Санкт-Петербургский Государственный Университет Низкотемпературных и пищевых Технологий
Лабораторная работа №2
«Изготовление отливок»
по курсу «Технология Конструкционных Материалов»
Выполнил студент 122 группы
Харечкин В. Ю.
2011 год
Цель работы: 1.Ознакомиться на практике с технологическим процессом изготовления отливок в разовых песчаных формах и в металлических формах (кокилях).
2.Изучить основные этапы изготовления отливок.
3.Сделать выводы о возможности применения разных способов изготовления отливок.
Литейное производство-отрасль машиностроения, производящая металлические изделия или заготовки путем заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию детали (заготовки). После затвердевания металла в форме получается готовая деталь или заготовка. в современных машинах и металлорежущих станках удельный вес литых деталей достигает 85%. Это обусловлено следующими основными преимуществами литейного производства:
1.стоимостью отливок, она ниже стоимости штампованных и кованных заготовок
2.возможностью получать заготовки или детали достаточно сложной формы
3. возможностью получать литьем отливки весом от нескольких граммов до нескольких сотен тонн
4.толщиной стенок отливок, которая составляет 0.5-500мм
5.возможностью получать отливку с высокой точностью размеров и высоким классом чистоты поверхности.
Литые детали можно получать заливкой в разовые и постоянные формы.
Основные способы литья в разовые формы: в песчаные, оболочковые (корковое литье), литье по выплавляемым моделям.
К литью в постоянные формы относят: литье в кокиль, центробежное, под давлением.
Разовые формы используются для изготовления одной отливки и разрушаются при извлечении отливки из формы. Постоянные формы служат для изготовления большого количества отливок.
Наибольшее распространение получило изготовление отливок заливкой в песчаные формы. Этот способ является самым универсальным, но такие отливки имеют большие припуски на механическую обработку, небольшую точность и большую шероховатость.
Технология производства отливок в песчаных формах.
Основные операции при изготовлении отливки в песчаной форме перечислены на рис.1 и производятся в следующей последовательности.
1. По чертежу детали технолог разрабатывает чертеж отливки с припусками на механическую обработку, формовочными уклонами, галтелями, с указанием плоскостей разъема формы,
2. В модельном цехе по чертежу отливки делают модель, Модель служит для изготовления литейных форм и воспроизводит наружные очертания отливки.
3. В землеприготовительном отделении литейного цеха приготавливают формовочные смеси для изготовления форм и стержней.
4. В стержневом отделении литейного цеха из стержневой смеси в стержневом ящике изготавливают стержень, который по внешней форме соответствует внутренней полой части отливки,
5. В формовочном отделении из формовочных смесей по данной модели изготавливают литейную форму и элементы литниковой системы,
6. В плавильном отделении литейного цеха в плавильных агрегатах расплавляют металлы и заливают в формы.
7. В следующих отделениях литейного цеха из отливок выбивают стержни, отбивают или отрезают литники, очищают отливку от пригоревшей формовочной смеси и подвергают отливку контролю. После очистки и контроля отливки направляют в механический цех для обработки или на склад готовой продукции, рис.
Наиболее сложной и ответственной операцией является изготовление литейной формы. При ее изготовлении используется модельная и опочная оснастка, формовочный инструмент, формовочный и стержневые смеси.
К модельной оснастке относятся модель и стержневой ящик.
В зависимости от сложности, точности, серийности и габаритов отливок в качестве материалов для изготовления моделей и стержневых ящиков применяют дерево различных пород, металл, пластмассы, а также гипс и цемент.
Используются следующие породы дерева: сосна, береза, липа, дуб, бук с влажностью не более 10%. Для предупреждения коробление деревянные модели изготавливаются из нескольких слоев древесины, склеенных между собой так, чтобы продольные волокна располагались перпендикулярно торцевым.
Поверхность модели для предохранения от влаги, уменьшения прилипаемости формовочной смеси и для того, чтобы учесть специфику усадки разных материалов, покрывается специальными лаками и краской.
красный -для отливок из чугуна,
синий -для стальных отливок,
желтый -для отливок из цветных сплавов.
Металлические модельные комплекты изготавливают чаще из алюминиевых сплавов и применяют преимущественно в крупносерийном производстве, т.к. они более долговечны и позволяют получить более точные отливки с чистой и гладкой поверхностью. Изготовление модели начинается с разработки чертежа отливки. на чертеже детали наносятся контуры припусков на механическую обработку. Величина припуска определяется габаритами детали, серийность производства и способом изготовления отливки.
После этого доп. наносят формовочные уклоны, облегчающие извлечение моделей из формы, и в сопряжениях сечений радиусные переходы (галтели). Закругления наружных и внутренних углов необходимы для равномерной кристаллизации в отдельных частях отливки, чтобы избежать внутренних напряжений и трещин. Наличие формовочных уклонов позволяет легко извлекать модель из формы. Величина уклонов колеблется от 0.5 до 3. Уклоны стержневых знаков 3+10.
Размеры будущей модели и стержневых ящиков отличаются от размеров отливки не только на величину припусков на мех. обработку и величину формовочных уклонов, но и на величину усадки металла.
Усадка металла выражается в процентах и колеблется в значительных пределах для разных сплавов: чугуна 0.8+1.2%, углеродистой стали 1.5+2%, медных сплавов 1-1.5%, алюминиевых сплавов 1.5+2%. Все части модельного комплекта должны иметь маркировку, показывающую номер детали, к которой относится модельный комплект. В комплект модельной оснастки входят приспособления, служащие для извлечения модели из формы.
Опочная оснастка включает: опоки, подмодельные плиты и центрирующие штыри.
Опока представляет собой жесткую рамку, в которой изготавливают форму по модели. Опоки предназначены для удержания формовочной смеси, придания земляной форме достаточной жесткости и прочности при производстве, транспортировке и заливке металлом. Опоки могут быть выполнены из чугуна, стали и алюминиевых сплавов. Для улучшения газоотвода и теплоотвода из формы и уменьшения веса в стенках больших опок делают отверстия. Подмодельная плита служит для установки моделей и опок при изготовлении песчаной литейной формы. Центрирующие штыри скрепляют 2 опоки - нижнюю и верхнюю и необходимы для точного совпадения полуформ, рис.IY.22.
Формовочный инструмент включает:
1. инструмент, служащий для уплотнения формовочной смеси (ручные и пневматические трамбовки)
2. инструмент для отделки формы: гладилки плоские и угловые для исправления дефектов формы, образовавшихся в прцессе извлечения из "земли" модели. Ланцеты и ложки для подрезки каналов и удаления из формы осыпавшейся смеси.
Металлические иглы 3-15мм для выполнения вентиляционных отверстий
3. счищалку плоскую деревянную или металлическую линейку, которые служат для срезания излишка уплотненной смеси
4. мешочек с припылом. применяют для нанесения небольшого слоя припыла на поверхность модели и формы
5. пеньковые кисти, служащие для смачивания поверхности формовочной смеси около модели перед ее удалением из формы
6. подъемники, металлические стержни с заостренным концом или резьбой на конце, предназначенные для извлечения моделей из формы.