Основы литейного производства

Содержание

Слайд 2

Сущность литейного производства заключается в том, что расплавленный металл или сплав

Сущность литейного производства заключается в том, что расплавленный металл или сплав

заливают в специальную литейную форму, рабочая полость которой соответствует размерам и конфигурации требуемого изделия.
Основные термины: Отливка, литейная форма, опоки, модель, стержни, литниковая система, формовочные смеси, стержневые смеси
Слайд 3

Основные принципы проектирования и разработки технологии изготовления отливки При определении положения

Основные принципы проектирования и разработки технологии изготовления отливки

При определении положения

отливки в литейной форме необходимо придерживаться следующих правил:
-наиболее ответственные части отливок следует располагать в нижней части литейной формы, -отливки из сплавов с большим коэффициентом объемной усадки целесообразно помещать в форме таким образом, чтобы наиболее массивные части, требующие дополнительного питания, находились вверху, -отливка должна располагаться в форме так, чтобы обеспечивалось ее направленное затвердевание и питание жидким металлом.
Припуски на механическую обработку устанавливают в зависимости от допусков размеров отливки дифференцированно для каждого элемента отливки.
Слайд 4

Напуском обычно называют придание геометрической форме отливки дополнительного «тела» с целью

Напуском обычно называют придание геометрической форме отливки дополнительного «тела» с целью

упрощения конструкции детали При этом различают следующие основные виды напусков.
Напуски, упрощающие геометрическую форму отливки, например, проточки, резьбы, мелкие отверстия, лабиринтные уплотнения, впадины и т.п. В этом случае все вышеперечисленные не выполняемые литьем элементы на чертеже зачеркивают сплошными «Х»-образными линиями красного цвета.
Напуски, обеспечивающие создание формовочных уклонов с целью облегчения извлечения модели из формы. Формовочные уклоны (от 0,5 до 3 угловых градусов в зависимости от высоты поверхности модели) выполняют на вертикальных стенках моделей отливок в направлении извлечения модели.
Напуски, обеспечивающие плавные переходы в местах сопряжения поверхностей отливки между собой (галтели). Назначаемые округления обозначают на чертеже линиями красного цвета.
Слайд 5

Типы литниковых систем: а – верхняя; б – сифонная; в –


Типы литниковых систем: а – верхняя; б – сифонная; в –

ярусная; 1 – чаша; 2 – стояк; 3 – шлакоуловитель; 4 – питатель; 5 – выпор; 6 – отливка.
Слайд 6

Литейные стержни для выполнения отверстий обычно назначаются в том случае, когда


Литейные стержни для выполнения отверстий обычно назначаются в том случае, когда

диаметр отверстия составляет не менее 20-25 мм. Стержень, его знаки и фиксаторы обозначают буквами Ст и изображают сплошной тонкой линией синего цвета.
Слайд 7

Режим заполнения форм расплавом регулируют посредством назначения конструкции литниковой системы и

Режим заполнения форм расплавом регулируют посредством назначения конструкции литниковой системы и

места подвода металла в форму.
Литниковая система включает в себя следующие элементы:
Литниковая чаша (воронка)– место заливки металла;
Стояк – вертикальный канал для заливки металла;
Питатель – горизонтальный канал, соединяющий шлакоуловитель с отливкой;
Выпор – вертикальный канал, на самой верхней части отливки или сбоку. Он служит для отвода газов из формы и наблюдения за ходом заполнения формы.
Слайд 8

Технологический процесс формовки в двух опоках по неразъемной модели

Технологический процесс формовки в двух опоках по неразъемной модели

Слайд 9

1.Для формовки нижней полуформы модель отливки 1 и опоку 3 устанавливают

1.Для формовки нижней полуформы модель отливки 1 и опоку 3 устанавливают

на подмодельную (подопочную) плиту 2 так, чтобы расстояние между стенкой опоки и моделью было не менее 25-30 мм.
2.Модель припыливают графитом, чтобы предотвратить прилипание к ней формовочной смеси.
3.Модель покрывают слоем просеиваемой через сито облицовочной смеси толщиной 15-20 мм для мелких отливок и 30-40 мм для крупных отливок.
4.Оставшийся объем опоки заполняют наполнительной смесью в несколько приемов слоями толщиной 50-70 мм.
5.Уплотнение засыпанной формовочной смеси ручной набойкой 4, а верхний слой - башмаком трамбовки 5).
6.Излишек смеси очищают линейкой 6 вровень с кромками опок, образуя поверхность, называемую контрландом, и накалывают на ней вентиляционные каналы, не доходящие до поверхности модели на 10-15 мм.
7.Готовую нижнюю полуформу вместе с заформованной в ней моделью поворачивают на 180 градусо.
8.На нижнюю полуформу по центрирующим штырям 8 устанавливают верхнюю опоку 9.
9.Плоскость разъема присыпают мелким разъединительным песком с целью предотвращения слипания формовочной смеси нижней и верхней полуформы.
10.В верхней опоке устанавливают модели элементов литниковой системы (коллектора 10, стояка 11 и выпора 11).
Слайд 10

11.В верхнюю опоку засыпают слой просеяной облицовочной смеси с таким расчетом,

11.В верхнюю опоку засыпают слой просеяной облицовочной смеси с таким расчетом,

чтобы он закрыл поверхность модели.
12.Весь объем верхней опоки заполняют наполнительной формовочной смесью.
13.Уплотнение засыпанной формовочной смеси ручной набойкой 4, а верхний слой - башмаком трамбовки 5.
14.Излишек смеси очищают линейкой 6 вровень с кромками опок и накалывают на ней вентиляционные каналы, не доходящие до поверхности модели на 10-15 мм.
15.Прорезают литниковую чашу и извлекают модель стояка и выпора.
16.Готовую верхнюю полуформу 13 снимают, поворачивают плоскостью разъема вверх и осматривают.
17.Специальным подъемником 14 извлекают модель из нижней полуформы, предварительно слегка расталкивая ее для облегчения процесса извлечения.
18.Специальным инструментом прорезают каналы питателей литниковой системы, соединяющей стояк и полость литейной формы.
Слайд 11

Свойства формовочных материалов и смесей: -огнеупорность – способность смеси не сплавляться

Свойства формовочных материалов и смесей:
-огнеупорность – способность смеси не сплавляться с

металлом отливки после заливки формы;
-газопроницаемость – способность смеси пропускать газы через стенки формы;
-пластичность – способность смеси передавать форме точные очертания модели под воздействием внешних сил и сохранять принятую форму после удаления модели;
-прочность – способность формы не разрушаться от внешних усилий;
-поверхностная прочность – способность формы сопротивляться истирающим усилиям движущейся струи металла;
-податливость – способность смеси сокращаться в объеме и не препятствовать свободной усадке отливки;
-долговечность – способность формовочных смесей сохранять свойства после многократного использования.

Свойства формовочных материалов и смесей:
-огнеупорность – способность смеси не сплавляться с металлом отливки после заливки формы;
-газопроницаемость – способность смеси пропускать газы через стенки формы;
-пластичность – способность смеси передавать форме точные очертания модели под воздействием внешних сил и сохранять принятую форму после удаления модели;
-прочность – способность формы не разрушаться от внешних усилий;
-поверхностная прочность – способность формы сопротивляться истирающим усилиям движущейся струи металла;
-податливость – способность смеси сокращаться в объеме и не препятствовать свободной усадке отливки;
-долговечность – способность формовочных смесей сохранять свойства после многократного использования.

Слайд 12

Специальные способы литья Получение отливок литьем в кокиль. Кокилем называют металлическую

Специальные способы литья

Получение отливок литьем в кокиль.
Кокилем называют металлическую литейную

форму (из чугуна, стали и пр.), полость которой заполняется расплавом под действием его силы тяжести.
Кокили изготавливают из серых чугунов марок СЧ28, СЧ33, а также жаропрочных сталей, например, 45Х20Н9Т10.
К достоинствам кокильного литья относят:
-возможность многократного использования кокилей,
-повышенная точность размеров,
-улучшение механических свойств отливок из-за мелкокристаллической структуры, особенно в поверхностном слое;
К недостаткам кокильного литья обычно относят:
-сравнительно высокую стоимость изготовления кокилей;
-быстрое охлаждение расплава при заполнении им металлической формы;
-резкое снижение стойкости кокилей по мере увеличения массы отливок.
Слайд 13

Литье в оболочковые формы. Технология литья в оболочковые формы : приготовление

Литье в оболочковые формы.
Технология литья в оболочковые формы : приготовление

специальной песчано-смоляной смеси; формирование на модельной оснастке тонкостенных оболочковых форм и стержней; сборка форм и их подготовка к заливке.
Преимущества литья в оболочковые формы по сравнению с литьем в песчано-глинистые разовые формы заключаются в следующем:
-уменьшение параметров шероховатости поверхности и существенное улучшение внешнего товарного вида отливок;
-возможность получения отливок с тонким и сложным рельефом, а также толстостенных отливок с литыми каналами малых сечений;
-сокращение в 8-10 раз и более объема переработки и транспортирования формовочных материалов;
Основные недостатки метода литья в оболочковые формы:
-относительно высокая стоимость смоляного связующего;
-сложность модельной и стержневой оснастки;
-повышенное выделение вредных химических веществ в ходе термического разложения смоляного связующего;
-недостаточная прочность оболочек при получении тяжелых отливок;
-склонность к появлению некоторых специфических видов дефектов, сопровождающих низкую газопроницаемость литейной формы.
Слайд 14

Литье под давлением. При литье под давлением металлическая форма, называемая пресс-формой,

Литье под давлением.
При литье под давлением металлическая форма, называемая пресс-формой, заполняется

расплавом под давлением до 300 МПа. Это один из самых продуктивных способов изготовления небольших и точных по размерам отливок (с отверстиями до 2мм и толщиной стенок до 0,5мм), в основном, из сплавов цветных металлов.
К преимуществам этого метода литья можно отнести все позиции, перечисленные в параграфе "литье в кокиль", а также улучшение условий заполнения литейной формы металлом и снижение усадочной пористости отливок.
К недостаткам метода помимо ограничений в выборе литейных сплавов, сложности изготовления и высокой стоимости пресс-форм, а также машин, обычно относят:
-возможность замешивания воздуха в расплав из-за высоких скоростей его движения и затрудненностью отвода воздуха из формы;
-неравномерность затвердевания различных зон отливки, вследствие их разного удаления от источника воздействия;
Слайд 15

Центробежное литье. Центробежным литьем называют способ изготовления отливок, при котором залитый

Центробежное литье.
Центробежным литьем называют способ изготовления отливок, при котором залитый в

форму расплав подвергается воздействию центробежных сил при вращении литейной формы с определенной скоростью.
Преимущества процесса центробежного литья:
-улучшение заполняемости и питания литейных форм расплавом;
-устраняется брак отливок по усадочной пористости и газовым раковинам;
-возможность получения тонкостенных отливок с четкой проработкой геометрических контуров;
-измельчение кристаллической структуры металла под действием принудительных конвективных потоков, вызванных центробежной силой и вращением формы;
-интенсивное очищение расплава от металлических включений, происходящее за счет развития эффекта центрифугирования;
-возможность получения изделий, имеющих форму тел вращения (трубы, втулки и т.п.) без использования литниковых систем и стержней;
-повышение точности и стабилизация размеров отливок;
-высокая производительность и степень автоматизации.
Однако центробежное литье имеет и определенные недостатки:
-необходимы специальные машины для литья;
-формы должны быть повышенной прочности, герметичности и закрыты ограждениями;
-необходимо точное дозирование металла для получения нужного размера внутреннего отверстия отливки.
Слайд 16

Литейные свойства сплавов: - жидкотекучесть - способность металлов и сплавов в

Литейные свойства сплавов:
- жидкотекучесть - способность металлов и сплавов в жидком

состоянии заполнять литейную форму сложной конфигурации и точно воспроизводить в отливке ее очертания;
- усадка:
Объемная усадка: .
Линейная усадка: .