Конспект лекций Раздел литье по выплавляемым моделям Тема Специальные виды литья. Литье по выплавляемым моделям
жүктеу/скачать 0,71 Mb.
|
| Рекомендуемая литература [1, 2]
Тема 12 Литье в облицованный кокиль План лекции 1. Основные технологические операции при литье в облицованный кокиль. 2. Разогрев и охлаждение кокилей. 3. Организация механизированного и автоматизированного производства. Облицованный кокиль является современным изобретением. В создании основ теории, технологии, механизации и организации производства отливок в облицованных кокилях основополагающая роль принадлежит Б.В. Рабиновичу (с 1844 года) и НПО НИИСЛ. Существует шесть основных операций: Рисунок 12.1 – Технологический процесс литья в облицованный кокиль Технологический процесс начинается с установки кокиля 1 на модельную плиту 2 с моделью 3. Затем следует вдув облицовочной смеси, отверждение смеси и съем облицованного кокиля с модельной плиты, сборка формы и заливка ее металлом, формирование отливки и ее извлечение из кокиля, очистка от остатков облицовки и охлаждение кокиля. Кроме операций, непосредственно связанных с формообразованием, технология включает изготовление облицовочного состава и общие для литейной технологии операции шихтовку, плавку, финишную обработку отливок и др. Особенности технологии литья в облицованный кокиль связаны прежде всего с необходимостью нанесения на кокиль облицовки для получения очередной отливки. Способы заполнения зазора между моделью и кокилем облицовочным составом, режим отверждения последнего, методы очистки кокиля к нанесению облицовки зависят от природных свойств облицовочной смеси. При использовании в качестве облицовочного состава песчано-смоляной смеси облицовку наносят пескодувным способом. Модель перед нанесением облицовки нагревают и покрывают разделительным составом, а кокиль охлаждают (или нагревают) до оптимальной для отверждения смеси температуры. Литье в кокиль, облицованный сыпучей, термотвердеющей смесью, используют в отечественной промышленности при автоматизированном производстве отливок массой 1,5-150 кг из обычного СЧ и низколегированных чугунов (корпусов редукторов, станин электромоторов, распределительных валов, гильз тепловозного двигателя и др.), высокопрочного чугуна (коленчатых валов) и стали (букс и деталей автосцепки железнодорожного вагона и др.). Однако промышленное применение нашли не только кокили, облицованные песчано-смоляными составами. Например, в России для изготовления стальных и чугунных отливок массой 100-10000 кг используют металлические формы, облицованные жидкостекольными, жидкоподвижными и керамическими составами. Рассмотрим преимущества производства отливок в облицованных кокилях. Теоретический анализ, экспериментальные исследования и промышленный опыт показывают, что облицованные кокили позволяют решить ряд важных технических задач. Благодаря небольшой толщине неметаллического рабочего слоя облицовочного кокиля, по сравнению с толщиной стенок обычных форм, требуется значительно меньший объем песчаной смеси. Для ответственных отливок становится экономически оправданным применение высококачественных, но дорогостоящих формовочных материалов. В результате существенно повышается качество поверхности отливок и уменьшается их брак. Наличие в форме металлической опоры (кокиля) уменьшает деформацию песчаного рабочего слоя, благодаря чему увеличивается точность отливок. Появляется возможность активно воздействовать на тепловые условия формирования отливки. С использованием облицованного слоя кокиля термическая нагрузка на кокиль существенно меньше, чем на обычный. Кроме того, возникновение на поверхности кокиля трещин и некоторые его коробления заметных изменений в технологических процессах литья в облицованный кокиль не вносит. Рабочая поверхность формы полностью восстанавливается при очередном нанесении облицовки. Эти обстоятельства приводят к тому, что при прочих равных условиях стойкость облицованных кокилей неизмеримо выше, чем обычных. Более того, применение облицованных кокилей становится экономически эффективным, когда литье в обычные кокили нецелесообразно из-за низкой их стойкости. Показательными в этом отношении являются процессы литья коленчатых валов и почти всех стальных фасонных отливок. Следовательно, преимущества процесса получения отливок в облицованном кокиле вытекают из сочетания в облицованном кокиле положительных свойств неметаллической и металлической форм. Особого внимания в связи с этим заслуживает вопрос о геометрической точности отливок, полученных по новой технологии. В результате статистической обработки обмеров и взвешивания отливок, которые были изготовлены в кокилях, облицованных песчано-смоляной смесью, получены результаты, которые позволяют получать отливки более точных размеров и массы. Следует отметить, что при литье в облицованные кокили размерная точность не снижается с увеличением размеров отливки, в то же время при других процессах с ростом габаритов и массы отливки ее размерная точность уменьшается, т.е. чем крупнее отливка, тем заметнее преимущества литья в облицованные кокили. Повышение геометрической точности отливки, полученной в облицованном кокиле, может быть объяснено большой прочностью и жесткостью кокиля при заливке и существенно меньшим снижением этих качеств облицованного кокиля в период нагрева отливкой, по сравнению с неметаллической формой, этот фактор проявляется тем сильнее, чем массивнее отливка. По сравнению с литьем в оболочковые формы литье в облицованные кокили имеет следующие преимущества: 1) возможность получения значительно более крупных отливок; 2) сокращение расхода металла на напуски, припуски, прибыли; 3) повышение точности отливок; 4) сокращение расхода формовочных материалов в 2-3 раза; 5) снижение трудоемкости очистных и обрубных операций в 1,2-1,5 раза; 6) повышение производительности труда на операциях формообразования; 7) улучшение условий труда. По сравнению с литьем в кокиль следующие преимущества: 1) возможность получения более крупных отливок; 2) снижение точности отливок; 3) снижение внутренних напряжений в отливках; 4) возможность получения фасонных отливок из сплавов с повышением температуры заливки; 5) снижение трудоемкости изготовления кокилей. По сравнению с литьем в песчаные формы следующие преимущества; 1) повышение точности отливок; 2) сокращение расхода металла на технологические напуски, припуски на механическую обработку; 3) сокращение расхода формовочных материалов в 10-20 раз; 4) снижение трудоемкости очистных и обрубных операций в 1,5-2 раза; 5) сокращение энергетических затрат и металлоемкости технологического и транспортного оборудования для формообразования; 6) улучшение условий труда. К недостаткам литья в облицованные кокили относятся: повышенная сложность и стоимость оснастки, затрудненная переналаживаемость специального технологического оборудования и оснастки, ограниченность номенклатуры деталей, одновременно отливаемых в одном технологическом потоке. На основании опыта разработки технологии производства отливок в облицованных кокилях можно выделить область наиболее эффективного использования этого способа литья. Применение – это прежде всего массовое производство для получения стальных отливок и ВЧ в автомобилестроении и тракторостроении, электротехнической промышленности, вагоностроении, тепловозостроении и для отливок повышенной точности при большом объеме их механической обработки. При заливке в холодный кокиль трудно получить годную тонкостенную отливку. Кокиль быстро забирает теплоту от расплавленного металла, и он застывает. В результате этого кокиль не полностью заполняется. Кокиль перед заливкой чугуна нагревают до 200-400 °С, стали – 150-300°С, Al-сплава – 200-400 °С, Mg-сплава – 250-350 °С. Нижний предел указан для толстостенных отливок, верхний – для тонкостенных. Применяются различные способы разогрева: заливкой металла в кокиль, помещением горячей заготовки между половинами кокиля, электрическими и пламенными нагревателями. При сильном разогреве кокиля увеличивается продолжительность затвердевания отливки, что способствует образованию усадочных раковин в массовых узлах. Высокий разогрев кокиля уменьшает срок их службы. Чтобы сократить продолжительность затвердевания отливки и повысить стойкость, кокиль охлаждают. Применяются воздушное, водяное охлаждение. На режим охлаждения очень влияет толщина стенок кокиля. Обычно толщина кокиля должна быть в 1,5–2 раза больше толщины стенки отливки, для ускорения отвода теплоты от отдельных массивных узлов иногда используются вставки из более теплопроводных материалов, например из Сu, температуру кокилей определяют пластинчатыми термопарами или специальными карандашами или по изменению цвета краски, нанесенной на поверхность кокиля, при нагреве. При литье в кокиль могут быть механизированы следующие операции: раскрытие и закрытие кокилей, установка и удаление стержней, заливка формы металлом, удаление отливки, нанесение на рабочую поверхность формы покрытия (облицовки), поддержание необходимого теплового режима формы. Организация производства при литье в кокиль зависит от того, какое оборудование применяется для изготовления отливок – ручные кокили, однопозиционные машины, карусельные машины или конвейеры. При выборе вида механизированного оборудования исходят из следующих предпосылок: масштабов производства, размеров имеющихся площадей, стоимости оборудования, габаритов, сложности и массы отливок. Установка конвейерных линий требует максимума площадей, больших затрат материальных средств, не обеспечивает высокий объем отливок с 1 м2 площади, минимальная их трудоемкость и себестоимость. Однопозиционные станки не требуют больших площадей и капиталовложений, но дают низкий объем и малую производительность. По своим экономическим показателям карусельные машины занимают промежуточное место между конвейерными линиями и однопозиционными станками. Целесообразность применения конвейерных линий и карусельных машин возрастает по мере увеличения массы, габаритов и сложности отливок. С увеличением этих показателей растет и масса частей кокиля, что качественно изменяет структуру нормы времени на отливку. Если при изготовлении деталей большую часть нормы составляет время на кристаллизацию, то при изготовлении крупных отливок на разборку и сборку кокиля расходуется намного больше времени, чем на охлаждение отливки. Достичь увеличения производительности можно, только применяя механизированное оборудование. Расчетное количество кокильных станков или машин определяется в зависимости от величины технологического цикла. Для ручных кокилей, с однопозиционных машин величина технологического цикла. жүктеу/скачать 0,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|