Литейное производство

      I Разработка технологического процесса изготовлении отливки.  

       При разработки литейной технологии очень важно

обосновать выбор наиболее, рациональны приёмов обеспечивающий необходимые эксплуатационные устройства литых деталей и высокие технико-экономические показатели

производства.

       Проектирование технологического процесса изготовления, отливки включает разработку необходимой технической документации: чертежей расчетов технологических

карт и других. Объем технологической документации зависит от типа производства (единичное, мелкосерийное,

серийное, массовая). В условиях единичного и мелкосерийного производства все технологические указания наносят непосредственно на чертеж детали.

       При серийном и массовом производстве на основании анализа технических условий на деталь и её конструкции расчетов и справочных данных разрабатывают  чертеж отливки, чертежи моделей, стержневых ящиков, модельных

плит и других. 

      

1.1 Анализ  технологичности  конструкции  литой  детали и обоснование  способа  изготовления  отливки. 
 

       Деталь Кронштейн. Деталь изготавливают из стали 35 Л ГОСТ 977-78. Деталь не сложной конфигурации состоит из простых геометрических форм. Отливка имеет внутреннюю полость получаемую стержнем. Сопряжение стенок плавное R 5-7, нет резких переходов толщин стенок, длина отливки 140 мм, ширина отливки 88 мм. После выполнения анализа конструкции 
 
 
 
 

детали приходим к выводу данную деталь можно изготовить литьем. Деталь технологично изготавливаем литьем в песчано-глинистой формы. Литьем песчано-глинистой формы можно получать отливки, сложной конфигурации  и массой  от нескольких

граммов до десятков  тонн  из различных сплавов, в условиях как единичного, так и серийно-массового производства. Это объясняется относительной простой технологического процесса, низкой стоимостью используемых материалов, достаточной точностью отливок, хорошей поверхностью, возможностью автоматизации и механизации процесса их изготовления. 

       1.2 Определение  поверхности  разъема  формы и положение отливки в форме при заливке. 

      Для изготовления отливки выбираем поверхность разъема по плоскости разъема. Для того, чтобы не было искажений геометрии отливки, при  смещении  полуформ  при сборке основные части формы. Поверхность разъема плоская, Выбранный  разъем  обеспечивает простую  конфигурацию моделей  и надежность установки стержней. Отливка находится в разъеме между полуформами т.к отливка симметрична  (ее основные части), а это является очень удобным при заливке и затвердевании отливки.

      

      1.3 Определение участка поверхности отливки выполняемых стержнями. 

       В отливке имеется внутренняя полость получаемая стержнем, стержень простой конфигурации. Имеет форму тело вращения.

       Размеры стержней определяются по ГОСТ  3606-85  по таблице.

Средний диаметр стержни =30мм

Длина стержня =~125мм

Высота нижнего знака hн=20мм

Высота верхнего знака hв=20/2=10мм

Зазоры между знаковой части формы S1=0,3 S2=0,4 S3=0,3*1,5=0,45 

Формовочные уклоны на знаковой части формы Lα =10 Lα=15 При вертикальном расположении  формы он фиксируется нижнем и верхнем знаком. Стержень относится  к IV  классу

так как он имеет не сложное очертание. Плоскость образуемая стержнем подвергается механической обработке.

        При определении участка поверхность отливки выполняемые стержнями нужно руководствоваться следующими правилами:

1)Обеспечивать минимальные затраты на управление стержневых ящиков;

2) Обеспечивать удобную установку стержней в форму и контроль всех размеров полости в форме;

3)Учитывать конфигурацию и габаритные размеры отливки определяющий расход смеси на изготовление стержней;

4)Опорные поверхности стержней должны быть достаточными чтобы исключить деформацию стержня под действием силы тяжести.

 

      1.4 Выбор материала для изготовления модельного комплекта, конструкция размеров модельных комплектов. 

     Основные виды оснастки, применяемые при  изготовлении литейных форм из песчано-глинистых смесей  модели и стержневые ящики, которые классифицируют по следующим признакам:

1)виду материала;

2)способу изготовления форм и стержней;

3)компоновке элементов;

4)сложности;

5) размерам модели;

6)прочности и т.д.

       Для изготовления металлического модельного комплекта, применяем материал чугун:  СЧ 25.  Он применяется для моделей, стержневых ящиков, модельных и сушильных плит в крупносерийном и массовом производстве.

       Металлические модельные комплекты по сравнению с деревянными более долговечны, точны, имеют гладкую поверхность, не деформируется при хранении.

      Их используют для машинной и автоматической  

формовки, поэтому конструкция моделей и стержневых ящиков связана с конструкцией формовочных и стержневых машин.

      Основными элементами металлического модельного комплекта являются модельная плита и стержневые ящики.

      Вспомогательными элементами сушильные плиты, кондукторы для зачистки и сборки  стержней  и  т.д.

      Размеры опок для изготовления отливок:1100*750*300.   

     1.5 Определение размеров и конструкция опок, определение количества отливок в форме. 

       При выборе размеров опок следует учитывать, что использование чрезмерно больших опок, влечет за собой увеличение затрат труда на уплотнение формовочной смеси и нецелесообразный расход смеси, а использование очень маленьких опок может вызвать брак отливок вследствие продавливания металлом низа формы ухода металла по разъему и т.д.

      С учетом того, что габаритные размеры опок 1100*750*300

габаритные размеры моделей 140*88*125, а расстояние от края опоки до модели 40мм. Исходя из этого определяем, что количество отливок в форме 12шт.

       Íà÷åðòèì ñõåìó ðàñïîëîæåíèÿ ìîäåëåé è ëèòíèêîâîé системы. 
 

     1.6 Проектирование  литниковой системы прибыли. 

      Литниковая система - это система каналов и устройств для подвода в определенном режиме жидкого металла в полость литейной формы, отделения неметаллических включений и обеспечения питания отливки при затвердевании.

      Правильная конструкция литниковой  системы должна обеспечивать:

1)непрерывную подачу расплава в форму;

2)плавное и спокойное её заполнение; 

3)улавливание шлака и других неметаллических включений;

4)создание направленного затвердевания отливки;

5)минимальный расход металла на литниковую систему;

6)не вызывать местных разрушений формы, вследствие большой скорости и направленного направления потока металла.

       Литниковая система включает, как правило следующие элементы: стояк, литниковую чашу, шлакоуловитель, питатель.

      Стояк - это  вертикальный  канал  передающий расплав из воронки  к  другим  элементам  литниковой  системы.

      Шлакоуловитель - он служит для задержания шлака и передачи расплава из стояка к питателям.

      Питатели - это каналы предназначены для подачи расплава  непосредственно в полость формы.

      Выпор - он служит для вывода газа из полости формы и для питания отливки.

      Прибыли - служат для компенсации усадки утолщенных мест отливки.

      Литниковая  система  должна  располагаться горизонталь-

íî  ñ ïèòàòåëÿìè, ðàñïîëîæåííûìè â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè ðàçú¸ìà ëèòåéíîé ôîðìû. Ìåòàëë çàëèâàþò  â ëèòíèêîâóþ ÷àøó, îí ïðîõîäèò â ñòîÿê, çàòåì ÷åðåç øëàêîóëîâèòåëü ê питателям и к отливкам. Подвод металла в форму.

Литниковая система с подводом расплава по плоскости разъёма обеспечивает спокойное  заполнение формы, её применяют для большинства разных отливок.   

     1.7 Выбор оборудования и описание способа формовки. 

     Процесс изготовления литейных форм называемой формовкой, выполняют в формовочных отделениях литейного цеха.

     В зависимости от степени механизации различают три вида формовки: ручную, машинную и автоматическую.

     Формы в литейном производстве изготовляют в основном в опоках.

     Опоками называют жёсткие рамки из чугуна, стали,  

алюминиевых сплавов предохраняющие песчаную форму от разрушения как во время сборки, так и при транспортировании заливке. Опоки изготовляют из различных сплавов.

     Опоки для машинной и автоматической  формовки - точные и дорогостоящий инструмент. Они должны обладать большой жесткостью, точностью и быть взаимозаменяемые.

     Машинную формовку применяют в серийном и массовом производстве.

     Машинная формовка по сравнению с ручной имеет следующие преимущества: больше производительность, выше точность отливок и, как следствие, меньше припуски на обработку, механизация трудоёмких операций, уплотнение формовочной смеси и извлечения модели освобождает формовщиков от тяжелого труда. Машинная формовка-основа автоматической формовки.

      Машинную формовку осуществляют, как правило, в двух опоках и форма состоит из  верхней и нижней полуформы.

     Èçãîòîâëåíèå ëèòåéíûõ ôîðì íà ìàøèíàõ ñêëàäûâàåòñÿ èç ðÿäà îïåðàöèé. Îñíîâíûå îïåðàöèè - óïëîòíåíèå ôîðìîâî÷íîé смеси в опоке и извлечение модели из формы - определяют качество отливки: наличие в ней засоров, точность геометрии, шероховатость поверхности и т.д. Эти операции выполняются механизмами формовочной машины, что повышает качество формы и отливки. Вспомогательные и транспортные операции- установка опоки на машину, обдувка модельной плиты и её опрыскивание разделительным составом, засыпка формовочной смеси в опоку, транспортирование, сборка форм - выполняются механизмами машины. Наиболее трудоемкими и ответственными являются операции уплотнения литейной формы и извлечения модели. Уплотнение встряхиванием: на столе формовочной машины закрепляют модельную плиту с моделью, на неё ставят опоку и заполняют её формовочной смесью. Под действием сжатого воздуха, поступающего по трубопроводу, стол машины поднимается на высоту 50-60мм. Выхлопное отверстие открывается, воздух выходит из-под поршня стола и стол падая ударяется о станину машины. Скорость

стола модельной плиты, опоки становится равной нулю, а смесь продолжая двигаться уплотняется, её кинетическая энергия при ударе переходит в работу уплотнения. В результате повторных ударов формовочная смесь уплотняется. Встряхиванием можно уплотнять формовочные смеси любой прочности во влажном состоянии. Для устранения основного недостатка встряхивания - слабого уплотнения верхних слоев формы - встряхивание совмещают с прессованием. Уплотнение смеси встряхиванием с допрессовкой позволяет обеспечить высокую  и равномерную плотность  и прочность форм, получение точных отливок  высокого качества, поэтому в производстве широко применяют встряхивающие с допрессовкой машины. Извлечение модели из формы: поворотные цапфы  располагают по одной стороне столба. По этой схеме, полуформы вместе с модельной плитой встряхивающе-прессовым механизмом и прессовой плитой прижатой к смеси поворачивается на 180° в цапфах вокруг горизонтальной оси. После опускания прессовой плиты с полуформой модель извлекается, полуформа удаляется, а встряхивающе-прессовый механизм возвращается в исходное положение.