Лабораторная работа № 1
ЛИТЕЙНАЯ ОСНАСТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАЗОВОЙ ПЕСЧАНОЙ ФОРМЫ ВРУЧНУЮ В ПАРНЫХ ОПОКАХ ПО РАЗЪЕМНОЙ МОДЕЛИ
1. Цель работы
1. Изучить модельную и литейную оснастку.
2. Приобрести практические навыки в изготовлении разовой литейной формы.
3. Осуществить заливку формы металлом, выбивку отливки после затвердевания, визуальный контроль отливки на предмет выявления брака.
2. Теоретическая часть
В литейном производстве фасонные заготовки получают заливкой жидкого металла в литейную форму, полость которой по размерам и конфигурации отвечает изготовляемым деталям. Заготовки, полученные таким способом, называют отливками. После затвердевания отливки выбивают (удаляют) из формы, подвергают очистке и контролю. Годные отливки отправляют для последующей механической или термической обработки или на склад готовой продукции.
Возможности литейного производства и области его применения очень обширны. Отливки получают из различных металлов и сплавов, практически с любой сложностью конфигурации, с массой от нескольких граммов до десятков и сотен тонн, с габаритными размерами от нескольких до тысяч миллиметров. Литье успешно применяют в единичном и массовом производстве отливок из хрупких и пластичных материалов. Таким образом, благодаря своей универсальности, литейное производство занимает одно из основных мест в машиностроении. Например, доля литых деталей по массе в металлообрабатывающих станках составляет 80 %, в текстильных машинах — 72 %, в прокатных станах — 68 % и турбостроении — 55 %.
Потребителями отливок из ряда трудно обрабатываемых сплавов являются авиация, ракетная техника, судостроение, радиоэлектроника, приборостроение, а также химическое машиностроение. Многие детали авиационных двигателей, ракет, химического машиностроения из жаропрочных и коррозионно-стойких сплавов могут быть изготовлены только методом литья.
Дальнейшее совершенствование технологии литейного производства, механизация и автоматизация всех его операций, освоение и внедрение прогрессивных способов изготовления отливок приведут к сокращению последующего объема их механической обработки, снизят стоимость и расширят области применения литейного производства в промышленности.
2.1. Схема технологического процесса изготовления отливки в разовой форме
В зависимости от материала, из которого изготовлены формы, они бывают разовые, полупостоянные и постоянные.
Разовые формы служат для изготовления только одной отливки. При извлечении отливки формы разрушаются. Разовые формы изготовляются из песчано-глинистой, песчано-смоляной и других смесей.
Полупостоянные (многократно используемые) формы изготовляют из высокоогнеупорных материалов (шамота, магнезита и др.). Эти формы выдерживают несколько десятков заливок.
Постоянные формы (кокили) изготовляют из сплавов различных металлов. В такой форме может быть получено от нескольких сотен до десятков и сотен тысяч отливок.
В настоящее время для получения большинства отливок (около 80 %) используют песчаные формы. На рис. 1.1 изображены эскизы отливки, модели, стержня и разовой формы. Форма состоит из двух полуформ 5, 6, образующих полость 7, ограниченную стенками полуформ и стержнем 4. Газопроницаемость смеси в форме повышают накалыванием вентиляционных каналов 10.
Для вывода газов и воздуха из формы при ее заливке изготавливают выпор 3, по которому одновременно ведут контроль заполнения формы металлом. При заполнении формы через чашу 1 жидкий металл проходит по вертикальным (стояку 2, шлакоуловителю 9) и горизонтальным (питателю 8) каналам, называемым литниковой системой.
Рис. 1.1. Эскизы отливки, модели, стержня и литейной формы в сборе
Литниковая система должна обеспечить заполнение формы жидким металлом, правильное его затвердевание в форме, иметь, по возможности, малую массу и легко отделяться от отливки. Схема типовой литниковой системы для отливок из стали и цветных металлов приведена на рис. 1.2. Для отливок из серого чугуна шлакоуловитель не предусматривается. Литниковая система состоит из литниковой чаши 1, стояка (вертикального конического канала) 2, шлакоуловителя 3 и питателей 4. выпор (прибыль)
Литниковая чаша служит для приема жидкого металла из ковша, частичного удержания шлака и передачи металла в стояк. В ней ослабляется динамический напор струи и частично отделяется от металла шлак. С целью экономии металла при производстве мелкого литья чашу заменяют конической воронкой.
С
Шлакоуловитель 3 в сечении бывает коническим или трапеце-идальным. Его располагают в верхней половине формы. В шлакоуловителе металл тормозится, так как сечение его больше, чем у питателей. В результате этого шлаковые и земляные включения успевают всплыть на поверхность металла и задержаться в шлакоуловителе. Чаша, стояк и шлакоуловитель располагаются в верхней полуформе.
Питатель 4 служит для подвода жидкого металла непосредственно в полость формы. В зависимости от конфигурации отливки может быть несколько питателей. Питатель располагается в нижней полуформе.
Во избежание брака в отливках литниковая система должна быть заполнена жидким металлом на протяжении всего времени заливки формы. Разрыв струи приводит к засасыванию воздуха и шлака в полость формы и к образованию оксидных плен. Для обеспечения непрерывности заливаемого металла между элементами литниковой системы соблюдается определенное соотношение.