Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
Политехнический институт
Кафедра «Сварка, литье и технологии конструкционных материалов»
| Утверждаю: Зав. кафедрой СЛиТКМ _________________ А.А. Протопопов «___»____________ 2014 г. | ||
| Регистрационный номер: ________________________ |
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
дисциплины
«Производство заготовок в песчаных формах»
Уровень профессионального образования: высшее образование – бакалавриат
Направление подготовки: 15.03.01 - Машиностроение
Профиль подготовки: «Машины и технология литейного производства»
Квалификация (степень) выпускника: Академический бакалавр
форма обучения: очная (ускоренная)
Тула 2014 г.
Лекция № 1
Введение
Способ производства отливок и виды форм.
Технологическая оснастка для изготовления разовых песчаных литейных форм
Литейное производство – основная заготовительная база машиностроения. Оно является второй по величине металлообрабатывающей отраслью промышленности после прокатного производства и обеспечивает металлообрабатывающие отрасли народного хозяйства прежде всего машиностроения и металлообработку литыми фасонными металлическими заготовками и деталями. Литейное производство, как бог римской мифологии Янус, имеет два «лица»: одно из них обращено к металлургии, сплавам, жидкому состоянию, процессам плавки; другое – к механике, литейной форме, процессам уплотнения и упрочнение формовочных смесей, точности отливок, физико-химическими взаимодействиям сплавов и форм.
Способ производства отливок в песчаных формах и сами формы характеризуются следующими основными признаками и технологическими приемами:
– основа материала формы – формовочные пески, металлическая дробь, железные порошки;
– связующие добавки – влажная формовочная глина, технологические добавки;
– оснастка – вытяжные или шаблонные модели, возгоняемые модели из пенополистерола и др.;
– способ изготовления формы – любой вид уплотнения;
– способ заливки – свободная.
Примерно четыре пятых всех отливок получают в разовых песчаных формах и одну пятую – специальными видами литья.
Пример изготовления разовой песчаной формы схематически приведен на рис. 1.
Литейные цеха выпускают литые заготовки, которые нуждаются в механической обработке и литые изделия ее не требующие.
Рис.1. Этапы технологии изготовления литейной формы
Отливкой называют всю массу металла, затвердевшую в литейной форме и извлеченную из нее. Она отличается от литой заготовки наличием полного комплекта технологических элементов (литниковой системы, прибылями, припусками и др.) часть которых отделяется в литейном цехе; пригаром, от которого должна быть очищена и тем, что она еще не прошла контроль и может обладать недопустимыми дефектами.
Главными признаками формообразования и получения отливки является заливка форм жидким сплавом.
Литая деталь – это готовая для сборки или эксплуатации изделие из металлического сплава, которое изготавливают механической или другой обработкой из литой заготовки. Если эта заготовка имеет форму, размеры и массу готового изделия, то для нее также правомочно называние: литая деталь.
Технологический процесс изготовления литых заготовок требует применения большого арсенала различных приспособлений, которые называются технологической оснасткой. ГОСТ 17819-84 дает следующее определение: «Технологическая оснастка литейного производства – это средства технологического оснащения, дополняющие литейное технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса получения отливок».
Используемую в литейном производстве технологическую оснастку можно склассифицировать в три группы: оснастка для изготовления литейных форм, заливочная оснастка и плавильно-печная оснастка. Рассмотрим первую группу, рис. 2.
К модельно-опочной оснастке предъявляются следующее требования:
- обеспечение получения рабочей полости формы с заданными технологическим чертежом, конфигурацией и размерами. Это обеспечивает модельный комплект, элементы которого образуют совокупность опорных поверхностей для формовочной смеси при ее уплотнении;
- обеспечение необходимой прочности и жесткости для противодействия нагрузкам, возникающих при уплотнении смеси и заливке формы. Это требование относится максимально к опокам;
- получение технологических поверхностей, обеспечивающих необходимую точность сборки элементов литейной формы и удобство манипуляций с ней.
Рис. 2. Оснастка для изготовления литейных форм
На рис. 3. показан один из вариантов модельно-опочной оснастки для машинной формовки.
Основу модельного комплекта составляют модели, модельные плиты, стрежневые ящики, модели литниково-питающих систем.
Модель – это приспособление для получения в форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки.
Стержневой ящик – это формообразующие приспособления, имеющие рабочую полость для получения в ней литейного стрежня нужных размеров и очертаний, а материалом для этого является стержневая смесь.
Модели и стрежневые ящики изготавливаются из древесины (пиломатериалы), металлов и сплавов, пластических масс.
При изготовлении моделей и стержневых ящиков учитываются припуски на механическую обработку в отливках, величина усадки металла отливки, а для извлечения моделей из уплотненной формы на модели делаются литейные формовочные уклоны.
Рис. 3. Модельно-опочная оснастка для машинной формовки:
1 - стол формовочный машины; 2 -модельная плита;3 - штыри; 4 -модель; 5 - опока; 6 - крепление модели к плите; 7- крепление плиты к столу; 8 - стояк; 9 -цапфа плиты
Опоки – это приспособления (металлические рамки) для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы, транспортирования ее и при заливке жидким металлом. По конфигурации они могут быть прямоугольными, круглыми, фасонными; по массе – ручными и крановыми; по способу изготовления – литыми, сварными и лито-сварными. При сборке форм опоки соединяются с помощью центрирующих штырей и втулок.
В комплект модельно-опочный оснастки также входят сушильные плиты, подопочные плиты, наполнительные рамки, модельные плиты, шаблоны для проверки правильности сборки форм и стрежней и др. приспособления.
Способы центрирования опок приведены на рис. 4.
Рис. 4. Способы центрирования опок: а - штырем; б - на штырь; в - на штырь и втулку
Применять их рекомендуется в следующих условиях:
- «штырем» - при мелкосерийном производстве;
- «на штырь» - при серийном и массовом производстве;
- «на штырь и втулку» - при транспортировании опок со средним габаритом не более 2500 мм по конвейерам и рольгангам.
Вопросы для самоконтроля
1. Укажите отличие литой заготовки от отливки?
2. Назовите последовательность технологических операций при изготовлении форм вручную
3. Какая формовочная оснастка используется при изготовлении разовой песчаной формы?
4. Что такое модельный комплект? Каков его состав при ручной и машинной формовке?
5. Что такое опока? Ее назначение и элементы конструкции?
6. Какие требования предъявляются к модельно-опочной оснастке?
7. Каким образом обеспечивается центрирование опок?
Лекция № 2
