WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 22 |

Подготовка форм под заливку, заливка и очистка отливок аналогичны используемым при получении форм другими способами. При изготовлении форм из огеливаемых суспензий наибольшее применение имеют суспензии, состоящие из гидролизованного этилсиликата 32 или 40, маршалита и кварцевого песка марки 2к0315 или 2к025, прокаленных при 800…900С, и 15%-ного раствора едких натрия или калия. Гидролиз этилсиликата осуществляется так же, как и для форм, получаемых по выплавляемым моделям (с органическим и без органических растворителей [25]).

Двухслойные керамические формы используют как за рубежом, так и в Российской Федерации. Например, в Японии этим методом отливают штампы из чугуна для штамповки кузова автомобиля [26]. Размерная точность отливок при этом соответствует 13 квалитету, а параметр шероховатости поверхности достигает Ra = 2,5…1,25 мкм.

Преимущества литья в керамические формы: широкая номенклатура отливок; использование простой оснастки; как правило, отсутствие при изготовлении форм специальных средств уплотнения, ставят процесс в ряд прогрессивных способов литья.

Литье в керамические формы используется в автомобильной, инструментальной, приборостроительной, авиационной и станкостроительной промышленности, в сельскохозяйственном машиностроении.

Некоторые отливки невозможно получить без применения керамических форм и стержней (например, лопатки турбин с тонкими каналами большой протяженности, элементы волноводов, колеса турбин и т.д.). Этот метод оправдал себя при изготовлении металлооснастки в инструментальном производстве (ковочные и обрезные штампы, пуансоны для штамповки металла, пластмасс и резины, пресс-формы для металла, стекла и пластмасс, модельные плиты для оболочкового литья, элементы кокилей, стержневой и модельной оснастки).

4.5.2. Технико - экономические показатели производства отливок.

По данным российских [27] и зарубежных исследователей поля допусков на размеры отливок укладываются в пределы 5 – 9 классов по ГОСТ 26645 – (табл. 4.22).

Степень коробления определяется по ГОСТ 26645 – 85 и соответствует значениям табл. 3.13.

Степень точности поверхностей и классы точности массы отливок соответствуют значения табл. 4.15; табл. 4.16.

Соответствие между шероховатостью и степенями точности поверхностей отливок представлено в табл. 4.23.

Для литья в керамические формы при изготовлении облицовочного слоя используют такие же материалы, что и для литья по выплавляемым моделям:

этилсиликат и огнеупорные материалы. Однако расход их значительно выше, чем в оболочковых формах по разовым выплавляемым моделям. Повышенный расход дорогостоящих материалов является причиной высокой стоимости 1 т годного литья. Ориентировочная стоимость отливок массой 75…150 кг из серого чугуна 6000…7000 руб., из стали 7000…7500 руб. за тонну.

Высокая стоимость данного вида литья требует критического подхода к выбору номенклатуры деталей. Литье в керамические формы следует применять в случаях, когда требуется: значительно сократить механическую обработку данной детали; получить точную крупногабаритную отливку с качественной поверхностью значительной массы, изготовление которой литьем по выплавляемым моделям затруднительно; получить незначительную серию отливок, для которых экономически не выгодно изготовлять дорогостоящую модельную оснастку; выполнить срочный заказ на изготовление детали.

Таблица 4.22.

Классы размерной точности, допуски и припуски.

Отливки точности повышенный нормальный пониженный Интервал Припуски Допуск Допуск Допуск номинальных на обраКласс разме- Класс разме- Класс размеразмеров, мм ботку, мм точно- ра от- точно- ра от- точно- ра отсти ливки, сти ливки, сти ливки, мм мм мм 30 – 50 5 0,34 7 0,62 8 1,00 0,8 – 1,50 – 80 5 0,40 7 0,74 8 1,20 1,0 – 1,80 – 120 5 0,46 7 0,87 8 1,40 1,2 – 1,120 – 180 5 0,53 7 1,00 8 1,60 1,3 – 1,180 – 260 5 0,60 7 1,15 8 1,90 1,5 – 2,260 – 360 7 1,35 8 2,20 8 2,30 2,2 – 3,360 – 500 7 1,56 8 2,50 9 2,80 2,5 – 3,Примечание: меньшее значение припуска назначается для отливок, выполненных по наименьшему классу точности, большее – соответствует наибольшему классу точности.

Таблица 4.23.

Шероховатость поверхностей отливок.

Значение шероховатости для степеней точности поверхности Шероховаотливок тость поверхности 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Среднее арифметическое отклонение 3,2 4,0 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 32,профиля Ra, мкм, не более Контрольные вопросы 1. Как осуществляется литье в керамические формы по постоянным моделям 2. Каковы технико-экономические показатели литья в керамические формы по постоянным моделям 3. Для получения каких отливок применяется литье в керамические формы по постоянным моделям 4.6. Литье в кокиль 4.6.1. Сущность и особенности процесса Кокилем называют литейную форму (рис. 4.8) из чугуна, стали или алюминия. Перед заливкой кокили подогревают, рабочую поверхность их окрашивают. Заливают расплав. Кокиль в 3…5 раз быстрее песчано-глинистой формы отводит теплоту перегрева и затвердевания сплава. Интенсивность затвердевания отливки, а также ее отдельных частей регулируют главным образом температурой нагрева кокиля и толщиной теплоизолирующей краски. Из кокиля отливку удаляют горячей при температуре составляющей 0,6…0,8 температуры солидуса сплава. Далее она охлаждается на воздухе или в специальной камере.

Кокиль охлаждают или подогревают до определенной температуры (200…300С). Цикл повторяется.

Рис.4.8. Кокиль разъемный с песчаным стержнем:

1 – нижняя часть; 2 – средняя часть; 3 – верхняя часть кокиля;



4 - выпор; 5 – рабочая полость; 6 – стержень; 7 – литник.

Таким образом, время от заливки кокиля до удаления отливки и продолжительность охлаждения или подогрева кокиля определяют темп его работы. Как правило, оптимальную температуру кокиля поддерживают темпом работы.

В кокиле можно получать простые отливки без полостей (например, слитки, валки) и фасонные отливки со сложными полостями. Кокили используются при литье многократно (для цветных сплавов до сотен тысяч, при литье чугуна – 3000…5000 заливок).

Полости в отливках оформляются песчаными, оболочковыми или металлическими стержнями. Кокили могут быть неразъемные (вытяжные) и разъемные. Последние делают с вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскостями разъема. Кокили с песчаными стержнями применяют преимущественно для получения чугунных и стальных отливок, с металлическими стержнями – для отливок цветных легких сплавов (алюминиевых, магниевых).

Для удаления во время заливки воздуха из полости кокиля предусматривают выпоры, вентиляционные риски по плоскости разъема или специальные отверстия, называемые вентами.

Литниковые системы и прибыли по назначению и принципам расчета не отличаются от применяемых при литье в разовые формы.

К числу основных особенностей процесса относятся:

1. Повышенная плотность мелкозернистой структуры металла отливок, которая вызвана интенсивным теплообменом между отливкой и кокилем, что существенно повышает свойства магниевых и алюминиевых сплавов (табл. 4.24).

Таблица 4.24.

Механические свойства алюминиевых сплавов.

B, МПа % В песча- В песчаСплав Состояние ные фор- В кокиль ные фор- В кокиль мы мы АЛ 2 Литой 150 200 4,0 8,АЛ 4 Закаленный и состаренный 180 230 2,0 4,АЛ 5 Закаленный и состаренный 200 240 1,0 1,2. Чугунные отливки, как правило, получаются с отбеленным поверхностным слоем и остаточными внутренними напряжениями, поэтому их необходимо отжигать;

3. В кокилях трудно изготовлять фасонные стальные отливки, так как с повышением интенсивности теплообмена между отливкой и кокилем увеличивается вероятность образования трещин в стали, а также вследствие низкой стойкости кокилей (не более 200…300 заливок);

4. Трудоемкость изготовления отливок в кокилях меньше, чем при литье в разовые формы; качество поверхности и точность размеров отливок выше, меньше припуски на обработку, лучше условия труда;

5. Высока стоимость кокиля. Поэтому литье применяют, если снижаются затраты на изготовление готовой детали с учетом стоимости кокиля, расхода металла в стружку и снижение затрат на механическую обработку. Этот способ литья целесообразно применять в массовом и крупносерийном производстве, когда партия составляет не менее 300…500 отливок. Во многих случаях, особенно при литье стали и чугуна, решающее значение имеет метод изготовления кокиля, который определяет его стоимость. Наиболее точные кокили изготавливают механической обработкой в инструментальных цехах. Их применяют для литья цветных сплавов. Такие кокили дороги. Для литья чугуна и стали применяют, как правило, литые, более экономичные, хотя и менее точные, чугунные кокили без последующей механической обработки.

Кокиль применяют также для изготовления отливок, к которым предъявляют определенные технические требования, например, получить чугунный прокатный валок с отбеленным твердым износостойким поверхностным слоем можно только в кокиле; плотные без усадочной рыхлости с повышенными свойствами отливки из алюминиевых сплавов с широким интервалом температур затвердевания.

4.6.2. Технико–экономические показатели процесса Литье в кокили – один из прогрессивных способов изготовления отливок в серийном и массовом производстве отливок из цветных и черных сплавов. При литье в металлические формы достигается повышенная точность и малая шероховатость поверхностей отливок. Этим объясняется меньшие припуски на обработку и допуски на размеры отливок (табл. 4.25 - 4.29).

Таблица 4.25.

Классы размерной точности отливок.

Тип сплава Нетермообрабатываемые черные ТермообраНаибольший Цветные Техноло- и цветные батываемые Термообрагабаритный легкие тергический тугоплавкие чугунные и батываемые размер от- мообрабапроцесс и термооб- цветные ту- стальные ливки, тываемые литья рабатывае- гоплавкие сплавы мм сплавы мые цветные сплавы легкие сплавы Класс размерной точности Литье в До 100 5т – 9т 5 – 9 6 – 10 7т – кокиль без »100»250 5 – 9 6 – 10 7т – 11т 7 – песчаных »250»630 6 – 10 7т – 11т 7 – 11 8 – стержней Литье в кокиль с песчаными До 100 5 – 10 6 – 11т 7т – 11 7 – стержнями »100»250 6 – 11 7т – 11 7 – 12 8 – 13т Литье в »250»630 7т – 11 7 – 12 8 – 13т 9т – облицованный кокиль Степень коробления отливок определяют по табл. 3.13.

Таблица 4.26.

Шероховатость поверхностей отливок.

Значение шероховатости для степеней точности поверхностей Шероховаотливок тость поверхности 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Ra, мкм, не 5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 32,0 40,0 50,0 63,0 80,более Таблица 4.27.

Степени точности поверхностей отливок.

Тип сплава Нетермообрабатываемые ТермообНаиболь- Цветные черные и рабаты- ТермообТехноло- ший габа- легкие цветные ваемые чу- рабатыгический ритный термооб- тугоплавгунные и ваемые процесс размер от- рабаты- кие и терцветные стальные литья ливки, ваемые мообрабатугоплав- сплавы мм сплавы тываемые кие сплавы цветные легкие сплавы Степень точности поверхностей Литье в кокиль До 100 4 – 9 5 – 10 7 – 11 7 – без пес- 100 – 250 5 – 10 6 – 11 7 – 12 8 – чаных 250 – 630 6 – 11 7 – 12 8 – 13 9 – стержней Литье в кокиль с песчаными До 100 7 – 14 8 – 15 9 – 16 10 – стержня100 – 250 8 – 15 9 – 19 10 – 17 11 – ми 250 – 630 9 – 16 10 – 17 11 – 18 12 – Литье в облицованный кокиль Таблица 4.28.





Припуски и допуски на размеры чугунных отливок, мм.

Общий допуск отливок заПрипуск на сторону поверхности литых в форму с рабочими Номинальповерхностями кокиля ный размер Нижние элемента отМеханиче- Литыми не или на- Внутренливки Верхние ски обрабо- обработанружные ние танные ными боковые До 20 1,0 1,2 2,0 0,2 1,21 – 100 1,5 1,8 2,6 0,5 1,100 – 200 2,0 2,4 3,0 0,7 1,200 – 300 2,3 2,6 3,2 0,8 2,300 – 400 2,4 2,7 3,4 0,8 2,400 – 600 2,6 3,0 3,6 0,9 2,Таблица 4.29.

Припуски и допуски на размеры отливок из легких сплавов, мм.

Литье с металлическим Припуск на сторону стержнем Допуски на Номинальразмеры, обДопуски на Допуски на ный размер разуемые песразмеры, размеры, элемента отчаными Алюминие- Магниевые образуемые образуемые ливки вые сплавы сплавы неподвиж- подвижны- стержнями ными час- ми частями тями кокиля кокиля До 40 0,3 – 1,0 1,0 – 2,0 До 0,3 0,5 0,40 – 100 0,5 – 1,5 1,5 – 2,0 » 0,4 0,5 0,100 – 250 0,7 – 2,0 1,5 – 2,0 » 0,5 0,7 0,250 – 400 1,0 – 2,0 2,0 – 3,0 » 0,8 1,0 1,Разновидностью кокильного литья является литье в облицованные кокили.

Облицованные кокили применяют для повышения стойкости кокилей при изготовлении стальных и чугунных отливок. В этом случае рабочую полость кокиля облицовывают песчано-смоляной смесью по принципу изготовления оболочковых форм.

При переводе заготовок на литье в кокиль необходимо выполнять следующие требования обеспечения технологичности конструкции отливок: для облегчения удаления отливки из кокиля необходимо предусмотреть литейные уклоны стенок, направленные в сторону разъема кокиля (табл. 4.30); не допускать в отливках резких переходов от толстых сечений к тонким; избегать выступающих частей и углублений, затрудняющих усадку металла.

Следует избегать в отливках глубоких литых отверстий небольшого диаметра. Допустимые размеры литых отверстий приведены в табл. 4.30.

Таблица 4.30.

Элементы конструкции отливок.

Уклон стенок от Миним.

Размер отверстия, мм высоты, % толщиСплавы Миним. Максим. глубина На- на стенВнутр.

диаметр ружн. ки Непрох. Проход.

Цинковые 1,0 6 12 0,5 0,2 –2,0 2,5 – Магниевые 2,5 6 10 0,5 –1,0 1 – 3 2,5 – Алюминиев 2,5 3 5 0,5 –1,0 1 – 3 2,5 – Медные 3,0 3 4 0,5 –1,0 1 – 3 3,0 – Чугунные 6,0 3 4 0,4 2 – 6 3,5 – Стальные 8,0 3 4 0,4 2 – 6 6,0 – Для повышения жесткости отливок и устранения возможного их коробления при извлечения из формы, а также при термической обработке, предусматривают ребра жесткости. Однако следует учитывать то, что большое число ребер жесткости затрудняет усадку отливок и может привести к образованию трещин. Толщина ребер жесткости должна составлять 0,6…0,8 толщины сопрягаемых стенок отливки.

Для облегчения механической обработки или повышения эксплуатационных свойств их отдельных частей иногда целесообразно армировать отливки вкладышами. Вкладыши можно применять для получения фасонных биметаллических деталей из легких сплавов в комбинации со сталью.

Стоимость кокильного литья при среднесерийном и массовом производстве в условиях механизированного изготовления отливок аналогична литью в песчано-глинистые формы (см. табл. 3.20).

Контрольные вопросы 1. Как осуществляется литье в кокиль 2. Каковы технико-экономические показатели литья в кокиль 3. Для получения каких отливок применяется литье в кокиль 4.7. Литье под давлением 4.7.1. Сущность и особенности процесса При литье под давлением металлическая форма, называемая пресс-формой, заполняется расплавом под действием внешней силы, превосходящей силу тяжести, а затвердевание в ней отливки происходит под избыточным давлением.

Последнее создают с помощью поршня в камере прессования, которая соединена с полостью пресс-формы.

Технология литья под давлением отличается коротким циклом, включает мало операций, но реализация их возможна только с применением специальных машин. По устройству узла прессования их классифицируют на три типа: с холодной горизонтальной, с холодной вертикальной и с горячей вертикальной камерой прессования.

На машинах с вертикальной холодной камерой прессования, камера отделена от печи с расплавленным металлом (рис. 4.10, а). Сплав 2 заливают мерной ложкой в камеру сжатия 3 (I положение). Верхний поршень 1, опускаясь, оказывает давление на сплав, а нижний поршень 10, перемещаясь, открывает литниковый канал. Сплав заполняет полость формы, состоящей из двух половин и 5 (II положение). После затвердевания металла подвижная полуформа 4 отходит в сторону, и отливка 7, вместе с литником 8, выталкивается толкателями 6, а излишек металла 9 – поршнем 10 (III положение).

Рис. 4.10. Поршневые машины для литья под давлением с холодной камерой сжатия.

Процесс литья под давлением на машине с горизонтальной холодной камерой сжатия (рис. 4.10, б) протекает в той же последовательности.

В машинах с горячей камерой сжатия камера размещается непосредственно в ванне с жидким металлом и подвержена его воздействию. На рис. 4.11.

изображена схема работы такой машины. Чугунный тигель 1 для поддержания постоянной температуры жидкого сплава снизу подогревается. При верхнем положении поршня 4 через отверстие 2 сплав заполняет цилиндр 3 и канал 5.

Перед заливкой форма 7 закрывается и конец мундштука 6 заходит в канал 5.

Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 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.