Крепление собранных форм
Заливка форм
4. Контактное литьё
Сборка литейных форм под заливку – завершающий, ответственный процесс в технологии изготовления литейных форм, включает в себя следующие операции:
– подготовку полуформ и стержней к сборке;
– установку стержней (обычно в нижнюю полуформу);
– контроль положения и закрепления стержней в форме;
– установку внутренних холодильников и жеребеек;
– накрытие нижней полуформы верхней;
– установку литниковой и выпорных чаш;
– загрузку или скрепление полуформ.
По каждой операции инструкцией по сборке форм конкретизированы выполняемые работы.
На автоматизированных линиях сборка форм также автоматизирована. За счет применения стержнеукладчиков (манипуляторов), которые устанавливают отдельные стержни или собранные блоки стержней в форму. На этих линиях устанавливаются и сборщики форм – механизмы для установки верхней полуформы на нижнюю. В ряде случаев для выполнения этих операций устанавливаются роботы, освобождающие человека от монотонного напряженного труда.
Крепление собранных форм. В процессе заливки литейной формы расплавленный металл создаёт давление на стенки формы, пропорциональное плотности и высоте его столба, что может привести к приподниманию верхней полуформы в процессе заливки и уходу металла по разъёму формы. Для предотвращения этого полуформы скрепляют скобами, болтами, струбцинами, загружаются грузами, уравновешивающими статическое давление металла.
Заливка форм. Положение формы при заливке определяется технологическим процессом. Она может заливаться в горизонтальном, вертикальном и наклонном положении с последующим возможным изменением положения в период кристаллизации.
В механизированных цехах заливка форм производится на конвейерах или приводных рольгангах и в большинстве случаев в горизонтальном положении.
В цехах со ступенчатым режимом работы формы заливаются обычно на формовочном плацу. Небольшие формы часто устанавливаются в стопку или ступенчатую стопку.
В большинстве литейных цехов заливку металла в форму осуществляют из заливочных ковшей. Они служат для отбора металла из плавильной или раздаточной печи, транспортировки его и заливки в формы. На рис. 36 приведены чайниковый и барабанный ковши, применяемые для заливки в формы чугуна.
На рис. 37. показана схема автоматической заливочной установки для заливки серого чугуна в формы. Она состоит из раздаточного устройства 1, имеющего кольцевой индуктор 6 для подогрева и перемешивания расплавленного чугуна и герметичную крышку 2. Для выдачи дозы чугуна над зеркалом расплава создают давление, благодаря которому уровень металла в каналах 7 и 3 поднимается и он через отверстие 4 раздаточного носка поступает в форму 5, установленную на конвейере. Периодически через канал 7 в раздаточное устройство заливают чугун из ковша 8. расходом управляют, изменяя давление газа на зеркало расплавленного металла. Температуру заливочного сплава рекомендуется иметь на 100-1500С выше температуры ликвидуса.
Рис. 36. Чайниковый (а) и барабанный (б) разливочные ковши
Рис. 37. Установка для автоматизации заливки литейных форм
Автоматизация заливки литейных форм обеспечивает высокую точность дозирования металла, облегчает труд заливщика, повышает производительность труда.
Контактное литьё – новый способ заливки форм. Способ контактного литья был впервые применён в г. Брюль на новой производственной линии для отливки блоков и головок цилиндров. Основная идея контактного литья заключается в том, чтобы повысить выход годного литья, отказаться от литниковой воронки (чаши). Наглядно этот способ показан на рис. 38. На рис. 38, а представлена литейная форма с рабочей полостью 1 и литниковым каналом 2. Углубление 3 выполнено путём выглаживания поверхности для получения чистой и плоской контактной поверхности. Над формой расположено заливочное устройство 4 с жидким металлом 4 и стопором 6. На стадии смыкания формы с заливочным устройством (рис. 38, б) форма и заливочное устройство находятся в контакте между собой. Прижимается ли заливочное устройство к литейной форме или наоборот, форма к заливочному устройству – не имеет особого значения.
|
|
|
| а | б | в |
Рис. 38. Схематическое изображение процесса контактного литья:
1- полость литейной формы; 2 – литниковый (заливочный) канал; 3 – углубление; 4 – резервуар с жидким металлом; 5 – расплав; 6 – стопор; 7 – выпускное отверстие
После их смыкания открывается стопор 6, и жидкий металл заполняет полость литейной формы 1. Как только полость формы заполнится, система управления получит сигнал, что уровень жидкого металла в резервуаре 4 более не опускается и стопор 6 будет закрыт (рис. 38, в). После этого сразу же форма и заливочное устройство разъединяются, а оставшийся в выпускном клапане 7 жидкий чугун растекается в углублении 3 и в процессе затвердевания, как правило, втягивается в литниковый канал 2.
Преимущество контактного литья:
– отсутствие литниковой чаши (воронки) в литейной форме;
– более высокий выход годного литья. Сокращается расход энергии, уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу цеха;
– жидкий чугун поступает в литейную форму без турбулизации, характерной для литейных воронок. Струя металла в процессе заливки формы закрытая, без контакта с окружающим воздухом;
– заливка производится без образования брызг метала;
– контактное литьё повышает безопасность труда.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие технологические операции выполняются при сборке форм и подготовке их к заливке?
2. Сравните конструкцию поворотных и стопорных ковшей с позиции сохранения тепла металла и возможности попадания шлака в форму.
3. Как осуществляется выбивка отливок в конвейерном производстве и индивидуальном?
4. Что такое контактное литье, область применения?
Лекция № 12
Охлаждение отливок
Выбивка форм
Оборудование для выбивки
Охлаждение отливок. Залитая форма должна определённое (минимально допустимое) время охлаждаться. Ранняя выбивка может привести к браку отливки. Выбивку следует производить при температуре отливок ниже линии 
, т.е. ниже 7230С, когда в металле закончатся все структурные превращения. Обычно тонкостенные чугунные отливки выбивают при 
, со средней стенкой - 
и толстостенные при 
. Стальные отливки рекомендуется охлаждать в форме до 500-7000С, а сложные отливки склонные к трещинообразованию, охлаждают в форме до 200-3000С. температура выбивки отливок из бронз ~300-5000C; из алюминиевых сплавов 200-3000С; магниевых – 100-1500С.
Продолжительность выдержки в форме определяется толщиной стенки отливки, теплофизическими свойствами сплавов и литейной формы. Температура выдержки может составлять от нескольких минут до суток и более. Для сокращения этого срока применяют способы принудительного охлаждения.
Выбивка форм – процесс удаления затвердевших и охлаждённых до определённой температуры отливок из литейной формы, а сама литейная форма при этом разрушается. Выбивку отливок производят на различных выбивных установках. Основную массу форм выбивают на механизированных выбивных решетках, которые подразделяются на эксцентриковые, инерционные и инерционно-ударные (рис. 39.).
| 
| 
|
| а | б | в |
Рис. 39. Схемы выбивных решеток:
а – эксцентриковая; б – инерционная; в – инерционно-ударная
Решётка 1 с литейной формой 2 с помощью привода 3 и опорных пружин 4 совершает колебательные движения, при этом в каждом цикле колебаний решетки форма подбрасывается вверх и затем падая, ударяется о решетку и опорную раму 5. Под воздействием сил инерции в момент соударения форма разрушается. выбитая из опок смесь проваливается через решетку и системой ленточных конвейеров транспортируется на переработку для повторного использования.
В производстве существуют и другие схемы выбивки: на вибрационных коромыслах; выдавливаем отливок из опок с комом смеси с последующим освобождением их от смеси на выбивных решетках.
На рис. 40. схематически показана автоматическая установка для выбивки отливок. Форма 2 гидравлическим выталкивателем 5 выталкивается из опоки вверх на уровень виброжелоба 3 и сталкивается на него толкателем 1, а пустая опока остается на заливочном конвейере 4. выбитая форма по виброжелобу направляется на выбивную решетку, где отливки освобождаются от формовочной смеси и отправляются на очистку, а смесь в смесеприготовительное отделение.
Выбивку стержней из отливок небольших размеров и массы осуществляют на стационарных вибрационных установках, рис. 41.
Отливка 1 (рис. 41) со стержнем с помощью пневмоцилиндра 5 зажимается между пружинным упором 2 и бойком вибратора 3. Под действием включенного вибратора 4 стержень разрушается и стержневая смесь высыпается из отливки. Вибрационные установки изготавливаются в закрытом (пыле- и звукоизолирующем) исполнении, т.к. процесс выбивки стержней сопровождается сильным пылевыделением и шумом.
Рис. 40. Автоматическая установка для выбивки отливок
Рис. 41. Вибрационный станок
Выбивку стержней из крупных чугунных и стальных отливок производят в гидравлических камерах или электрогидравлических установках. На водоструйных установках струя воды под давлением 9,8 –19,6 МПа разрушает стержень на куски и параллельно с этим очищают поверхности отливки.
Электрогидравлический способ выбивки стержней и очистки отливок – это использование электрогидравлического эффекта, возникающего при высоковольтном разряде в воде между специальным электродом и поверхностью отливки. В жидкости возникают ударные волны, разрушающие стержни. Преимущества этого способа – широкое производственное применение, высокая производительность, исключение тяжёлого ручного труда, снижение запыленности воздуха в литейных цехах.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие температуры охлаждения отливок?
2. Что такое выбивные решетки?
3. Для чего применяется электрогидравлический способ выбивки?
Лекция № 13
Обрубка отливок
Очистка отливок
3. Электрохимическаяочистка
