ТЕМА: Загальні відомості про ливниково-живильнi системи

Способи вилучення моделіь з форми

Формувальні машини виконуютьть не тільки ущільнення формувальної суміші в опоці, але і витяг моделей з напівформ. Ця операція не є трудомісткою, але жадає від формувальників великого досвіду і вправності, щоб не допустити ушкодження форми.

На формувальних машинах витяг моделей здійснюється спеціальними механізмами з застосуванням вібраторів і особливих пристосувань. Щоб уникнути ушкоджень форми формувальну машину перед операцією варто ретельно відрегулювати.

Основними способами витягу моделей з напівформ на формувальних машинах є: штифтовий підйом, знімання піднімальною рамкою, протягання моделі, витяг моделі за допомогою поворотної плити чи перекидного столу.

МЕТА:

- дидактична ознайомитись з конструкціями ливниково-живильних систем

- виховна розвивати інтерес до майбутньої професії, прививати культуру технічного мовлення і мислення.

1. Ливниковi системи, які використовують для виготовлення відливок із різних сплавів.

2. Типи лив­никових систем, способи визначення розмірів каналів.

3. Живильнi системи, які використовують для виготовлення відливок із різних сплавів.

4. Розміри та розміщення додатків.

Література:

- Емельянова А. П. Технология литейной формы. - М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

Титов Н. Д., Степанов Ю. А. Технология литейного производства. - М: Машиностроение. 1985. 400 с.

- Могилев В. К., Лев О. И. Справочник литейщика. - М.: Машиностроение. 1988. 272 с.

Ливникова система - це система каналів, призначених для заповнення форми розплавом. Від конструкція ливникової системи значною мірою залежить якість виливків. Близько 30% браку в ливарних цехах виходить саме внаслідок застосування неправильної ливникової системи

Конструкція ливникової системи повинна забезпечувати плавне підведення розплаву в порожнину форми, а також затримку різних неметалічних включень (шлаку, пухирців повітря і газів і т.д.), що знаходяться в розплаві.

Якість виливка залежить також від місця підведення розплаву у форму. У місці підведення ливникової системи форма сильно розігрівається, тому що весь (і самий гарячий) розплав проходить через це місце. У результаті ділянки виливка, до яких підводиться розплав, прохолоджуються повільніше й у них, як правило, спостерігається рихлота усадочного походження.

Якщо сплав має невелику усадку (наприклад, сірий чавун), то підводити метал необхідно в тонкі перетини, бажано менш відповідальні, що не піддаються надалі обробці різанням. У цьому випадку швидкість охолодження в масивних і тонких перетинах вирівнюється, тому знижуються усадочні явища, і в першу чергу внутрішні напруження у виливках.

Якщо сплав має підвищену усадку (наприклад, сталь), то підведення розплаву в перетин малої товщини в більшості випадків не дає позитивних результатів. Тому при одержанні сталевих виливків часто підводять розплав у масивний перетин під прибуток, щоб розігріти форму біля прибутку. Повільне охолодження прибутку є необхідною умовою харчування виливка. Іноді при виготовленні сталевих виливків доцільно заливати розплав безпосередньо в прибуток. Наприклад, при одержанні різних маховиків, шківів звичайно розплав заливають через прибуток, розташований над маточиною.

У виливки великих розмірів, що мають тонкі перетини, розплав необхідно підводити розосередження — через велике число живильників, розташованих з усіх боків виливка. Особливо це важливо для сплавів, що мають погану рідкотекучість (наприклад, для сталі). Таким чином, при виборі місця підведення розплаву і конструкції ливникової системи необхідно враховувати сплав, розміри виливка, товщину її стінок і конструктивні особливості.

Важливе значення має швидкість надходження розплаву у форму. При швидкому заповненні розплав робить великий динамічний вплив на стінки форми, у результаті чого в окремих місцях форма може бути розмита, а виливок забруднений піщаними включеннями. Крім того, при швидкому русі струмінь металу захоплює повітря, що знаходиться у формі, і гази, що виділяються з форми під дією високої температури. Пухирці газів заплутуються в розплаві і залишаються у виливках у виді газових раковин.

При повільному заливанні розплав надходить у форму спокійно, поступово витісняючи повітря. Виливки виходять чисті, без газових раковин. Витрата металу на ливникову систему зменшується. Однак форми, що мають значний внутрішній опір (тонкі стінки, великі розміри виливків), у випадку повільного заливання можуть не заповнитися, тому що розплав у тонких перетинах швидко остигає і рідинотекучість його зменшується.

На практиці швидкість заливання розплаву форми встановлюють у залежності від розмірів виливка і товщини її стінок (тобто внутрішнього опору). Прості виливки зі стінками великої товщини варто заливати повільно.

Чим більше внутрішній опір форми, тим більше повинна бути швидкість заливання. Для чавунних виливків з різною товщиною стінок рекомендується приймати наступну швидкість підйому рівня розплаву у формі:

Товщина стінки, мм...... 7—10 10—40 Св. 40

Швидкість підйому рівня розплаву, мм/з 20—40 10—20 8—12

Високі виливки заливають трохи швидше, ніж виливка такої ж маси і з такою же товщиною стінок, але більш низькі, плоскі.

В усіх випадках розплав повинний надходити у форму спокійно, без завихрень. Це необхідна умова для одержання виливків гарної якості, без забруднень і газових міхурів.

Основні елементи ливникової системи. Найпростіша ливникова система представлена на мал. 108.

Ливникова чаша призначена для прийому розплаву і затримки шлаку. Перед заливанням великих і середніх форм отвір у чаші рекомендується закривати пробкою (мал. 109, а) чи тонкою металевою пластинкою, щоб на початку заливання чаша наповнялася розплавом. При цьому більш легкі шлак і гази встигають спливти. Потім пробку виймають (а пластинка розплавляється), і у форму починає надходити чистий метал. Протягом усього часу заливання чаша повинна бути наповнена розплавом. Не можна переривати заливання й упускати метал з чаші у форму, тому що при цьому у форму потраплять різні неметалічні включення, що спливли на поверхню розплаву.

Обсяг чаші залежить від обсягу виливка. Чаша може бути розрахована на один — чотири стояки. Великі чаші роблять з перегородкою (мал. 109, б), призначеної також для затримки шлаку.

Стояк — вертикальний канал, що з'єднує ливникову чи чашу лійку зі шлакоуловлювачем. Стояк найчастіше роблять круглим, але в деяких випадках, для того щоб зменшити швидкість руху розплаву на виході зі стояка в шлакоуловлювач, його роблять прямокутного перетину. Іноді замість одного роблять кілька таких стояків. Стояки з прямокутним поперечним перерізом застосовують для магнієвих і алюмінієвих виливків.

Щоб зменшити швидкість руху розплаву, стояку додають зиґзаґоподібну форму.

Шлакоуловлювач — горизонтальний канал, що з'єднує стояк з живильником. Розташований він звичайно у верхній напівформі, має трапецевидний перетин, причому висота трапеції повинна бути більше нижньої підстави, щоб створити кращі умови для затримки шлаку. Найбільш сприятливі умови для затримки, шлаку виходять у відцентрових шлакоуловлювачах (мал. 110). Розплав, надходячи по дотичній у бобишку шлакоуловлювача, одержує обертальний рух. Усі легкі неметалічні включення (шлак, оксидні плівки) відтискуються до центра, а чистий метал надходить у наступний канал.

Для магнієвих сплавів широко застосовують «глухі» шлаковідстійники, що розташовують шлакоуловлювачі над живильниками. Подібні шлаковідстійники використовують і при заливанні інших сплавів, наприклад сірого чавуна.

Живильники підводять розплав безпосередньо в порожнину форми. Перетин живильників може бути різним (прямокутним, круглим, трапецевидним), але площа перетину повинна бути менше товщини стінки, до якої підводяться живильники.

Випори призначені для висновку повітря і газів з порожнини форми при заливанні, зменшення динамічного тиску розплаву на форму, сигналізації про кінець заливання. Випори виконують також роль елементів, що харчують виливок розплавом у процесі її затвердіння.

Прибутки (мал. 111) і живильні випори застосовують для виливків зі сплавів, що мають підвищену усадку, нерівномірну товщину стінок, масивні вузли. Прибутки харчують стовщені місця виливка, які твердіють останніми, тому розташовують прибутки так, щоб розплав міг надходити з них у вузол виливка, що харчується. Прибутки роблять більш масивними, чим вузли, що харчуються, але варто пам'ятати, що застосування прибутків невигідно, тому що збільшуються витрата розплаву і собівартість лиття.

Типи ливникових систем. Ливникові системи розділяють по характері руху розплаву на два типи: заповнені і незаповнені. У заповненій системі площа поперечних переріз елементів ливникової системи зменшується від стояка до живильників: площа перетину стояка більше площі перетину шлакоуловлювача, а площа перетину шлакоуловлювача більше сумарної площі перетину живильників. При цьому створюються умови для затримки в ливниковій системі легких неметалічних включень шлаку і газів. Таким чином, малим перетином у заповнених ливникових системах є сумарний перетин живильників. У незаповнених системах малим перетином є перетин стояка, а площа поперечних переріз елементів ливникової системи збільшується від стояка до живильника.

У залежності від способу підведення розплаву у форму ливникові системи можна класифікувати в такий спосіб.

1. Ливникові системи з підведенням розплаву по площині рознімання найбільш прості і їх широко застосовують для дрібних невисоких виливків. Струменя розплаву з живильників попадають на дно форми. При цьому може відбутися розрив форми, що особливо небезпечно для високих виливків.

Живильники не можна розташовувати безпосередньо під стояком і на кінцях шлакоуловлювача, тому що тут накопичується найбільша кількість неметалічних включень. Небажано поміщати живильники в нижній напівформі під шлакоуловлювачем, тому що розплав, розтікаючись по дну шлакоуловлювача, попадає в канавки живильників передчасно. По можливості необхідно живильники поміщати у верхній напівформі.

2. Сифонна ливникова система (мал. 112, а) забезпечує найбільш спокійне заповнення форми розплавом. У цьому випадку весь розплав надходить у форму знизу, отчий низ форми перегрівається. Це створює небажані умови затвердіння виливка. Верхні частини виливка виявляються більш холодними і не можуть служити прибутком для нижніх шарів. У результаті в нижніх частинах виливка, а іноді і по усій висоті (знизу нагору), з'являється рихлота усадочного походження.

Таке ж явище спостерігається в тому випадку, якщо стояк розташований занадто близько до виливка і форма в цьому місці перегрівається.

3. Комбінована ливникова система (мал. 112, б) вважається найкращою для високих виливків різної маси, особлива для великих і важких. При такій ливниковій системі при визначеному співвідношенні перетинів каналів заповнення форми починається через нижній живильник, як при сифонному заливанні, а закінчується через верхній живильник. Форма заповнюється спокійно, і разом з тим затвердіння виливка проходить направлено знизу нагору. Комбіновану ливникову систему складніше виконувати, оскільки моделі нижніх живильників 1 повинні бути зафіксовані у формі так, щоб моделі стояків 2 могли після ущільнення форми витягатися нагору, а самі живильники — у порожнину форми. Унаслідок цього форму можна виготовити тільки вручну. Формування такої ливникової системи спрощується при використанні полістиролових моделей живильників, що не витягають з форми, тому що вони газифікуються в час заливання форми розплавом. При машинному формуванні (а часто і при ручному) комбіновану ливникову систему роблять у стрижні.

Для алюмінієвих виливків звичайно застосовують ливникову систему з щілинними живильниками (мал. 122, в). Щілина з'єднує стояк з виливком по усій висоті. Ливникові системи з живильниками, розташованими по вертикалі, чи з щілинними живильниками повинні бути незаповненими, тобто площа перетину стояка повинна бути менше сумарної площі перетину живильників. При такій умові заливання починається через нижні живильники і йде з малою швидкістю. Коли рівень металу у формі піднімається вище нижніх живильників і небезпека утворення завихрень і розмиву форми зникає, розплав може попадати у форму через верхні живильники. Якщо шлакоуловлювач і вертикальні канали заповнюються відразу першим потоком розплаву, то заливання (форми починається відразу через усі живильники чи по усій висоті щілини. Це створює завихрення, розплав захоплює повітря й оксидні плівки. У результаті виливок виходить з тазовими міхурами і плівками.

4. «Дощова» ливникова система (мал. 112, г) застосовується переважно для виливків циліндричної форми. Живильники являють собою, отвору, розташовані по окружності на рівному друг від друга відстані. Розплав зі стояка попадає в кільцевий колектор і через живильники тонкими струмками по всьому периметрі виливка рівномірно заповнює форму. Однак не можна допускати, щоб струмки розплаву зустрічали на своєму шляху виступ форми чи стрижень і розприскувалися, тому що краплі розплаву швидко затвердівають, покриваються оксидною плівкою і не зварюються з металом. Цей дефект у виливках називають корольками. При литті сірого чавуна ці краплі відбілюються, стають дуже твердими й утрудняють обробку різанням.

Розрахунок ливникової системи для виливків з різних сплавів. Конструкція ливникової системи залежить від сплаву, розмірів і конфігурації виливка. На практиці при виборі типу ливникової системи і визначенні перетину елементів системи для того чи іншого виливка використовують накопичений досвід виготовлення подібних виливків. ^Іноді після виготовлення першої партії виливків з'являється необхідність внесення виправлень у конструкцію і розміри літників ой системи.

Розрахувати ливникову систему — це значить визначити перетини всіх її елементів, установити співвідношення між ними. Розрахунок робиться приблизно, тому що явища, що мають місце у формі при заливці розплаву, складні і різноманітні, і тому практично не_: удається врахувати усі фактори, що впливають на заповнення форми розплавом. Існуючі методи розрахунку ливникових систем засновані на законах гідравліки з використанням даних, отриманих досліднимним шляхом.

Дата добавления: 2014-01-04