WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 22 |

Стоимость литья выбирают по данным базовых предприятий. При отсутствии данных можно воспользоваться промежуточными значениями стоимости кокильного литья и литья под давлением.

Таблица 4.38.

Классы размерной точности и степени точности поверхностей отливок.

Тип сплава Нетермообрабатываемые черные и цвет- ТермообрабаНаибольший Цветные легкие Термообрабаные тугоплав- тываемые чугабаритный нетермообраба- тываемые кие сплавы и гунные и цветразмер отливки, тываемые спла- стальные сплатермообраба- ные тугоплавмм вы вы тываемые цвет- кие сплавы ные легкие сплавы класс размерной точности и степень точности поверхностей отливок До 100 5т-9т/4-9 5-9/5-10 6-10/7-11 7т-11т/7-Св. 100 до 5-9/5-10 6-10/6-11 7т-11т/7-12 7-11/8-Св. 250 до 6-10/6-11 7т-11т/7-12 7-11/8-13 8-12/9- Св. 630 до 7т-11т/7-12 7-11/8-13 8-12/9-14 9т-13т/10-Примечание: В числителе указаны значения классов размерной точности, в знаменателе степени точности поверхностей отливок.

Таблица 4.39.

Классы точности массы отливок Тип сплава Нетермообрабатываемые черные и цвет- ТермообрабаНоминальная Цветные легкие Термообрабаные тугоплав- тываемые чумасса отливки, нетермообраба- тываемые кие сплавы и гунные и цветкг тываемые спла- стальные сплатермообраба- ные тугоплаввы вы тываемые цвет- кие сплавы ные легкие сплавы До 1,0 3-10 4-11т 5т-11 5-Св. 1,0 до 10 4-11т 5т-11 5-12 6-13т Св.10 до 100 5т-11 5-12 6-13т 7т-13т Св. 100 до 5-12 6-13т 7т-13 7-Таблица 4.40.

Ряды припусков на обработку и шероховатость поверхностей отливок.

Степени точности 3-4 5-6 7-8 9-10 11-12 13-14 поверхности 1 - 3 1 - 4 2 - 5 3 - 6 4 - 7 5 - 8 6 - Ряды припусков, мм и шерохова- 3,2 - 4,0 5,0 - 6,3 8,0 -10,0 12,5 -16,0 20 - 25 32 - 40 тость Rа, мкм Примечания:

1. В числителе даны значения рядов припусков, в знаменателе шероховатость поверхности (Rа, мкм).

2. Меньшие значения рядов припусков следует принимать для термообрабатываемых отливок из цветных легкоплавких сплавов, большие значения – для отливок из ковкого чугуна, средние – для отливок из серого и высокопрочного чугуна, термообрабатываемых отливок из стальных и цветных тугоплавких материалов.

Контрольные вопросы 1. Как осуществляется литье под низким давлением 2. Каковы технико-экономические показатели литья под низким давлением 3. Для получения каких отливок применяется литье под низким давлением 4.9. Литье с кристаллизацией под давлением 4.9.1. Сущность и особенности процесса Литьем с кристаллизацией под давлением (ЛКД) (ГОСТ 18169-86) получают плотные заготовки с уменьшенными припусками на обработку резанием и высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Выход точных изделий по жидкому металлу до 95% [33,34].

Отливки изготовляют в формах (пресс-формах, штампах), состоящих из пуансона (прессующего узла), матрицы, толкателей и съемников. Верхнюю плиту с закрепленными на ней деталями прессующего узла монтируют на ползуне пресса. Нижнюю плиту с размещенными на ней матрицей и механизмом выталкивания отливки - на столе пресса.

Процесс ЛКД заключается в том, что расплав под действием собственной силы тяжести заливают в матрицу, затем пуансоном осуществляют окончательное оформление контуров отливки и последующее ее уплотнение (выдержку под давлением) до окончательного затвердевания. После извлечения из прессформы (ПФ) отливку можно подвергать различным видам последующей обработки.

Способом ЛКД изготовляют простые и сложные по конфигурации заготовки из чистых металлов и сплавов на основе алюминия, железа, магния, меди и цинка, используя для этой цели как специализированные, так и неспециализированные гидравлические прессы и машины.

Применяют несколько схем процесса. На рис. 4.13 представлены схемы поршневого прессования (а, б) и пуансонного прессования (в, г).

При поршневом прессовании давление кристаллизующемуся расплаву передается через пуансон 1, перекрывающий открытую полость матрицы 2 и действующий на верхний торец формирующейся отливки в течение времени, необходимого для ее затвердевания.

Рис. 4.13. Кристаллизация под поршневом и пуансонном прессовании.

При пуансонном прессовании (рис. 4.13, в, г) под действием выступающей рабочей части пуансона 1 незатвердевший сплав выдавливается вверх до полного заполнения рабочей полости ПФ 2.

ЛКД изготовляют отливки с толщиной стенки 2…100 мм, а также слитки диаметром 30…600 мм. Для ЛКД предпочтительны такие отливки, для которых могут быть использованы ПФ с неразъемной матрицей. Желательно, чтобы на наружных боковых поверхностях заготовок не было больших выступов и поднутрений. Вместе с тем на верхней полости детали, оформляемой пуансоном, и на нижнем торце, соприкасающимся с дном матрицы, возможны различные выступы и углубления, для выполнения которых в обычных условиях необходимо большое число операций фрезерования.

В результате воздействия давления на кристаллизующийся металл или сплав в отливках происходят структурные изменения (измельчение структуры), изменение состава и характера распределения фаз, повышение однородности в результате уменьшения степени развития ликвационных процессов, равномерное распределение неметаллических включений и, как следствие, изменение внутреннего строения отливок и повышение физико-механических свойств.

Отливки, полученные ЛКД, как правило, имеют литую структуру. В зависимости от состава сплава, давления, температурных режимов и других параметров эта структура может быть транскристаллической (с зоной столбчатых кристаллов по всему сечению), равновесной или смешанной.

С повышением давления прессования (при прочих равных условиях) структура отливок измельчается, особенно в области давлений 0,1…150 МПа, что обусловлено тепловыми и механическими факторами, а также условиями кристаллизации. При последующем повышении давления измельчение структуры продолжается, но в меньшей степени, чем в первой области давлений.



Измельчение структуры и устранение газоусадочной пористости приводят к повышению физико-механических свойств. В табл. 4.41. приведены свойства сплава АЛ25 при литье в кокиль и ЛКД.

Таблица 4.41.

Механические свойства сплава АЛ25.

ЛКД при Pн, МПа Свойства сплава Литье в кокиль 100, МПа 200 215 в, % 0,5 1,3 1,Жаропрочность100, 50 65 МПа Износостойкость (убыль 0,7 0,59 0,массы за 1 ч),% Освоено ЛКД композиционных сплавов. В качестве металлической основы используют главным образом алюминиевые сплавы, а в качестве неметаллических наполнителей – графит, карбид кремния и др.

4.9.2. Технико-экономические показатели процесса.

Припуски на обработку зависят от габаритных размеров и конфигурации отливок и составляют 0,5…5 мм. При литье заготовок для деталей, к которым предъявляют требования по герметичности, допускается увеличение припуска со стороны дна отливки, но не более чем в 2…3 раза.

Поверхности втулок имеют малую шероховатость и поэтому величина припусков незначительная (табл. 4.42).

Таблица 4.42.

Припуски (мм) на диаметры втулок на обработку резанием.

Сплавы отливок Элемент отливки Алюминиевые и цинкомедные вые Диаметр:

0,6-0,8 1,0-1,наружный внутренний 0,5-0,6 0,8-1,высота 0,6-1,0 1,0-1,Эти припуски назначают на размеры в том случае, если на рабочих поверхностях ПФ отсутствуют следы трещин разгара. При образовании трещин припуски увеличивают на 0,5 мм.

Уклоны назначают сверх припуска. Кроме того, по высоте отливок предусматривают допуск +2,0 -0,5 мм для компенсации неточности дозирования расплава.

В табл. 4.43 приведены припуски на обработку резанием в зависимости от точности размеров отливок, изготовленных ЛКД.

Таблица 4.43.

Припуски на сторону (мм) на обработку резанием.

Наибольший Сплавы отливок габаритный Алюминиевые и цинковые медные размер отливКласс точности отливок ки, мм 3 4 5 3 4 До 100 0,5 0,8 1,0 0,8 1,0 1,100-150 0,8 1,0 1,2 1,0 1,2 1,150-250 1,2 1,5 2,0 1,5 2,0 2,250-400 1,5 2,0 2,5 2,0 2,0 2,400-650 2,0 2,5 3,0 - - На наружных поверхностях отливок предусматривают уклоны в направлении движения при извлечении из ПФ. Уклоны назначают в зависимости от габаритных размеров, которые колеблются от 0° до 0,5°.

Литейные уклоны по внутреннему контуру полостей отливок зависят от глубины полости, табл. 4.44.

Таблица 4.44.

Уклоны на внутренних поверхностях отливки.

Уклон (°) внутренней поверхности отливки при Глубина внутренней использовании пуансона полости отливки, мм без съемника со съемником До 30 2,5 0,31-50 3,5 0,51-80 4,0 1,81-110 5,0 1,Св.110 5,0 2,Преобладающая толщина стенок отливок из алюминиевых сплавов должна быть не менее 2 мм, из медных – не менее 3 мм, а у отливок типа втулок из алюминиевых и медных сплавов – не менее, соответственно, 3 и 5 мм.

ЛКД рекомендуется использовать для изготовления следующих отливок: с повышенными требованиями по плотности и герметичности; поршней двигателей внутреннего сгорания, гидро- и пневмоцилиндров; из композиционных материалов и сплавов, малотехнологичных в обычных условиях литья и т.п.

При ЛКД (в сравнении с другими способами литья) достигается повышение прочностных свойств сплавов на 15…30% и пластичности в 2…4 раза.

Внедрение ЛКД требует определенных капитальных затрат на приобретение прессового оборудования, текущих расходов на его обслуживание и ремонт. Возрастают в большинстве случаев затраты на технологическую оснастку. Изменение тех или иных затрат в общем случае индивидуально и зависит от материала отливки, ее конфигурации и уровня предъявляемых требований.

Рассмотрение технико-экономических показателей 300 деталей из алюминиевых и медных сплавов, изготовление отливок для которых было переведено на ЛКД вместо одного из ранее применяемых способов (литья в кокиль, центробежного литья, ковки, горячей объемной штамповки), позволило определить экономию и дополнительные затраты по отдельным статьям.

Так, получена экономия, %: 17 на материалах, топливе и электроэнергии; на изготовлении отливки; 1,3 на обработке резанием; 3 на снижении брака отливок; 1 на транспортных и прочих расходах. Дополнительные затраты на амортизацию и текущий ремонт оборудования составили 4,6 %; на изготовление технологической оснастки 0,4% [34].

Производительность способа ЛКД при изготовлении поршней – 400 отливок в смену на одном прессе.

При переходе с литья в кокиль на ЛКД в несколько раз увеличился коэффициент использования металла, примерно в 2 раза снизилась стоимость отливки, на 10…15% уменьшился объем обработки резанием.

Контрольные вопросы 1. Как осуществляется литье с кристаллизацией под давлением 2. Каковы технико-экономические показатели литья с кристаллизацией под давлением 3. Для получения каких отливок применяется литье с кристаллизацией под давлением 4.10. Центробежное литье 4.10.1. Сущность и особенности процесса При центробежном литье сплав заливают во вращающиеся формы; формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.

Центробежным литьем отливки изготовляют в металлических, песчаных, оболочковых формах и в формах для литья по выплавляемым моделям на центробежных машинах с горизонтальной или вертикальной осью вращения.





Металлические формы изготовляют из чугуна и стали. Толщина формы обычно в 1,5…2 раза больше толщины отливки. В процессе литья формы снаружи охлаждают водой или воздухом. На рабочую поверхность формы наносят теплозащитные покрытия для увеличения срока их службы. Перед работой формы подогревают до температуры 200°С.

Применяют три схемы центробежного литья (рис. 4.14) Первая схема наиболее распространена. По этой схеме получают полые цилиндрические отливки без стержней. Машины с горизонтальной осью враl щения применяют для длинных тел вращения: при >3; свободная поверхность d отливки представляет собой цилиндр. На машинах с вертикальной осью получают короткие тела вращения из-за разностенности по высоте отливки. Свободная поверхность – параболоид. Разностенность тем больше, чем выше отливка. В формах с горизонтальной осью вращения получают: чугунные водопроводные (напорные) трубы диаметром до 300 мм, чугунные канализационные (сливные) трубы диаметром до 1800 мм, гильзы автомобильных и тракторных двигателей из легированного чугуна, стальные заготовки для подшипников качения и др.

Рис. 4.14. Схемы центробежного литья.

Схемы II и III на рис. 4.14 применяют при необходимости существенного повышения плотности отливок или изготовления тонкостенных отливок из сплавов с низкой жидкотекучестью. Таким образом получают гребные винты, отливки из жаропрочных и титановых сплавов.

4.10.2. Технико-экономические показатели процесса Центробежное литье по сравнению с литьем в неподвижные формы имеет следующие преимущества: 1. Отливки имеют плотную структуру. 2. Центробежные отливки в меньшей степени загрязнены неметаллическими включениями (в изломе отливки редко встречаются шлаковый или песчаный засор и газовые раковины). 3. Для образования отверстий в цилиндрических отливках не требуется стержень. 4. Отсутствие во многих случаях литниковой системы увеличивает выход годного до 90…95% [35]. 5. Возможность получения тонкостенных отливок. 6. Производительность труда выше, а условия лучше, чем при литье в разовые формы. 7. Центробежным литьем можно получить двухслойные (биметаллические) отливки.

Центробежное литье имеет и недостатки. Один из них - сложность получения точного размера отверстия в отливке, образованного свободной поверхностью. Это объясняется тем, что диаметр отверстия зависит от количества заливаемого в форму металла. Вторым недостатком является четко выраженная ликвационная неоднородность сплава по сечению отливки. При заливке, например, свинцовой бронзы, расплав которой представляет эмульсию, во вращающейся форме свинец центробежными силами отбрасывается к периферии, а медь, как более легкая, вытесняется к свободной поверхности. Ликвация может таким образом проявиться настолько сильно, что внутренняя часть отливки окажется медной.

Точность отливок и шероховатость поверхности отливок, а, следовательно, и припуски на обработку резанием зависят от того, в какие формы (нефутерованные или футерованные) производится заливка, и соответствует литью в кокиль либо литью в песчаные формы.

По стоимости центробежные отливки приближаются к кокильному литью и литью в песчаные формы.

Контрольные вопросы 1. Как осуществляется центробежное литье 2. Каковы технико-экономические показатели центробежного литья 3. Для получения каких отливок применяется центробежное литье 4.11. Непрерывное литье 4.11.1. Сущность и особенности процесса Непрерывным литьем называют [36, 37] такой способ литья, в процессе которого из кристаллизатора (формообразователя) извлекается частично затвердевшая заготовка, длина которой больше длины кристаллизатора. По характеру силового взаимодействия затвердевающей отливки с кристаллизатором способы непрерывного литья подразделяют на несколько классов и схем. Для получения заготовок, используемых в машиностроении, нашли широкое применение способы литья в кристаллизаторы скольжения с горизонтальной и с вертикальной технологической осью с вытяжкой отливки вниз.

При непрерывном горизонтальном литье расплав 1 (рис. 4.15) заливают в металлоприемник 2, из которого он попадает в полость охлаждаемого кристаллизатора 3 и затвердевает, образуя отливку 4. Эту отливку циклически (движение- остановка) извлекают из кристаллизатора вытягивающим устройством 5.

Рис. 4.15. Схема процесса горизонтального непрерывного литья.

Горизонтальным непрерывным литьем получают сплошные круглые и прямоугольные заготовки, под последующую обработку давлением из алюминия, магния, меди и их сплавов, конструкционных сталей; полые цилиндрические заготовки из сплавов на основе меди под обработку резанием; заготовок из чугуна для использования в машиностроении (получение сплошных профилей простой и сложной конфигурации, а также полых цилиндрических). Чугунные заготовки используют в станко-, судо-, автомобиле- и тракторостроении, химической, авиационной и стекольной промышленности. Детали из этих заготовок устанавливают на металлорежущие станки, автоматы, полуавтоматы, деревообрабатывающие, литейное, кузнечно-прессовое и текстильное оборудование.

Толщина стенок таких заготовок должна быть не менее 8…10 мм. Заготовки из медных сплавов диаметром 0,04…0,2 м используют для изготовления подшипников скольжения, валов, осей, элементов гидроаппаратуры. Заготовки диаметром 0,012 м подвергают волочению на проволоку, из которой изготавливают сетки бумагоделательных машин. Из конструкционной стали получают профили круглого, прямоугольного сечений, уголок, швеллер, арматурный профиль.

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 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.