WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 22 |

Если сопоставляемые варианты по технологической себестоимости оказываются равноценными, как в случае изготовления отливок «Планшайба» по 2му и 3-му вариантам, то предпочтение следует отдать варианту, имеющему более высокие основные натуральные показатели (табл. 3.23).

Таблица 3.23.

Основные натуральные показатели процессов литья.

2-й 3-й Наименование показателя вариант вариант Коэффициент использования металла отливки 90 Удельная норма расхода электрической энергии и 0,15 0,топлива Удельная норма расхода металла 1,80 1,Трудоемкость изготовления заготовки, мин 12,67 9,Число заняты рабочих 5 Коэффициент использования оборудования 0,82 0,Коэффициент использования производственной 0,6 0,площади Сравнивая основные натуральные показатели процессов литья по второму и третьему вариантам литья, приходим к выводу, что литье заготовки «Планшайба» центробежным способом является более рациональным, экономически целесообразным вариантом литья.

Расчет технико-экономического обоснования рационального варианта технологического процесса получения литых заготовок можно также провести по методикам [13, 14, 15, 16].

Контрольные вопросы 1. Из каких составляющих складывается себестоимость изготовления детали 2. По каким составляющим себестоимости производится сравнение вариантов изготовления отливки 3. Как рассчитываются припуски на механическую обработку отливок 4. Как рассчитывается заработная плата станочников 5. Как производится выбор способа получения отливки, если сопоставляемые варианты по себестоимости равноценны Таблица 3.3.

Сравнительная характеристика основных видов и способов литья.

шерох. по- Коэффициент Экономически мин. тол- кл. точн. размеров способы изготовления масса материал верхн. отлив- использ. целесообразная виды литья щина стен- отливок, ГОСТ форм и отливок отливки, кг отливки ки, Rа, ГОСТ материала партия отливок, ки, мкм 26645-2789-73, мкм отливки шт.

Все Литье в разовые Ручная формовка 0,1-50000 3-6 11т-14 50-100 0,71 1 и более сплавы песчано-глинистые Все формы Машинная формовка 0,1-2000 3-6 7-12 25-50 0,71 200 и более сплавы Песчано-смоляные Все 0,1-70 2-6 4-11 5,0-40 0,9 400 и более формы сплавы По выплавляемым мо- Все Специальное литье 0,01-150 1-6 3-5 0,4-6,3 0,93 1000 и более делям сплавы в оболочковые и По газифицируемым разовые формы 0,3-380 2-6 Сталь, чугун 6-13 10-63 0,8 1 и более моделям Все В керамические формы 10,0-2000 1,5-6,5 4-6 0,4-6,3 0,9 5 и более сплавы Специальное литье Цветные Литье в кокиль 0,01-30 3 4-10 4,0-20 0,85 400 и более в постоянные ме- сплавы таллические лиЛитье в облицованный 0,1-160 3-6 Сталь, чугун 6-15 5,0-40 0,75 60 и более тейные формы кокиль Цветные Литье под давлением 0,01-30 0,8-1,2 3-8 3,2-10,0 0,98 1000 и более сплавы Специальное литье Литье с кристаллизаци- Цветные с применением 4-30 2,0-4 3-10 6,3-16,0 0,9 400 и более ей под давлением сплавы внешних воздейстВсе вий на жидкий и Центробежное литье 0,01-500 3 сплавы, 5-12 25-50 0,75 100 и более кристаллизующийбиметаллы ся металл Литье под низким Все 0,01-0,03 1,5-2,5 5-11 5,0-20 0,85 1000 и более давлением сплавы В вертикальных и гоНепрерывное Все ризонтальных кристал- 5-85 10-20 4-10 6,3-20,0 0,9 1000 и более литье сплавы лизаторах 4. ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ЛИТЬЯ 4.1. Литье в разовые песчано-глинистые формы 4.1.1. Сущность и особенности процесса В разовых песчаных формах производят ~ 80% от всего объема выпуска отливок. Это объясняется универсальностью процесса (широкие технологические возможности процесса обеспечивают получение любых отливок как по массе, так и по роду металла), низкой себестоимостью и сравнительно легкой и быстрой технологической подготовкой производства отливок широкой номенклатуры.

Литье в сырые формы – самое распространенное в цехах серийного и массового производства. В последние годы изготовление сырых форм получило дальнейшее развитие благодаря эффективному использованию современных формовочных машин и автоматических линий.

Машинная формовка по металлическим моделям с механизированным выемом моделей из полуформы является экономичным вариантом изготовления наиболее сложных по конфигурации тонкостенных отливок в серийном и массовом производстве и обеспечивает 8 – 13 для цветных и 9 – 14 для черных сплавов классы размерной точности ГОСТ 26645 – 85. При этом меньшие значение классов точности относятся к простым отливкам и условиям массового автоматизированного производства, большие - к сложным отливкам единичного и серийного производства, средние – к отливкам средней сложности и условиям механизированного серийного производства.

Применение при этом машинного способа изготовления стержней с калибровкой их перед сборкой форм в кондукторах позволяет в дальнейшем обеспечить безразметочную механическую обработку отливок в приспособлениях.

Прогрессивной технологией изготовления отливок в единичном и мелкосерийном производстве является использование машинной формовки по координатным плитам с незакрепленными моделями. Данная технология обеспечивает 9 – 13 для цветных 10 – 14 для черных сплавов классы размерной точности, ГОСТ 26645 – 85.

При всех преимуществах сырых форм им свойственны недостатки, в частности, непроизводительная переработка около 70% формовочных смесей, не участвующих в процессах формирования отливок; значительный брак по газовым раковинам, засорам и др. дефектам. Отсюда вытекает задача перехода от обычных к оболочковым, сухим, более прочным формам и стержням. Решая эти задачи, литейщики используют новые свойства и новые составы формовочных и стержневых смесей.



В настоящее время в литейном производстве применяют свыше 100 различных технологических процессов изготовления стержней и форм, более видов связующих материалов, свыше 300 различных противопригарных покрытий и т.д.

Наиболее перспективны отвечающие современным требованиям литейного производства процессы, при которых затвердевание стержней, изготовленных из смесей с органическими или неорганическими связующими материалами, происходит в ящиках. Для единичного и серийного производства чаще применяются процессы изготовления стержней из самотвердеющих смесей.

В связи с бурным развитием химической промышленности и широким применением в литейном производстве синтетических смол смеси, содержащие смолы, в настоящее время используются не только при изготовлении стержней, но также и форм.

Новые технологические процессы в зависимости от условий производства позволяют регулировать продолжительность затвердевания смесей в широких пределах от нескольких минут до 40…60 мин.

При изготовлении стержней для массового производства быстроходные смесители непрерывного действия устанавливаются непосредственно над пескострельными машинами, а продолжительность затвердевания смеси исчисляется секундами. Вместе с этим новые технологические процессы получения песчаных форм стабилизируют и повышают показатели точности, снижают шероховатость поверхности отливок и повышают эффективность их использования.

Последовательность технологического процесса получения отливок в разовой песчано-глинистой форме приведена на рис. 4.1.

Весь цикл изготовления отливки [21] состоит из ряда основных и вспомогательных операций, осуществляемых как параллельно, так и последовательно в различных отделениях литейного цеха. Модели, стержневые ящики и другую оснастку изготовляют, как правило, в модельных цехах.

Литейная разовая песчано-глинистая форма (рис. 4.2) в большинстве случаев состоит из двух полуформ: верхней 7 и нижней 9, которые получают уплотнением формовочной смеси вокруг соответствующих частей (верхней и нижней) деревянной или металлической модели в специальных рамках – опоках 3 и 5.

Чертеж детали Разработка чертежа отливки Разработка чертежей моделей и стержневых ящиков Подготовка исходных Изготовление моделей и формовочных материалов стержневых ящиков Приготовление формовоч- Изготовление полуформ и ных и стержневых смесей стержней Сушка (подтверждение) по- луформ и стержней Подготовка исходных шихтовых материалов Сборка формы Выплавка сплава, его перегрев Заливка формы Внепечная обработка сплава Затвердевание сплава, охлаждение отливки в форме Выбивка отливок из формы Отделение литников, прибы- лей, очистка поверхностей, удаление стержней Термообработка Повторная очистка поверхностей Контроль отливки Рис. 4.1. Технологический процесс получения отливок в разовой песчаноглинистой форме.

Рис. 4.2. Литейная разовая песчано-глинистая форма:

1 – литниковая система; 2 – полость формы; 3 – нижняя опока; 4 – штырь;

5 – верхняя опока; 6 – прибыль; 7 – верхняя полуформа; 8 – стержень; 9 – нижняя полуформа; 10 – знаковая часть стержня.

Модель отличается от отливки увеличенными размерами на величину усадки сплава, наличием формовочных уклонов, облегчающих извлечение модели из формы, наличием плоскости разъема и знаковых частей 10, предназначенных для установки стержня 8, образующего внутреннюю полость (отверстие) в отливке. Стержень изготавливают из смеси, например кварцевого песка, отдельные зерна которого скрепляются при сушке или химическом отверждении специальными крепителями (связующими). В верхней полуформе с помощью соответствующих моделей выполняется воронка, каналы стояка и шлакоуловителя, а в нижней полуформе 9 каналы питателей. В целом воронка и все каналы образуют литниковую систему 1, по которой из разливочного ковша поступает литейный сплав в полость формы 2, и дополнительные полости прибыли 6. Прибыли являются дополнительным резервуаром жидкого расплава, который необходим для питания отливки при усадке металла в процессе его кристаллизации. Прибыли, как правило, устанавливаются над массивными частями отливки.

После уплотнения смеси модели собственно отливки, литниковой системы и прибылей извлекают из полуформ. Затем в нижнюю полуформу 9 устанавливают стержень 8 и накрывают верхней полуформой. Необходимая точность соединения полуформ обеспечивается фиксирующими штырями 4. Перед заливкой сплава во избежание поднятия верхней полуформы жидким расплавом опоки скрепляют друг с другом специальными скобами, или на верхнюю опоку устанавливают груз.

При ручном способе изготовления литейной формы формовка по разъемной модели в двух опоках начинается с изготовления нижней полуформы и производится в такой последовательности:

1. Нижнюю половину модели (не имеющую центрирующих шипов) кладут плоскостью разъема вниз на подмодельную доску, припыливают модельной пудрой и накрывают нижней опокой (рис. 4.3, а).

2. Через сито просеивают облицовочную смесь, покрывая модель слоем толщиной 15…20 мм, а остальную часть опоки засыпают с избытком наполнительной формовочной смесью.

3. Уплотняют смесь ручной трамбовкой.

4. Линейкой срезают излишки формовочной смеси заподлицо с опокой.

5. Иглой накалывают вентиляционные каналы (рис. 4.3, б).

6. Набитую опоку переворачивают на 180°.

7. На нижнюю полумодель устанавливают верхнюю полумодель и припыливают ее.





8. Плоскость разъема формы посыпают разделительным сухим песком.

9. На нижнюю опоку по штырям накладывают верхнюю опоку.

10. Устанавливают модели шлакоуловителя, стояка и выпора.

11. Просеивают облицовочную смесь, уплотняя ее руками вокруг моделей литниковой системы (рис. 4.3, в).

12. Засыпают верхнюю опоку с избытком наполнительной смесью.

13. Уплотняют формовочную смесь трамбовкой и линейкой срезают излишки смеси заподлицо с верхней опокой.

14. Иглой накалывают вентиляционные каналы в верхней полуформе и гладилкой вырезают возле стояка литниковую чашу (рис. 4.3, г).

15. Удаляют из формы модели стояка и выпора (рис. 4.3, д).

16. Снимают верхнюю опоку и переворачивают на 180° (рис. 4.3, е).

17. Кистью смачивают формовочную смесь вокруг полумоделей.

Рис. 4.3. Формовка в двух опоках по неразъемной модели.

18. Подъемником полумодели расталкивают в стороны и осторожно удаляют из форм.

19. В нижней полуформе прорезают питатели.

20. Форму отделывают, поправляют и выглаживают инструментом.

21. Устанавливают в нижнюю полуформу готовые стержни по знакам.

22. Накрывают верхней полуформой (рис. 4.3, ж) и нагружают. Общий вид отливки с литниковой системой показан на рис. 4.3, з.

При машинном способе изготовления литейных форм и стержней применяют следующие типы формовочных машин:

- прессовые с давлением прессования до 5105 Па и более 106 Па;

- встряхивающие;

- пескометы;

- пескодувные;

- пескострельные;

- импульсные;

- вакуумные;

- специальные (уплотнение формовочной смеси отличается от перечисленных методов).

Прессовые машины могут быть с верхним и нижним прессованием. При верхнем прессовании (рис. 4.4, а) модельную плиту 2 с моделью 3 укрепляют на столе 1. Устанавливают опоку 4 высотой Н с наполнительной рамкой 5 высотой h, затем в них насыпают формовочную смесь. Стол с опокой поднимается, и прессовая колодка 6, входя внутрь наполнительной рамки 5, уплотняет смесь.

Прессование заканчивается в момент, когда вся формовочная смесь, находящаяся в наполнительной рамке, перейдет в опоку. Высота прессовой колодки и высота наполнительной рамки одинаковые. Степень уплотнения смеси при верхнем прессовании неодинакова по высоте опоки. По мере удаления от прессовой колодки степень уплотнения уменьшается до определенного предела и затем несколько возрастает из-за сопротивления, которое оказывает жесткая плоскость модельной плиты передвижению смеси в процессе уплотнения. С увеличением высоты опоки увеличивается неравномерность уплотнения смеси. По этой причине высота опок не может превышать 250 мм.

Рис. 4.4. Схемы верхнего (а) и нижнего (б) прессования и изменение плотности смеси по высоте опок.

В машинах с нижним прессованием (рис. 4.4, б) роль наполнительной рамки выполняет углубление h в неподвижном столе 7.

По сравнению с верхним прессованием максимальная степень уплотнения смеси достигается у модели. Этот вариант технологически более благоприятен, однако такие машины обладают худшими эксплуатационными качествами.

В некоторых машинах прессование осуществляется одновременно с вибрацией. Песчинки смеси совершают колебания с малой амплитудой и большой частотой, трение между ними и о боковые стенки опоки уменьшается. В результате прессование происходит эффективнее, смесь уплотняется равномернее. В этом случае можно применять более высокие опоки.

Прессовые машины, работающие под высоким давлением (2·106 Па), позволяют уплотнять смеси в высоких опоках, которые ранее использовали на встряхивающих машинах, работающих с большим шумом. Прочность формовочной смеси при этом способе увеличивается за счет сцепления зерен песка, а не за счет сил связи между водными оболочками вокруг зерен песка. Поэтому на этих машинах можно использовать смеси с пониженной влажностью (1,5…3%), что уменьшает брак отливок по газовым раковинам. Высокое давление прессования позволяет получать более точный отпечаток и изготовлять отливки с меньшими припусками на механическую обработку. С повышением плотности смеси увеличивается ее теплопроводность, ускоряется охлаждение отливки. Связь между плотностью смеси в форме и давлением прессования выражается формулой = 1 + n lg p, где 1 — средняя плотность смеси; р — давление прессования, р =105 Па; n—изменение плотности смеси при изменении давления на 105 Па.

Более равномерное уплотнение формовочной смеси как по высоте, так и по поверхности формы достигается при использовании в качестве уплотняющего органа машины эластичной диафрагмы (рис. 4.5) или многоплунжерной прессовой головки (рис. 4.6).

Рис. 4.5. Уплотнение формовочной смеси эластичной диафрагмой.

В первом случае после заполнения установленной на модельной плите опоки формовочной смесью к верхнему торцу опоки 3 прижимается кожух 1 с диафрагмой 2, в полость между которыми подается сжатый воздух (рис. 4.5, а).

Диафрагма растягивается и равномерно уплотняет формовочную смесь (рис.

4.5, б). Давление воздуха передается, прежде всего, в места, допускающие наибольшее сжатие формовочной смеси и расположенные над низкими частями модели 5. Поверхность диафрагмы принимает волнообразную форму, в результате чего ее площадь превышает площадь опоки примерно на 40% и соответственно на 40% возрастает общее давление на форму. Давление сжатого воздуха, а следовательно, и прессования равно (5…6)105 Па. Уплотнив формовочную смесь в опоке, диафрагму извлекают (рис. 4.5, в), создавая в пространстве над ней разрежение.

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 22 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.