типа – это уменьшение припусков и высокая точность получаемых отливок.

Прецизионное литье

Прецизионное литье – это специальный способ получения особо точных отливок.

Оборудование для прецизионного литья

Ранее такой способ называли литьем по выплавляемым моделям. Для выполнения работ по этой технологии применяют различные вещества, которые придают расплавленному металлу ряд свойств, которые позволяют ему точно заполнять форму.

Кроме этого, для выполнения специального литья применяют формы, изготовленные из металла и выполненные с повышенными требованиями к точности.

Выбивка, обувка, очистка и контроль литья

После окончания специального литейного процесса и остывания заготовок до приемлемой температуры, ее удаляют из формы и при необходимости отправляют на очистку ее от литников, облоя и пр. Кроме этого, выполняют контроля качества полученных деталей.

Основным документом, на основании которого выполняют контроля качества полученного изделия – это рабочий чертеж.

Технический контроль литья

Кроме того, работники службы технического контроля должны руководствоваться требованиями ГОСТ, ОСТ, СТП и другими нормативными документами, так или иначе, относящиеся к литью металлов.

Основы литейного производства;

Литье является одним из важнейших и распространенных способов изготовления заготовок и деталей машин. Литьем получают заготовки различных конфигураций, размеров и массы из черных и цветных металлов и сплавов. Литье наиболее простой и дешевый, а иногда и единственный способ изготовления заготовок.

Сущность процесса литья заключается в том, что расплавленный металл определенного химического состава заливается в заранее приготовленную литейную форму, полость которой по своим размерам и конфигурации соответствует форме и размерам требуемой заготовки. После остывания заготовки, называемые в этом случае отливками, извлекают из форм.

Для получения отливок высокого качества литейные сплавы должны обладать определеннымилитейными свойствами: хорошей жидкотекучестью, низкой усадкой, иметь химические однородную структуру и т.д.

Плавление металлов перед заливкой в формы выполняютна различном оборудовании, что зависит от свойств металла и его количества. Чугун плавят в вагранках, стали — в мартеновских и электропечах, цветные сплавы — в пламенных печах и т.д.

Читать еще:  Песчаные литейные формы

Большую часть отливок (до 60 процентов) получают методом литья в песчано-глинистые формы (разовые). Технологический процесс литья состоит из ряда операций: изготовления модельной оснастки; приготовления формовочных и стержневых смесей; изготовления стержней и формовки по модели (или по ее части); сушки стержней и полуформ; сборки форм; заливки заранее приготовленного металла в ферму; остывания отливки в форме; забивки отливки из форм и ее очистки.

Комплект модельной оснастки состоит из модели, стержневых ящиков и опок.

Модель — приспособление для получения в песчаной форме отпечатка, наружная конфигурация которого соответствует, форме отливки. В зависимости от масштабов и характера производства модели изготовляют из дерева, металла или пластмасс; разъемные или неразъемные.

Стержневые ящики — приспособления, применяемые для изготовления стержней. Они могут быть деревянными или металлическими (в зависимости от масштабов производства), цельными или разъемными (в зависимости от сложности формы стержня).

Стержень — приспособление для получения в отливке внутренних полостей. Их изготовляют из особых жаропрочных материалов, т.к. стержни остаются внутри формы в момент заливки расплавленного металла.

Опока — металлическая рамка, которая служит для уплотнения в ней формовочной смеси при изготовлении литейной формы. Опока устанавливается на подоночную плиту.

Качество отливки во многом определяется качеством формовочных и. стержневых смесей, к которым предъявляются следующие требования: прочность, пластичность, огнеупорность, газопроницаемость и др. Формовочные материалы состоят из кварцевого песка и глины с добавлением каменноугольной пыли, молотого угля, древесных опилок, видного стекла, цемента, битума, песка и др.

Изготовление стержней состоит в плотном заполнении полости стержневого ящика стержневой смесью (трамбовка, прессование, встряхивание и т.п.).

Формовка — процесс изготовления разовой литейной полуформы (или формы), осуществляемый с помощью машин или вручную. Ручная формовка является трудоемким процессом и ее применение постоянно сокращается. Более эффективна машинная формовка, которая не только способствует повышению производительности труда, но и облегчает условия труда, улучшает качество литейных форм.

Сушку форм и стержней осуществляют в сушилках при температуре 200 – 350ºС, что повышаетих прочность и улучшает газопроницаемость.

При сборке формы в нижнюю полуформу (в полости, оставшиеся от стержневых знаков модели) вставляется стержень, а сверху присоединяется верхняя полуформа, в которой уже вместе с моделью были сформированы отверстия для заливки металла и выхода газов (литниковые системы). От качества сборки зависит точность будущей отливки.

Металл заливают в форму с помощью специальных ковшей через литниковую чашу (верхняя часть литниковой системы).

При остывании отливки за счет усадки остывающий металл уменьшается в объеме, поэтому для «питания» остывающей отливкина литниковой системе предусмотрен питатель.

После затвердевания металла форму разрушают, из отливки выбивают стержни, отрезают от нее литник и очищают отливку от налипшей формовочной смеси.

Данный способ литья применяют в единичном и мелкосерийном производстве. Отливки получаются неточными, с большими припусками на последующую механическую обработку. При таком способе получения отливокна предприятии коэффициент использования металла составляет:

по чугуну — 0,7; по стали — 0,6.

Специальные способы литья.

Литье в постоянные металлические формы (кокили). Кокили — литейные формы многократного использования (5000 раз призаливке чугуна, 700 раз при заливке стали), изготовляются из чугуна или стали.

Преимущества этого способа: получение отливок болееточных размеров с высокой чистотой поверхности, лучшая структура металла отливки, стойкость формы, отсутствие надобности в формовочных материалах и соответствующем оборудовании, низкая себестоимость отливок, улучшение условий труда литейщиков, повышение производительности труда и т.д.

Недостатки метода — высокая стоимость кокиля, затратына изготовление которого оправдываются только при серийном или массовом виде производства, возможность появления отбеленных отливок (т.е. с излишней твердостью и хрупкостью), что влечет за собой дополнительную термообработку полученных отливок (отжиг); низкая газопроницаемость, приводящая к образованию газовых раковин в отливке, то есть к браку.

Центробежное литье. Жидкий металл заливается во вращающуюся форму, в которой под воздействием центробежной силы он распределяется равномерно по внутренней полости и затвердевает, при этом металл получает плотную структуру без усадочных раковин. Неметаллические включения (более легкие по плотности) собираются на внешней стороне отливки и удаляются при последующей механической обработке. Применяют машины с вертикальной, горизонтальной или наклонной осью вращения. Этим способом отливают трубы, стволы орудий и т.п.

К достоинствам этого способа можно отнести обеспечение высокой производительности труда; отсутствие затратна стержни и формовочные смеси; обеспечение высокого качества отливок, что сокращает потери от брака; улучшение условий труда и т.д.

Литье под давлением в настоящее время применяют в основном для получения отливокиз сплавов цветных металлов (цинковых, алюминиевых и т.п.). Способ высокопроизводителен (500 отливок в час и более). Вес отливок ограничен 15-20 килограммами. Данный способ литья используется в массовом производстве, т.к. стоимость пресс-формы очень. высока (это сложное приспособление, состоящее из 30-100 деталей).

Сущность процесса литья заключается в том, что расплавленный металл заполняет пресс-форму (ее внутренние полости) под давлением поршня специальной литейной машины. После затвердевания металла форма раскрывается и отливка выталкивается толкателем. Применяют машины с горячей и холодной камерой прессования. При данном способе литья достигается высокая точность размеров и высокое качество поверхности, не требующее дальнейшей механической обработки (за исключением некоторых заключительных операций — нарезания резьбы и т.п.).

Литье в оболочковые формы. Этот способ литья является разновидностью литья в разовые песчаные формы. Сущность его заключается в том, что подогретая до 200-250°С металлическая подмодель обсыпается смесью кварцевого песка с термореактивной смолой. Термореактивная смола при нагреве до 100-200°С расплавляется, а при дальнейшем нагреве до 250-300°С необратимо затвердевает. Попадая на горячую модель, смола плавится, обволакивает зерна песка и, застывая, скрепляет их между собой, образуя точную и твердую форму толщиной 5-10 мм, которая затем прокаливается в электрической печи при температуре 300-350°С. Полученные таким способом две полуформы склеивается или скрепляются специальными зажимами, и готовая оболочковая форма заливается через литниковое отверстие расплавленным металлом. После затвердевания металла оболочковая форма разрушается и из нееизвлекается отливка.

Для крупных отливок из-за опасности разрушения оболочковой формы во время заливки металла используют опоки, в которые помещают оболочковые формы и засыпаютих чугунной дробью.

Данный способ литья используется в серийном и массовом производстве при изготовлении сравнительно набольших, но сложных по конфигурации деталей. Получаемые отливки в большинстве случаевнеподвергаются механической обработке, т.к. способ позволяет получать отливки с высокой точностью размеров и хорошим качеством поверхности.

Литье по выплавляемым моделям. Данный способ литья известен скульпторам уже много столетий. В машиностроении его начали применять ять в 40-х годах нашего столетия. Этот способ трудоемок и дорог. Но его применение оправдано при изготовлении отливок особо сложной формы или из труднообрабатываемых легированных сталей и твердых сплавов в массовом и крупносерийном производстве.

Существует множество вариантов изготовления отливок по данному методу. Разберем вкратце один из типовых процессов. В изготовленную из металла или пластмассы разъемную прессформу запрессовывают легкоплавкий материал (воск, парафин, стеарин, полистироль и т.п.) После затвердевания легкоплавкую модель вынимают из пресс—формы, собирают в блоки с общей литниковой системой и погружают в огнеупорную суспензию. Затем блок моделей посыпают сухим песком и сушат на воздухе. Эта операции повторяется несколько раз (до толщины корки 5-8 мм). Затем легкоплавкий материал вытапливают при температуре 120-150°С и готовую форму прокаливают до температуры 850-900°С, при этом форма превращается в прочную керамическую оболочку. После заливки и затвердевания металла керамическую корку разбивают.

Масса отливок, изготовленных данным методом, снижается на 50% по сравнению с литьем в разовые песчано-глинистые формы.

Для определения эффективности применения того или иного метода литья необходимо проводить технико-экономический анализ, учитывающий все производственные факторы (качество продукции, её себестоимость, культуру производства, условия труда работающих, охрану окружающей среды и многое другое).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector