Выбор способа получения отливки для конкретных деталей из различных литейных сплавов, назначение оборудования и оснастки
Общие сведения о методах литья, их виды и характеристика. Выбор оптимального способа получения отливки для заданной детали из различных литейных сплавов. Подбор оборудования для очистки и выбивки литья. Сущность и методы обрубки и очистки отливок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.05.2016 |
| Размер файла | 497,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Практическая работа №7
Размещено на http://www.allbest.ru/
2
УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГОМЕЛЬСКОГО ОБЛАСТНОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО КОМИТЕТА
Мозырский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ политехнический колледж
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
на тему: «Выбор способа получения отливки для конкретных деталей из различных литейных сплавов, назначение оборудования и оснастки»
по дисциплине: «Материаловедение и технология материалов»
2015
Цель работы:
научиться выбирать оптимальный способ получения отливки для заданной детали из различных литейных сплавов, назначать оборудование для очистки и выбивки литья.
Оснащение:
Справочная литература:
- Штейнберг, Б.И. Справочник молодого инженера-конструктора / Под ред. Б.М. Брайнмана. - 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Тэхніка, 1983. - 184с., ил.;
- Общетехнический справочник / Под ред. Е.А. Скороходова - 2-е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 415с., ил.;
1. Общая характеристика литейного производства
Основной продукцией литейного производства являются сложные (фасонные) заготовки деталей, называемые отливками.
Отливки получают заливкой расплавленного металла в специальную литейную форму, внутренняя рабочая полость которой имеет конфигурацию отливки. После затвердевания и охлаждения отливку извлекают, разрушая литейную форму (разовая форма) или разбирая ее на части (многократная форума).
Отливки получают различными способами литья, которые, имея одинаковую сущность, отличаются материалом, используемым для формы, технологией ее изготовления, условиями заливки металла и формирования отливки (заливка свободная, под давлением, кристаллизация под действием центробежных сил и т.д.) и другими технологическими особенностями. Выбор способа изготовления отливок определяется его технологическими возможностями и экономичностью.
Около 80 % отливок изготавливают наиболее универсальным, но менее точным способом - литьем в песчаные формы.
Специальными методами литья получают отливки повышенной точности и чистоты поверхности с минимальным объемом последующей механической обработки.
Основное достоинство литейного производства - это возможность получения разнообразных по массе заготовок практически любой сложности непосредственно из жидкого металла.
литейный сплав деталь отливка
2. Способы изготовления отливок
2.1 Литьё в песчано-глинистые формы
Для изготовления песчаной формы используют модельный комплект, опочную оснастку и формовочные материалы. В модельный комплект входят модель отливки (модельные плиты), стержневые ящики (если отливку изготавливают с применением стержней), модели литниково-питающей системы.
Конструкция модели должна обеспечивать возможность уплотнения формовочной смеси и удаления модели из формы. Поэтому модель чаще всего делают разъемной, на вертикальных стенках предусматривают формовочные уклоны, в местах перехода стенок - галтели. Размеры модели выполняют с учетом припусков на механическую обработку и линейной усадки сплава отливки.
Модельные комплекты изготавливают из древесины и металлов (чаще всего из алюминиевых сплавов и чугуна). Деревянные модельные комплекты применяют в мелкосерийном и единичном производстве, а металлические - в крупносерийном и массовом.
Заливку собранных форм производят на конвейерах, где они охлаждаются до температуры выбивки. Выбивку отливок из форм и стержней из отливок производят на вибрационных решетках.
В последние годы все большее внимание уделяется повышению точности отливок. Размерная точность отливок будет более высокой при использовании металлической оснастки, машинных способов изготовления форм и стержней, газифицируемых моделей, жидких самотвердеющих смесей.
2.2 Литьё в кокиль
Сущность процесса, заключается в свободной заливке расплавленного металла в металлическую форму - кокиль. Для получения внутренних полостей отливок широко применяют металлические стержни.
Литье в металлические формы обладает рядом технических и технологических преимуществ по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы.
При затвердении в металлической форме отливки получают более мелкозернистую плотную структуру металла за счет повышенных скоростей охлаждения. В связи с этим улучшаются механические свойства отливок, а в других случаях вызывает отбел чугунов.
Они имеют большую точность размеров с минимальными припусками на механическую обработку. За счет уменьшения припуска на механическую обработку повышается выход годного литья. Использование формовочной площади повышается в несколько раз, что дает возможность без расширения литейных цехов повысить выпуск литья.
Значительно возрастает производительность труда, причем рабочие быстрее приобретают необходимые навыки. Этот способ приводит к снижению себестоимости литья.
Вместе с тем производство литья в металлические формы имеет свои трудности. Так, изготовление металлических форм требует значительных затрат и продолжительного времени освоения. Высокая теплопроводность металлических форм затрудняет получение сложных тонкостенных отливок большого габарита. Невозможно получать отливки, имеющие внутренние и наружные сложные очертания. Особенно сдерживает литье в металлические формы относительно малая стойкость кокилей и их неподатливость, что приводит к образованию трещин в отливках.
Поэтому литье в кокили применяется в основном при изготовлении деталей из цветных сплавов, обладающих меньшей температурой плавления и меньшей склонностью к образованию трещин.
2.3 Литьё в оболочковые формы
Литье в оболочковые формы применяется для изготовления сложных тонкостенных отливок из черных и цветных сплавов.
Сущность процесса заключается в свободной заливке расплавленного металла в формы. Эти формы представляют собой сухие тонкостенные оболочки толщиной 8 -15 мм, изготавливаемые из термореактивных смесей, которые затвердевают от тепла нагретых металлических моделей и стержневых ящиков. Иногда этот метод применяют для изготовления оболочковых стержней.
Основные достоинства изготовления отливок в оболочковых формах - высокая точность геометрических размеров отливок, низкая шероховатость поверхностей отливок, сокращение количества формовочных материалов; экономия производственных площадей, облегчение операций выбивки и очистки отливки, возможность полной автоматизации производственного процесса за счет использования многопозиционных карусельных автоматических машин и автоматических линий.
Недостатки способа - высокая стоимость термореактивных связующих и применение нагреваемой литейной оснастки.
2.4 Литьё по выплавляемым моделям
Сущность процесса заключается в свободной заливке расплавленного металла в формы, изготовленные из специальной огнеупорной смеси по разовым моделям, которые после изготовления формы, выплавляются, выжигаются или растворяются.
Особенности этого способа - разовая модель, изготовленная из легкоплавкого модельного состава, не имеет разъема и знаковых частей, а ее контуры повторяют форму отливки; форма, полученная по выплавляемым моделям, представляет собой тонкостенную, не имеющую разъема оболочку; форма изготавливается из специальной огнеупорной смеси, состоящей из пылевидного кварца и гидролизованного раствора этилсиликата; для обеспечения высокой прочности и удаления остатков модельного состава литейные формы прокаливают при температуре 850 - 900°С, после чего заливают расплавленным металлом.
Этим способом наиболее экономично изготовлять мелкие, но сложные и ответственные отливки с высокими требованиями по точности геометрических размеров и шероховатости поверхности, а также детали из специальных сплавов с низкими литейными свойствами, детали из любых черных или цветных сплавов, включая высоколегированные жаропрочные и сверхтвердые сплавы.
Недостатки способа - высокая стоимость литья. Поэтому его следует применять только для изготовления таких деталей, которые невозможно получить другими методами литья (например, мелкие тонкостенные детали из труднообрабатываемых сплавов со сложной конфигурацией). Литьем по выплавляемым моделям получают, как правило, мелкие сложные стальные отливки массой до 1,5 кг.
2.5 Литьё под давлением
Это способ получения фасонных отливок в металлических формах, при котором заполнение формы и кристаллизация металла производится под принудительным давлением.
Применяется в массовом производстве для изготовления тонкостенных отливок из сплавов цветных металлов. Он обеспечивает высокую точность размеров отливок, большинство которых не требует дальнейшей механической обработки.
Этим способом литья получают, например, такую деталь, как алюминиевый блок цилиндров автомобильного двигателя. Масса такого блока составляет 35 кг, на поверхности отливки расположено 130 отверстий.
При литье под давлением металлические формы (пресс-формы) и стержни делаются стальными. Применение песчаных стержней в данном случае исключается, так как заполняющий форму жидкий металл под высоким давлением может их разрушить.
Скорость впуска расплавленного металла в пресс-форму составляет 0,5 - 120 м/с, а конечное давление может составлять 100 МПа; следовательно, форма заполняется за десятые, а для особо тонкостенных отливок - за сотые доли секунды. Сочетание особенностей процесса - металлической формы и внешнего давления на металл - позволяет получать отливки высокого качества.
Основные достоинства литья под давлением - высокая точность геометрических размеров и низкая шероховатость поверхностей отливок, возможность изготовления сложных, тонкостенных отливок из алюминиевых, магниевых и других сплавов, высокая производительность способа.
Недостатки способа - сложность изготовления пресс-форм, ограниченный срок их службы.
2.6 Литьё под низким давлением
Сущность процесса заключается в заливке расплавленного металла и формировании отливки под давлением 0,1 - 0,8 МПа. Способ позволяет автоматизировать операции заливки формы, создает избыточное давление на металл при кристаллизации, что способствует повышению плотности отливок и уменьшению расхода расплавленного металла на литниковую систему.
Недостатком способа является низкая стойкость металлопровода, что затрудняет применение литья под низким давлением для получения отливок из чугуна и стали.
2.7 Центробежное литьё
Это способ получения отливок, при котором расплавленный металл заливается во вращающуюся форму. Формирование поверхности отливки и процесс кристаллизации металла протекает под действием центробежных сил.
Центробежным способом получают отливки из стали, чугуна и цветных сплавов. Наибольший технико-экономический эффект обеспечивается при использовании этого способа для получения отливок типа тел вращения (трубы, втулки, гильзы, цилиндры двигателей, кольца подшипников качения и др.).
Центробежным способом можно получать также фасонные детали типа звездочек, зубчатых колес, турбинных дисков с лопатками, деталей арматуры и др.
Машины для центробежного литья бывают с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Иногда применяются также машины с наклонной осью вращения.
Машины с вертикальной осью вращения применяются только для изготовления относительно коротких цилиндрических отливок с небольшой разницей в толщине стенки по высоте (втулки, кольца и др.).
При вертикальной оси вращения свободная поверхность отливки получается параболической.
При горизонтальной оси вращения отливки получаются со стенками одинаковой толщины и практически любой длины.
Центробежный способ литья имеет следующие преимущества: не требуется применения стержней для получения внутренней полости цилиндрических отливок; резко снижается расход металла на литниковую систему; металл в отливке получается плотным, мелкокристаллического строения, что повышает его механические свойства; резко снижается себестоимость литья.
Таблица 1 - Характеристика отливок, получаемых различными методами
|
Способы изготовления отливок |
Масса отливки, т |
Материал |
Область применения и особенность способа |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Разовые формы |
||||
|
Литье в песчано-глинистые формы. Ручная формовка: в почве с верхом |
До 200 |
Сталь, серый, ковкий и высокопрочный чугун, цветные металлы и сплавы |
Станины, корпуса машин, рамы, цилиндры, шаботы молотов, траверсы |
|
|
по шаблону |
До 100 |
Отливки в виде тел вращения (зубчатые колеса, кольца, диски, трубы, шкивы, маховики, котлы, цилиндры) |
||
|
в крупных опоках |
Станины, бабки, коробки скоростей, блоки цилиндров |
|||
|
в съемных опоках со стержнями из быстротвердеющей смеси |
До 35 |
Станины ГМК, болтовысадочных автоматов, ножниц: позволяет уменьшить припуски на 25 - 30 % и трудоемкость механической обработки на 20-25 % |
||
|
в почве с верхней опокой с облицовочным слоем из быстротвердеющей смеси |
До 25 |
Шаботы, станины, цилиндры; позволяет снизить трудоемкость изготовления заготовки и механической обработки за счет уменьшения припусков на 10-18 % |
||
|
в стержнях |
До 2 |
Отливки со сложной ребристой поверхностью (головки и блоки цилиндров, направляющие) |
||
|
в почве открытая |
До 0,15 |
Отливки, не требующие механической обработки (плиты, подкладки) |
||
|
в мелких и средних опоках |
До 0,1 |
Рукоятки, шестерни, шайбы, втулки, рычаги, муфты, крышки |
||
|
Машинная формовка: в крупных опоках |
До 2 |
Бабки, суппорты, корпуса небольших станин |
||
|
в мелких и средних опоках |
До 0,1 |
Шестерни, подшипники, муфты, маховики; позволяет получать отливки повышенной точности с низкой шероховатостью поверхности |
||
|
Литье в оболочковые формы: песчано-смоляные |
До 0,15 |
Сталь, чугун и цветные сплавы |
Ответственные фасонные отливки в крупносерийном и массовом производстве |
|
|
химически твердеющие тонкостенные (10 - 20 мм) |
До 0,2 |
Ответственные фасонные мелкие и средние отливки |
||
|
химически твердеющие толстостенные (толщиной 50 - 150 мм) |
До 40 |
Большие отливки (станины штамповочных молотов, подушки прокатного стана) |
||
|
жидкостекольные оболочковые |
До 0,1 |
Углеродистые и коррозионностойкие стали, кобальтовые, хромистые и алюминиевые сплавы, латунь |
Точные отливки с низкой шероховатостью поверхности в серийном производстве |
|
|
Литье по выплавляемым моделям |
До 0,15 |
Высоколегированные стали и сплавы (за исключением щелочных металлов, реагирующих с кремнеземом облицовочного слоя) |
Лопатки турбин, клапаны, дюзы, шестерни, режущий инструмент, детали приборов. Керамические стержни позволяют изготовлять отливки толщиной 0,3 мм и отверстия диаметром до 2 мм |
|
|
Литье по растворяемым моделям |
До 0,15 |
Титан, жаропрочные стали |
Лопатки турбин, детали приборов. Солевые модели снижают шероховатость поверхности |
|
|
Литье по замораживаемым моделям |
До 0,14 |
Тонкостенные отливки (минимальная толщина стенки 0,8 мм, диаметр отверстия до 1 мм) |
||
|
Литье по газифицируемым моделям |
До 15 |
Любые сплавы |
Мелкие и средние отливки (рычаги, втулки, цилиндры, корпуса) |
|
|
Многократные формы |
||||
|
Литье в формы: гипсовые |
0,1 |
Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы |
Крупные и средние отливки в серийном производстве |
|
|
песчано-цементные |
70 |
|||
|
кирпичные |
200 |
|||
|
шамотно-кварцевые |
100 |
|||
|
глинистые |
50 |
|||
|
графитовые |
0,014 |
|||
|
каменные |
0,03 |
|||
|
металлокерамические и керамические |
0,025 |
|||
|
Литье в кокиль: с горизонтальной, вертикальной и комбинированной плоскостью разъема |
7 (чугун), 4 (сталь), 0,5 (цветные металлы и сплавы) |
Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы |
Фасонные отливки в крупносерийном и массовом производстве (поршни, корпуса, диски, коробки подач, салазки) |
|
|
Литье в облицованный кокиль |
0,25 |
Сталь аустенитного и ферритного классов |
Лопатки рабочих колес гидротурбин, коленчатые валы, буксы, крышки букс и другие крупные толстостенные отливки |
|
|
Литье под давлением: на машинах с горизонтальными и вертикальными камерами прессования |
0,10 |
Магниевые, алюминиевые, цинковые и свинцово-оловянные сплавы, сталь |
Отливки сложной конфигурации (тройники, колена, кольца электродвигателей, детали приборов, блок двигателя) |
|
|
с применением вакуума |
0,05 |
Медные сплавы |
Плотные отливки простой формы |
|
|
Центробежное литье на машинах с осью вращения: вертикальной |
0,05 |
Чугун, сталь, бронза и др. |
Отливки типа тел вращения (венцы, шестерни, бандажи, колеса, фланцы, шкивы, маховики), двухслойные заготовки (чугун - бронза, сталь - чугун) при l/d < 1 |
|
|
горизонтальной |
0,60 |
Трубы, гильзы, втулки, оси при l/d > 1 |
||
|
наклонной (угол наклона 3 - 6°) |
1,0 |
Трубы, валы, слитки |
||
|
вертикальной, не совпадающей с геометрической осью |
0,01 |
Фасонные отливки, не являющиеся телами вращения (рычаги, вилки, тормозные колодки) |
||
|
Штамповка жидких сплавов |
До 0,30 |
Цветные сплавы |
Слитки, фасонные отливки с глубокими полостями (турбинные лопатки, детали арматуры высокого давления) |
|
|
с кристаллизацией под поршневым давлением |
0,01 |
Чугун и цветные сплавы |
Массивные и толстостенные отливки без газовых раковин и пористости; можно получать уплотненные заготовки из нелитейных материалов (чистый алюминий) |
|
|
Литье выжиманием |
Панели размером до 1000Ч2500 мм с толщиной 2,5-5 мм |
Магниевые и алюминиевые сплавы |
Крупногабаритные отливки, в том числе ребристые |
|
|
Вакуумное всасывание |
0,01 |
Сплавы на медной основе |
Небольшие отливки типа тел вращения (втулки, гильзы) |
|
|
Последовательно-направленная кристаллизация |
0,012 |
Цветные сплавы |
Отливки с толщиной стенки до 3 мм при протяженности до 3000 мм |
|
|
Литье под низким давлением |
0,030 |
Чугун, алюминиевые сплавы |
Тонкостенные отливки с толщиной стенки 2 мм при высоте 500 - 600 мм (головки блока цилиндров, поршни, гильзы) |
|
|
Непрерывное литье |
Трубы диаметром 300 - 1000 мм |
Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы |
Листы, заготовки круглого сечения (слитки, трубы, валы) |
|
|
Литье с кристаллизацией под давлением |
0,01 - 0,3 |
Чугун, цветные сплавы |
Слитки, уплотненные фасонные отливки с глубокими полостями (лопатки, детали арматуры высокого давления) |
Технологичность конструкций отливок характеризуется условиями формовки, заливки формы жидким металлом, остывания, выбивки, обрубки. На выполнение основных операций технологического процесса получения отливки влияют уклоны, толщина стенок, размерные соотношения стержней и другие условия.
Большое влияние на технологию последующей обработки отливок оказывает наличие в них отверстий. При массовом производстве в отливках обычно получают отверстия диаметром свыше 20 мм, при серийном - диаметром свыше 30 мм и при единичном - диаметром свыше 50 мм.
Состояние баз и обрабатываемых поверхностей отливок и условия их обработки зависят от способов обрубки и очистки. Краткая характеристика технологических средств, применяемых для обрубки и очистки отливок, приведена в таблице 2.
Таблица 2 - Краткая характеристика средств, применяемых для обрубки и очистки отливок
|
Обрубка отливок |
|||
|
Наименование обрубного механизма |
Технические данные |
Производительность за 1 ч |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Пневматическое зубило |
Длина с зубилом 300 - 400 мм. Масса ударника 0,2 - 0,6 кг. Частота ударов 1100 - 2120 в минуту |
До 15 - 20 м на швах толщиной 4 - 6 мм |
|
|
Ленточная пила |
Скорость резания до 30 м/мин. Максимальная подача до 200 мм/мин. Ширина реза до 2 мм |
При массе отливок до 50 кг: стальных - 12 дм2, цветных сплавов - до 25 дм2 |
|
|
Дисковая пила |
Диаметр диска 400 - 1300 мм. Ширина реза 4 - 8 мм. Частота вращения до 1200 об/мин |
60 резов при массе отливки до 50 кг |
|
|
Шлифовальный станок с гибким валом |
Диаметр круга до 250 мм. Частота вращения до 3000 об/мин. Ширина круга до 40 мм |
До 0,3 т средних и крупных отливок |
|
|
Маятниковый станок с наждачным кругом |
Диаметр круга до 600 мм. Частота вращения до 1200 об/мин. Ширина круга до 40 мм |
До 0,5 т средних и крупных отливок |
|
|
Стационарный станок с наждачным кругом |
Диаметр круга 500 - 600 мм. Частота вращения до 1400 об/мин. Ширина круга до 60 мм |
До 0,3 т мелких отливок |
|
|
Газовые резаки |
Максимальная толщина реза до 300 мм. Расход: кислорода до 24 м3/ч; ацетилена до 0,9 - 1,2 м3/ч |
До 4 - 15 м |
|
|
Эксцентриковый пресс |
Нагрузка на нож 120-500Н. Ход ножа до 80 мм. Число ходов - до 50 в минуту. Максимальная толщина реза 50 мм |
До 300 резов |
|
|
Очистка отливок |
|||
|
Пневматическое зубило |
Давление сжатого воздуха 600 кПа. Частота ударов до 2500 в минуту. Масса 5 - 6,3 кг |
Крупные отливки - 40 - 50 дм2; мелкие - до 8 - 10 дм2 |
|
|
Вращающаяся щетка с гибким валом |
Диаметр щетки до 400 мм. Частоте, вращения до 3000 об/мин. Длина вала до 3 м |
Крупные отливки - 60 - 80 дм2; мелкие - до 12 - 15 дм2 |
|
|
Очистной барабан |
Частота вращения 20 - 40 об/мин. Продолжит.очистки 1,5 - 2ч. Диаметр барабана 0,6 - 1,2 м; вместимость 0,7 - 4,0 м2 |
До 2000 кг |
|
|
Пескоструйный барабан |
Давление воздуха 200 - 3000 кПа. Диаметр барабана 0,4 м. Частота вращения 2 - 3 об/мин |
До 1500 кг |
|
|
Дробеметный ленточный барабан |
Расход дроби 3 - 5 кг/т. Вместимость барабана 0,3 - 0,7 т. Диаметр барабана 0,7 - 1,2м |
До 4000 кг |
|
|
Пескоструйный стол |
Расход песка 2 кг/т. Давление воздуха 200 кПа. Диаметр стола 2 м. Частота вращения 1 об/мин |
До 1500 кг |
|
|
Дробеметный стол |
Расход дроби 5 - 6 кг/т. Диаметр стопа 2 м. Частота вращения стола 1 - 5 об/мин |
До 2500 кг |
|
|
Пескоструйная камера |
Площадь камеры до 20 м2. Давление воздуха 200 кПа. Расход песка 80 кг/т |
До 10 т |
|
|
Дробеметная камера |
Площадь камеры до 80 м2. Частота вращения стола 2 - 3 об/мин. Расход дроби 5 кг/т |
До 10 т |
|
|
Гидравлическая камера |
Давление воды до 10000 кПа. Вместимость камеры до 25 м2. Расход воды до 4 - 5 м3/т |
До 3 т |
|
|
Пескогидравлическая камера |
Давление воды 5000 - 7500 кПа. Вместимость камеры до 20 м2. Расход песка 1,5 т/ч. Расход воды 50 м3/ч |
До 4 т |
3. Обрубка отливок
Обрубка отливок заключается в отделении от нее литников, выпоров, прибылей и заливов по разъему формы и в местах сопряжения стержневых знаков с формой.
Основными факторами, определяющими выбор способа обрубки, является вязкость сплава, из которого изготовлена отливка, масса отливки и серийность производства.
Для отличающихся хрупкостью серого и белого чугунов удаление литников не представляет трудности и производится ударом по литнику молотком. В отдельных случаях могут быть использованы пневматические зубила и для массового производства - отламывание на прессах.
Для стальных отливок молоток, зубило и пресс могут быть также использованы, если масса отливок невелика.
Для крупных отливок чаще используют ацетиленокислородную резку.
В условиях массового производства для отрезки прибылей и, реже, литников могут быть применены токарные станки, работающие с поперечной подачей.
Большинство цветных сплавов отличается вязкостью, что исключает применение ударов в связи с возможным короблением отливок. В этом случае широко применяются ленточные пилы, хотя не исключена возможность использования токарных станков и прессов.
Очистка отливок заключается в удалении пригара и улучшении чистоты поверхности.
Очистку можно производить галтовкой, дробеметной, дробеструйной, вибрационной и электрохимической обработкой, а зачистку - абразивными кругами и электроконтактным методом.
Выбор оборудования для очистки в основном зависит от размеров отливок и серийности производства.
Очистку галтовкой применяют для средних отливок, для чего в барабан, футерованный внутри броневыми листами загружают отливки и звездочки из белого чугуна и с помощью опорно-приводных роликов барабан приводят во вращение. Перекатываясь, отливки трутся друг о друга и о звездочки и очищаются от пригара.
В массовом производстве применяют барабаны непрерывного действия (приходные), а в серийном - периодического действия.
Для очистки средних и крупных отливок из черных сплавов широко применяют дробеметные барабаны и камеры. В дробеметные барабаны отливки загружают через окно загрузки-выгрузки на пластинчатый транспортер. При движении транспортера отливки перекатываются, подставляя различные поверхности под струю стальной или чугунной дроби, подаваемой дробеметной головкой. Дробь вместе с песком собирается в воронке днища и после отделения от песка на магнитном сепараторе подается в оборотную систему. Для крупных отливок массой свыше 50 кг вместо барабанов применяют камеры, куда отливки подаются подвешенными на крючьях и в которых по ходу движения расположены дробеметные головки.
Для мелких отливок, как правило полученных методом литья по выплавляемым моделям, применяют вибрационную, химическую и электрохимическую очистки.
Порядок выполнения работы
1 Ознакомиться с заданием практической работы и по своему варианту выбрать исходные данные (таблица 3);
2 Изучить общую характеристику литейного производства и способы изготовления отливок;
3 Сделать вывод о проделанной работе.
Задание
1 Проанализировать чертеж заданной детали;
2 Выбрать и описать несколько методов литья для получения данной отливки;
3 Определить оптимальный метод в зависимости от типа производства и материала детали;
4 Выбрать оборудование для обрубки и очистки отливок.
Пример выполнения задания
1 Деталь Шестерня изготавливается из стали 35Л - это литейная сталь; производство детали массовое, габаритные размеры: Ш 120х25 мм; средняя толщина стенки отливки - 20мм. (рисунок 1).
Поверхности детали, подвергающиеся механической обработке, условно обозначаются знаком . Остальные поверхности механической обработке не подлежат, на что указывает знак () в правом углу эскиза.
Для шестерни обрабатываемыми поверхностями являются: венец зубчатого колеса 1; отверстие 2; зубья 3.
Рисунок 1 - Шестерня: материал - сталь 35Л, производство - массовое
2 Для изготовления отливки шестерни подходят методы: литье в кокиль и центробежное литье на машинах с вертикальной осью вращения.
1) При литье в металлические формы (кокиль) расплавленный металл заливают в многократные металлические формы под действием сил тяжести расплава.
В качестве материала для металлических форм применяют серый чугун, углеродистую сталь, алюминиевые сплавы. Толщина стенок кокиля составляет от 20 до 100 мм и зависит от толщины стенок отливки.
Литьем в кокиль получают фасонные заготовки из серого, ковкого и высокопрочного чугунов, сталей, алюминиевых, магниевых и медных сплавов в массовом и крупносерийном производстве (блоки и головки блоков двигателей, поршни из алюминиевых сплавов, ступицы колес из ковкого чугуна, станины электродвигателей из серого чугуна, стойки плуга из высокопрочного чугуна, крышки, втулки из медных сплавов и др.).
Достоинства процесса:
- повышенные точность и качество поверхности отливки;
- повышенные механические свойства металла (кроме чугуна). Прочность возрастает на 50-70%, пластичность в 3-4 раза;
- отсутствие формовочных материалов и их переработки;
- резкое уменьшение отходов производства;
- высокая производительность в условиях массового производства: до 50 циклов в час на однопозиционных машинах, до 120 циклов в час на многопозиционных машинах и автоматических линиях;
- возможность полной автоматизации процесса.
- более благоприятные условия труда по сравнению с литьем в песчаные и оболочковые формы.
Недостатки процесса:
- образование отбела при литье серого и высокопрочного чугунов, анизотропность свойств по сечению отливок из других сплавов;
- низкая стойкость кокиля (100 - 2000 заливок) при литье черных сплавов (в то время как при литье цветных сплавов стойкость достигает 100 000 заливок);
- сложность получения тонкостенных отливок вследствие быстрого затвердевания металла;
- ограничение отливок по размерам (до 1000 мм) и массе (до 100 кг).
2) При центробежном способе литья расплавленный металл заливают во вращающуюся форму. Процессы заливки металла, а также его кристаллизации протекают под влиянием центробежных сил.
При необходимости во вращающуюся металлическую форму вставляют песчаные стержни, с помощью которых можно получать сложные наружные или внутренние поверхности отливки.
Для регулирования температуры металлических форм используют водяное, как правило, струйное охлаждение.
Центробежным способом получают тела вращения (кольца, втулки, гильзы цилиндров двигателей, заготовки для поршневых колец, вкладыши для подшипников, трубы, венцы, шестерни, бандажи, колеса, фланцы, шкивы, маховики), а также фасонные отливки из стали, чугуна, алюминиевых, магниевых, медных и цинковых сплавов.
При получении центробежным способом фасонных заготовок используют, как правило, песчано-глинистые, оболочковые формы, а также формы по выплавляемым моделям и др.
Масса литых заготовок при центробежном литье составляет от нескольких десятков грамм (при литье в резиновые формы) до 60т, диаметр - до 1500мм, длина - до 10м.
Достоинства центробежного литья:
- возможность получения пустотелых отливок без стержней;
- экономия металла (до 30 и более процентов) на литниковой системе;
- повышенные механические свойства наружных слоев отливки;
- возможность полной автоматизации и роботизации;
- относительно благоприятные условия труда.
Недостатки центробежного литья:
- низкие точность и качество внутренней поверхности отливок;
- высокая неоднородность структуры металла (ликвация);
- - низкая стойкость изложниц при литье черных сплавов;
- недостаточная производительность при литье небольших отливок на машинах с горизонтальной осью вращения (10…15 отливок в час);
- образование отбела при литье чугуна в металлические вращающиеся формы-изложницы.
3 Исходя из материала детали, типа производства шестерни оптимальным методом производства отливки будет литье в кокиль.
Так как необходимо получить высокую точность и высокое качество поверхности отливки, что возможно благодаря литью в кокиль. Отпадет необходимость в формовочных материалах, уменьшаются отходы производства. Достигается высокая производительность в условиях массового производства, появляется возможность полной автоматизации процесса. Условия труда более благоприятные по сравнению с литьем в песчаные и оболочковые формы.
4 Для обрубки литников, выпоров, прибылей и заливов применим пневматическое зубило, так как масса стальной отливки не велика. Технические данные: Длина с зубилом 300 - 400 мм. Масса ударника 0,2 - 0,6 кг. Частота ударов 1100 - 2120 в минуту. Производительность: До 15 - 20 м на швах толщиной 4 - 6 мм.
Для очистки пригара и улучшении чистоты поверхности отливки применим дробеметный ленточный барабан. Технические данные: Расход дроби 3 - 5 кг/т. Вместимость барабана 0,3 - 0,7 т. Диаметр барабана 0,7 - 1,2м. Производительность: до 4000кг.
Содержание отчета
1 Тема и цель работы;
2 Оснащение;
3 Задание, чертеж детали и ее анализ;
4 Выбор и описание нескольких методов литья для получения данной отливки;
5 Определение оптимального метода в зависимости от типа производства и материала детали;
6 Выбор оборудования для обрубки и очистки отливок;
7 Выводы по работе.
Литература
1. Никифоров, В.М. Технология металлов и конструкционные материалы: Учебник для средних специальных учебных заведений. - 7-е изд., перераб и доп. / В.М. Никифоров. - Л.: Машиностроение, 1986.
2. Слесарчук, В.А. Материаловедение и технология материалов: учеб. пособие/ В.А. Слесарчук. - Минск: РИПО, 2012.
Приложение
Таблица 3 - Варианты заданий к практической работе
|
Вариант |
Эскиз детали |
|
|
1 16 |
Деталь - Серьга Материал - Сталь 30Л Производство - единичное |
|
|
2 17 |
Деталь - Фланец Материал - СЧ10 Производство - единичное |
|
|
3 18 |
Деталь - Ступица Материал - Сталь 40Х Производство - массовое |
|
|
4 19 |
Деталь - Шестерня Материал - Сталь 40 Производство - серийное |
|
|
5 20 |
Деталь - Втулка Материал - Сталь 25Л Производство - единичное |
|
|
6 21 |
Деталь - Крышка Материал - СЧ20 Производство - массовое |
|
|
7 22 |
Деталь - Шестерня Материал - Сталь 45 Производство - серийное |
|
|
8 23 |
Деталь - Серьга Материал - КЧ36-6 Производство - единичное |
|
|
9 24 |
Деталь - Колесо Материал - Сталь 50 Производство - массовое |
|
|
10 25 |
Деталь - Корпус Материал - Сталь 40Л Производство - единичное |
|
|
11 26 |
Деталь - Переходник Материал - СЧ10 Производство - единичное |
|
|
12 27 |
Деталь - Втулка Материал - Сталь 30 Производство - массовое |
|
|
13 28 |
Деталь - Стакан Материал - Сталь 40ХН Производство - массовое |
|
|
14 29 |
Деталь - Опора Материал - СЧ25 Производство - массовое |
|
|
15 30 |
Деталь - Корпус Материал - СЧ20 Производство - массовое |
Критерии оценки результатов выполнения практической работы
|
Отметка в баллах |
Показатели оценки |
|
|
1 |
2 |
|
|
1 (один) |
Узнавание отдельных объектов изучения программного учебного материала, предъявляемых в виде определений литейного производства, способов литья, литейных свойств материалов, назначения литейной оснастки с низкой степенью осознанности. Затруднение с ответом на наводящие вопросы преподавателя при выполнении практической работы. Отсутствие деятельности по применению знаний при выполнении практической работы. |
|
|
2 (два) |
Различение объектов изучения программного учебного материала, предъявляемых в виде определений литейного производства, способов литья, литейных свойств материалов, назначения литейной оснастки. Бессистемное изложение материала с низкой степенью самостоятельности (при помощи наводящих вопросов преподавателя). Неумение применять знания при выполнении практической работы. |
|
|
3 (три) |
Воспроизведение части учебного материала по памяти с существенными ошибками, приводящими к искажению сущности излагаемого материала. Выполнение практической работы (выбор способов получения отливки и их обоснование, выбор способов обрубки и очистки) по предложенному алгоритму самостоятельно с существенными ошибками. |
|
|
4 (четыре) |
Воспроизведение большей части учебного материала по памяти без глубокого осознания назначения литейного производства, способов литья, назначения литейной оснастки с единичными существенными ошибками. Применение знаний в знакомой ситуации по предложенному алгоритму при выполнении практической работы (выбор способов получения отливки и их обоснование, выбор способов обрубки и очистки) самостоятельно с существенными ошибками или с помощью преподавателя. |
|
|
5 (пять) |
Осознанное воспроизведение большей части учебного материала с объяснением назначения литейного производства, способов литья, назначения литейной оснастки, допуская несущественные ошибки. Применение знаний в знакомой ситуации по алгоритму при выполнении практических работ (выбор способов получения отливки и их обоснование, выбор способов обрубки и очистки) с несущественными ошибками. Овладение навыками самостоятельной работы при выполнении практической работы под руководством преподавателя. |
|
|
6 (шесть) |
Полное знание и осознанное воспроизведение всего учебного материала с выяснением и обоснованием назначения литейного производства, способов литья, назначения литейной оснастки, допуская несущественные ошибки. Применение знаний в знакомой ситуации по алгоритму, на основе методических указаний при выполнении практических заданий по выбору способов получения отливки и их обоснование, по выбору способов обрубки и очистки. Не достаточно прочное владение навыками самостоятельной работы при выполнении практической работы. |
|
|
7 (семь) |
Полное, прочное знание и осознанное воспроизведение всего учебного материала с выявлением, обоснованием назначения литейного производства, способов литья, назначения литейной оснастки, допуская единичные несущественные ошибки. Абсолютно самостоятельное и выполнение предложенных стандартных заданий по практической работе. Прочное владение навыками самостоятельной работы при выполнении практической работы. |
|
|
8 (восемь) |
Полное, прочное, глубокое знание и осознанное воспроизведение всего учебного материала. Развернутое описание и объяснение назначения литейного производства, способов литья, назначения литейной оснастки. Самостоятельное выполнение заданий по практической работе с наличием единичных несущественных ошибок. Прочное владение навыками самостоятельной работы при выполнении практической работы. |
|
|
9 (девять) |
Полное, прочное, глубокое знание и осознанное воспроизведение всего учебного материала. Оперирование учебным материалом в частично измененной ситуации (выраженная способность самостоятельно и творчески пользоваться современной техникой и справочной литературой). Самостоятельная работа на практическом занятии, творческое участие в групповых обсуждениях, высокий уровень культуры исполнения заданий проблемного характера, поиск рациональных путей решения. |
|
|
10(десять) |
Свободное оперирование учебным материалом различной степени сложности, применение знаний и умений в незнакомой ситуации (выраженная способность самостоятельно и творчески пользоваться современной техникой и справочной литературой). Творческая самостоятельная работа на практических занятиях, активное участие в групповых обсуждениях, высокий уровень культуры исполнения заданий проблемного характера, поиск рациональных путей решения. Проявление гибкости в применении знаний, осознанное и оперативное трансформирование полученных знаний для решения проблем в незнакомых ситуациях при выполнении практической работы. Получение новых знаний из различных источников. |
Примечание. При отсутствии результата учебной деятельности обучающихся в учреждении среднего специального образования выставляется «0» (ноль) баллов.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Сущность процессов литья. Основные свойства литейных сплавов и влияние их на качество отливок. Анализ технологичности детали. Выбор эффективного способа получения заготовки. Разработка технологии получения детали резанием. Контроль размеров детали.
курсовая работа [512,5 K], добавлен 07.10.2012Выбор способа литья и типа производства. Условие работы детали, назначение отливки и выбор сплава. Маршрутная технология изготовления отливки, последовательность выполнения технологических операций и их характеристика. Контроль качества отливок.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.04.2012Анализ конструкции детали и выбор положения отливки в литейной форме. Разработка средств технологического обеспечения способа литья. Определение технологического маршрута изготовления отливки. Припуски и допуски на механическую обработку отливок.
методичка [1,2 M], добавлен 23.09.2011Химический состав сплава АК9. Анализ возможных способов получения отливки. Описание технологических литейных указаний. Разработка конструкции модельно-литниковой оснастки и технологических этапов производства отливки. Материал деталей пресс-формы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.01.2014Исследование основных литейных свойств сплавов, изучение способа получения отливок без дефектов и описание технологии отлива детали под давлением. Изучение схемы прокатного стана и механизма его работы. Анализ свариваемости различных металлов и сплавов.
контрольная работа [317,4 K], добавлен 20.01.2012Структура цеха литья по выплавляемым моделям, его производственная программа. Выбор режима работы цеха и фондов времени. Условия работы детали, требования к ее функциональности. Обоснование и выбор способа изготовления отливки. Описание конструкции печи.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 06.04.2015Технология изготовления заготовок методом литья. Выбор рационального способа изготовления отливки проектируемой детали. Литейные свойства сплавов и их влияние на конструктивные размеры и форму отливок. Описание разработки модели уличного фонаря.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.06.2012Выбор и обоснование принятого способа изготовления отливок и материального модельного комплекта. Разработка чертежа стержневого ящика и литниковой системы. Технология приготовления формовочной и стержневой смесей. Правила выбивки, обрубки и очистки литья.
курсовая работа [128,9 K], добавлен 29.07.2010Сущность и методы литья металла под давлением. Технологический процесс формирования отливки, оборудование и инструменты. Общая характеристика литья под низким давлением. Преимущества и недостатки способа, область применения. Режимы получения отливки.
реферат [1,4 M], добавлен 04.04.2011История развития металлургии меди. Технологический процесс получения отливки методом литья в разовые литейные формы. Чертеж модельно литейных указаний. Выбор оборудования для формообразования поковки. Технологические методы обработки поверхностей.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.01.2010
