WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 22 |

Предельные отклонения от плоскости модельной плиты назначаются по десятой степени точности (ГОСТ 24643-81).

Шероховатость рабочей поверхности модельной плиты должна соответствовать Rа=2,50,63 мкм по ГОСТ 2789-73.

При выборе и расчете толщины стенки модельной плиты учитывают необходимость равномерной передачи теплоты всем элементам модели, минимальная толщина модельной плиты – 25 мм.

Шероховатость поверхности модели должна соответствовать Rа=1,250,мкм по ГОСТ 2789-73.

Точность изготовления моделей – 8-11 квалитет по ОСТ 2Н31-76.

Уклоны на знаковых частях моделей назначаются от 3 до 5°.

При проектировании моделей должен предусматриваться дополнительный припуск на доводку размеров (после обмера опытной партии отливок) в ходе освоения технологии.

Рекомендуемые расстояния между моделями и элементами оснастки приведены в табл. 4.9.

Таблица 4.9.

Расстояния между моделями и элементами оснастки.

Расстояние между элементами модельной оснастки, мм Расстояние между моделями Между моделью и стояком Масса отливки, кг При гори- При вертиПри горизон- При вертикальзонтальной кальной затальной заливке ной заливке заливке ливке До 0,5 10-15 15-Свыше 0,5 до 1,5 15-35 25-20-30 25-Свыше 1,5 до 5,0 35-40 40-Свыше 5,0 50 Модели сложной конфигурации рекомендуется расчленять на отдельные элементы для упрощения изготовления.

Модели, рабочая поверхность которых находится ниже плоскости разъема, могут быть врезаны в модельную плиту.

Модели крепятся к модельной плите при помощи болтов, винтов и заклепок. Модели фиксируются штифтами.

Количество толкателей модельной плиты рассчитывается по формуле:

F N = K (4.1) где К- коэффициент (для моделей простой конфигурации К=11,5; для моделей сложной конфигурации с глубокими карманами К=1,52,0);

F- площадь поверхности полуформы, см2.

Расстояние между толкателями, расположенными на плоских поверхностях: 50…120 мм.

Диаметр толкателя не должен быть менее 10 мм; зазор между отверстием в модельной плите и толкателем принимают равным 0,3…0,4 мм.

Не рекомендуется устанавливать толкатели на базовых поверхностях отливок.

Точность изготовления стержневых ящиков: 8-11, квалитет по ОСТ 21-1312-76.

Шероховатость оформляющих поверхностей ящика должна быть не выше Rа=0,2…0,8 мкм по ГОСТ 2789-73. Прочие поверхности ящиков обрабатывают согласно данным, приведенным в табл. 3.10.

Таблица 4.10.

Шероховатость поверхностей стержневых ящиков.

Поверхность Rа, мкм Разъем ящика и соединений отъем1,ных частей Установочные 3,Рабочие:

фиксирующих штырей и втулок 0,толкателей 1,замков, эксценриков и других эле1,ментов Толщину стенок стержневого ящика S выбирают в зависимости от среднего габаритного размера стержневого ящика (табл. 4.11).

L + B S =, (4.2.) где L- длина ящика, мм; В - ширина ящика, мм.

Половины стержневого ящика фиксируются нерегулируемыми штырями (ГОСТ 19 402-74).

Таблица 4.11.

Оптимальная толщина стенки стержневого ящика, мм.

Средний габаритный размер ящика Оптимальная толщина стенки До 300 12-Свыше 300 до 500 15-Свыше 500 20-При пескодувном способе изготовления стержней в стержневых ящиках должны быть предусмотрены вдувные отверстия и средства для вентиляции.

Диаметр вдувных отверстий принимают равным от 8 до 12 мм, учитывая, что увеличение диаметра отверстий способствует равномерному распределению стержневой смеси по горизонтальной плоскости ящика и не снижает ее уплотнение. При изготовлении стержней особо малых поперечных сечений диаметр вдувных отверстий может быть уменьшен до 6 мм.

При пескодувном способе изготовления стержней в верхних закрытых частях стержневых ящиков следует предусматривать вентиляционные каналы.

Расчет суммарного сечения вентиляционных каналов производят по выражению:

F = 0,2 0,4, (4.3) F где F1 - суммарная площадь сечений вентиляционных отверстий, мм;

F2 - суммарная площадь сечения вдувных отверстий, мм2.

Толкатели стержневых ящиков, конструкция которых аналогична конструкции толкателей, применяемых для модельных плит, располагают в узких и глубоких полостях.

Материалы, рекомендуемые для изготовления технологической оснастки, приведены в табл. 4.12.

Контрольные вопросы 1. Как осуществляется литье в оболочковые формы 2. Каковы технико-экономические показатели литья в оболочковые формы 3. Для получения каких отливок применяется литье в оболочковые формы 4.3. Литье по выплавляемым моделям 4.3.1. Сущность и особенности процесса При литье по выплавляемым моделям форма представляет собой неразъемную керамическую огнеупорную оболочку, которая формируется из жидких формовочных смесей вокруг разовых неразъемных моделей. Затем модели удаляют из формы: выплавляют, растворяют или выжигают. Удаление остатков модельного состава и упрочнение оболочки достигается прокаливанием формы при высокой температуре. Заполнению тонких и сложных по конфигурации полостей формы способствует ее нагрев перед заливкой.

Таблица 4.12.

Материалы для изготовления оснастки.

Элемент оснастки Материал Область применения Сч 15, Сч 18, Сч 20 (ГОСТ 141285). Специальный чугун: 3,2Крупносерийное и массовое 3,4%С; 2,2-2,6%Si; 0,77производство отливок 0,88%Mn; 0,40-0,47%Р; 0,010,02%S; 2,5-3,5%Ni; 0,5-0,6%Cr.

Ст 3(ГОСТ 380-71) Небольшие модели, отдельСт 15Л-25Л (ГОСТ 977-88) ные вставки в модели Сталь5ХНМ(ГОСТ 977-88), Сталь 40Х(ГОСТ 977-88), брон- Крупносерийное и массовое Модели и стержнеза(ГОСТ 613-79), бериллиевая производство отливок особо вые ящики медь: 2-2,5%Ве, 0,25-0,5%Ni, сложной 0,1%Fe, конструкции остальное – Cu.



Мелкосерийное и опытное АЛ 24, АЛ 26, АЛ 27, АЛ производство отливок, к ко28(ГОСТ 2685-81), специальный торым не предъявляются поалюминиевый сплав: 3,5-4,5%Cu, вышенные по точности раз0,75%Si, 1,2-1,8%Mg, 1,7-2,3%Ni, меров и по шероховатости 1,3%Fe, 0,1%Mn, остальное – Al.

поверхности.

Сч 15, Сч 18, Сч 20(ГОСТ 1412Модельные плиты неболь85), специальный чугун (смотри ших размеров.

Модельные плиты выше).

Ст 3(ГОСТ 380-71), Модельные плиты небольСталь 45(ГОСТ 1050-74). ших размеров.

Сталь 30ХГС (ГОСТ 45-43-71), Модельные и стержневые Толкатели Сталь 40Х(ГОСТ 45-43-71), комплекты в различных усСталь У8А (ГОСТ 1435-74), ловиях производства.

Сталь 60С2ХФА (ГОСТ 14 959Прочие элементы 79), Сталь 45(ГОСТ 1050-74).

Модели получают из легко расплавляющихся, сгорающих или растворяющихся материалов. Наиболее часто применяют модельные составы на основе парафина и стеарина, а также церезина, воска и других компонентов, которые относительно легкоплавки (tпл=50…1000С). В то же время, температура их размягчения превышает температуру помещений. Растворяемые модели получают из составов на основе карбамида, азотокислых и других водорастворимых солей, выжигаемые - из полистирола, а испаряемые – из сухого льда и других материалов.

Выплавляемую модель (рис. 4.5, а) отливки 1 получают [23] путем заполнения металлической пресс-формы 2 жидким или пастообразным модельным составом. В первом случае пресс-форму заполняют свободной заливкой или под давлением, во втором – запрессовкой твердожидкого состава, смешанного с 8…20% воздуха, в пресс-формах модельный состав затвердевает и остывает.

Затем модели отливок извлекают и соединяют с отдельно изготовленными выплавляемыми моделями литниково-питающей системы 4 в блок (рис. 4.5, б).

Модели, полученные в пресс-формах, припаивают паяльником 5. В многоместных пресс-формах получают звенья из нескольких моделей, которые связаны друг с другом общей втулкой. При сборе модель литниковой воронки и звенья моделей насаживают на металлический каркас. В блоке моделей втулки, надетые на каркас, образуют стояк. Модели литниковой воронки изготовляют в отдельной пресс-форме. Литниковая система при литье по выплавляемым моделям служит не только для заполнения полости формы расплавом, но и для питания затвердевающей отливки. Металл подводят в наиболее массивные части отливок.

Для получения оболочковой формы модельный блок окунают в огнеупорную суспензию (рис. 4.5, в) и обсыпают песком в псевдоожиженном слое (рис.

4.5, г) или пескосыпе. Полученное огнеупорное покрытие отвердевают путем сушки на воздухе (рис. 4.5, д) или в парах аммиака. Затем на блок наносят таким же образом второй и последующий слой. Первый слой обсыпают песком, размер частиц которого 0,2…0,315 мм; последующие слои – крупнозернистым песком.

Обычно оболочковую форму получают четырех – шестикратным нанесением огнеупорного покрытия. При изготовлении крупных отливок на модельном блоке формируют более 12 слоев. После сушки последнего модель выплавляют в горячей воде или расплаве модельной массы (рис. 4.5, е). Затем оболочковую форму подсушивают на воздухе (рис. 4.5, ж).Перед заливкой жидким металлом оболочку засыпают в опоке (рис. 4.5, з) опорным наполнителем (обычно кварцевым песком) и обжигают в печи при 800…11000С (рис. 4.5, и) для удаления остатков модельной массы, влаги, продуктов неполного гидролиза, а также для упрочнения оболочки спеканием. В массовом производстве оболочки заформовывают горячим опорным наполнителем после их предварительного обжига. Толстостенные оболочковые формы заливают без опорного наполнителя.

Жидкий металл заливают в горячую или охлажденную оболочковую форму (рис. 4.5, к). Ее температура при заливке стали и чугуна составляет 0 800…9000С, сплавов на основе никеля – 900…1000 С, меди – 600…700 С, алюминия и магния – 200…250 0С.

После охлаждения отливок их выбивают из формы на решетках. Опорный наполнитель просыпается через решетку, а блок отливок (рис. 4.5, л) после дальнейшего охлаждения подвергают предварительной очистке на вибрационных установках.

При изготовлении мелких отливок операция предварительной очистки совмещается с операцией отделения литниковых систем. Под действием вибрации отливки отделяются от стояка по наиболее тонкому сечению – месту пережима питателя. Литниковые системы крупных отливок отделяют на металлорежущих станках и прессах, газопламенной и анодно-механической резкой.

Рис. 4.5. Схема процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям.

При предварительной очистке и отделении отливок оболочка удаляется с наружных поверхностей отливок, но она прочно удерживается в отверстиях и поднутрениях. Остатки керамической оболочки, составляющей до 10% от первоначального количества, удаляют при окончательной очистке. Для этого применяют обычные механические методы, а также химическую очистку в щелочной среде. Стальные и чугунные отливки выщелачивают в 45…55% - ных водных растворах NaOH или KOH, нагретых до 1500С, или в расплавах щелочей при 5000С. Керамическая оболочка разрушается за счет взаимодействия SiO2 со щелочью, образуя силикаты натрия или калия. Для интенсификации процесса выщелачивание совмещают с механической очисткой во вращающихся галтовочных барабанах. После выщелачивания отливки промывают в горячей воде, затем пассивируют в водном растворе соды и сушат. При необходимости очищенные отливки подвергают термической обработке в печах с защитной атмосферой. Дальнейшую финишную обработку отливок осуществляют методами механической обработки.





Основными компонентами огнеупорной суспензии являются жидкий связующий раствор и тугоплавкий наполнитель. В качестве связующего используют гидролизированный раствор этилсиликата (ЭТС). Последний представляет собой смесь эфиров кремниевых кислот, которые описываются общей формулой (С2Н5О)2n+2SinOn+1, где n = 1,2,3,… ЭТС и вода не растворяются, друг в друге, поэтому реакция гидролиза протекает на границе их раздела. Для ускорения гидролиза ЭТС и воду смешивают в быстроходных мешалках с целью диспергирования ЭТС на мельчайшие капли и увеличения поверхности его раздела с водой, на которой протекает реакция гидролиза. При использовании спирта или ацетона, в которых растворяются и ЭТС и вода, реакция гидролиза идет по всему объему, поэтому допустимо менее интенсивное перемешивание. Для ускорения гидролиза вводят катализатор HCl.

При гидролизе этоксильные группы C2H5O частично замещаются гидроксильными. Этот процесс сопровождается поликонденсацией – укреплением молекул. Сшивка более простых молекул в сложные с образованием линейных и сетчатых структур происходит через гидроксильные группы:

- Si – O – H + H – O – Si - = - Si – O – Si - + H20.

При гидролизе малым количеством воды связывающий раствор имеет свойства кремнийорганического полимера. Он отверждается в атмосфере влажного аммиака; при этом завершается реакция гидролиза, этоксильные группы полностью замещаются гидроксильными с образованием поликремневых кислот n SiO2(n+1) H2О. Рост этих молекул приводит к увеличению вязкости раствора и образованию силикозоли. При высушивании и обжиге она сначала превращается в гель, а затем в твердый кремнезем SiO2. Выход SiO2 из исходного ЭТС марки 40 составляет 40%, а из связывающего раствора должно быть ниже 12 – 16%. Поэтому требуемую концентрацию SiO2 получают при разбавлении связующего раствора в процессе гидролиза или после него органическими растворителями (спиртом, ацетоном) или водой.

С увеличением расхода воды на гидролиз возрастает доля этоксильных групп, замещенных гидроксильными на этапе приготовления связывающего раствора, поэтому при большом расходе воды сразу образуются золи кремниевых кислот. Такое связующее отличается малой живучестью, оно быстро отверждается на воздухе при незначительной влажности.

Огнеупорную суспензию готовят двумя способами. По первому (раздельному) способу вначале получают связывающий раствор, а затем в него добавляют тугоплавкий наполнитель и перемешивают в течение 40…60 мин. По второму (совмещенному) способу связывающий раствор и суспензию готовят одновременно в одном реакторе. В качестве тугоплавкого наполнителя используют пылевидный кварц или электрокорунд. Их расход составляет соответственно 2,4…2,7 и 2,6…3 кг на 1 кг связывающего раствора.

4.3.2. Технико-экономические показатели процесса ЛВМ Применение способа литья по выплавляемым моделям (ЛВМ) обеспечивает возможность изготовления из любых литейных сплавов фасонных отливок, в том числе сложных по конфигурации и тонкостенных, с шероховатостью поверхности от Rz=20 мкм до Ra=1,25 мкм (ГОСТ 2789-73) и повышенной точностью размеров (до 8-10-го квалитетов по ГОСТ 25347-82 или до 3 – 5 –го классов точности по ГОСТ 26645-85).

С помощью ЛВМ получают отливки, максимально приближенные по форме и размерам к готовой детали, а в ряде случаев не нуждающиеся в обработке резанием. В результате значительно снижающихся трудоемкости и стоимости изготовления изделий, сокращается расход металла и инструмента, потребность в производственных площадях, станочном оборудовании и приспособлениях, уменьшаются энергоемкость производства, а также потребность в рабочихстаночниках высокой квалификации.

Применение ЛВМ позволяет проектировать сложные тонкостенные детали (с толщиной стенки 1 мм и меньше), объединять отдельные детали в компактные цельнолитые узлы, уменьшая массу и габаритные размеры изделий, создавать конструкции (например, охлаждаемые лопатки ГТД со сложными лабиринтными полостями газового тракта), невыполнимыми какими-либо другими методами обработки.

Применение высокоогнеупорных и термостойких материалов для изготовления оболочек форм, пригодных для нагрева до температуры, превышающей температуру плавления литейного сплава, и быстрого охлаждения без деформации и разрушения, позволяет эффективно использовать методы направленной кристаллизации, получать высоко герметичные отливки массой до 300 кг, формировать транскристаллическую структуру и получать монокристаллические изделия.

ЛВМ используют в различных отраслях машиностроения и приборостроения, особенно в таких, как производство летательных аппаратов, автомобилей, сельскохозяйственных машин, электронных приборов, гидромашин, различных видов военной техники. Это определяется гибкостью технологии ЛВМ, многочисленностью вариантов. Каждый из этих вариантов наиболее эффективен в определенных условиях производства, при разных его масштабах и требованиях к качеству отливок.

Основным требованием к технологии ЛВМ является получение отливок с минимальными затратами на их изготовление, включая последующую обработку резанием. Поэтому при принятии решения об изготовлении той или иной детали литьем по выплавляемым моделям или при переводе на этот вид литья деталей, ранее изготавливающихся из поковок, штамповок или проката, необходимо оценить технологичность отливки, т.е. возможность при минимальных затратах изготовить отливку с высокими (заданными) показателями по точности, шероховатости и структурно-механическим свойствам.

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 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.