Машина и ее служебное назначение

На ПШМ баба после  израсходования своей кинетической энергии на деформирование металла  может остановиться в любой точке  своей траектории. Это порождает  опасность аварийного заклинивания, делает невозможным (как на ПШМ) нанесение  по поковке слабых и сильных ударов, что, с одной стороны, упрощает работу на КГШП, но с другой — делает нежелательным проведение протяжки и подкатки на КГШП.

3.3.6 Горизонтально-ковочные машины (ГКМ).

ГКМ — кривошипные машины. Главной их особенностью является наличие автоматически разъемной матрицы; блок матриц ГКЩ состоит из неподвижной и подвижной полуматриц, которые смыкаются и размыкаются автоматически. Кривошипно-шатунный механизм ГКМ напоминает такой же механизм КГШП.

Рабочий, находящийся  с тыльной стороны матриц, вынимает из нагревательного устройства пруток с нагретым концом и вставляет его в ручей  неподвижной матрицы до упора, после чего нажимает педаль включения цикла, Подвижная матрица подходит к неподвижной, зажимая пруток (заготовку). Пруток будет вынут перпендикулярно его оси из ручья и положен в формовочный ручей II, после чего снова будет нажата педаль и блок пуансонов придаст кольцу окончательную наружную форму и наметит будущее отверстие. После остановки частей машины в исходном положении пруток будет переложен в ручей III, в котором оставшаяся в отверстии кольца перемычка вместе с прутком будет вытолкнута вправо — в кольце образуется сквозное отверстие. После раскрытия матриц оно упадет вниз, в контейнер готовых поковок. Если конец прутка остыл, его помещают в печь, а из печи вынимают новый пруток для штамповки следующего кольца. Перенос прутка из ручья в ручей у крупных ГКМ производится механическим перекладчиком или манипулятором,

Таким образом, ГКМ позволяют  получать поковки, значительно более приближенные по форме и размерам к деталям, экономя металл, уменьшая трудоемкость последующей механической обработки, уменьшая себестоимость детали.

Заготовками при штамповке на ГКМ служат различные (чаще всего круглые) прутки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Оборудование и машины литейного производства.

4.1 Плавильное оборудование

Для плавки чугуна в литейных цехах широко применяются вагранки — это шахтные печи, выложенные огнеупорным шамотным кирпичом / внутри металлического кожуха.

В нижнюю часть вагранки подается подогретый воздух (дутье), нагнетаемый воздуходувками. У самого дна находится отверстие для выпуска металла. Загрузка материалов (шихты) производится сверху. Кокс, флюс (известняк), чушковый чугун и лом загружаются слоями. При сгорании кокса выделяется теплота, плавящая металл. Горячие газы, поднимаясь вверх, нагревают завалку и отсасываются. Они сжигаются для подогрева дутья. Для большей эффективности плавки дутье обогащают кислородом. Шихта по мере течения плавки опускается вниз. Для контроля ее уровня имеется уровнемер. По мере необходимости производится загрузка новых порций шихты. Роль флюса состоит в переводе в шлак золы, серы, фосфора и других примесей. Кроме описанной выше коксовой вагранки имеются коксогазовые и газовые вагранки, экономящие дефицитный кокс. Самый дешевый чугун дают газовые вагранки.

Кислородный конвертер является одним из самых современных сталеплавильных устройств. Это грушевидные сосуды, металлические кожухи  которых выложены изнутри огнеупорами. Для заливки жидкого чугуна и выпуска стали они могут поворачиваться. Сталь выплавляется продувкой кислорода, в результате чего избыток углерода, кремния, марганца и других элементов окисляется и удаляется в виде газов а сера и фосфор шлакуются. Конвертер характеризуется высокой скоростью плавки (0,5 ч) и высокой производительностью. Недостаток: невозможность работать на твердой завалке — конвертер загружается жидким чугуном. Применяются также малые бессемеровские конвертеры.

Дуговые сталеплавильные с поворотным сводом печи плавят металл за счет теплоты трех электрических дуг. Длина дуг поддерживается в заданных пределах системой автоматического регулирования. Свод открывает печь сверху для загрузки шихты. Для выпуска металла ванна печи  может поворачиваться  на роликах приводом. Рабочее окно  служит для удаленияj шлака, наблюдения за ходом плавки, проведения необходимых операций в ходе плавки и заправки стен и порогов. Дуговые печи позволяют получать разнообразные стали и чугуны, а также создавать в области дуг высокие температуры, необходимые для восстановления оксидов, расплавления тугоплавких металлов и отделения металлов от тугоплавких шлаков. По сравнению с индукционными печами они имеют более высокий КПД (80—85% при расплавлении), осуществляют быстрый подъем температуры, более дешевы и производительны (на 20—30%) при одинаковой емкости. Их недостатками являются более низкий КПД при перегреве (не более 20%), значительные дымление и шум, больший угар и большая неравномерность температуры металла. 

Луговые медеплавильные качающиеся печи производят плавку за счет дуги косвенного действия, горящей между двумя графитовыми электродами. Для слива сплава эти печи могут наклоняться на роликах. Применяются для плавки медных сплавов; нежелательна плавка в них алюминиевых бронз и латуней из-за местного перегрева в зоне дуги, приводящего к испарению летучих элементов и загрязнению металла оксидами.

Индукционные  тигельные плавильные печи характеризуются непосредственным нагревом , отсутствием контактных устройств (что облегчает автоматизацию и создание вакуума или защитных сред), улучшенными условиями труда. Разогрев металла за счет переменного электрического тока, охлаждаемой проточной водой. Печь заключена в кожух и закрыта сверху крышкой. Для слива металла печь может наклоняться.

Индукционные  канальные печи имеют по сравнению с тигельными более высокий КПД — 75% (у тигельных 50%); коэффициент мощности выше в 3 раза, поэтому меньше расход энергии и мощность конденсаторной батареи. В печи постоянно должно находиться некоторое количество металла («болото»). Футеровка рабочего пространства канальных печей может служить до двух лет. Футеровка канальных частей выходит из строя значительно быстрее, но в большинстве печей возможна быстрая замена индукционных единиц.

Для плавки алюминиевых сплавов применяют электрические отражательные печи сопротивления камерные. Здесь шихта загружается в камеры, где металл Оплавляется и стекает в металлосборник. Печь механизмом  может наклоняться на роликовых опорах для выпуска металла. Нихромовые нагреватели выдерживают температуру 1150°С в течение 6—8 мес. Угар металла в этих печах невысок (около 1%). Расход электроэнергии в печах емкостью 1,5—2 т около 550 кВт-ч/т. Расход электроэнергии у этих печей 550—600 кВт-ч/т.

Электропечи сопротивления для плавки алюминиевых сплавов позволяют лучше рафинировать сплавы и получать высококачественные отливки, однако обладают низкой производительностью, низкой стойкостью нагревателей (нихромовых или других) и кладки. При получении ответственных отливок применяют вакуумно-дуговые, индукционно-дуговые, плазменно-дуговые, электронно-лучевые печи, электрошлаковый переплав и т. д.

 

4.2 Оборудование для заливки форм

Заливка форм сплавами в  индивидуальном и мелкосерийном  производстве выполняется на плацу, а в поточном массовом и крупносерийном — на конвейере. Широко распространена заливка литейных форм из ковшей. Ковши представляют собой конические и цилиндрические металлические сосуды облицованные изнутри огнеупорами, цапфы которых укреплены на подвеске и снабжены механизмами наклона ковшей. Заливка из ручных ковшей сопряжена с опасным и тяжелым ручным трудом и поэтому крайне нежелательна. Она может быть заменена заливкой с помощью манипулятора. Горизонтальное перемещение груза осуществляется вручную, а подъем — электродвигателем. Широко применяются монорельсовые конические ковши емкостью 100—800 кг и крановые: конические емкостью 1—20 т и барабанные емкостью 1—5 т. Бара банные ковши хорошо сохраняют температуру сплава, поэтому их применяют при производстве тонкостенных мелких и средних отливок из бронзы, стали и чугуна и в качестве раздаточных, для заполнения более мелких ковшей. Они также могут обеспечить наименьшую высоту падения струи металла при заливке; недостатком их является трудность футеровки. Чайниковые и стопорные ковши обеспечивают заливку форм металлом из нижней части ковша, что предотвращает попадание в форму шлака. В чайниковых ковшах шлак задерживается перегородкой. Широко применяются обычные конические ковши (без перегородки). Стопорные ковши применяют при заливке стали и высокопрочного чугуна. Разливка из них осуществляется через огнеупорный стакан вставляемый в дно. Отверстие в стакане открывают и закрывают облицованным огнеупорными втулками.

При заливке на плацу емкость ковшей выбирают достаточной для заливки 4—10 мелких форм или 2—4 крупных форм. При конвейерной заливке емкость ковша выбирается достаточной для заливки 5—20 форм. Особо крупные формы заливают из двух и более ковшей.

Магнитодинамическая установка представляет собой индукционную канальную печь с электрическим насосом.

МДУ предназначены для  поддержания температуры и дозированной заливки чугуна в неподвижные формы, кокильные машины и другие агрегаты в цехах массового и серийного производства. Оптимальный развес отливок 5—150 кг и 50—350 кг соответственно. Заливка прекращается: вручную (оператором из кабины установки); по внешнему сигналу (например, от фотоэлемента); по реле времени.

Ковшовые заливочные машины производят заливку путем  манипулирования устанавливаемым на них ковшом.

Дозаторы алюминиевых  сплавов пневматические предназначены  для автоматизации заливки в  машины для литья под давлением  с холодной камерой и в кокильные  машины в крупносерийном и массовом производстве. Д630М1 Точность дозирования 5%. Для слива сплава из ванны дозаторы имеют механизм наклона. Пневматические дозаторы требуют герметизации и повышают газонасыщенность сплава.

 

 

4.3 Индексация моделей литейных  машин

Для марок литейного  оборудования у нас принята пятизначная индексация, в которой первая цифра указывает на технологическое назначение: 1 — для подготовки формовочных материалов и приготовления смесей; 2 — для изготовления литейных форм и стержней; 3 — для выбивки литейных форм и стержней; 4 — для очистки отливок; 5—для литья в оболочковые формы; 6 — для литья по выплавляемым и выжигаемым моделям; 7 — для литья под давлением; 8 — для литья в кокиль; 9 — для центробежного литья. Вторая цифра означает технологический вид. Во второй группе обозначения таковы: 1 — вибростолы; 2 — машины формовочные; 3 — машины стержневые; 4 — пескометы и т. д. Третья цифра означает конструктивный тип: 1 — пневматическая встряхивающе-прессовая без поворота полуформы; 2 — то же с поворотом полуформы и т. д. Четвертая и пятая цифры характеризуют типоразмер оборудования. Так, модель 22211 относится к оборудованию для изготовления форм и стержней (2), к формовочным машинам (2), конструктивный тип которых (2) — встряхивающе-прессовые с поворотом полуформы; 11 означает, что эта машина производит полуформы в опоке 500x400 мм.

Встречается еще оборудование со старой трехзначной маркировкой, где первая цифра означает группу оборудования, вторая — тип, а третья — размер.

Оборудование, созданное  НИИлитавтопромом, маркируется четырьмя цифрами, например 4509С.

 

4.4 Оборудование, оснастка и вспомогательные  материалы при литье в одноразовые  формы

При оболочковом литье  формовочная смесь состоит из песка и смолы. При насыпке  смеси на нагретую металлическую  модельную плиту смола плавится в слое смеси, примыкающей к плите, связывая песчинки в полутвердую оболочку толщиной 6—15 мм. Для окончательного твердения плиту с оболочкой помещают в печь, после извлечения из которой оболочковая полуформа снимается с плиты, склеивается со второй полуформой, заформовывается в ящики с дробью или песком и заливается сплавом.

При этом способе литья  обеспечивается получение отливок с точностью размеров по 10—14-му квалитетам, неровностей не более 160 мкм — для чугуна и стали и 40 мкм — для цветных металлов. Сокращается (в 7—8 раз) расход формовочной смеси и повышается производительность труда рабочих. Оболочковые формы прочны, негигроскопичны и не осыпаются, высыхая со временем (как сырые ПГФ), поэтому их можно хранить в течение длительного времени.

Литье в оболочковые  формы применяется преимущественно для отливок, формы для которых имеют одну плоскость разъема и минимальное число стержней. Этот способ обычно применяется при крупносерийном и массовом производстве отливок. В этом случае возможно в наибольшей мере использовать преимущества автоматизации, заложенные в технологии оболочкового литья. Кроме того, этот способ рационально применять тогда, когда механическая обработка отливок может быть устранена или доведена до минимума, а также для отливок, изготовление которых в обычных песчаных формах сопряжено с трудоемкой очисткой и повышенным браком в связи с поверхностными дефектами и газовыми раковинами. Масса получаемых отливок обычно равна 10—15 кг.

Машина для изготовления оболочковых пдлуформ гравитационным способом в серийном и массовом производстве точных отливок из черных и цветных сплавов работает следующим образом.

Для работы в паре с  машиной 51713 выпускается машина для склеивания оболочковых полуформ 51813, выполняющая нанесение дозатором клеящего порошка на плоскость разъема горячей полуформы, затем полуформа возвращается на позицию загрузки, где устанавливают стержни, и первая полуформа накрывается второй, после чего форма поступает под пресс, где полуформы сжимаются подпружиненными штырями, приводимыми в действие пневмодилиндром.

Для мелкосерийного производства создается робототехнический комплекс (РТК), включающий манипуляторы для съема и транспортировки полуформ, сборки форм и передачи их на конвейер и промышленные роботы для установки форм на стеллажи. РТК освобождает от ручной работы в зоне высоких температур с загазованной атмосферой, сокращает численность работающих в 1,5 раза повышает производительность, решает экологические вопросы.

Линия 53414 предназначена для изготовления оболочковых форм из сухих термореактивных смесей в серийном и массовом производстве. Ее основу составляют четырехпозиционная карусельная машина для изготовления полуформ 51214 и машина для склеивания полуформ 51514.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Оборудование для резки заготовок.