ЛИТЬЕ І ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ
1.Літье в піщані форми
1.1. Основні поняття
Ливарним виробництвом називається галузь машинобудування, що виробляє металеві вироби або заготовки шляхом заливання розплавленого металу потрібного складу в ливарну форму. Після затвердіння металу в формі виходить лита деталь (виливок), яка може бути закінченим виробом або заготівлею, яку піддають надалі механічній обробці.
Шляхом лиття отримують деталі, як простий, так і складної форми, які не можна або дуже важко отримати іншими методами. Маса литих деталей коливається від декількох грамів до декількох сотень тонн. Виливки отримують литтям в піщано-глинисті форми або спеціальними методами лиття. Лиття в піщано-глинисті форми - один з основних методів виробництва виливків.
1.2. Модельний комплект
Для виготовлення разових форм застосовують модельний комплект, який складається з: моделі, стрижневі ящики, сушильних і підмодельні плит, шаблонів, моделі ливникової системи, опок та формувального інструменту.
Модель-це пристосування для отримання виливків у вигляді відбитка, відповідного зовнішньої конфігурації виливків.
Конструкція моделі повинна забезпечувати швидке видалення моделі з форми без її руйнування. При серійному і масовому виробництві виливків моделі виготовляють металевими, при індивідуальному - дерев'яними.
При конструюванні і виготовленні моделей спочатку за кресленням деталі розробляють креслення виливки, а потім виготовляють модель. При цьому враховують:
- припуски на механічну обробку, які залежать від габаритів і положення виливка у формі при заливці, а також від застосовується сплаву;
- величину усадки металу, виражену у відсотках (середня усадка для сірого чавуну 1%, кольорових металів і сплавів 1,5%, вуглецевої сталі 2%);
- формувальні ухили, які служать для зручності вилучення моделей з формувальної суміші без руйнування відбитка (величина ухилів дерев'яних моделей становить 1-2, машинної - 0,5-1). Формувальні ухили розташовують на вертикальних стінках виливка по відношенню до лінії роз'єму форми в бік збільшення розмірів моделі;
- галтелі або заокруглення, які застосовуються в місцях сполучення стін виливки і які залежать від товщини сполучених стінок.
Стержень- це пристосування для отримання внутрішніх порожнин у виливках складної конфігурації. Стрижень використовується тільки один раз.
Для виготовлення стрижнів застосовують стрижневі ящики, в порожнині яких з стрижневою суміші формується стрижень необхідних розмірів і контурів.
Стрижневі знаки - це складові частини моделі, що використовуються для утворення в ливарній формі опорних відбитків, необхідних для кріплення і центрування стрижнів.
Стрижні встановлюються в опорні відбитки форм спеціально призначеними для цієї мети частинами, які називаються знаковими частинами. Тому конфігурація і розміри стрижневих знаків на моделях завжди відповідають знаковим частинах стрижня.
Опоки - це міцні металеві рами різної форми, призначені для виготовлення ливарних полуформ по полумоделям з формувальної суміші шляхом її ущільнення.
При ручному формуванні широко застосовують литі чавунні опоки, для машинної - більш міцні - сталеві литі або зварні. Для центрування опок служать штирі і втулки.
Литниковая система - це система каналів і пристроїв, призначених для підведення металу до форми, уловлювання сторонніх включень, виведення пара і газів з порожнини форми і для харчування виливки в період кристалізації.
Формувальний інструмент: для набивання форм - трамбування, набійки і ін .; для обробки форм - гладилки, ланцети, лінійки та ін.
Підмодельні плити (дошки) - служать для установки на них елементів форм при її виготовленні.
1.3. Вибір площині роз'єму моделі
Для зручності виготовлення ливарних форм, а також безперешкодного вилучення моделей з форм і стрижнів із стрижневих ящиків моделі і стрижневі ящики в більшості випадків робляться роз'ємними. Половинки моделей і ящиків фіксуються одна відносно іншої спеціальними шипами. Площина, по якій модель розділяється на частини, називається площиною роз'єму.
При виборі площині роз'єму слід, враховувати, що:
- площину роз'єму моделі повинна бути обрана так, щоб можна було вийняти половину моделі з ливарної напівформи, не руйнуючи останню;
- заливається деталь повинна розташовуватися в формі так, щоб поверхні, які підлягають механічній обробці, були розташовані внизу або збоку, т. к. верхні частини завжди виходять менш щільними і більш забрудненими в зв'язку з меншою питомою вагою шлаку та ін. домішок;
- кількість стрижнів має бути мінімальним для полегшення і прискорення збірки; стрижні в ливарній формі повинні бути надійно закріплені;
- всю виливок потрібно прагнути розташовувати в нижній опоки, що дозволяє виключити вплив зсуву опок на виливок;
- коли всю виливок не вдається розташувати в одній опоке, слід прагнути помістити в одній опоке ті частини виливки, які служать базою при механічній обробці і які підлягають механічній обробці.
На ескізі деталі площину роз'єму моделі і форми показують відрізком або ламаного суцільною лінією, на яких вказують літерне позначення роз'єму - роз'єму показують суцільною лінією, обмеженою стрілками і перпендикулярної лінією роз'єму (ГОСТ 2.423-73). При застосуванні нероз'ємних моделей показують тільки роз'єм форми - Ф.
1.4. Формувальні суміші, їх приготування і класифікація
Формувальні і стрижневі суміші складають зі свіжих формувальних матеріалів (природних пісків і глин), оборотного формувального матеріалу, одержуваного в результаті руйнування (вибивання) форм після затвердіння в них виливків, і спеціальних добавок.
Всі необхідні компоненти (пісок, глина, вода, що пов'язують і ін.) Формувальної суміші засипають в сумішеприготувальні бігуни. Після перемішування отримують формувальну суміш. Отримані суміші повинні відповідати необхідним вимогам.
Формувальні суміші (основні компоненти: пісок, глина, графіт, вода та ін .; сполучний елемент - графіт) використовуються для приготування ливарних форм.
- за родом металу: на суміші для чавунного, сталевого або кольорового лиття;
- станом формувального матеріалу в формі: на сирі і сухі форми;
- за призначенням: на єдині, облицювальні і наповнювальні.
Єдиної називають формувальну суміш, яка застосовується зазвичай в масовому виробництві при машинної формуванню для виготовлення всієї форми в цілому.
Облицювальні або модельні суміші служать для утворення шару форми товщиною 20-30 мм безпосередньо стикається з металом. Облицювальну суміш при формуванні розподіляють рівним шаром по поверхні моделі.
Наповнювальна суміш використовується спільно з облицювальної і служить для заповнення всього залишкового обсягу опок. Вона складається, в основному, з оборотної суміші з добавкою для освіження глинистих і іноді кварцових пісків.
Стрижневі суміші (основні компоненти: пісок, глина, графіт, рідке скло і ін .; сполучний елемент - рідке скло) використовуються для приготування стрижнів.
Стрижні в формі майже повністю знаходяться в розплавленому металі з високою температурою, який піднімає їх вгору, при значній довжині згинає, а при охолодженні стискає внаслідок усадки. Утворені гази можуть проводитися тільки через знаки стрижнів. Тому стрижневі суміші повинні мати підвищену в порівнянні з формувальними сумішами міцністю, газопроницаемостью, вогнетривкістю, піддатливістю, і можливо малої газотворной здатністю. Крім того, вони повинні легко віддалятися (висипатися) з виливки після її вилучення з форми.
1.5. Технологія виготовлення разової форми
в двох опоках по рознімної моделі
Виготовлення разової форми в двох опоках по рознімної моделі проводиться в такій послідовності:
1. Нижню половину моделі 1. не має центрирующих шипів, ставлять площиною роз'єму на подмодельную плиту 2 (рис.1.1 а).
2. Встановлюють нижню опоку 3 (рис.1.1 б) і на поверхню полумоделі наносять тонкий шар гасу або посипають модельної пудрою (дрібний кварцовий пісок або графіт), щоб уникнути прилипання формувальної суміші.
3. Через ручне сито 4 на полумодель наносять облицювальну суміш товщиною 20-30 мм (рис.1.1 б), після чого суміш ущільнюють руками навколо всієї полумоделі.
4. Насипають наповнювальну суміш і ущільнюють її ручної або пневматичної трамбівкою 5. Клинове кінцем трамбування суміш ущільнюють спочатку під стінами опоки, а потім в середній частині; після додавання суміші вище краю опоки ущільнюють тупим кінцем трамбування (рис.1.1 в).
5. Надлишок суміші зрізають лінійкою 6 (рис.1.1 в). Душнікі 7 наколюють вентиляційні канали (рис.1.1 г).
6. заформованими опоку перевертають на 1800 разом з подмодельной плитою, прибирають плиту і роз'ємом вгору встановлюють на попередньо підготовлене місце. Формувальну суміш по роз'єму загладжують гладилкою.
7. На нижню половину моделі по центрирующим шинам встановлюють верхню половину моделі і модель літніковойсистеми (рис.1.1 д).
8. Поверхня роз'єму форми посипають тонким шаром сухого кварцового піску, щоб формувальнасуміш у верхній опоки не прилипала до суміші в нижній половині опоки. Верхню опоку 8 встановлюють на нижню по центрирующим шипів (рис.1.1 д).
Малюнок 1.1. Послідовність технологічних операцій
при виготовленні разової форми в двох опоках
по рознімної моделі
9. Проводять наповнення і ущільнення суміші у верхній опоки в послідовності зазначеної в п.3 (рис.1.1 е).
10. Після ущільнення верхню напівформи знімають, перевертають на 1800 роз'ємом вгору і встановлюють на попередньо підготовлене місце. З напівформи після легкого розгойдування видаляють половини моделей і модель літніковойсистеми.
11. У нижній напівформи гладилкою прорізають живильники, які призначені для проходу рідкого металу в порожнину форми. Потім обидві напівформи обробляють і пріпилівают графітом (якщо в форми заливають чавун), тальком або цементом, з метою отримання виливків з чистішою поверхнею.
12. У нижню напівформи встановлюють стрижень 9 і закривають її верхній полуформой (рис.1.1 ж). Напівформу скріплюють скобами або штирями, або ж на верхню напівформи встановлюють вантаж для запобігання відходу металу через роз'єм форми під час заливки металу.
13. Проводять заливку металу (рис.1.1 з).
14. Після охолодження отриману виливок вибивають з форми, звільняють від ливникової системи, зачищають за розміром форми.
2.1. Мета і завдання лабораторної роботи
У лабораторній роботі необхідно: ознайомиться з етапами розробки технологічного процесу лиття та процесом отримання разових ливарних форм; вивчити призначення формувальних і стрижневих сумішей; набути навичок процесу формування в двох опоках по рознімної моделі.
2.2.1. Отримати індивідуальне завдання на лабораторну
2.2.2. Виконати ескіз деталі відповідно до
2.2.3. Розробити ескіз моделі з накладенням креслення деталі.
2.2.4. Вибрати положення моделі в формі; призначити площину
роз'єму моделі і форми; вказати положення стрижнів.
2.2.5. Виконати ескізи переходів операцій виготовлення
2.2.6. Виготовити разову форму відповідно до
технологічними переходами по п.2.2.5.
2.2.7. Дати висновок про доцільність прийнятих рішень
2.2.8. Скласти звіт про роботу.
2.3.Матеріали і обладнання
1. Креслення деталі індивідуального завдання.
2. Модельний комплект.
3. Формовочная і стрижнева суміші.
1. Що являє собою ливарне виробництво?
2. Що входить в модельний комплект, і які вимоги пред'являються до нього?
3. Чим відрізняється модель від деталі?
4. Які матеріали служать для приготування формувальних і стрижневих сумішей?
Дивіться повні списки: Професії