Сущность литейного производства заключается в изготовлении фасонных отливок путём заливки расплавленного металла в специальную форму, внутренняя поверхность которой полностью соответствует внешней конфигурации отливки. При охлаждении металл, залитый в форму, затвердевает и сохраняет конфигурацию той формы, в которую был залит. Получается заготовка (отливка).
Характерной особенностью ЛП является универсальность- возможность получения самых разных форм и размеров заготовок из различных металлов и сплавов. По сравнению с другими методами получения заготовок литье позволяет получать отливки почти не ограниченные по массе и конфигурации, в том числе из сплавов не поддающиеся пластической деформации и трудно обрабатываемые резанием. Это ставит перед литейным производством задачи получения отливок с максимальным приближением их формы и размеров к форме и размерам готовой детали, при этом наиболее трудоёмкие операции механической обработки должны быть ограниченны только лишь чистовой обработкой и шлифованием. Поэтому важнейшим направление повышения эффективности производства является внедрение новых технологических процессов и усовершенствования традиционных за счет механизации и автоматизации ТП и проектирование новейших машин и механизмов литейного производства.
Отливки изготовляют в литейном цехе в литейных формах. Литейной формой называется система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом образуется отливка. Литейная форма включает в себя литейную опоку, литниковую систему и литниковую модель.
Литейная опока или формовочный ящик – приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении формы. Опокибывают разъемные и неразъемные. Разъемная опока состоит из двух полуформ – верхней и нижней, которые соединяются между собой при помощи цилиндрических металлических штырей, вставляемых в отверстия приливов опоки(уши).
Для подвода расплавленного металла в рабочую полость литейной формы используют литниковую систему.
Литниковая система(ЛС) – это система каналов, через которые расплавленный металл поступает в рабочую полость формы. Литниковая система должна обеспечивать непрерывное заполнение рабочей полости расплавом с необходимой скоростью, задерживать шлаки, выводить пары и газы из рабочей полости. Основными элементами ЛС являются:
- литниковая чаша(воронка) – предназначена для приема струи расплава;
- стояк – вертикальный канал для передачи расплава в шлакоуловитель;
- шлакоуловитель – располагается горизонтально в верхней части полуформы и служит для задержания шлаков;
- питатели – каналы, передающие расплавленный металл в рабочую полость. Питатели должны обеспечивать плавное поступление расплава;
- выпоры – отводные каналы для газов из рабочей полости сообщающие об окончании заливки и способствующие питанию рабочей полости металлом при затвердении.
Литейной моделью называется приспособление, с помощью которой в литейной форме получают полость с формой и размерами будущей детали.
В зависимости от степени сложности отливки модели могут быть цельными и сборными (разъемными). В случае применения разъёмных моделей линия разъёма должна быть прямолинейной, желательно по линии разъёма располагать наибольший размер. Выступающие части наружной поверхности модели должны быть либо на линии разъёма либо перпендикулярно ей.
При изготовлении модели учитывается коэффициент усадки материалов, стержневые знаки, припуски на механическую обработку, формовочные уклоны.
Если отливка имеет внутренние полости то для их оформления используются специальные стержневые системы (стержни). Стержни рассчитывают по размерам отверстия в отливке. Стержни могут быть изготовлены из следующих материалов:
1) Из формовочной смеси путём специального отжига в форме.
2) Деревянные со специальной органической пропиткой
3) Металлические стержни
Для изготовления отливок из чёрных металлов чаще всего используют стержни из формовочной смеси, реже деревянные с орг. пропиткой.
Для отливок из цветного металла и сплавов более рационально применять металлические стержни.
Контуры стержней следует наносить на чертёж заготовки сплошной тонкой линией. В разрезе стержни штрихуют только у контурных линий, длина линий 3-30 мм. Стержни изготовляются в стержневых ящиках, которые как и опоки, бывают цельные и разъемные.
Припуск на механическую обработку – это слой металла, удаляемый в процессе резания для обеспечения заданной геометрической точности и качества поверхностного слоя. Припуск на механическую обработку на чертеже наносится тонкой сплошной линией с указанием величины припуска.
Формовочные уклоны назначаются на поверхности, перпендикулярной к плоскости разъёма для более лёгкого извлечения отливки из формы.
В местах сопряжения смежных поверхностей модели, стержневого ящика, металлической формы назначаются технологические закругления галтели, которые препятствуют разрушению выступающих частей формы или стержня при снятии и извлечении их из модели или стержневого ящика. Значения радиусов литых галтелей гостировано.
В зависимости от количества раз использования формы для заливки металла различают две группы способов литья:
1. Литьё в формы одноразового применения:
- литьё в землю или в песчано-глинистые формы,
- литьё по выплавляемым моделям,
- литьё в оболочковые формы.
2. Литье в формы многоразового применения:
- литьё в кокиль,
- центробежное литьё,
- литьё под давлением.
