Фирменный Автосервис

 

 

Литье

Литье — это изготовление фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и другие специальные виды литья. Примерно 4/5 всех отливок получают в разовых песчаных формах и 1/5 специальными видами литья.
Изготовление отливок в песчаных формах является самым универсальным и самым распространенным способом. Этим способом изготавливают разнообразные по сложности отливки любой массы и размеров из стали и чугуна различных марок, сплавов цветных металлов (например, колеса гидротрансформатора, корпуса трансмиссий, балансиры кареток подвески, траки гусеницы и др.). Для изготовления литейных форм используется модельный комплект, формовочные и стержневые смеси, а также другие материалы и оборудование.
Модельный комплект — это совокупность технологической оснастки и приспособлений, необходимых для образования в форме полости, соответствующей конфигурации отливки. Форма собирается из двух (или более) частей, определяющих наружные поверхности отливки, и стержней, образующих внутренние поверхности. Схема технологического процесса изготовления отливок в песчаных формах представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема технологического процесса изготовления отливок в песчаных формах
При литье в песчаные формы в зависимости от степени механизации различают:
• ручную формовку, применяемую для получения одной или Нескольких отливок в условиях опытного производства и при изготовлении отливок в ремонтном производстве;
• машинную формовку, применяемую для производства отливок в массовом и серийном производствах (при формовке на машинах формы изготовляют в парных опоках с использованием односторонних металлических модельных плит);
• автоматическую безопочную формовку используют при изготовлении форм для мелких отливок из серого, ковкого и высокопрочного чугунов и стали в условиях серийного и массового производства (изготовление литейных форм осуществляется на высокопроизводительных пескодувно-прессовых автоматических линиях).
К наиболее распространенным специальным способам литья относятся кокильное литье; центробежное литье; литье под давлением; штамповка жидкого металла; литье по выплавляемым моделям; литье в оболочковые формы; литье по газифицируемым моделям; литье неметаллических материалов.
В литейном производстве часто используют кокиль — металлическую форму, многократно используемую для получения отливок путем заливки в нее расплава свободной струей.
В кокилях получают более половины отливок из алюминиевых и магниевых сплавов и некоторую часть простых толстостенных чугунных и стальных отливок.
Стойкость кокилей позволяет получать в каждом из них по нескольку сот тысяч отливок из легкоплавких сплавов — 1 500 — 5 000 чугунных или 400 — 700 мелких стальных.
Кокили изготовляют из чугуна или стали и собирают обычно из нескольких частей. Для увеличения стойкости рабочую поверхность матрицы кокиля иногда анодируют, борируют или хромируют и всегда покрывают теплоизоляционной краской или обмазкой. Перед началом работы кокили подогревают до температуры 200... 300 оС.
К основным недостаткам этого способа литья относятся сравнительная дороговизна кокилей и необходимость отбеливания отливок.
Процесс центробежного литья (рис. 2) состоит в том, что расплавленный металл заливают во вращающуюся вокруг горизонтальной или вертикальной оси металлическую форму, в которой центробежные силы прижимают его к стенкам формы, пока он не затвердеет. Это позволяет получать пустотелые цилиндрические и другие отливки без применения стержней. Получаемые отливки имеют большую плотность, отличаются мелкозернистой структурой и высокой прочностью.
Рис. 3.2. Схема работы центробежной литьевой машины с горизонтальной осью вращения
Литье под давлением отличается тем, что для получения отливки расплавленный металл под большим давлением вводят в металлическую пресс-форму, где он затвердевает и охлаждается. Так в массовом и крупносерийном производстве готовят отливки из алюминиевых, магниевых, медных и других сплавов массой от нескольких граммов до десятков килограммов (например, блоки цилиндров автомобилей). Эти отливки имеют высокое качество поверхности и весьма точные геометрические размеры. В ряде случаев их можно использовать в сборке машин совсем без механической обработки или только со шлифовкой отдельных посадочных поверхностей.
Штамповка жидкого металла — прогрессивный технологический процесс, позволяющий получать плотные заготовки с уменьшенными припусками на механическую обработку, с использованием металла до 95 % и с высокими механическими свойствами.
Сущность процесса заключается в том, что залитый в пресс-форму жидкий металл прессуют на гидравлическом прессе до окончания первичной кристаллизации. Время до момента приложения давления должно быть минимальным. Оно зависит от технической характеристики пресса, массы залитого металла и конфигурации отливки. В процессе формования отливки в пресс-форме она находится под давлением 40...200 МПа.
Оптимальная область применения данного способа — производство компактных отливок из сплавов цветных металлов.
Сущность процесса литья по выплавляемым моделям заключается в том, что модель готовится из смеси парафина со стеарином. Несколько таких моделей припаивают к парафино-стеариновому стояку, покрывают суспензией, обсыпают песком и сушат (последние операции повторяются от трех до четырех раз). Модели отливок со стояком (елку) помещают в горячую водяную ванну, где они выплавляются из сформировавшейся вокруг них трех- или четырехслойной оболочковой формы. Оболочки форм сушат и в
целях удаления остатков парафино-стеариновой выплавляемой массы прокаливают при температуре 900... 1 000°С в электрических печах. Прокаленные оболочки форм в горячем состоянии за-формовывают в опоке (применяя нагретый сухой песок) и после этого производят заливку необходимым сплавом. Остывшие отливки в виде елки извлекаются из опоки, с их поверхности удаляют песок, отделяют от стояка, зачищают, контролируют и отправляют на сборку, механическую обработку или на склад. 
      Этот способ литья позволяет получать сложные и точные по размерам отливки, в большинстве случаев готовые для сборки с допусками на размер ±0,05 мм и шероховатостью поверхности от Rz 80 до Rz 20 (параметр шероховатости Rz подробно рассмотрен в подразд. 4.2), практически из всех металлических сплавов, в том числе и из труднообрабатываемых.
При литье в оболочковые формы расплавленный металл заливают в форму, состоящую из двух половин с толщиной стенки от 7 до 15 мм. Для получения в отливках внутренних полостей в эти формы, как и в песчано-глинистые, укладывают пустотелые или сплошные стержни.
Для получения оболочковых форм модельную плиту и укрепленные на ней модели отливки и элементов литниковой системы нагревают в электрической печи до 200...300°С и наносят на нее тонкий разделительный слой эмульсии, облегчающий снятие готовой оболочки. Затем на плиту наносят формовочную смесь, состоящую из 90...94 % сухого кварцевого песка и 10...6 % порошка термореактивной фенолоформальдегидной смолы. В прилегающем к модели и плите слое формовочной смеси смола сначала расплавляется, а затем затвердевает, образуя однородную песчано-смоляную оболочку. Нерасплавившуюся часть формовочной смеси удаляют стряхиванием, поворачивая плиту на угол 180° («вверх ногами»). Затем модель с оболочкой на плите помещают в прока-лочную печь на 1... 2 мин при температуре 280... 350 °С. В результате такой прокалки оболочка необратимо упрочняется.
Твердую оболочку, представляющую две полуформы, с помощью толкателей снимают с модельной плиты. Далее эти полуформы соединяют между собой зажимами или склеиванием. Готовую форму засыпают снаружи опорным материалом (дробью), а затем, как и при использовании кокилей или песчаных форм, производят заливку расплавленным металлом, охлаждают, выбивают отливку и освобождают ее от элементов литниковой системы.
Сущность литья по газифицируемым моделям заключается в том, что модели и элементы литниковой системы, выполненные из газифицируемого материала, из формы не извлекают; их удаляет (испаряет) заливаемый металл (в отдельных случаях модели предварительно выжигают). Это позволяет выполнять модели без формовочных уклонов, не делать разъема формы, не расталкивать полость формы для удаления моделей, что обеспечивает получение отливок повышенной точности.
Для изготовления моделей при этом способе используют различные марки пенополистирола и другие материалы, которые можно легко выжечь, испарить или растворить непосредственно заливаемым металлом, или удалять из полости формы перед заливкой методом выжигания, газификации (испарения) и растворения.
Оптимальная область применения такого способа — производство крупных индивидуальных отливок из железоуглеродистых сплавов. При этом достигается значительная экономия за счет замены дорогих деревянных моделей и стержней пенополистиролом.
Метод получения заготовок литьем получил распространение не только для различных металлов и их сплавов, но и для пластических масс.
Пластическими массами называют материалы, основу которых составляют природные или искусственные высокомолекулярные соединения (фенолоформальдегидные смолы, казеин и др.). К этой основе добавляют наполнители (древесную муку, асбест, стеклянное волокно и др.), которые повышают прочность и снижают усадку. Для улучшения пластических свойств применяют пластификаторы (дибутилфталат, трикрезилфосфат и др.). Кроме того, в состав пластмасс входят смазки (стеарин, воск), вводимые для устранения прилипания к пресс-форме, красители и т.д.
Основные способы производства изделий из пластмасс — горячее прессование и литье под давлением.
При литье под давлением жидкий материал поступает в полость формы через литниковые каналы и сопло. Температура формы должна быть всегда меньше температуры жидкого материала. Это необходимо для его быстрого охлаждения.

Структура технологического процесса. Термины и определения Проектирование технологических процессов механической обработки Методы формообразования поверхностей зубьев силовых передач Общее понятие качества продукции. Категории управления качеством продукции  Токарная обработка Анализ технологичности конструкции детали Методы получения заготовок и припуски Разметка заготовок Установка заготовок на оборудование и выверка Технология изготовления корпусных деталей 

 

Образовательный сайт Бармашовой Л.В.

Рассылки Subscribe.Ru
Современное образование
Подписаться письмом