Сущность процесса литья по выплавляемым моделям
В специальной, преимущественно металлической пресс-форме изготовляют модели будущих отливок. Для изготовления моделей используют воскообразные сплавы, в состав которых могут входить парафин, церезин, синтетические полиэтиленовые воски, торфяной, буроугольный воск и другие воскоподобные материалы; реже применяют модели из компактного или вспененного полистирола (выжигаемые) или из карбамида с добавкой поливинилового спирта, калийной селитры и других солей (растворяемые в воде). Воскообразные модельные составы запрессовывают в полость пресс-формы в жидком или полужидком (пастообразном) состоянии; модели из полистирола или пенополистирола изготовляют на специальных машинах запрессовкой размягченного нагревом материала под высоким давлением; модели из составов на основе карбамида ввиду небольшой усадки этого материала можно получать свободной заливкой расплава.
Размеры рабочих полостей пресс-форм выполняют с учетом литейной усадки, в которой учитывают усадку модельного состава, расширение керамики формы при прокаливании и усадку самого литейного сплава. В зависимости от масштабов производства и размеров получаемых моделей их изготовляют в многоместных или одноместных пресс-формах заодно с питателями или другими элементами литниковых систем. На рис. 4, а, показана запрессовка модельного состава в четырехместную пресс-форму 1. Полученное в ней звено 2 состоит из четырех моделей, объединенных общим элементом литниковой системы, представляющим собой часть цилиндрического стояка.
|
|
|
Модели отливок собирают в блок, соединяя их с моделью литниковой системы, сделанной также из модельного состава. В условиях массового производства обычно применяют высокопроизводительный метод механического соединения звеньев в блок (рис. 4, б) нанизыванием на металлический стояк-каркас и скреплением их пружинным прижимным устройством в верхней части стояка. На стояк с рукояткой 3 и опорным фланцем 4 сначала надевают модель литниковой воронки 5, затем нанизывают звенья 2 моделей 4 и скрепляют пружинным прижимным устройством 6 с гайкой 7, после чего на нее навинчивают или напаивают колпачок 8 из модельного состава. Широко используют в различных условиях производства сборки моделей в блоки припаиванием. В ряде случаев, при сборке сложных блоков применяют специальные кондукторы, в которых модели деталей и литниковой системы соединяют заливкой расплавленного модельного состава.
Рис. 4 - Схема технологического процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям
в условиях крупносерийного и массового производства
Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение точных и сложных отливок из различных сплавов массой 0,02…15 кг с толщиной стенки 0,5…5 мм.
|
|
|
Недостатком является сложность и длительность процесса производства отливок, применение специальной дорогостоящей оснастки.
Литьем по выплавляемым моделям изготавливают детали для приборостроительной, авиационной и другой отраслевой промышленности. Используют при литье жаропрочных труднообрабатываемых сплавов (лопатки турбин), коррозионно-стойких сталей, углеродистых сталей в массовом производстве (автомобильная промышленность).
Литье в оболочковые и металлические формы
Литье в оболочковые формы – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, изготовленных по горячей модельной оснастке из специальных песчано-смоляных смесей.
Формовочную смесь приготовляют из мелкого кварцевого песка с добавлением термореакивных связующих материалов.
Технологические операции формовки при литье в оболочковые формы представлены на рис. 5.
Рис. 5 - Технологические операции формовки при литье в оболочковые формы
Металлическую модельную плиту 1 с моделью нагревают в печи до 200…250°C. Затем плиту 1 закрепляют на опрокидывающемся бункере 2 с формовочной смесью 3 (рис. 5, а) и поворачивают на 180° (рис. 5, б). Формовочную смесь выдерживают на плите 10…30 секунд. Под действием теплоты, исходящей от модельной плиты, термореактивная смола в приграничном слое расплавляется, склеивает песчинки и отвердевает с образованием песчано-смоляной оболочки 4, толщиной 5…15 мм. Бункер возвращается в исходное положение (рис. 5, в), излишки формовочной смеси осыпаются с оболочки. Модельная плита с полутвердой оболочкой 4 снимается с бункера и прокаливается в печи при температуре 300…350°C, при этом смола переходит в твердое необратимое состояние. Твердая оболочка снимается с модели с помощью выталкивателей 5 (рис. 5, г). Аналогичным образом получают вторую полуформу.
|
|
|
Для получения формы полуформы склеивают или соединяют другими способами (при помощи скоб).
Литье в металлические формы (кокили) получило большое распространение. Этим спосо-бом получают более 40% всех отливок из алюминиевых и магниевых сплавов, отливки из чугуна и стали.
Литье в кокиль – изготовление отливок из расплавленного металла в металлических формах-кокилях.
Формирование отливки происходит при интенсивном отводе теплоты от расплавленного металла, от затвердевающей и охлаждающейся отливки к массивному металлическому кокилю, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства, чем у отливок, полученных в песчаных формах.
|
|
|
Схема получения отливок в кокиле представлена на рис. 6.
Рабочую поверхность кокиля с вертикальной плоскостью разъема, состоящую из поддона 1, двух симметричных полуформ 2 и 3 и металлического стержня 4, предварительно нагретую до 150…180°C покрывают из пульверизатора 5 слоем огнеупорного покрытия (рис. 6, а) толщиной 0,3…0,8 мм. Покрытие предохраняет рабочую поверхность кокиля от резкого нагрева и схватывания с отливкой.
Покрытия приготовляют из огнеупорных материалов (тальк, мел, графит), связующего ма-териала (жидкое стекло) и воды.
Рис. 6 - Технологические операции изготовления отливки в кокиль
Затем с помощью манипулятора устанавливают песчаный стержень 6, с помощью которого в отливке выполняется полость (рис. 6, б).
Половинки кокиля соединяют и заливают расплав. После затвердевания отливки 7 (рис. 6, в) и охлаждения ее до температуры выбивки кокиль раскрывают (рис.6, г) и протягивают вниз металлический стержень 4. Отливка 7 удаляется манипулятором из кокиля (рис.6, д).
Отливки простой конфигурации изготовляют в неразъемных кокилях, несложные отливки с небольшими выступами и впадинами на наружной поверхности – в кокилях с вертикальным разъемом. Крупные, простые по конфигурации отливки получают в кокилях с горизонтальным разъемом. При изготовлении сложных отливок применяют кокили с комбинированным разъемом.
Расплавленный металл в форму подводят сверху, снизу (сифоном), сбоку. Для удаления воздуха и газов по плоскости разъема прорезают вентиляционные каналы.
Все операции технологического процесса литья в кокиль механизированы и автоматизированы. Используют однопозиционные и многопозиционные автоматические кокильные машины.
Литье в кокиль применяют в массовом и серийном производствах для изготовления отливок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов с толщиной стенки 3…100 мм, массой от нескольких граммов до нескольких сотен килограммов.
Литье в кокиль позволяет сократить или избежать расхода формовочных и стержневых смесей, трудоемких операций формовки и выбивки форм, повысить точность размеров и снизить шероховатость поверхности, улучшить механические свойства.
Недостатки кокильного литья: высокая трудоемкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность изготовления сложных по конфигурации отливок.
Литье под давлением
Литьем под давлением получают отливки в металлических формах (пресс-формах), при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляют под давлением.
Отливки получают на машины литья под давлением с холодной или горячей камерой прессования. В машинах с холодной камерой прессования камеры прессования располагаются либо горизонтально, либо вертикально.
На машинах с горизонтальной холодной камерой прессования (рис. 6) расплавленный металл заливают в камеру прессования 4 (рис. 7, а). Затем металл плунжером 5, под давлением 40…100 МПа, подается в полость пресс-формы (рис. 7, б), состоящей из неподвижной 3 и подвижной 1 плуформ. Внутреннюю полость в отливке получают стержнем 2. После затвердевания отливки пресс-форма раскрывается, стержень 2 извлекается (рис. 7, в) и отливка 7 выталкивателями 6 удаляется из рабочей полости пресс-формы.
Рис. 7 - Технологические операции изготовления отливок на машинах с горизонтальной холодной камерой прессования
Перед заливкой пресс-форму нагревают до 120…320°C. После удаления отливки рабочую поверхность пресс-формы обдувают воздухом и смазывают специальными материалами для предупреждения приваривания отливки. Воздух и газы удаляются через каналы, расположенные в плоскости разъема пресс-формы или вакуумированием рабочей полости перед заливкой металла. Такие машины применяют для изготовления отливок из медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов массой до 45 кг.
Центробежное литье
Суть технологии центробежного литья (рис. 8) заключается в том, что заполнение формы расплавом и формирование отливки происходит при вращении формы вокруг горизонтальной, вертикальной, наклонной оси или при сложном вращении формы. Это обеспечивает дополнительное воздействие на расплав и затвердевающую отливку поля центробежных сил. Процесс реализуется на специальных центробежных машинах и столах.
В центробежном литье чаще используют два варианта способа, при которых расплав заливается в форму с горизонтальной осью вращения или с вертикальной осью вращения. В первом случае получают отливки - тела вращения малой и большой протяженности, во втором - тела вращения малой протяженности и фасонные отливки.
Рис. 8 – Центробежное литье
Наиболее распространен способ центробежного литья во вращающиеся металлические формы с горизонтальной осью вращения пустотелых цилиндрических отливок. По этому способу отливка формируется в поле центробежных сил со свободной цилиндрической поверхностью, а формообразующей поверхностью служит внутренняя поверхность изложницы. Расплав из ковша заливают во вращающуюся форму через заливочный желоб. Этот расплав растекается по внутренней поверхности формы, образуя под действием поля центробежных сил пустотелый цилиндр. После затвердевания металла и остановки формы происходит извлечение отливки. Такой способ центробежного литья характеризуется наиболее высоким технологическим выходом годного литья, так как не расходуется металл на литниковую систему.
Вопросы для контроля:
1. Что такое литье?
2. Заготовки из каких материалов можно получить с помощью литья?
3. Какие основные виды литья вы знаете? Что из этого является самым распространенным методом?
4. Какова технология литья в песчано-глинистые формы?
5. Из каких элементов состоит литейная форма?
6. Какие виды литейных смесей вы знаете?
7. Каковы достоинства и недостатки литья по выплавляемым моделям?
8. В чем различие между литьем в оболочковые и металлические формы?
9. Что такое литье под давлением? Назовите основные операции литья.
10. В чем сущность центробежного литья?
.
Источники:
1.https://studopedia.ru/25_64023_instrumenti-dlya-vipolneniya-slesarnih-rabot.html
2.https://multiurok.ru/index.php/files/rp-pm-04-vypolnenie-slesarnykh-operatsii-pri-demon.html
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 44; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!