Общие сведения о литейной форме.
Отливка по учается в результате заполнения по л ости литейной формы жидким металлом. После заливки жидкий металл охлаждается в форме и затвердевает, образуя отливку.
Последовательность технологического процесса изготовления отливки ра смотрим на примере отливки чугунной втулки 1 (см. приложение 1) По чертежу втулки изготовляют деревянную моде л ь 2.
Модель — это приспособление для получения в форме конфигурации и размерам отливки. Мо дели делают из дерева, металла, гипса, пластм ассы и других мате риалов.
Модель втулки состоит из двух половин, которые взаи но цент рируются с помощью шипов и гне зд.
Отверст е втулки 1 выполняется стержнем 3. Стержень — это часть литейной формы. Его изготовляют из стержневой смеси, уплотняемой в ящике 4. После извлече н ия из ящика стержень подвергают сушке в печи. При сборке формы сухой стержень устанавливают стержневыми знаками в соответствующие гнезда формы, полученные с помощью знаков 5 модели 2. Длина стержня больше длины полости отливки на величину знаков.
Литейн ю форму для втулки собирают из двух полуформ: верхней 6 и нижней 7. Полуформы изготовляют из формовочной смеси, уплотняемой в чугунных или стальных рамках 8, которые называют опоками.
Изготовление литейной формы втулки
Снимают верхнюю полуформу, извлекают половины моделей, устанавливают стержень и собирают форму. Для сборки формы опоки имеют специальные втулки 10, в которые входят центрирующие штыри. Жидкий металл при заполнении формы дав т на стенки формы, в резул ь тате чего верхняя опока может подняться, и тогда по плоскости разъема образуется зазор, через который металл может вытекать из формы. Для предупрежде ния этого верхнюю полуформу крепят к нижней скобами 12, а иногда ставят на верхнюю опоку груз.
При заливке жидкий металл поступает в полость 13 формы по литниковым каналам. Систему каналов, подводящих металл в форму, называют литниковой. Литниковая система состоит из стояка 14 (вертикального канала), шлакоуловителя 15 и питателя 16, через который металл поступает в полость формы. К относится также выпор 17 . Выпор служит для выхода из формы воздуха и газов, а также для контроля заполнения формы металлом.
После затвердевания и охлаждения металла форму разрушают и освобождают отливку от формовочной смеси, отрезают литники и поверхность отливки очищают от формовочной смеси.
Реферат литье металлов
... металлов. Способы изготовления отливок делятся на две группы: литье в обычные песчаные формы; специальные способы литья. В свою очередь способы литья в песчаные формы ... предотвращает прилипание оснастке формовочной смеси и тем самым упрощает последующее отделение оболочки от ... на слой песка. Способом литья в оболочковые формы получают отливки массой от 0,2 до 200 кг из практически любых литейных ...
Описанную выше литейную форму называют разовой, так как ее используют однократно. Обычно разовые литейные формы изготовляют из формовочных смесей, основной составляющей которых является кварцевый песок. В качестве связующей добавки, придающей прочность смеси, используют глину. Прочность таких смесей относительно невысока, а давление жидкого метал а на стенки формы достаточно велико, поэтому формы из песчано-глинистых смесей приходится делать толстостенными. Однако, если в качестве связующего использовать специальные материалы, придающие высокую прочность формовочной смеси, то литейную форму можно сделать оболочковой (тонкостенной).
Это позволяет резко сократить расход формовочной смеси, а также благодаря ее особым свойствам повысить точность и чистоту поверхности отливок.
В разовых толстостенных формах из песчано-глинистых смесей можно получать отливки весьма сложной конфигурации массой от нескольких граммов до десятков тонн из различных сплавов как в условиях единичного, так и серийного и массового производства. Это объясняется относительной простотой технологического процесса, дешевизной используемых материалов, достаточной точностью отливок, хорошей чистотой поверхности, возможностями механизации и автоматизации процесса их изготовления.
В литейном производстве применяют также формы, изготовляемые из специальных высокоогнеупорных масс, например на основе графита. В таких формах можно получать до нескольких десятком отливок без существенного износа формы. Эти формы называются Их применяют при мелкосерийном производстве отливок из чугуна и цветных сплавов (алюминиевых, медных).
Для массового и крупносери йн ого производства стойкость этих форм недостаточна, а дл я единичного производ ства высока стоимость их изготовления.
Ш рокое применение находят метал л ические фо рмы, называемые также постоянными. В этих форм ах можно получать от нескольких десятков до нескольки х тысяч отли вок из стали, ч угуна и цветн ых сплавов . Отливки могут име ть сложн ую конфигурацию и массу несколько тонн. Наиболе е часто в металлических формах изготовляют отливки малой и средней (до нескольких десятков килограмм ов) массы из легких цветных сплавов.
Отливки, полученные в металлически формах, имеют чистую п оверхность и повышенную точность размеров. Применение постоянных форм позволяет исключить формовочную смесь, улучшить условия труда, механизировать и автоматизировать производство. Однако стоимость металлических форм достаточно в ысокая, поэтому их прим еняют в условиях крупносерийного и массового производства отливок.
Технологический процесс изготовления отливок
Технологический процесс изготовления отливки с подготовки модельного комплекта : моделей или модельных плит, модельных щитков, стержневых ящиков, сушильных плит, шаблонов дл я проверки размеров формы и стержне й, кондукторов к шаблонов для контроля правильности установки стержней в форме, опок, штырей и т. д.
Модельный комплект изготовляют в модельном цехе или модельном отделении литейного цеха.
Не менее важным звеном технологической цепи являете подготовка материалов для изготовления литейной формы. ормовочными материалами называют материалы, применяемые для изготовления разовых и полупостоянных форм. Это пески, связующие и специальные добавки . Исходные форм овочные материалы хранят на складе формовочных материалов в специальных емкостях и бункерах. При поступлении на склад обязательно проверяют соответст вие их качества сертификату. Контроль качества формовочных материалов производят в специальн ых лабораториях.
Оптимальный материал для изготовления индикаторного электрода
... отношению к электродным реакциям (1) и (2), чем объемные образцы. индикаторный электрод материал перекись Исходя из этих соображений, было сделано следующее. Из индифферентного электропроводящего ... С этой целью в углубления пластины, соответствующие форме индикаторной части с.р.э., насыпался порошок графита (углерода) и вращением электродов производилось втирание порошка в поверхностный слой ...
Процесс изготовления литейных форм называют формовкой. В литейном производстве используют ручную и машинную формовку: в единичном и мелкосерийном производстве – ручную формовку (формы изготовляют обычно по деревянным моделям), в поточно-массовом и серийном производстве – машинную (формы изготовляют на машинах по металлическим моделям).
Стержни получают с помощью ящиков ил шаблонов. Готовые стержни сушат в специальных печах (сушилах) для увеличения их прочности, газопроницаемости, а также уменьшения газотворной способности. Стержни перед установкой в форм у окрашивают красками, состоящими из огнеупорных материалов: графита, пылевидного кварца, циркона обезжелезенного и др., что необходимо для повышения чистоты поверхности отливки.
Перед сборкой сырые полуформы припыливают (графитом, тальком, древесным углем и др.) и окрашивают для получения чистой поверхности отливки. Если отливка имеет полость, то в форму перед сборкой устанавливают стержень. Затем форму собирают, скрепляют опоки болтами или скобами и подают на заливку жидким металлом.
В качестве исходных материалов для получения жидкого чугуна и стали используют чушковые литейные и передельные чугуны, чугунный и стальной лом. Брикетированную стружку, ферросплавы, топливо и ф юсы. Эти исходные материалы называют шихтовыми. Их хранят на складе шихт ы, где также производят подготовку исходных материалов к плавке: сортировку, дробление до необходимых размеров, шихтовку — взвешивание отдельных порций различных материалов в соответствии с расчетом для получения заданного химического состава металла.
Подготовленную шихту специальными транспортными средствами подают в плавильное отделение для приготовления жидкого металла (плавки металла).
Пл в и льными печами называют агрегаты, предназначенные для расплавления и пере грева черных и цветных металлов и сплавов. Для плавки чугуна применяют специальные печи-вагранки, электропечи и плам енные печи; для плавки стали—мартеновские печи, конверторы, электропечи, для плавки цветных сплавов — электропечи и пламенные печ и.
Расплавле ный металл до л жен быть перегрет в печи до определенной температуры, чтобы он хорошо з аполнял литейную форму. После расплавления и перегрева металл сливают из печи в различные ковши и транспортируют на участок заливки форм. Металл, залитый в форму, отдавая теплот у форм е, охлаждается и затвердевает.
После охлаждения отливки формы разрушают (выбивают) и отливки извлекают из форм. Выбивку форм производят только после остывания отливки до определенной температуры, так как при высоких температурах сплавы недостаточно прочны и отливка может разрушиться. Выбивку форм осуществляют на специальных установках, расположенных в отделении или на участке выбивки.
Отливки имеют литники, выпоры, заусенцы и заливы металла, их поверхность может быть загрязнена пригоревшей к ней формовочной смесью. Отрезку или обру бку литников, выпоров, заусенцев, очи стку поверхности отливок производят в отделении очистки и обрубки отли вок специальным инструментом, на дробеструйных и дробеметных установках, в гидравлических, пескогидравлических и очист ных барабанах.
Токарно-винторезный станок модели 1М
... рассматриваю модернизацию главного привода токарно-винторезного станка модели 1М63, предусматривая повышение максимальной частоты ... обработке вязких материалов. Данную форму применяют при обработке заготовок ... винторезный станок привод вал 1.1.1 Назначение станка и техническая характеристика Токарно-винторезный станок нормальной точности 1М63 (Н) предназначен для выполнения различных токарных работ, ...
После этого отливк поступают в отдел техничес кого контроля (ОТК).
Здесь производят контроль отливок: проверяют их размеры и герметич ность, нали чие внутренних и внешних дефектов (усадочных раковин, газовых раковин, т рещи н и т. д.), механические свойства и структуру металла. Отлив ки, имеющие незначител ьны е дефекты, исправляют ра зличными способами: газовой и электри ческой заваркой, пропи тк ой разл ичн ыми смолами, нанесением замазки и др.
Очень часто для получения требуемых свойств, снятия внутренних напряжений отливки подвергают терми ческой обработке— нагреву и охлаждению по строго заданным режимам (по време ни и темпе рат уре) в термических печах. Эта операц ия прои зводится в те рми ческом отделени и литейного цеха. Затем отливки вновь подвергают очистке и контролю.
ОТК или мастером литейного цеха. отливки отправ ляют на склад готовых изделий, а оттуда на механическую обработку. Некоторые отливки перед отправкой в механический цех окрашивают, чтобы предотвратить коррозию.
При механической обработке отливкам придается форма, требуемые точность и чистота поверхности, предусмотренные чертежами и техническими условиями на готовую деталь. Это наиболее трудоемкий процесс в машиностроении, так как затраты на механическую обработку составляют 40-60% затрат на изготовление машины. Следовательно, необходимо стремиться получать отливки с минимальн ыми припусками на механическую обработку или такими точными и чистыми, чтобы не требовалась механи ческая обработка.
1.Изготовление модельных комплектов.
1.1.Общие сведения.
литейной оснасткой
Модельный комплект состоит из моделей отливки и элементов литниково-питающей системы; стержневых ящиков; модельных плит для установки или крепления моделей отливки и литниковой системы; сушильных плит и приспособлений для доводки и контроля форм и стержней.
“формовочный комплект”
Модельные комплекты изготовляются рабочими-модельщиками, как правило, высокой квалификации.
Модельный комплект должен удовлетворять следующим основным требованиям:
1) Обеспечивать получение отливки определенной геометрической формы и размеров;
2) Обладать высокой прочностью и долговечностью, т.е. обеспечивать изготовление необходимого числа форм и стержней;
3) Быть технологичным в изготовлении;
4) Обладать минимальной массой и быть удобным в эксплуатации;
5) Иметь минимальную стоимость с учетом стоимости ремонта;
6) Сохранять точность размеров и прочность в течение определенного времени эксплуатации.
Требуемые точность, прочность и долговечность модельного комплекта зависят от условий производства единичного, серийного, массового. В единичном и мелкосерийном производстве чаще всего используют деревянные модельные комплекты; в массовом и крупносерийном производстве — металлические модельные комплекты, которые хотя и дороже, но значительно долговечнее деревянных.
В серийном производстве во многих случаях успешно применяют модели из пластмасс, например эпоксидных смол, а также из гипса и цемента.
Производство отливок из стали
... применяют для производства большинства узлов и деталей в машинах и агрегатах, для производства различного инструмента, ответственных конструкций. Целью данной курсовой работы является исследование процесса производства отливок ... требования по прочности, ударной вязкости или другим свойствам, обычно изготовляют из стали. В машиностроении применяют три группы литейных сталей: конструкционные, ...
Металлические и пластмассовые модели в течение длительного срока службы сохраняют точность размеров, способствуют получению четкой конфигурации отливки, прочны и долговечны. Однако стоимость изготовления металлических и пластмассовых моделей в 3-5 раз превышает стоимость изготовления деревянных, поэтому их применение должно быть обосновано экономическим расчетом. Правильный, экономически обоснованный выбор материала доя модельного комплекта позволяет существенно снизить себестоимость отливок.
1.2.Оборудование и инструмент., Оборудование.
Циркулярный круглопильный станок используют для продольной и поперечной распиловки досок и брусков.
Ленточный станок применяют для прямолинейной и криволинейной распиловки досок. Пиломатериалы подают вручную под режущую кромку движущегося вертикально замкнутого ленточного полотна. Для безопасной работы ленточное полотно вместе со шкивами ограждают кожухом из металлической сетки.
Фуговальный станок применяют для обработки плоскостей брусков и досок. На плите стола станка находится вал с пластинчатыми ножами, который вращается от электродвигателя. Перемещением плиты стола с помощью винтов устанавливают определенную толщину d срезаемой стружки. Доски на фуговальный станок подают вручную, с прижимом доски к плите.
Рейсмусовый строгальный станок применяют для строгания поверхности доски и для выравнивания ее толщины. Обычно на рейсмусовых станках строгают доски, одна их поверхностей которых обработана на фуговальном станке строгают доски, одна из поверхностей которых обработана на фуговальном станке. Рейсмусовый строгальный станок имеет стол, перемещающийся по вертикали для установки заданной толщины обстругиваемой доски, вал с ножами, вращающийся от электродвигателя. Доска к ножевому валу подается специальными валиками и роликами.
На фрезерных станках обрабатывают криволинейные поверхности деревянных заготовок, особенно для стержневых ящиков, которые имеют большое число криволинейных поверхностей. Фрезерные станки бывают нескольких типов: вертикальные, горизонтальные и копировальные.
Шлифовальный станок применяют для шлифования лентой или шкуркой деревянных заготовок моделей и стержневых ящиков. Шлифовальные станки бывают различных конструкций: ленточные, дисковые и комбинированные.
Токарный станок применяют для обработки заготовок моделей и стержневых ящиков, имеющих форму тел вращения. Заготовку укрепляют в центрах станка на планшайбе или в специальном патроне. Заготовки диаметром 150-300 мм с расположением волокон древесины перпендикулярно оси вращения закрепляют на планшайбе шурупами. Заготовки моделей шкивов, маховиков и других моделей диаметром 3000 мм и более обрабатывают на токарно-лобовых станках.
Для строгания, фрезерования, сверления, шлифования, завинчивания шурупов и т.д. применяют электрифицированный инструмент, значительно облегчающий труд модельщика. Наиболее распространены следующие инструменты: дисковая электропила модели И-78 с редуктором для обрезки заготовок, пропиливания пазов и других работ, ленточная электропила, электрорубанок, электрофрез, электроразвертка, а также инструмент для электрошлифования поверхностей модели.
Разработка предложений по совершенствованию контроля качества ...
... на соответствие стандартах нормативной документации. Цель дипломной работы. Повышение эффективности контроля качества тяжелых бетонных смесей в лаборатории ООО "ПКФ Стройбетон". Для ... песка, воды и небольшого количества специальной добавки для вспучивания массы (обычно алюминиевый порошок). Газобетон имеет хорошие теплотехнические и конструктивные свойства. В индивидуальном строительстве применяют ...
Мерительный инструмент.
Усадочным метром измеряют размеры заготовок моделей и стержневых ящиков. Усадочные метры (линейки) изготовляют длиной больше обыкновенного простого метра на величину усадки сплава отливки.
Угольником проверяют прямые углы и размечают перпендикулярные линии на брусках и досках, он состоит из колодки и вставленной в нее под прямым углом тонкой линейки. При пользовании угольником колодку прикладывают к плоскости заготовки, принятой за базу.
Малка, металлическая или деревянная, служит для проверки различных углов и для разметки, состоит из колодки и линейки (пера), соединенной с колодкой шарнирным винтом.
Рейсмус необходим для проведения параллельных линий на брусках и досках. В колодку рейсмуса вставлены два деревянных или металлических бруска, имеющие на концах металлические шпильки. При работе колодку прижимают к базовой плоскости доски, а каждый брусочек закрепляют на определенном расстоянии то плоскости колодки до металлической шпильки. При перемещении колодки металлическая шпилька наносит на поверхность доски риску.
Кронциркулем измеряют наружные размеры тел вращения, а также толщину изделий, нутромером — диаметры отверстий, углубления и расстояния между отдельными частями модели.
Штангенциркулем размечают окружности больших размеров.
Режущий и строгальный инструмент.
Плоскими стамесками обрабатывают плоские и выпуклые поверхности. Полукруглыми стамесками вырезают внутренние кривые поверхности. Клюкарзами обрабатывают поверхности, которые невозможно обработать обыкновенными стамесками. С помощью долота получают углубления в моделях и стержневых ящиках.
Шерхебель используют для грубой обработки древесины. В прорезь колодки шерхебеля вставляют под углом 45 0 пластину с лезвием полукруглой формы, закрепленную клином.
Для получения более чистой поверхности применяют одинарные или двойные рубанки.
Рубанками с двойными резцами обрабатывают торцовые и долевые поверхности заготовок.
Плоскости длиной более 300 мм, когда нужно получить плоскую поверхность изделия, строгают фуганком. Устройство фуганка аналогично устройству рубанка.
2.Формовочные материалы и смеси.
2.1.Общие сведения., Формовочными материалами
Исходные формовочные материалы делятся на две группы:1) основные — ная основа смеси (кварцевый песок и т. д.) , связующие материалы (глина, различные смолы, другие связующие вещества); 2) вс помогательные, например различные добавки (уголь, древесная мука, торф и т. д.), придающие формовочной или стержневой смеси определенные свойства.
ные и стержневы е смеси приготовляют из исходных формовочных матери алов и из отработанн ых смесей (смеси, бывшие в употреблении).
Состав смес ей зав иси т от назначения, способа ф ормовк и, рода заливаемого в форму ме талла.
Вспомогательные формовочные составы ‑ это материалы (краски, клеи, за азки), необходимые для отделки и исправления форм и стержне й .
2.2.С ойств а формовочных смесе й.
Для получения качественных форм, стержней и г ных отливок формовочные и стержневые смеси должны обладать технологическими свойствами, отвечающими определенным требованиям.
Литье в разовые песчано-глинистые формы
... металла в формы, образуют дополнительные поры, увеличивающие газопроницаемость смеси. Рис.2 Модельная оснастка: а - модель детали; б - стержневой ящик; в - модель литниковой системы; г - подмодельная плита; д - опока. Технологические процессы литья Технологический процесс литья в разовые ...
пластичность
прочностью
Сыпучесть
осыпаемо стью.
заливки и охлаждения отливки стенки формы нагреваются металлом до высоких температур, равных практически тем пературе металла, поэтому формовочные материалы должны обладать высокой огнеупорностью. Это одно из главных требований, предъявляемых к формовочным материалам.
‑ способн ость смеси сопротивляться размягчению и ли расплавлению под действием высокой температуры жид кого металла ‑ зависит от огнеупорн ости составляющих смеси и количественного их соотношения. Чем больше примесей в песке и глине, тем меньше огнеупорность формовочных и стержневых смесей. Чем крупнее песок и чем мен ьше в нем приме сей, пыли и больше кремнезема, тем более огнеупорна смесь.
газотворностью.
‑ свойство смеси пропускать через себя газы – зависит от качества и количества глинистых составляющих и кварцевого песка. Чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, тем выше газопроницаемость смеси, и наоборот. Газопроницаемость зависит также от формы зерен песка, влажности, наличия пыли, угл я, степени уплотнения и т. п. Чем больше пыли в песке, тем мень ше газопроницаемость. При быстром газообразовании и недостаточной газопроницаемости смеси давление газа превышает давление залитого металла, и газ стремится выйти из формы не через смесь, а через металл. В этом случае в отливках могут появиться и газовые раковины.
податливостью
Высокая прочность и газопроницаемость формовочной смеси смеси составляющих компо н ен тов в результат тщательного перемешивания.
прилипаемостью
Гигроскопичность, Долговечность, Выбиваемость
2.3.Приготовление формовочных и стержневых смесей.
Формовочные и стержневые смеси формовочных материалов, добавок и отработанной смеси. В зависимости от массы отливок расход формовочных смесей колебл ется от 500 до 1300 кг, а свежих материалов от 500 до 1000 кг на 100 кг годных отливок.
Технологический процесс приготовлени, Предварит льная обработка све жих
Сушка песка глины производится в различных печах( трубчатых, вертикальных и гори зонтальных) и на плитах. Наиболее распространены вертикальн ые и горизонтальные суши льные печи. Вертикальные печи применяют для сушки кварцевых и малоглинистых песков. Для жирных же песков и глин их не применяют вследствие налипания материалов на диски и плужки. Широкое применение находят установки для сушки песка в кипящем слое. В механизированных цеха х песок и глину сушат в барабан ах с водян ым охлаждением песка после сушки . Свежий песок сушат при 250 °С. Производительность таких сушил от 5 до 20 т/ч и выше.
время стали пр и менять установки с сушкой песка горячим воздухом . Песок из бункера загружа ют в трубу, в которую снизу подается воздух, нагретый до 200—250° С. Сырой песок увлекается вверх со скоростью 15—17 м/с и быстро высыхает. Производительность установки может доходить до 15 т/ч сухого песка.
Сухую глин размалывают и просеивают до порошкообразного состояния. Глин у размалывают в бегунах или же в шаровых мельницах. Тонкое раз мельчен ие глины и каменного угля достигается в шаровых мельницах. Шаровая мельница представляет собой металлический бар абан, футерованный стальными плитками с зазорами между ними. Глину или каменный уголь загружа ют в барабан через воронку. При вра щении барабана стальные шары, находящиеся внутри него, размалывают глин у или уг оль. Размолотый материал провали вается через зазоры меж ду плитками и п росе ивается через сито. Готовый матери ал вы сыпают из барабана. Производительность шаровых мельн иц 100—8000 кг/ч.
Литье по газифицируемым моделям
... При литье по газифицированным моделям используется однократно применяемая модель из пенополистирола. Модель заформовывается в песчаной неразъемной форме . При заливке формы модель газифицируется и замещается сплавом. Модели изготовляются из пенополистироловых блоков механической обработкой, а для отливок ...
Вместо сухой глины часто применяют глинистую и ольную эмульсию (раствор глины или глины и угольного поро шка в воде).
При использовании эмульсии глину и бентонит можно не сушить и не молоть, в связи с чем отпадает ряд операций по подготовке и транспортировке этих материалов. Глинистая эмульсия должн а иметь плотность 1,09—1,15 г/см 3 , ее приготовляют следующим образом: в бак-мешалку с водой загружают глину и пе ремешивают в течение определенного времени до достижения эмульсией зад анной плотности. Готовую эмульсию выпускают через вентиль бака-мешалки.
Глиноугольную э ульсию пригот о вляют в б аке -к онц ентраторе, в который подают оп ределен ное количес тво гли нистой и глиноугольн ой эм ульсии . После напол нения бака-концентратора эмульсию перемешивают до нужн ой плотности (1,1-1,5 г/см 3 ) и затем специальными насосами-дозаторами а втоматически подают в бегуны или смесители.
Обработка отработанной ной смеси.
Ре енерация (восстановление) заключается в извлечении песка из отраб ота нны х с мес ей и приведении его свойств в соответствие с установленными техническими требованиями на формовочные пески. В зависимости от условий работы цеха регенерацию отработанной смеси производят различными способами: мокрым, электрокоронным и спец иальным для смесей , приготовленных на жидком стекле.
Мокр й способ регенерации применяют главным образом в цехах, имеющих гидравлические или пескогидравлические у становки для очистки отливок. При мокром способе зерна песка с по мощью воды отмываются от глины и мелкой пыли, которые потоком воды уносятся в отстой ники и далее в отход. Промытый и обеспыленный песок оседает на дно сборника, откуда грейфером подается в су шильную печь, а затем просеивается и используется для приготовления формовочных смесей.
При электрокоронной регенерации отработанная смесь ляется на частицы разных размеров с помощью высокого напряжения. Песчинки, помещенные в поле электрокоронного разряда, заряжаются отрицательными зарядами. Если электрические силы, действующие на песчинку и притягивающие ее к осадительному электроду, больше силы тяжести, то песчинки оседают на поверхности электрода. Изменяя напряжение на электродах, можн о разделять песок, проходящий между ними, по фракциям.
Регенерация формовочных смесей с жидким стеклом способом, так как при многократном исполь зовании смеси в ней накапливается более 1—1,3% щелочи , что увеличивает при гар, особ енн о на чугунных отл ивк ах. В о вращающийся барабан установки для регенерации подают одновре менно смесь и гальку, которые, пересыпаясь с лопастей на стен ки барабана, механически ра зрушают пл ен ку жи дкого стекла н а зернах песка. Через регулируемые жалюзи в барабан поступает воздух, отсасываемый вместе с пылью в мокрый пылеуловитель. Затем песок вместе с галькой подают в барабанное сито для отсеивания гальки и крупных зерен с пл ен ками. Годный песок из сита транспортируют на склад.
формовочных и стержневых смесей.
Лопастной смеситель ‑ это машина непрерывного действия, он может быть встроен в автоматизированную ную систему. Смеситель часто применяют для пригото вления смесей с низким содержанием глины (наполнительных смесей , сыпучихи т. д.) или смесей с жидкими св язующими. Смеси с высо ким содержанием глины в лопастном смесителе плохо перемеши ваются и поэтому обладают низкими технологическими свойствами. Такие смеси обычн о приготовляют в катковых смесителях-бегунах.
Способы литья в специальные формы
... на обработку резанием. Недостатки: ограниченный размер отливок (до 1500 мм); высокая стоимость смесей; выделение вредных паров и газов из смесей при изготовлении форм. 2. Литье по выплавляемым моделям Литье по выплавляемым моделям ... оболочковых полуформ. Толщины оболочек для мелких и среднего размера отливок колеблются соответственно в пределах 8 - 10 и 12 - 15 мм. Технология изготовления ... производстве ...
Порядок загрузки составляющих смеси. Сначала загружают сухие материалы: песок, глину и отработанную формовочную смесь. Сухую смесь перемешивают примерно 1-3 минуты и затем увлажняют. В случае применения глинистой (раст в ора глины в воде или же глиноугольной эмульсии) влажность регулирую т добавлением раствора эмульсии и воды. После увлажне ния смесь еще раз перемешивается в течение нескольких минут. С вязующ ие обычно загруж ают последним и. Продолжител ьность перемешивания составляет для смеси: н аполнительной 2-3 мин, 3-5 минут и облицовочной 5—10 мин.
Для быстросохнущих облицовочных смесе особое значение порядок загрузки и п родолжительно сть перемешивания сме сей. Обычно быстросохнущи е см еси приготовляют в смешивающих бегунах. При приготовлении этих смесей сначала в бегуны загружают сухие мате риалы (отработанную смесь, песок, добавки и пр.) и перемеш ивают в течение 5 минут, затем вводят связующее и воду, все перемешивают еще 7—10 мин. Готовая смесь должна вылежаться перед употребление м в течен ие нескольких часов для равном ерного распределе ния в ней влаги.
приготовлении быстросохнущих смесей с жидким стеклом сначала загружают песок, глину и перемешивают 2-3 мин, потом добавляют едкий натр и смесь еще раз перемешив ают 3-4 минуты, затем вводят жидкое стекло и опять перемешиваю т 10—12 минут. После этого добав ляют мазут и снова перемешивают в течение 4-5 минут.
3.Изготовление форм
3.1.Общие сведения.
Процесс изготовления литейных форм называется формовкой. Он осуществляется в формовочных отделениях литейного цеха. Стержни изготовляют в стержневом отделении и подают на сборке формы в формовочное отделение. Изготовление форм, стержней и сборка формы — наиболее ответственные этапы производства отливок. Более 80% отливок получают в разовых литейных формах, так как стоимость их изготовления достаточно низкая, вместе с тем в них можно получить практически любую по конфигурации,
сложности и массе отливку из наиболее распространенных черных и цветных сплавов.
Применяют следующие способы формовки: 1) в почве и кессонах; 2) в опоках; 3) безопочную; 4) по шаблону; 5) по скелетным моделям и контрольным сечениям; 6) в стержнях; 7) с применением быстротвердеющих смесей.
В зависимости от степени механизации процесса изготовления форм различают три вида формовки: ручную, машинную и автоматическую. На машиностроительных заводах ручную формовку применяют для получения одной отливки или нескольких, например в условиях опытно-экспериментального производства, при изготовлении уникальных отливок, а также для ремонта. Машинную формовку применяют в условиях серийного и массового производства отливок или для автоматизации процесса изготовления форм какой-либо одной отливки (специализированные автоматы).
3.2.Инструмент для ручной формовки.
При изготовлении и отделке литейных форм применяют разнообразный инструмент. В зависимости от назначения его можно разделить на две группы.
Первая группа — это инструменты, применяемые для наполнения опоки смесью, уплотнения смеси и вентиляции формы (лопаты, сита, трамбовки, ручные и пневматические трамбовки, вентиляционные иглы и т.д.), а также для проверки положения модели в горизонтальной плоскости (уровень или ватерпас).
Вторая группа — это инструменты, предназначенные для извлечения модели из формы и отделки формы (кисти пеньковые и щетки, подъемы резьбовые и винтовые, крюки, молотки, тяжелые и легкие гладилки, крючки с лезвием разных размеров, ланцеты, ложечки, полозки разных профилей).
3.3.Опоки.
Формы в литейном производстве изготовляют в основном в опоках. Опоками называют жесткие рамки (прямоугольные, квадратные, круглые, фасонные) из чугуна, стали, алюминиевых сплавов, предохраняющие песчаную форму от разрушения во время ее сборки, транспортировки и заливки. Опоки изготовляют из чугуна марок СЧ 15-32, СЧ 18-36 и стали марок 20Л, 25Л и 30Л. Наиболее совершенными считают литые и сварные стальные опоки, так как они прочнее чугунных.
Обычно форму изготовляют в двух опоках — верхней и нижней. Поверхности опок, которые обращены друг к другу при сборке (плоскости разъема), строгают, а иногда шлифуют для того, чтобы обеспечить плотность прилегания полуформ.
Для транспортировки и перевертывания опок в процессе формовки (на малых опоках) предусмотрены ручки, на больших (крановых) — цапфы. В стенках опоки делают вентиляционные отверстия для выхода газов, образующихся при заливке формы. Формовочная смесь в опоках больших размеров удерживается ребрами-крестовинами (шпонами).
3.4.Формовка в опоках.
В литейном производстве широко распространена формовка в опоках главным образом по разъемным моделям, причем формовку чаще всего осуществляют в двух и реже в трех и более опоках. При формовке в опоках отливки получаются более точные, чем при формовке в почве, так как опоки центрируются при помощи штырей.
Формовка в опоках является более производительной, чем формовка в почве. Применяют несколько способов формовки: 1) в двух опоках; 2) с подрезкой; 3) с фальшивой опокой; 4) с перекидным болваном; 5) в нескольких опоках; 6) по модели с отъемными частями.
Формовка в двух опоках по разъемной модели.
30-40 мм. При формовке крупных отливок с высокими отвесными стенками облицовочную смесь просеивают через сито только для покрытия горизонтальной плоскости модели. Обкладку отвесных стенок производят той же облицовочной смесью. В опоку засыпают наполнительную смесь и ее уплотняют. Для достижения равномерной плотности формы наполнительную смесь засыпают в опоку слоями (57-75 мм) и уплотняют ручной или пневматической трамбовкой. При уплотнении нельзя ударять трамбовкой по модели, так как формовочная смесь в местах удара будет сильно уплотнена и в отливках могут образоваться газовые раковины. Особенно тщательно следует уплотнять смесь в углах и у стенок опоки.
Излишек формовочной смеси после уплотнения сгребают линейкой вровень с кромками опоки и душником прокалывают вентиляционные каналы так, чтобы душник не доходил до модели на 10-15 мм. Затем опоку вместе с модельной плитой поворачивают на 180 0 и устанавливают вторую половину модели.
Чтобы устранить прилипание формовочной смеси верхней полуформы к нижней, плоскость разъема нижней полуформы присыпают сухим разделительным песком. Этот песок сдувают с поверхности модели сжатым воздухом. Верхнюю опоку ставят на нижнюю и через сито насыпают на модель слой облицовочной смеси, устанавливают модель стояка и насыпают наполнительную смесь. После этого уплотняют смесь. Излишки смеси сгребают и делают наколы душником.
Форму раскрывают и смачивают ее поверхность вблизи модели водой. Для предупреждения ухода жидкого металла из формы при заливке по сырому на плоскости разъема формы делают риски (подрезки) вокруг модели на расстоянии 50-70 мм от нее. При заливке металла в сухие формы и особенно при неудовлетворительном состоянии опок в большинстве случаев на плоскость разъема формы кладут тонкий слой глины, который при спаривании полуформ полностью исключает провыв металла их формы. Модели не следует располагать близко к раю опоки; расстояние от модели до стенки опоки должно быль не менее 25-50 мм в зависимости от массы отливки и габаритных размеров опоки.
В модель ввертывают или забивают подъем. Затем ее слегка расталкивают ударами молотка по подъему и извлекают их формы. Так же извлекают модели элементов литниковой системы, стояка, выпора, питателя. Небольшие модели вынимают из формы вручную, а крупные — краном.
Извлечение модели из формы является ответственной операцией, и производить ее нужно очень осторожно, чтобы не разрушить форму. Сильно расталкивать модель не рекомендуется, так как при этом отливки получаются с увеличенными размерами и массой.
После извлечения модели поверхность формы отделывают. Поврежденные места формы исправляют гладилками, ложечками, ланцетами и т.д. Некоторые части формы укрепляют шпильками. Отделанную форму, изготовленную по-сырому, перед сборкой присыпают порошкообразным графитом или древесно-угольным порошком. При формовке по-сухому поверхность формы не припыливают, а окрашивают. Формы обычно окрашивают после сушки, когда форма еще не остыла. Иногда формы красят 2 раза: до и после сушки. Затем устанавливают стержень и собирают форму.
Формовка в двух опоках по неразъемной модели.
3.5.Машинная формовка.
Машинную формовку применяют главным образом в серийном и массовом производстве и значительно реже в мелкосерийном и единичном производстве. Машинную формовку осуществляют, как правило, в двух опоках, исключение составляет формовка в стопку и безопочная формовка.
Форма обычно состоит из двух полуформ — верхней и нижней. При изготовлении форм на машинах необходимо иметь модели, модельные плиты, спаренные стальные опоки, штыри. В массовом и крупносерийном производстве применяют металлические модели, в серийном производстве — деревянные модели, укрепленные на координатных плитах. Во всех случаях формовку на машинах осуществляют по моделям, смонтированным на металлических плитах, что повышает точность отливок, а механизация основных операций (уплотнения формы и извлечения модели) полностью освобождает формовщиков от трудоемких ручных операций.
Машинная формовка по сравнению с ручной имеет ряд преимуществ: высокая производительность, точность отливок и, как следствие, меньшие припуски на механическую обработку, равномерность уплотнения формы, возможность выполнения работы формовщиками более низкой квалификации.
Точность размеров отливок при машинной формовке обеспечивается применением более точных (с меньшими уклонами) моделей, заменой операции расталкивания моделей вибрацией при их извлечении из формы, хорошим центрированием опок.
Для машинной формовки используют три типа модельных плит:
- односторонние — на одной плите смонтирована нижняя часть модели, а на другой — верхняя часть модели;
- 2) двусторонние — на одной стороне плиты смонтирована модель верха, а на другой — низа (формовка на одной машине);
реверсивные — нижнюю и верхнюю опоки формуют на одной плите, а при сборке верхнюю опоку поворачивают на 180 0 .
Постоянное крепление моделей к плитам используют в массовом и крупносерийном производстве. Сборные модельные плиты, состоящие из вкладышей с моделями, применяют в мелкосерийном производстве; координатные модельные плиты — в единичном и мелкосерийном производстве. Координатные плиты имеют отверстия для установки модели и определения правильности ее положения. Отверстие на плите обозначают шифром, состоящим их буквы и цифры. С помощью этого шифра устанавливают модели на плите.
Технологический процесс изготовления литейных форм на машинах складывается из ряда операций.
Основные операции, Вспомогательные и транспортные операции ‑
В зависимости от степени механизации вспомогательных и транспортных операций различают: 1) механизированную формовку, когда рабочий вручную управляет работой механизмов, выполняющих основные, вспомогательные и транспортные операции, и 2) автоматическую формовку, когда работой механизмов управляет машина.
Наиболее трудоемкими и ответственными являются операции уплотнения литейной формы и извлечения модели.
Существует несколько способов уплотнения формовочных смесей на машинах: прессованием, прессованием с вибрацией, встряхиванием, встряхиванием с подпрессовкой, пескометом, прессово-пескодувный.
4.Литниковые системы.
Литниковая система
Правильно построенная литниковая система должна удовлетворять следующим требованиям: 1) обеспечивать хорошее заполнение формы металлом и питание отливки в процессе ее затвердевания; 2) способствовать получению отливки с точными размерами, без поверхностных дефектов (засоров, ужимин, шлаковых включений и др.); 3) способствовать направленному затвердеванию отливки; 4) расход металла на литниковую систему должен быть минимальным.
Литниковая воронка
Во время заливки металла литниковая чаша обязательно должна быть полной. При недостаточно большой глубине металла в чаше образуется воронка, через которую воздух и шлак, плавающий на поверхности металла, могут попасть в стояк и затем в отливку. Для мелких отливок, особенно в условиях массового производства, шлак в чаше задерживают фильтровальными сетками, которые изготовляют из стержневой смеси.
Стояк — вертикальный канал, передающий металл их воронки к другим элементам литниковой системы. Его выполняют несколько суживающимся книзу для удобства формовки и обеспечения гидравлического напора в литниковой системе. Конусность стояка 2-4%. При изготовлении крупных отливок стояк и другие элементы литниковой системы часто выполняют из стандартных шамотных трубок-кирпичей.
Шлакоуловитель
Питатели (литники) — это каналы для подачи жидкого металла непосредственно в полость формы. Сечение питателей должно быть такой конфигурации, чтобы металл плавно поступал в полость формы, мало охлаждался на пути от шлакоуловителя к отливке, а после затвердевания ее питатели легко отламывались от отливки. Практикой установлено, что наилучшая конфигурация поперечного сечения питателей — трапеция с переходом в широкий прямоугольник в месте сопряжения с отливкой. Для лучшего отделения питателей от отливок, в случае если толщина ее тела меньше полуторной высоты питателя в месте его подвода к отливке, на питателях на расстоянии 2-2,5 мм от отливки делают пережим.
Выпоры служат для вывода газов из полости формы и для питания отливки. Они же уменьшают динамическое давление металла на форму и сигнализируют о конце заливки. В зависимости от величины формы ставят один или несколько выпоров. Сечение выпора в основании обычно составляет 1/2 -1/4 сечения стенки отливки. Выше основания сечение выпора увеличивается.
К числу элементов литниковой системы, обеспечивающих питание отливки жидким металлом в процессе ее затвердевания, относятся питающие выпоры и прибыли.
Прибыли и питающие выпоры
При конструировании прибылей необходимо руководствоваться следующими правилами:
Прибыль должна затвердевать позже питаемого узла отливки.
Размеры прибыли должны быть достаточными, чтобы компенсировать усадку отливок.
Высота прибыли должна быть такой, чтобы вся усадочная раковина разместилась выше шейки прибыли — места соединения с отливкой. Шейка должна быть возможно короткой и так же, как прибыль застывать после отливки. Если отливка имеет несколько утолщенных мест, разделенных тонкими стенками, то у каждого утолщения необходимо ставить отдельную прибыль.
Наиболее часто прибыли применяют при изготовлении отливок из стали и цветных сплавов.
5.Изготовление стержней.
Стержни применяют в основном для выполнения в отливках отверстий и полостей, а также наружных поверхностей отливок сложной конфигурации.
При заливке формы стержни обычно бывают со всех сторон окружены жидким металлом. Поэтому они должны обладать высокой газопроницаемостью, прочностью, податливостью, выбиваемостью, что обеспечивается выбором соответствующей стержневой смеси и конструкцией стержня.
Стержни делят на пять классов по геометрическим размерам, конфигурации, условиям работы в литейной форме и требованиям к качеству литой поверхности.
I класс – стержни сложной конфигурации, ажурные, имеющие малые знаки, образующие в отливках необрабатываемые полости, к чистоте которых предъявляют высокие требования, например стержни ленточного типа для отливок корпусов двигателей внутреннего сгорания.
II класс – стержни сложной конфигурации, имеющие наряду с массивными частями тонкие выступы, перемычки. Они образуют в отливке полностью или частично обрабатываемые поверхности.
III класс – стержни средней сложности с массивными знаками, не имеющими особо тонких частей, но выполняющие в отливках полости, к чистоте поверхности которых предъявляют повышенные требования.
IV класс – стержни простой конфигурации, образующие в отливках обрабатываемые и необрабатываемые поверхности, к чистоте которых особых требований не предъявляется.
V класс– массивные стержни, образующие большие полости в крупных отливках.
Смесь для стержней I класса должна обладать высокой прочностью, поверхностной твердостью, высокой пластичностью во влажном состоянии, минимальной газотворностью, хорошей податливостью и выбиваемостью.
Смесь для стержней II класса должна удовлетворять тем же самым требованиям, но быть более прочной во влажном состоянии, чтобы массивные и высокие части стержня не разрушались под собственной массой.
Смесь для стержней III класса должна иметь высокую прочность во влажном состоянии, хорошую податливость и выбиваемость.
Смесь для стержней IV и V классов должны иметь высокую прочность во влажном состоянии, хорошую податливость и выбиваемость.
Стержни получают в ящиках вручную или на машинах с помощью тех же приемов, что и при формовке. Отделение литейного цеха, в котором изготовляют стержни, называют стержневым.
6.Сборка форм.
Сборка формы является ответственным процессом, требующим внимания и аккуратности. Сборка включает операции: подготовки полуформ и стержней, установки стержней (обычно в нижнюю полуформу), контроля положения стержней, накрытия нижней полуформы верхней, установки выпорных и литниковых чаш, скрепления полуформ или их нагружения.
Полуформы и стержни, поступившие на сборку, тщательно осматривают; к сборке не допускаются стержни и полуформы, имеющие какие-либо повреждения или дефекты. Перед сборкой полость формы продувают сжатым воздухом, для того чтобы удалить из нее частицы смеси или инородные тела.
Стержни устанавливают в форму в последовательности, указанной на сборочном чертеже или в технологической карте. При этом необходимо следить за тем, чтобы знаки стержней точно становились в отпечатки знаков модели. Если знак стержня почему-либо не подходит к своему гнезду в форме, то подгонка его опиливанием не допускается. Только в исключительных случаях, в условиях единичного или мелкосерийного производства, допускается подгонка знаков стержня по специальным контрольным шаблонам. Положение каждого стержня относительно формы и других стержней проверяют контрольными шаблонами, а в поточно-массовом производстве — кондукторами.
Размеры тела отливки, образованные стержнями и формой или только стержнями, проверяют толщиномерами. В условиях единичного производства при сборке сложных форм используют контрольное перекрытие формы, если толщину тела отливки образуемую формой и стержнями, нельзя проверить контрольным или измерительным инструментом. Перед контрольным перекрытием на поверхность формы или стержней в необходимых местах устанавливают куски глины — “мушки”. Затем делают контрольное перекрытие формы, в процессе которого куски глины сжимаются до толщины просвета между формой и стержнем, что должно соответствовать толщине тела отливки. После раскрытия формы “мушки” вынимают, измеряют их толщину и таким образом определяют возможную толщину стенки отливки.
Обычно стержни устанавливают в нижнюю полуформу на знаках, однако иногда, в условиях единичного производства, стержень крепят в верхней полуформе. Эта операция должна быль выполнена особенно тщательно, так как недостаточно надежное крепление стержня может привести к отрыву его от формы при сборке, поломке формы и стержня и даже к несчастным случаям.
В отдельных случаях для большей устойчивости стержня в форме пре ее заливке металлом стержень устанавливают на жеребейки — жесткие металлические опоры. Высота жеребейки соответствует толщине тела отливки. Сплав для изготовления жеребейки обычно выбирают в соответствии с заливаемым в форму сплавом. При литье чугуна или стали жеребейки изготовляют из белой жести, низкоуглеродистой стали.
Поверхность жеребеек должна быть чистой, без следов ржавчины, влаги и масла. При подготовке жеребейки пескоструят, часто окрашивают алюминиевой краской, иногда лудят. Чистые жеребейки хорошо свариваются с основным металлом отливки и не вызывают образования раковин или других несплошностей. Однако для отливок, работающих под давлением жидкости или газа, применять жеребейки нежелательно, а иногда недопустимо.
Заключение.
Основой повышения экономической эффективности литейного производства, конечно же, является технический прогресс. Технический прогресс – это процесс совершенствования производства, технологических методов и форм организации труда и производства, состоящий в непрерывном совершенствовании производства на базе новой техники, научных достижений и передового опыта.
К основным направлениям технического прогресса относятся:
1. Электрификация производства – широкое применение электроэнергии для технологических процессов, орудий труда, управления и контроля производства.
2. Комплексная механизация и автоматизация производства – замена ручного труда все боле сложным комплексом машин-автоматов, выполняющих основные и вспомогательные технологические операции и процессы контроля и управления. Особенно важным это направление является для литейного производства, представляющего комплекс трудоемких и тяжелых работ. Все более широко внедряются автоматические комплексы изготовления форм, приготовления формовочной и стержневой смеси, изготовления стержней, заливки металла в формы, выбивки и очистки отливок.
3. Химизация производства – применение достижений современной химии – новых
В литейном производстве широко используют новые связующие, затвердевающие при контакте с нагретой модельной оснасткой, а также холоднотвердеющие связующие. Литье оболочковое, по выплавляемым моделям и по газифицируемым моделям является отражением широкого использования достижений химии в литейном производстве.
Таким образом, технический прогресс в литейном производстве базируется на достижениях естественных наук и их приложении к решению непосредственно производственных задач.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/lite-v-peschanyie-formyi/
1. Н. Д. Титов, Ю. А. Степанов Технология литейного производства. М. «Машиностроение», 1974. 472 с.
