Выбор метода формовки

Категория:
Литейные цеха


Выбор метода формовки

В формовочном отделении выполняются операции формовки, сборки, заливки, охлаждения и выбивки отливок, трудоемкость которых составляет до 60% от общей трудоемкости изготовления отливок. Поэтому проектированию формовочного отделения уделяется особое внимание.

Современные проекты должны предусматривать максимальную механизацию и автоматизацию как отдельных операций, так и всего комплекса работ, выполняемых в отделении, связанных технологически и организационно. В такой связи находятся операции формовки, сборки, заливки и выбивки опок. Нарушение одной из операций неминуемо приводит к остановке всего участка, а в ряде случаев к потерям и непроизводительным работам на других участках производства отливок.

Также тщательно должны прорабатываться транспортные устройства, обеспечивающие формовочный участок стержнями, смесью, оснасткой и др.

Технико-экономические показатели формовочного отделения, организация работы и выбор оборудования в первую очередь зависят от способа изготовления форм, которому уделяется особое место при проектировании.

Основными факторами, обеспечивающими выбор метода формовки, являются характер производства, развес, габариты и класс точности отливок, род металла, вид производственной программы и мощность проектируемого цеха. В зависимости от указанных параметров применяется метод формовки в разовые песчаные формы, литье в кокиль, центробежное, литье под давлением, по выплавляемым моделям и корковое.

Литье в разовые песчаные формы может производиться в сырые и сухие формы. Применение сырых форм позволяет резко сократить цикл производства отливок, расход топлива, капитальные вложения, повысить производительность при формовке и выбивке. Сырые формы применяются для отливок весом до 500—1000 кг простой и средней сложности. В массовом и крупносерийном производстве отливки весом до 500 кг рекомендуется производить в сырые формы, в одном цехе — в самостоятельных потоках развесом до 8,8—50 и 50— 500 кг.

Главным условием для сырой формы является плотность набивки и минимальное металлостатическое давление. Сырая прочность формы, полученная на прессовых и встряхивающих машинах, выдерживает металлический напор, создаваемый столбом металла высотой 700—800 мм. В сырых формах изготовляют мелкие и средние отливки с небольшим количеством и весом стержней.

В сухие и поверхностно подсушиваемые формы отливают средние и крупные отливки со значительными по весу и количеству стержнями, большим объемом механической обработки, требующие высокого качества металла и чистоты поверхности. При выборе метода производства отливок следует иметь в виду, что применение сухих форм вызывает потребность в сушильных печах, удлиняет цикл изготовления отливок, увеличивает парк опок, площади цеха, что в конечном итоге удорожает отливки.

Литье в кокиль широко используется в сельскохозяйственном машиностроении, станкостроении, производстве кузнечно-прессового оборудования, авиационной и автотракторной промышленности, вагоностроении, для отливок массового, крупносерийного и серийного производства из черных и цветных сплавов. По сравнению с песчаной формой литье в кокиль снижает трудоемкость изготовления отливок на 30—40, а себестоимость — на 15—25%.

Рис. 1. Диаграмма для выбора оптимального способа изготовления отливок

Литье под давлением применяется в крупносерийном и массовом производстве мелких и средних по весу отливок из цветных сплавов и обеспечивает 3—5-й классы точности, 5—7-й классы чистоты поверхности и минимальную толщину стенки отливки 1 мм. Этим способом изготовляются детали точных приборов, радио- и электроаппаратуры, самолетов, автомашин, бытовых изделий и др. Экономия металла по сравнению с песчаной формой достигает 50% и снижение трудоемкости до 5 раз, а по сравнению с литьем в кокиль расход металла снижается на 30% и трудоемкость до 2 раз. В настоящее время этот способ применяется для литья ряда крупных деталей, в том числе блоков цилиндров двигателей автомобиля.

Несмотря на высокие технические показатели отливок и большую производительность процесса, применение литья под давлением ограничивается высокой стоимостью оснастки и длительностью ее изготовления.

На рис. 1 представлена диаграмма для выбора оптимального способа изготовления отливок из легких сплавов. На этой диаграмме нанесены границы экономически выгодного метода применения литья под давлением, в кокиль и разных вариантов литья в песчаные формы в зависимости от группы сложности и размера партии.

Литье по выплавляемым моделям применяют для изготовления мелких и сложных деталей с большим объемом механической обработки и из дорогих сплавов, трудно поддающихся механической обработке. По сравнению с литьем в песчаные формы литье по выплавляемым моделям обеспечивает снижение веса отливок на 30—50% и в 3—4 раза уменьшает объем механической обработки. С большим эффектом этот способ применяется для отливки турбинных лопаток различных типов, деталей швейных машин, ружей и др. В настоящее время по выплавляемым моделям можно делать отливки весом от 1 г до 100 кг с толщиной стенок от 0,15 до 1 мм и больше, однако наиболее часто этим методом изготовляют отливки весом 50—500 г и длиной до 100 мм.

Началом проектирования формовочного отделения является разбивка заданной номенклатуры на весовые группы и анализ весовых групп с целью выбора рационального метода изготовления форм. Причем анализ производится с учетом веса отливок, конфигурации, класса точности и серийности производства. На основании анализа для каждой весовой группы устанавливается экономически выгодный способ изготовления форм и разрабатывается техническая документация по принятому процессу.

При анализе номенклатуры следует учитывать не только экономичность изготовления отливки в литейном цехе, но и себестоимость изготовления детали в целом. В ряде случаев отливка может быть неэкономичной, однако снижение трудоемкости механической обработки и расхода металла в конечном итоге снижает себестоимость изготовления детали.

При выборе метода формовки следует иметь в виду, что основная масса отливок (около 90%) в настоящее время изготовляется в песчаных разовых формах. Объясняется это небольшой стоимостью изготовления формы, большими запасами и доступностью формовочных материалов, накопленным большим опытом, наличием площадей, усовершенствованием и разработкой новых машин и технологии. Метод литья в разовые песчаные формы одинаково пригоден как для массового и серийного, так и для индивидуального производства отливок любой сложности и размеров. Поэтому преобладающим остается производство отливок из черных сплавов в разовые песчаные формы.

При выборе метода литья в песчаные формы для каждой весовой группы подбирается размер опок, причем раскладка модели на подмодельной плите для каждого размера опок должна производиться так, чтобы коэффициент металлоемкости формы стремился к максимуму.

Коэффициент металлоемкости, т. е. отношение суммарного веса металла в форме к весу формовочной и стержневой массы в опоке, зависит от сложности, толщины тела и габаритов отливки и практически равен от 0,25 до 1,2.

Имея оптимальный размер опок, подбирают тип машин. На каждую формовочную машину рекомендуется выбирать один, наибольший размер опок.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум