Литье в земляные формы

Литье в земляные формы

Литье в земляные формы и изготовление моделей

Литье в земляные формы выполняют следующим образом. По модели или шаблону из формовочной земли изготавливают литейную форму, которую заливают расплавленным металлом. При литье этим способом форму используют один раз, так как при извлечении готовой отливки она разрушается.

Формы выполняют из формовочной смеси, состоящей из песка и глины. Смесь должна содержать 12-25 % глины. Перед формовкой ее слегка увлажняют и хорошо перемешивают, чтобы была рыхлой и не имела комков. Качество смеси при изготовлении можно определить так: горсть ее сжимают в руке, при этом она должна сохранять форму, а при прикосновении разрушаться. Формовочную смесь можно использовать многократно, однако для первого слоя (облицовочного) толщиной 20-30 мм, которым покрывают модель, желательно приготовлять новую.

Модели изготовляют деревянные, пластиковые, металлические, гипсовые и др. Более доступным материалом для моделей является гипс и пластилин. При необходимости восстановления разрушенной детали моделью может служить сама деталь, которой придают первоначальный вид с помощью пластилина, напайкой отсутствующих элементов или иным способом. Если невозможно использовать в качестве модели оригинал, выполненный в пластилине или воске, изготавливают гипсовую копию. Оригинал укладывают на ровную поверхность лицевой стороной вверх, вокруг него устанавливают обечайку из дерева или другого материала высотой несколько выше оригинала. Затем внутреннюю поверхность смазывают мыльной пеной.

Гипс растворяют в большом количестве воды для получения массы, напоминающей жидкую сметану. Далее приступают к оплеску, который выполняют быстро, тщательно покрывая образец гипсом, лучше с помощью кисти. После этого образец, покрытый первым слоем гипса, заливают им до краев обечайки. Для замедления схватывания гипса в воду добавляют раствор борной или уксусной кислоты (0,5-1,0 % объема воды). Для ускорения схватывания в воду добавляют 3-4%-ный раствор поваренной соли.

Гипсовую форму сушат при температуре не выше 50 °С. обрабатывают в контррельефе, заделывают раковины и наращивают рельеф. Далее приступают к изготовлению модели. Для этого форму покрывают 5%-ным раствором поташа, 3%-ным раствором кальцинированной соды или мыльной пеной. Щелочной раствор служит разделительным слоем. Затем ее заливают гипсом, который для упрочнения отливки разводят водой с добавлением 5-10 % поливинилацетатной эмульсии (рис. 80).


Рис. 80. Отливка гипсовой модели по форме: 1 — гипсовая модель; 2 — обечайка; 3 — форма; 4 — разделительный слой

После выполнения модели приступают к ее формовке в землю. Земляные формы изготовляют в опоке, представляющей собой ящик без дна и крышки (рис. 81). Опока придает земляной форме необходимую прочность при формовке, переноске и заливке металла. Обычно простую форму изготавливают в двух опоках, соединенных между собой с помощью стержней и втулок, строго фиксирующих их положение относительно одна другой.


Рис. 81. Конструкция деревянной опоки: 1 — корпус (дерево); 2 — ручка; 3 — металлические уголки, служащие для фиксации опок относительно одна другой

Выполненную из дерева или сваренную из металла опоку устанавливают на подмодельную доску, представляющую собой металлическую или деревянную плиту с гладкой лицевой поверхностью. В опоку укладывают модель. Чтобы формовочная смесь не прилипла к модели, ее посыпают графитом. Удобней всего это делать с помощью банки с графитом, горловина которой закрыта марлей. Затем через сито наносят слой облицовочной смеси. Когда модель будет полностью укрыта, опоку заполняют формовочной землей, которую укладывают слоями и уплотняют трамбовкой до полного наполнения опоки. Излишек земли удаляют линейкой или ровной планкой. После этого опоку с моделью переворачивают и на нее укладывают вторую опоку. В ней устанавливают модели литника и выпора — конусные бруски круглого или квадратного сечения. Затем опоку припудривают графитом, засыпают формовочной смесью и уплотняют. Далее снимают верхнюю опоку и из нее удаляют модели литника и выпора, а из нижней опоки — модель. Чтобы при извлечении модели края формы не осыпались, их можно укрепить, слегка увлажнив при помощи кисти смесью графита с водой. После извлечения модели из формы прорезают узкие каналы, соединяющие ее полость с литником и выпором. Через один или несколько каналов расплавленный металл будет поступать из литника в полость формы, а через другой будет вытесняться воздух. Затем опоки ставят опять одна на другую и заливают металл (рис. 82). Процесс формовки с нижним болваном изображен на рис. 83.


Рис. 82. Формовка неразъемной модели в опоку (а-з — последовательность выполнения): 1 — модель; 2 — под модельная плита; 3 — опока; 4 — выпор; 5 — литник

Если надо отлить объемную деталь, не имеющую плоскости прилегания к подмодельной плите, поступают следующим образом: пустую опоку, установленную на подмодельной плите, припудривают графитом и, утрамбовывая, заполняют формовочной землей. Затем ее переворачивают, верхний слой смеси рыхлят, на него укладывают модель и легкими ударами молотка осаживают до линии разъема.


Рис. 83. Формовка с нижним болваном (а-и – последовательность выполнения): 1 — модель; 2 — под модельная плита; 3 — литник; 4 — опока; 5 — формовочная смесь

Излишки уплотненной вокруг модели смеси до линии разъема удаляют ножом. Сверху устанавливают вторую опоку и также посыпают графитом. После установки моделей литников и выпора производят формовку (рис. 84).


Рис. 84. Формовка несложной объемной модели: а — осаживание модели; б — уплотнение формовочной смеси; в — собранная форма


Рис. 85. Формовка с доращиванием модели (а-г — последовательность выполнения); 1 — модель; 2 – долепленные части модели; 3 – готовая форма

При выполнении оригинальных изделий применяют формовку с доращиванием модели. Для этого изготавливают половину модели по линии разъема, укладывают ее на подмодельную плиту и формуют в одну опоку. Потом модель аккуратно вынимают и пластилином доращивают остальную ее часть. Затем модель укладывают на свое место в опоку, а вторую доращенную часть формуют с помощью второй опоки обычным способом (рис. 85). После отливки изделие извлекают из формы, удаляют литники и производят дальнейшую его обработку.

Источник: iznedr.ru

Литье в земляные формы

Литейные процессы

Сущность и преимущества получения заготовок методом литья

Литье широко применяется для изготовления фасонных деталей от мелких до самых крупных типа базовых и корпусных. С помощью литья можно получить детали самой сложной конфигурации, невыполнимые другими способами формообразования. Литейный процесс производителен и недорог.

Качество отливки зависит от технологии и конструкции детали. Для получения отливок применяют сплавы на основе меди, алюминия, титана и др. Основными операциями ТП получения отливок являются: плавка металла, заливка расплава в форму, освобождение отливки из формы после затвердения, отрезка литников, термообработка, защитные антикоррозионные покрытия и др. В настоящее время разработано много способов литья, основными из которых являются:

Литье под давлением,

Литье в металлические формы,

Литье по выплавляемым моделям,

Литье в песчаные формы,

Литье в оболочковые формы и др.

Специальной технологической оснасткой литейных операций являются литейные формы, модели, кокили, пресс-формы и др.

Литейная форма — форма, изготовленная из жароупорного материала и предназначенная для заливки жидкого металла и получения отливок.

Отливкой называется заготовка изделия (иногда готовое изделие), полученная при заливке жидкого материала в литейную форму, в которой он затвердевает.

Литейная модель — приспособление, предназначенное для получения в литейной форме рабочей полости будущей отливки. Модель предназначена для образования внешних контуров и внутренних полостей отливки. Материалами для модели служат древесина, пластмасса, металл, гипс и др.

Опоки — приспособления, служащие для удержания формовочной земляной смеси. Простейшая опока для одноразовой заливки представляет жесткую раму, состоящую обычно из двух половин верхней и нижней, которые фиксируются и скрепляются между собой при сборке формы перед заливкой.

Литье в земляные формы

Литье в земляные формы — весьма трудоемкий процесс, требуется дополнительная механическая обработка, большие отходы и такой метод больше используется в единичном производстве. Можно отливать детали из любых сплавов , различных габаритных размеров, массы и конфигурации, для изготовления крупногабаритных

отливок. Формовку производят по деревянным или металлическим моделям в опоках набиваемых песчано-глинистыми смесями.

Одним из основных факторов, определяющих погрешности размеров при литье в земляные формы, является точность изготовления моделей. Замена деревянных моделей моделями из пенополистирола позволяет повысить производительность труда и точность изготовления отливок, т.к. отпадает необходимость в извлечении модели и, следовательно, в использовании разъемных литейных форм.

При этом стоимость модели из пенополистирола составляет в среднем около 30% стоимости деревянной модели. Модели из пенополистирола можно применять по 3-4 разг

При литье в земляные формы толщина стенок отливок цветных сплавов составляет 2,5. 120мм. для мелких деталей и 5.. .400мм для средних.

Основные операции ТП литья в песчаные формы:

1) изготовление формы;

2) заливка металла в форму;

3) выбивка отливки из формы;

4) очистка отливки;

7) термическая обработка;

8) защитное покрытие.

При изготовлении формы исходными материалами являются: кварцевый песок, специальные сорта глин и готовые детали форм — стержни.

Формовочную смесь, состоящую из 80-90% песка, глины и других компонентов, добавляемых в небольших количествах, тщательно перемешивают, увлажняют небольшим количеством воды и засыпают в формовочные приспособления — опоки.

2 — нижняя опока

3 — контрольный штифт

4 — верхняя опока

7 — литниковая чаша

8 — вертикальный стояк

9 — шлакоуловитель 10-питатель

Затем в опоку укладывают деревянную или металлическую модель изделия и засыпают формовочной смесью. Для плотного прилегания смеси к модели, ее утрамбовывают специальными вибрационными машинами и приспособлениями. Затем модель извлекают из формовочной массы и в образовавшиеся знаки на свои места укладывают стержни. Стержни представляют собой детали литейной формы, предварительно изготовленные из специальной формовочной массы и применя емые для образования внутренних поверхностей отливки.

Модели служат для образования внешних контуров отливки в форме. Они могу быть из дерева или металла, пластмассы, гипса в зависимости от серийности. Деревянная модель-15 0-200 формовок, алюминий-5000 и более. Модель выполняют с учетом припусков на механическую обработку и усадку металла, т.е. они больше по размерам, чем отливка или деталь.

Для хорошего извлечения модели из формы они имеют уклоны

1% и обычно бывают разъемные или составные. Для центрирования половин используют шипы. Линейная усадка в % определяется как :

где L „ — длина модели, L„ — длина отливки и колеблется от 1 до 2,5% для различных сплавов.

Модели окрашиваются по ГОСТ в красный цвет для чугуна, синий для стали, желтый для цветного сплава. Стержневые знаки — черный .

В зависимости от вида производства, размеров, массы отливок применяют следующие способы формовки:

1) Ручная формовка в почве,

2) Ручная формовка в опоках,

3) Машинная формовка в опоках.

Основной является машинная формовка, т.к. повышается качество, производительность, снижение себестоимости. Для машинной формовки нужно иметь:

универсальные подмодельные плиты, точные металлические модели и взаимозаменяемые опоки.

Когда все готово, пора приготовить металл, но прежде следует сказать о литейных свойставах сплавов: высокая жидкотекучесть, малая усадка, незначительная ликвация, низкая способность поглащать газы.

Жидкотекучесть — способность заполнять полость.

Усадка — уменьшение литейных размеров, с ней связаны рыхлота, коробления, раковины и трещины.

Ликвация — образование неоднородностей химического состава в различных частях отливки.

Одна из важнейших операций — ЗАЛИВКА ФОРМ. Формы заливают из ручных или крановых ковшей. Температура заливки для серого чугуна 1250-1400 °С , стали — 1500-1600 °С ,бронзы — 1150 °С, алюминий и магний — 750 °С .Выбивка отливок из форм — после окончания процесса затвердевания и охлаждения отливки. Литейную форму разрушают, отливку извлекают из формы и освобождают от формовочных материалов.

Очистку отливки от формовочных материалов производят на вибрационных машинах, в пескоструйных аппаратах и вручную.

Отрезку элементов литейных систем (стояков, выпоров, питателей и др.) выполняют на фрезерных станках дисковыми фрезами, ленточных пилах, круглошлифовальных станках, тонкими абразивными шлифовальными кругами с вулканитовой связкой.

Термообработку проводят при температуре ниже температуры кристаллизации в целях снятия внутренних напряжений в металлах, стабилизации формы и размеров отливки.

Для защиты от коррозии применяются защитные покрытия:

стальные — оксидирование или цинкование, алюминиевые и магниевые- анодирование Rz=10-40 мкм ( по таблице Rz=320) УТ 15-16

Невысокое качество, много брака, большой расход металлов, высокая трудоемкость, плохие условия труда. Песчаная форма служит только один раз.

Универсальность, разнообразие формы, габаритов и массы, невысокая стоимость.

Дата добавления: 2015-09-13 ; просмотров: 35 ; Нарушение авторских прав

Источник: lektsii.com

ЛИТЬЕ В ЗЕМЛЯНЫЕ ФОРМЫ

Среди отливок до 80% по массе занимают заготовки изготовленные литьем в песчаные формы. Литье в земляные формы — наименее совершенный способ литья. Такие формы служат для получения только одной отливки и их называют разовыми. Качество поверхностей, точность размеров самые низкие (Rz=320-40мкм, 14-17кв.), вследствие чего трудоемкость последующей механической обработки высока (15-20% массы отливки -в стружку), но широко применяется в мелкосерийном пр., при отливке крупных деталей.

Специальные виды литья -7-5% отходов.

Точность-14-15кв, Rz=160-20мкм. Недостаток – термореактивные смолы дороги. Применяют – масс., крупносер., высоколегированные сплавы, труднообрабатываемые.

К процессам, объединяемым под общим наименованием «обработка давлением», относятся штамповка в холодном и горячем стоянии, а также специальные виды обработки давлением (прозтывание между роликами, редуцирование, обжатие фильерами,хатывание, протягивание, раскатывание и др.). Сущность этих процессов заключается в том, что металл в холодном или горячем состоянии изменяет свою форму (деформируется) под действием давления, которое больше сил сцепления молекул металла.

Многие металлы в холодном состоянии обладают большими силами сцепления и для преодоления их приходится прилагать большие усилия. Уменьшить силы сцепления молекул возможно, если принадлежащие обработке заготовки нагреть. Обработку металла давлением поэтому часто производят при температурах, когда металл становится пластичным и неспособным к рекристаллизации.

Ковкой получают заготовки относительно простой формы со значительными припусками. Штамповка в открытых штампах позволяет получать заготовки, форма которых существенно приближается к форме детали.

При штамповке в закрытых штампах получают более точные заготовки и расходуют меньше материала, чем в открытых, но закрытые штампы несколько ограничивают форму заготовки.

Прогрессивным методом является штамповка на ГКМ.

Для ответственных деталей используют заготовки, полученные горячей штамповкой. Если по условиям производства можно применять и литье и штамповку, то следует учитывать, что трудоемкость обработки литых заготовок в среднем на 15 – 30% ниже штампованных.

Для изготовления разнообразных деталей в приборостроении широко применяются пластмассы. Пластическими массами (пласт­массами) называют твердые или упругие материалы, получаемые из полимерных соединений и формуемые в изделия методами, ос­нованными на использовании их пластических деформаций. Детали, сделанные из них, обладают рядом преимуществ по сравнению с металлическими: пластмассовые корпуса легки и хорошо проти­востоят коррозии, подшипники из фторопластов не требуют смазки, зубчатые колеса из полиамидных смол имеют повышенную изно­состойкость и бесшумны в работе.

Переработка пластмасс в изделия зависит от температурного характера их затвердевания. Все пластмассы делят на две груп­пы — термопластические и термореактивные.

Свойства термопластических масс обратимы.

Термореактивные массы при нагревании необратимо превра­щаются в неплавкие и нерастворимые вещества. Способы перера­ботки пластмасс в изделия зависят в первую очередь от техноло­гических свойств перерабатываемого материала и требований к из­делиям.

Основными способами изготовления пластмассовых деталей яв­ляются литье под давлением и прессование. Изделия, полученные этими способами, имеют очень чистую поверхность, точные размеры и обычно не требуют дальнейшей механической обработки.

Прогрессивным процессом изготовления деталей является по­рошковая металлургия — область технологии, занимающаяся изго­товлением металлических порошков и деталей из них.

Процесс изготовления деталей из порошков состоит из приго­товления шихты требуемого состава, дозирования, формирования в детали, спекания, термообработки, калибрования, механической обработки и гальванопокрытия.

Методы порошковой металлургии позволяют получать материа­лы и детали, обладающие высокой жаропрочностью, износостой­костью, стабильными магнитными свойствами. Механические свой­ства металлокерамических деталей незначительно уступают меха­ническим свойствам литых и кованых заготовок.

В действующем производстве учитываются возможности заготовительных цехов и плановые сроки подготовки производства (проектирование и изготовление технологической оснастки). Кроме того, принимаются во внимание прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения, в соответствии с которыми рекомендуется переносить большую часть процесса формообразования детали на заготовительную стадию и тем самым снижать расход материала и долю затрат на механическую обработку. В большинстве случаев производительность заготовительных процессов на порядок выше производительности процессов механической обработки.

Класс методов изготовления заготовки определяется конфигурацей детали и ее материалом. Всего в машиностроении используется пять классов методов изготовления заготовок: 1) отделение (отрезание, вырезание) от сортового проката (прутки, листы и т.д.); 2) обработка давлением; 3) литье; 4) порошковая металлургия; 5) комбинированные методы (штампосварные и литосварные заготовки) в которых сварка служит для соединения отдельных частей заготовки, предварительно изготовленных литьем, штамповкой или отделением от проката.

Для отделения заготовок от проката может использоваться один из следующих способов: 1) газовая резка из листового проката толщиной до 100 – 200 мм; 2) резка на пресс-ножницах с прямыми и фасонными ножами; 3) резка на гильотинных ножницах; 4) резка на дисковых ножницах.

Отделение заготовок от круглого проката может осуществляться на механических и гидравлических прессах, на дисковых или ленточных пилах, на приводных ножовках, на фрезерно-отрезных, токарно-отрезных, абразивно-отрезных станках и установках.

Заготовки из круглого проката применяются в основном в мелкосерийном производстве или в тех случаях, когда разность в диаметрах ступеней детали мала.

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРИБОРОВ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОСЕЙ И ВАЛИКОВ

К классу осей и валиков относятся детали, представ­ляющие собой тела вращения, длины которых больше диаметра. Они могут быть гладкими или состоять из нескольких участков разных диаметров, имеющих одну ось. Отдельные участки могут иметь цилиндрическую, коническую или сферическую форму.

Наиболее характерные разновидности осей и валиков, приме­няемых в авиаприборостроении, приведены на рис. 1.

В приборостроении к классу осей и валиков относят, кроме осей и валиков также керны, штоки, цапфы, пальцы, стойки ит. п.

Основными техническими требованиями при обработке дета­лей, относящихся к классу осей и валиков, являются: прямоли­нейность и соосность всех участков оси; правильность формы поперечного сечения, т. е. отсутствие эллиптичности, огранности; правильность формы продольного сечения, т. е: отсутствие конус­ности и прочих отступлений от прямоугольной формы; соблюде­ние диаметральных и линейных размеров; соблюдение перпендикулярности торцевых поверхностей к продольной оси; обеспе­чение требуемого качества поверхности.

Операции выполняемые при изготовлении осей и валиков можно разбить на три группы: заготовительные операции, токар­ную обработку и отделочные операции.

Заготовительные операции — правка и резка прутков из бухты и резка штучных заготовок выполняются соответственно на правильно-отрезных автоматах или на прессах с применением специальных штампов. В последнем случае процесс отличается высокой производительностью — до 10 000 заготовок в час. Завер­шаются заготовительные операции шлифованием прутков и штуч­ных заготовок на бесцентрово-шлифовальных станках для обес­печения требуемой точности заготовок по диаметральным раз­мерам.

Токарная обработка деталей типа осей и валиков в приборо­строении выполняется на настроенных токарных и револьверных станках, работающих часто в автоматическом режиме, в том числе на станках с ЧПУ. Для обработки деталей класса осей и валиков широко используются автоматы продольно-фасонного точения, обеспечивающие высокую точность диаметральных размеров обрабатываемых деталей привысокой производительности труда. Обта­чивание обычно осуществляется за два прохода: черновой и чистовой.

Отдельные детали этого класса подвергаются закалке. Прин­цип такой закалки заключается в следующем (рис.2): керн 1 при падении из бункера 2 в узкую трубку 3 с высокочастотным индуктором 4 опадает в магнитное поле, образованное постоян­ным магнитом 5. Это магнитное поле задерживает керн, пока он не нагревается до температуры приблизительно 720 °С (точка Кюри). Когда керн нагревается до этой температуры, он теряет магнитные свойства и падает. Падая в высокочастотном поле еще 0.1 . 0,2 с (время падения регулируется изменением по высоте положения постоянного магнита), керн дополнительна нагревается выше точки Кюри до требуемой температуры. Для закалки применяют масло или другую закалочную среду 6. Этот способ позво­ляет получить требуемую для закалки температуру с точностью +6°С

Твердость после закалки обычно определяют путем нанесения риски острием керна на стекле. При слабой закалке керн затуп- ляется, при чрезмерной — ломается. После нанесения риски состояние острия керна определяют под микроскопом с 50-крат­ным увеличением,

— Окончательная годность керна -определяется проверкой его острия на проекторе при 500-кратном увеличении. Ввиду большой трудоемкости контроля на проекторе проверяют только часть каждой, партии кернов .Шероховатость поверхности керна определяют с помощью микроскопа.

Для повышения точности и улучшения качества поверхности деталей применяются отделочные операций.

Основными методами отделки осей пи валиков являются шлифование; притирка, тонкое точение, отделка стальным и твердосплавным диском, галтовка.

Шлифование как промежуточная операция, предшествует притирке или другой отделке, при обработке небольших осей и валиков применяется редко.

Притиркаосуществляется следующим образом. Между притиром и деталью наносят слой абразивной пасты.

Притир прижимается к поверхности детали и движется относительно нее. В большинстве случаев притир изготовляют из более мягкого материала, чем деталь, для того чтобы его поверхность насыщалась абразивным порошком, входящим в состав пасты.

Рис. 3. Схема притирки

Наружные цилиндрические поверхности осей и валиков притираются плоским чугунным притиром. Деталь закрепляется в цанге и получает вращательное движение. Притиру сообщается возвратно-поступательное движение.

Тонкое точение производят алмазными резцами из твердых сплавов на высоких скоростях с малыми подачами и глубиной резания. Этим процессом обычно завершается отделка детали.

Тонкое точение позволяет получить точность диаметральных размеров в пределах 0,005 . 0,008 мм, овальность и конусность — в пределах 0,003 . 0,005 мм.

Отделка стальными и твердосплавными дисками (рис. заключается в следующем. Ось 2 закрепляют в цанге 4 шпинделя станка и обрабатываемую поверхность цапфы фиксируют на опоре 3. Сверху к обрабатываемой поверхности прижимают вращающийся рабочий диск 1 с рифлениями на наружной цилиндрической поверхности и торцах. Преимущество — обработка без абразива, который проникая в поверхность детали приводит к ее износу.

Рис. 16.4. Схема отделки цапф твердосплавным диском

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: studopedia.ru

Литье в землю.

Литье в землю является сравнительно простым и экономичным технологическим процессом. Во многих отраслях машиностроения (автомобилестроение, станкостроение, вагоностроение и др.) при массовом производстве отливок чаще всего применяется этот метод. Для изготовления художественных отливок литье в землю используется гораздо реже, главным образом, из-за сравнительно низкого качества поверхности.

Самый древний способ литья — литье в песчано-глинистые формы, или, как говорят, 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 плиту (подмодельную доску) ставят одну половину модели разъемом вниз. Затем на плиту ставят металлический ящик без дна (опоку) так, чтобы половина модели оказалась внутри него. Опоку плотно набивают формовочной землей и переворачивают. Теперь половинка модели лежит в опоке разъемом вверх. На эту опоку формовщик ставит еще одну и скрепляет их штырями.

На половинку модели в нижней опоке ставится вторая половинка так, чтобы края их точно сошлись, Затем формовщик устанавливает в верхнюю опоку два деревянных конуса (на их месте в готовой форме останутся два отверстия для заливки металла и для выхода воздуха и газов) и плотно заполняет ее формовочной смесью.

Теперь осталось вынуть из земли деревянную модель. Для этого опоки разъединяют и из каждой вынимают половинки модели. В земле остаются четкие 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. Наконец, верхнюю опоку снова кладут на нижнюю, соединяют их, и форма готова. Когда она немного подсохнет, в нее можно заливать металл. Литье в землю является сравнительно простым и экономичным технологическим процессом. Во многих отраслях машиностроения (автомобилестроение, станкостроение, вагоностроение и др.) при массовом производстве отливок чаще всего применяется этот метод. Для изготовления художественных отливок литье в землю используется гораздо реже, главным образом, из-за сравнительно низкого качества поверхности.

Схема литья в землю приведена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Литьё в земляные формы

(1 – отливка (получаемая заготовка), 2 – каналы для заливки расплавленного металла, 3 – формовочная смесь, 4 – опока (стальной ящик для формовочной смеси), 5 – линия разъёма литейной формы)

2. Литьё в кокиль.

Следующий метод получения заготовок фасонных деталей — кокильное литьё. Отливки получают в металлических формах — кокилях. В отличие от других способов литья в металлические формы, при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести. Основные операции и процессы: очистка кокиля от старой облицовки, прогрев его до 200—300°С, покрытие рабочей полости новым слоем облицовки, простановка стержней, закрывание частей кокиля, заливка металла, охлаждение и удаление полученной отливки. Процесс кристаллизации сплава ускоряется, что способствует получению отливок с плотным и мелкозернистым строением, а следовательно, с хорошей герметичностью и высокими физико-механическими свойствами. Однако отливки из чугуна из-за образующихся на поверхности карбидов требуют последующего отжига. При многократном использовании кокиль коробится и размеры отливок в направлениях, перпендикулярных плоскости разъёма, увеличиваются.

В кокилях получают отливки из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых и др. сплавов. Особенно эффективно применение кокильного литья при изготовлении отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Эти сплавы имеют относительно невысокую температуру плавления, поэтому один кокиль можно использовать до 10000 раз (с простановкой металлических стержней). До 45% всех отливок из этих сплавов получают в кокилях. При получении отливок этим методом расширяется диапазон скоростей охлаждения сплавов и образования различных структур. Сталь имеет относительно высокую температуру плавления, стойкость кокилей при получении стальных отливок резко снижается, большинство поверхностей образуют стержни, поэтому метод кокильного литья для стали находит меньшее применение, чем для цветных сплавов.

Схема литья в кокиль приведена на рис. 4.2.

В кокиле можно получить до нескольких тысяч отливок. Точность получаемых размеров отливки и качество поверхности значительно выше, чем при литье в землю. Недостатком способа является трудоёмкость изготовления самого кокиля. Поэтому, он используется в серийном и массовом производстве, когда стоимость кокиля можно отнести на большое количество получаемых заготовок.

Рис. 4.2 Литьё в кокиль

1– полость, 2– детали кокиля, 3 – канал для заливки расплавленного металла, 4 – линия разъёма формы

3. Литьё по выплавляемым моделям.

Ещё один способ литья металлов (по выплавляемым моделям) применяется в случаях изготовления деталей высокой точности (например, лопатки турбин и т. п.). Из легкоплавкого материала: парафин, стеарин и др., (в простейшем случае — из воска) изготавливается точная модель изделия и литниковая система. Затем модель окунается в жидкую суспензию на основе связующего и огнеупорного наполнителя.

На модельный блок наносят суспензию и производят обсыпку, так наносят от 6 до 10 слоёв. С каждым последующим слоем фракция зерна обсыпки меняются для формирования плотной поверхности оболочковой формы. Сушка каждого слоя занимает не менее получаса, для ускорения процесса используют специальные сушильные шкафы, в которые закачивается аммиачный газ. Из сформировавшейся оболочки выплавляют модельный состав: в воде, в модельном составе, выжиганием, паром высокого давления. После сушки и вытопки блок прокаливают для удаления из оболочковой формы веществ, способных к газообразованию. После чего оболочки поступают на заливку. Перед заливкой блоки нагревают. Нагретый блок устанавливают в печь, и разогретый металл заливают в оболочку. Залитый блок охлаждают в термостате или на воздухе. Когда блок полностью охладится, его отправляют на выбивку. Таким образом, получают отливку.

Преимущества этого способа: возможность изготовления деталей из сплавов, не поддающихся механической обработке; получение отливок с точностью размеров до 11 — 13 квалитета и шероховатостью поверхности Ra 2,5—1,25 мкм, что в ряде случаев устраняет обработку резанием; возможность получения узлов машин, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей. Литье по выплавляемым моделям используют в условиях единичного (опытного), серийного и массового производства.

Схема литья по выплавляемым моделям приведена на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Литьё по выплавляемым моделям

1 – модель, 2 – оболочка, 3 – канал для заливки расплавленного металла

В силу большого расхода металла и дороговизны процесса литья по выплавляемым моделям обычно метод применяют только для ответственных деталей.

Кроме перечисленных выше методов литья широкое распространение получили литье под давлением, центробежное литье, литье в оболочковые формы и др.

С описанием этих методов можно ознакомиться в литературе и интернете.

Ковка и штамповка

Существует два способа ковки — свободная ковка и штамповка.

Свободную ковку производят или ударом на молотах или давлением на прессах. Свободной ковкой получают заготовки от самых маленьких до нескольких сотен тонн.

Недостатки — низкие производительность и точность.

Свободную ковку применяют в единичном и мелкосерийном производствах. При серийном и массовом производствах применяют штамповку.

Штамповка аналогична ковке, но «течение» металла при этом огра­ничено формой — штампом. При этом достигается более высокая производительность, чем при свободной ковке (до нескольких сотен раз) и точность получаемых заготовок.

Штамповка бывает горячей и холодной.

Холодной, называют штамповку, осуществляемую при температуре штампуемой заготовки ниже температуры рекристаллизации ее материала.

Холодную штамповку называют прессованием.

Пример получения заготовки методом объёмной горячей штамповки показан на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Объёмная горячая штамповка

1 – части штампа, 2 – полость, которая заполняется штампуемым металлом, 3 – линия разъёма частей штампа

Прокат

Производство стального проката на современном металлургическом заводе осуществляется двумя способами. При первом исходным материалом служат слитки (отлитые в изложницы), которые перерабатываются в готовый прокат обычно в 2 стадии. Сначала слитки нагревают и прокатывают на обжимных станах в заготовку. После осмотра заготовки и удаления поверхностных дефектов (закатов, трещин и т.п.) производят повторный нагрев и прокатку готовой продукции на специализированных станах. Размеры и форма сечения заготовки зависят от её назначения: для прокатки листового и полосового металла применяют заготовки прямоугольного сечения шириной 400 — 2500 мм и толщиной 75 — 600 мм, называемые слябами; для сортового металла — заготовки квадратного сечения различных размеров ( до 400х400 мм), а для цельнокатаных труб — круглого сечения диаметром до 350 мм.

При втором способе прокатка исходной заготовки заменяется непрерывным литьём (разливкой) на специальных машинах. После осмотра и удаления дефектов заготовка, как и при первом способе, поступает на станы для прокатки готовой продукции. Благодаря применению непрерывно-литой заготовки упраздняются слябинги и блюминги, повышается качество проката, устраняются потери на обрезку головной части слитка, доходящие у слитков спокойной стали до 15 — 20%.

Преимущества применения непрерывно — литой заготовки в производстве проката становятся ещё более значительными при совмещении процессов непрерывного литья и прокатки в одном неразрывном потоке. Для этой цели созданы литейно-прокатные агрегаты, в которых слиток на выходе из кристаллизатора не подвергается разрезке, проходит печь, где выравнивается температура по сечению, и затем поступает в валки прокатного стана. Т. о. осуществляется процесс кристаллизации и прокатки бесконечного слитка, т. е. непрерывное производство проката из жидкого металла. Процесс получил широкое распространение при прокатке цветных металлов; он применяется также для производства стальной заготовки небольших сечений (примерно менее чем 150х150 мм) повышенного качества. Основная трудность в развитии этого процесса состоит в относительно низкой скорости выхода слитка из кристаллизатора, что не позволяет в полной мере использовать производственные возможности непрерывного прокатного стана.

Прокатка листового металла производится из катаных или непрерывно-литых слябов и только листов толщиной свыше 50 мм — непосредственно из слитков или кованых слябов. В технологический процесс входят следующие основные операции: подача слябов со склада к нагревательным печам; нагрев; подача по рольгангу к рабочей клети стана и прокатка в несколько проходов (пропусков между валками), причём в первые проходы для получения листов требуемой ширины сляб иногда подаётся в валки поперёк или под углом; правка на роликовых правильных машинах; охлаждение на холодильниках; контроль и разметка; обрезка продольных кромок; обрезка концов, разрезка на листы определённой длины; иногда термическая обработка и покраска; отправка на склад готовой продукции.

Листы толщиной от 4 до 50 мм и плиты толщиной до 350 мм прокатываются на толстолистовых или броневых станах, состоящих из одной или двух рабочих клетей, а листы толщиной от 1,2 до 20 мм — на значительно более производительных непрерывных станах, на которых листы получаются в виде длинных (более 500 м) полос; при выходе из последней клети стана полосы сматываются в рулон. Листы толщиной менее 1,5—3 мм выгоднее прокатывать в холодном состоянии, поэтому дальнейшее уменьшение толщины листа осуществляется обычно на станах холодной прокатки. Для этого рулоны после их получения на непрерывных станах горячей прокатки транспортируются в цех холодной прокатки, где с поверхности металла удаляется окалина (в линии непрерывного травления), затем обрезаются концы и производится стыковка (электрическая контактная сварка) для полной непрерывности дальнейшего процесса. Травленые рулоны разматываются и в несколько проходов обжимаются до требуемой толщины (общее обжатие для низкоуглеродистой стали доходит до 75-90%). Прокатка осуществляется на непрерывных станах, состоящих из 4 или 6 четырёхвалковых клетей, или на одноклетевых реверсивных станах. После холодной прокатки полосу отжигают для устранения наклёпа, затем подвергают дрессировке, правке, резке на листы и упаковке.

Прокатка сортового металла включает следующие основные операции: нагрев до 1100—1250 °С; подачу нагретой заготовки к рабочим клетям и прокатку в несколько проходов в калибрах, постепенно приближающих сечение исходной заготовки к сечению готового профиля; резку проката на пилах или ножницах на части требуемой длины или сматывание в бунты; охлаждение на холодильниках; правку на роликовых правильных машинах; контроль и отправку на склад готовой продукции.

Прокатка заготовок деталей машин (штучных изделий) находит широкое применение главным образом в производстве различных тел вращения и профилей переменного сечения: вагонных колёс, осей, бандажей, колец для подшипников качения, шаров, зубчатых колёс, винтов, свёрл и т.д. При этом иногда прокатка используется для выполнения лишь одной операции в комбинации с ковкой или штамповкой.

С другими методами получения заготовок можно познакомиться в интернете или литературе.

Источник: mylektsii.ru

Литьё чугуна в землю

Литьё чугуна в землю является экономически недорогим и простым процессом, который используют на протяжении более 500 лет. Таким образом отливаются формы массой до 200 тонн, один из прекрасных примеров литья чугуна в землю – это отлитая в 1586 году «Царь пушка». На данный момент литьё в землю используется в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении. Многие памятники так же были изготовлены этим способом. У литья в землю есть свои преимущества и недостатки, которые будут рассмотрены ниже.

Модели для литья в землю

Чтобы получить готовое изделие, предварительно изготавливается модель, которая в точности повторяет будущее изделие. Обязательное условие при литье чугуна в землю – это превышение размера модели на процент усадки чугуна. Дело в том что расплавленные металлы имеют свойство расширятся, а при охлаждении масса металла уменьшается в объёме, то есть, говоря по-другому – металл имеет усадку. Чтобы готовое изделие имело точный размер, модель делают большего размера с учётом будущей усадки.

Модели для литья могут быть разборные, полнотелые, пустотелые, с разными дополнительными съёмными частями. Для художественного литья используют выплавляемые модели, либо выжигаемые (из пенонаполненного пластика). Несложные художественные формы изготавливают по неразборным моделям ( часто односторонним, плоским).

Пустотелые отливки изготавливают с применением стержней, которые устанавливают в формы. Стержни формируют в будущей отливке полости и глубокие выемки. Таким образом изготавливали крупные памятники, полости внутри позволяют экономить металл и получить более качественную отливку. Дело в том что меньший слой металла имеет меньшую усадку, что положительно сказывается на качество получаемой поверхности, уменьшает количество раковин и других браков отливки.

Модели для литья чугуна в землю изготавливают из различных материалов, для этого используют дерево, пластик, различные легкоплавкие материалы, пенопласт. Так же модели изготавливают из металлов – чугуна, бронзы, латуни, алюминия. В качестве материалов для моделей используют глину или гипс, эти материалы не такие прочные, но позволяют делать модели для малосерийных отливок. На продвинутых производствах для изготовления форм для будущих отливок используют станки с ЧПУ, управляемые специальным программным обеспечением. В этом случае модели получаются наиболее качественные, выполненные с высокой точностью.

Обработку моделей производят любым подходящим инструментом, то есть, используются фрезеровочные, токарные, точильные станки, а так же, как было упомянуто выше, многофункциональные роботизированные станки с ЧПУ. В последнее время для изготовления особо сложных моделей, применяются 3D принтеры. Они с максимальной точностью позволяют реализовать реальную модель, спроектированную в программе моделирования.

Опоки для отливки

Опока для отливки – это ёмкость (ящик, коробка), которая предназначена для изготовления самой литейной формы из модели. Форма в опоке формируется из нескольких полуформ. Выплавляемые модели позволяют изготавливать неразборные формы, которые после заливки и остывания металла просто разбиваются. Формы в опоке могут быть многоразовые или одноразовые. Как правило, формы для литья изготавливают одноразовые. Раньше отливки особо крупных размеров использовали в качестве опоки саму землю. То есть, форма для литья формировалась непосредственно в слое земли. Сейчас в качестве опоки используются ящики из металла и немного реже из дерева.

Стержни для литья

Стержни в форме для литья необходимы, чтобы формировать в отливках полости разного объёма, размера и длины. Стержни подвергаются воздействию расплавленного металла, поэтому они должны выполняться из газопроницаемых, прочных, термостойких материалов. В зависимости от размеров отливки, заливаемого металла, свойств сплава, для стержней используют специально подобранные смеси. В основном стержни делают из смесей кремнезёмистых элементов, песка, графита, каолина, шамота. Стержни могут быть изготовлены с внутренними полостями, таким образом, в эти полости будут удаляться образующиеся при литье чугуна газы. Так же наличие полостей в стержнях позволяет легче их удалить из уже готового изделия. Для примера можно привести литьё чугунных батарей. В этом изделии внутренняя полость, образуемая с помощью стержней определённой формы, имеет внутренние пустые пространства. Без наличия полостей в стержнях, удалить их будет проблематично.

Формовка для заливки

Формовка формы (тут немного технической тавтологии) производится разными способами. Если изделие несложной формы, то формовку выполняют заливкой (либо заполнением) формовочной смесью. В основном используют кремнезёмистые составы, основной состав которых это смесь глины и песка, с дополнительными компонентами. Так в основном производится изготовления форм для заливки чугуна в землю. При формовке производится трамбовка формообразующего состава, последующая сушка и дополнительный прогрев.

Заливка чугуна в готовые формы

Заливку чугуна производят в подготовленную, собранную форму. Предварительно форма высушивается и дополнительно прогревается. В зависимости от тиража форма на модели, как правило, разъёмная, предварительно собирается и готовится для заливки металла. В подготовленную высушенную и прогретую форму уже можно производить заливку расплавленного чугуна. Залитая металлом форма остывает, затем изделие освобождают от внешней формовочной смеси, а также удаляют внутренние стержни. Затем готовое изделие проходит тщательную очистку и механическую обработку. Дальше изделие может подвергаться дополнительной химической пассивации, окраске и упаковывается.

Данная технология литья чугуна в землю в техническом плане практически не перенесла изменений в течении последних 50-ти лет. Хотя технологическая сторона стала более эффективна и имеет поточное производство. Сотни тысяч современных изделий льются из чугуна именно в песчано-земляные формы. Из положительных сторон данной технологии можно отметить её невысокую стоимость и простоту. Отрицательным моментом можно считать невысокое качество поверхности, а также брак некоторых изделий. Но всё же технология продолжает работать и будет востребована ещё продолжительное время.

Если у вас возникли вопросы или вы хотите узнать цены, обращайтесь в отдел сбыта по телефону:

+7 (4842) 75-10-21 (многоканальный)

Профессиональные сотрудники предоставят Вам дополнительную информацию и помогут оформить заявку.

Возникли вопросы?
Свяжитесь с нами по телефону +7 (4842) 75-10-21

Источник: zsm-m.ru

Читать еще:  Автоматическая горелка на отработанном масле
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
Читайте также:

  1. I этап реформы банковской системы (подготовительный)приходится на 1988–1990 гг.
  2. II. Реформы 50-х гг.
  3. II.ФУНКЦИИ ШКОЛЬНОЙ ФОРМЫ
  4. VII. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ РАБОТАМ, ФОРМЫ ПООЩРЕНИЯ
  5. Аграрной реформы.
  6. Анализ формы
  7. Анимация формы
  8. В четвертом измерении вы во всех смыслах сможете видеть сквозь вещи. У вас сохранится восприятие физической формы, но она уже не будет казаться такой же плотной, как сейчас.
  9. ВИДЫ И ФОРМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
  10. Виды и формы складывания салфеток