Проектирование технологического процесса изготовления форм и отливок

Категория:
Литейное производство


Проектирование технологического процесса изготовления форм и отливок

Технологический процесс изготовления форм и отливок должен обеспечивать высокие технико-экономические показатели производства:
— получение высококачественных и дешевых отливок; повышение производительности труда при благоприятных его условиях;
— высокий процент выпуска отливок с существующих производственных площадей;
— экономию металла за счет повышения точности отливок и уменьшения припусков на обработку;
— наименьшие затраты на изготовление литейной оснастки; экономное расходование электроэнергии, топлива, вспомогательных материалов.

Проектирование технологического процесса изготовления форм и отливок состоит из ряда этапов, наиболее важные из которых рассматриваются ниже.

1. Проверка технологичности литых деталей

Конструкцию литой детали считают технологичной, если она обеспечивает простоту изготовления модели, формы и стержней, очистки, обрубки и механической обработки отливок, экономный расход металла.

Основными требованиями при разработке конструкции литой детали являются: ее простота, возможность разъема модели в одной плоскости, возможность замены стержней болванами, отсутствие на модели выступающих частей в виде шайб, ребер и др., которые на модели должны быть отъемными. Достигается это, особенно при разработке конструкции сложных деталей, совместной работой конструктора, технолога-литейщика и технолога-механика.

Толщина стенок отливки зависит от ее размеров и конструкции, свойств заливаемого сплава, температуры заливки и состояния поверхности формы.

Рис. 1. Некоторые конструкции литых деталей: а — неправильная; б — правильная.

2. Разработка чертежа отливки

После проверки технологичности конструкции деталей и внесения необходимых изменений разрабатывают чертеж отливки.

При крупносерийном и массовом производстве на чертеже отливки обозначают припуски на механическую обработку, допуски на размеры и массу, формовочные уклоны. Затем изготовляют чертежи моделей, стержневых ящиков и модельных плит с расположением на них литниковой системы.

При единичном и мелкосерийном производстве все технологические указания наносятся на светокопии чертежа детали.

Припуски на механическую обработку чугунных отливок назначают по ГОСТ 1855—55, а стальных — по ГОСТ 2009—55. Припуски на обработку отливок из сплавов цветных металлов (бронзы, латуни, алюминиевых сплавов) назначают по отраслевым или заводским нормалям.

Для облегчения извлечения модели из формы и стержня из ящика боковым поверхностям придают уклоны по ГОСТ 3212—57. Различают уклоны «в плюс», когда они получаются увеличением толщины стенки (при толщине необрабатываемой стенки до 6 мм), «в плюс — минус», когда толщина стенки от разъема модели до половины ее высоты увеличивается, а далее уменьшается (при толщине необрабатываемой стенки 6—12 мм), и «в минус», когда уклоны получают уменьшением толщины необрабатываемой стенки.

Для предотвращения образования в отливках рыхлости, усадочных раковин, трещин и других дефектов переход от одной стенки к другой оформляется галтелями.

3. Положение формы при заливке

При определении положения формы при заливке исходят из следующих соображений.
1. Вне зависимости от возможных усложнений формовки следует выбирать такое положение отливки, при котором можно обеспечить ее направленное затвердевание — с переходом от тонких частей к утолщенным, которые питают прибылями.
2. Отливки типа валов, барабанов, втулок и им подобные надо располагать в форме и заливать вертикально для равномерного заполнения формы сплавом, выделения газов, всплывания неметаллических включений.
3. Наиболее ответственные поверхности отливки, подверга^-ющиеся механической обработке, необходимо размещать в нижней части формы. Если это вызовет трудности при формовке, то их располагают вертикально или наклонно.
4. Тонкие стенки отливки нужно размещать в нижней части формы вертикально или наклонно.

При определении границ и положения стержней нужно соблюдать следующие условия:
1. Разъем стержневого ящика и опорная поверхность стержня при сушке должны быть по возможности плоскими. Это условие особенно важно при единичном производстве. При серийном и массовом производстве, когда применяются фасонные ‘ сушители-драйеры, оно может не соблюдаться.
2. Для удобства работы поверхность стержня со стороны набивки должна иметь необходимую величину.
3. Опорные поверхности должны быть достаточными для того, чтобы исключить деформацию стержня при сушке.
4. Вентиляционные каналы в стержнях следует выполнять с учетом свободного выхода газов через знаки и предотвращения попадания в каналы жидкого сплава.
5. Стержни должны иметь специальные знаки (достаточной величины и необходимой формы), обеспечивающие точную установку их в форме.

Конструкция стержневого ящика должна быть простой, с как можно меньшим количеством отъемных частей.

4. Литниковые системы

Правильный выбор типа и размеров литниковой системы, а также места подвода сплава к отливке способствует улучшению ее качества.

Конструкция литниковой системы должна обеспечивать равномерную и непрерывную подачу сплава в форму, ее спокойное заполнение, улавливание шлака и других неметаллических включении. Расход металла на литниковую систему должен быть минимальным.

Нормальная литниковая система состоит из чаши (воронки), стояка, шлакоуловителя и питателей.

Рис. 2. Конструкции литниковых систем: а — горизонтальные; б —верхние упрощенные; в —дождевые; г — сифонные; д — ярусные; 1 — литниковая чаша; 2 — стояк; 3 — шлакоуловитель; 4 — питатели; 5 — отливка.

Горизонтальную литниковую систему применяют для обычного мелкого и среднего литья, когда высота падения металла в нижней полуформе не превышает 230—250 мм.

Для изготовления простых неответственных отливок используют верхнюю упрощенную литниковую систему. Стояк в этом случае располагается непосредственно на отливке.

Продолжительность заливки оказывает заметное влияние на качество отливок. Быстрая заливка осуществляется для получения отливок с тонкими стенками и сложными очертаниями (секции отопительных радиаторов и котлов, купальные ванны и др.), а также отливок с большими плоскими поверхностями. Медленная — при заливке толстостенных чугунных отливок с целью получения плотных отливок без помощи прибылей. С нормальной скоростью заливаются отливки для деталей машин.

Рис. 3. Литниковые воронки и чаши: а — воронка с фильтрующей сеткой; б — литниковая чаша с пробкой; в — литниковая чаша с перегородкой.

Рис. 4. Различные конструкции прибылей.

При заливке крупногабаритных отливок из чугуна с больши количеством стержней через выпор перепускают сплав, что способ’ ствует удалению газов, неметаллических включений и выравниванию его температуры в форме.

Для облегчения удаления прибыли служит диафрагма из огнеупорного материала, имеющая круглое отверстие, через которое отливка питается жидким сплавом из прибыли. Весьма эффективно использование тепловыделяющих (экзотермических) стаканов из жидкостекольной смеси, в состав которой входят мелкая алюминиевая стружка и железная окалина, образующие термитную смесь. При нагреве такой смеси жидким сплавом прибыли происходит быстрое окисление алюминия, в результате чего выделяется большое количество теплоты, повышающей температуру жидкого сплава прибыли.

Для обеспечения равномерного или направленного затвердевания отливок применяют холодильники. Они увеличивают скорость охлаждения отдельных частей отливки, улучшают структуру cnJia~ ва, уменьшают размеры прибылей. Различают холодильники наружные и внутренние. Последние по химическому составу должны соответствовать сплаву отливки.

В описании технологии изготовления стержней приводятся данные об их количестве на одну отливку, способе изготовления, составе стержневой смеси, конструкции каркасов и шаблонов, режиме сушки.

Кратко описывается технология выбивки отливки, ее очистки и обрубки, приводятся данные о применяемых вспомогательных приспособлениях и материалах.

В технологической карте также указываются нормы времени на выполнение отдельных операций и расценки.

Технологическая карта согласовывается с производственным мастером и передается формовщикам для изучения.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум