Изготовление литейных форм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по теме:

Изготовление литейных форм.

 

 

 

Выполнила                                                                               

студентка группы                                                                                                   

 

Проверила                                                                                        

 

 

 

                                                                                                           

                                           

 

 

                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              

 

 

 

 

                                                              Введение.

 

 

   Литейное производство —  один из старейших и до настоящего  времени основных способов получения металлических изделий и заготовок для различных отраслей промышленности.

     Литые детали используются  не только в машиностроении  и приборостроении, они применяются  в домостроении и дорожном  строительстве, являются предметами  быта и культуры. Данный способ позволяет получать заготовки и детали из разных сплавов практически любой конфигурации, с любыми структурой, макро- и микрогеометрией поверхности, массой от нескольких граммов до сотен тонн, с любыми эксплуатационными свойствами.

    Литьем можно получить крошечные  отливки деталей приборов весом  в несколько граммов и огромные  изделия, весящие сотни тонн. С  помощью литья обрабатывается  более половины (по весу) всех  деталей машин.

    Но есть у литья и свои  недостатки. До последнего времени с его помощью нельзя было получить большой точности в изготовлении детали: отливку приходится еще обрабатывать резанием на станках. Только в последнее десятилетие были разработаны специальные виды точного литья — литье под давлением, по выплавляемым моделям, так называемое оболочковое литье. Точное литье успешно соревнуется с таким видом обработки, как, например, штамповка, и ей пришлось потесниться, уступить место в обработке многих точных деталей сложной формы литью.

    Основным потребителем производимых в нашей стране отливок является машиностроение — отрасль промышленности, которая обеспечивает техническое перевооружение всех отраслей народного хозяйства. Машиностроение производит машины, оборудование, приборы, предметы культурного и бытового назначения. При этом основными задачами машиностроительной промышленности являются улучшение качества выпускаемой продукции и повышение эффективности производства.

    Эффективность литейного производства  как основной заготовительной  базы машиностроения, и в частности литейных процессов с применением формовки, может быть повышена за счет использования быстротвердеющих формовочных смесей, жидких и пластичных самотвердеющих смесей, практически не требующих уплотнения и упрочняющихся в результате химических реакций между отдельными компонентами смеси, использования неизвлекаемых моделей из пенополистирола. Это принципиально изменяет технологические процессы изготовления литейных форм, сокращает длительность процесса изготовления форм и отливок, улучшает и облегчает условия труда формовщиков. Существенное улучшение условий труда в литейном цехе достигается за счет внедрения прогрессивных малооперационных высокопроизводительных технологических процессов, передовых методов организации труда и производства, а также механизацией трудоемких операций, применением мощных вентиляционных систем, интенсивным освещением, устройством ограждений, звукоизоляцией, широким использованием индивидуальных защитных средств.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                

 

 

                 

                               Литейная форма и её основные элементы.                        

    

      Литейная форма представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость с внешними контурами получаемой отливки. После заливки в такую полость жидкого металла он охлаждается в ней и затвердевает, образуя отливку.

     Литейная форма состоит  из нескольких, обычно из двух, частей (полуформ), собранных в одно  целое. Полуформа, т. е. верхняя  или нижняя половина литейной  формы, представляет собой опоку,  в которой находится в уплотненном состоянии смесь неорганических (кварцевый песок, глина и др.) и органических (опилки, уголь и др.) материалов.

     Назначение литейной  опоки — удерживать смесь при  ее уплотнении, перемещении и  сборке полуформ. Опоки снабжают цапфами или ручками для их транспортирования. Крупные опоки имеют крестовины, которые придают опоке жесткость и прочность.

     Сборку полуформ производят по штырям, которые вставляют в отверстия приливов на опоке. Штыри — тщательно обработанные металлические стержни. При ручной формовке и сборке форм применяют обычно одни и те же штыри. Иногда штыри закрепляют в нижней опоке.

     В литейной форме выполняют систему каналов, т. е. литниковую систему, предназначенную для подвода жидкого металла в полость формы и для обеспечения ее заполнения, а также питания отливки при затвердевании. Литниковая система включает подводящие (чашу, стояк, шлакоуловитель, питатели) и питающие (прибыль, выпор) элементы.

     Для приема расплавленного  металла и удерживания шлака служит литниковая чаша, расположенная в верхней полуформе. Вертикальный или наклонный канал — стояк предназначен для подачи металла из литниковой чаши в шлакоуловитель. Последний расположен горизонтально и предназначен для удерживания шлака и других неметаллических примесей расплавленного металла. Следующий за шлакоуловителем литниковый канал — питатель (их может быть несколько) служит для подвода жидкого металла непосредственно в рабочую полость формы.

     Для вывода газов  из рабочей полости формы, для контроля заполнения формы расплавленным металлом при заливке, а иногда для питания отливки при затвердевании служит вертикальный канал — выпор, расположенный в верхней полуформе. Кроме того, для улучшения газопроницаемости формы в ней выполняют вентиляционные каналы — тонкие полости, получаемые при накалывании полуформ острыми металлическими иглами-душниками.

     В массивных частях  отливки могут возникнуть дефекты  усадочного происхождения — поры, раковины, которые снижают ее  прочность. Такие дефекты предупреждают использованием прибыли — элемента литниковой системы в виде полости, заполняемой жидким металлом для питания отливки в процессе ее затвердевания. С этой же целью применяют металлические холодильники, которые устанавливают в форму около массивных частей отливки.

     Литейный стержень  — элемент литейной формы,  предназначенный для образования  отверстий, полостей или других  сложных контуров в отливке.  Стержни в форме фиксируют  на знаках — выступах, входящих  в соответствующие впадины рабочей  полости. Дополнительными опорами стержней являются металлические подставки (жеребейки) различной конструкции и конфигурации, которые сплавляются с заливаемым в форму жидким металлом.

 

                           

 

Рис. 2. Литейная форма:

 

1, 2 —полуформы, 3 — выпор, 4 — крестовины опок, 5 — литниковая чаша, 6 — стояк, 7 — шлакоуловитель, 8 — штырь, 9 — питатель, 10 — цапфа опоки, 11 — вентиляционные каналы, 12 — жеребенка, 13 — холодильник, 14 — стержень, 15 — полость формы

 

    

    

 

 

 

 

                                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               

                                     Формовочные и стержневые смеси.

 

     Формовочные материалы  — это совокупность природных  и искусственных материалов, используемых для приготовления форм и стержневых смесей. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные глины. Глины обладают связующей способностью и термохимической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара.

     Формовочная смесь — это многокомпонентная смесь формовочных материалов,

соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм.

Формовочные смеси по характеру  использования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые.

     Облицовочная смесь — это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исходных формовочных материалов (песка и глины) и имеют высокие физико-механические свойства.

     Наполнительная смесь  — это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов (песка и глины). Облицовочные и наполнительные формовочные смеси используются при изготовлении крупных и сложных отливок.

     Единая смесь —  это формовочная смесь, применяемая  одновременно в качестве

облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применяют при машинной

формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Единые

смеси приготовляют из наиболее огнеупорных  песков и глин с наибольшей связующей

способностью, чтобы обеспечить их долговечность.

     Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность

и газопроницаемость, пластичность, податливость и т. д.

     Огнеупорность —  способность смеси и формы  сопротивляться размягчению или

расплавлению под воздействием температуры. При низкой огнеупорности на поверхности отливки образуется пригар - прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки.

     Прочность — способность  материала формы не разрушаться при извлечении модели из формы, транспортировании и заливке форм.

     Газопроницаемость —  способность смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание глины в формовочной смеси.

     Пластичность — способность  деформироваться без разрушения и точно воспроизводить отпечаток модели.

     Податливость — способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки.

     Стержневая смесь  — это многокомпонентная смесь  формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны иметь более высокую огнеупорность, газопроницаемость, податливость, малую газотворную способность, легко выбиваться из отливок и т.д.

     Жидкостекольные смеси, используемые для изготовления литейных стержней и литейных форм, приготовляют из кварцевых песков с содержанием не более 3,5 % глины и связующего материала — жидкого стекла. Отверждение смеси осуществляется продувкой углекислым газом.

    Холоднотвердеющие смеси (ХТС), используемые для стержней, приготовляют изкварцевого песка, связующих материалов — карбамидофурановых, фенолоформальдегидных  смол и др. В качестве катализаторов применяют ортофосфорную или азот кислоту и ее соли. Продолжительность отверждения

смесей составляет 1—20 мин.

                   

       Глава 3. Сборка  и заливка литейных форм. Охлаждение, выбивка и очистка отливок.

 

     Сборка литейных форм  начинается с установки нижней полуформы на заливочную площадку или тележку конвейера. Затем в последовательности, указанной в технологической карте или на сборочном чертеже, устанавливают стержень, после этого нижнюю полуформу накрывают верхней полуформой. Устойчивое положение стержней

обеспечивается стержневыми знаками. Верхнюю полуформу с нижней скрепляют

болтами, скобами или накладывают  груз.

     Заливка литейных  форм—процесс заполнения полости  литейной формы расплавленным металлом из чайниковых, барабанных и других ковшей. Ковш с расплавленным металлом от плавильных печей к месту разливки перевозят мостовым краном или по монорельсовому пути. Важное значение при заливке форм имеет выбор температуры заливки расплавленного металла. При повышенной температуре возрастает

жидкотекучесть металла, улучшается питание отливки, но горячий металл более

газонасыщенный, сильнее окисляется, вызывает пригар на поверхности отливки. В то

время как низкая температура заливки  увеличивает опасность незаполнения полости формы, захвата воздуха, ухудшается питание отливки. Температуру заливки сплавов целесообразно назначать на 100—150 °С выше температур ликвидуса.

     Автоматизация заливки литейных форм обеспечивает высокую точность дозировки

металла, облегчает труд заливщика, повышает производительность труда.

     Охлаждение отливок  в литейных формах после заливки продолжается до температуры выбивки. Небольшие тонкостенные отливки охлаждаются в форме несколько минут, а толстостенные (массой 50—60 т) — в течение нескольких суток и даже недель. Для сокращения продолжительности охлаждения отливок, особенно массивных, используют различные методы принудительного охлаждения: формы обдувают воздухом; в формы при формовке укладывают змеевики или трубы, по которым пропускают воздух или воду и др. При этом качество отливок не ухудшается.