Тема: разработка технологического процесса изготовления отливок

ЛЕКЦИЯ 22.

План лекции

1. Выбор способа изготовления форм.

2. Выбор положения отливки при заливке и назначение поверхности разъема формы.

Исходные данные для разработки технологического процесса изготов-

ления отливок. Разработка технологического процесса изготовления формы для получения той или иной отливки требует следующих исходных докумен- тов: чертежа детали, технических условий на литую заготовку детали (отлив- ку), характеристики качества и условий ее работы, указания объема выпус- каемых деталей (отливок), а также руководящих материалов по разработке технологических процессов.

Разработка технологического процесса изготовления отливок включает следующие этапы:

- оценка технологичности литых деталей;

- разработка технологического процесса: выбор способа изготовления форм, определение положения отливки в литейной форме, выбор поверхности разъема формы, выбор вида формовки;

- получение отливок требуемых размеров и форм: определение припус- ков на усадку, определение припусков на механическую обработку и допус- каемые отклонения по размерам отливки, определение формовочных (литей- ных) уклонов;

- определение конструкции и размеров стержней;

- конструирование и расчет литниковой системы;

- определение размеров и формы прибылей;

- определение размеров опок;

- оформление и порядок разработки технологического процесса.

Выбор способа изготовления форм. Для определения способа изготов- ления форм необходимо учитывать характер производства, степень механи- зации формовки, наличие литейной оснастки и возможности цеха по изготов- лению моделей и специальной оснастки, а также размеры, форму и вес отлив- ки.

Необходимо уже в самом начале разработки технологии изготовления детали предусматривать использование машинной формовки, которая в усло- виях серийного и массового производства наиболее целесообразна. При ма- шинной формовке высокая производительность сочетается с высокой точно- стью и постоянством свойств литых деталей. В табл. 46 приведены ориенти- ровочные данные для определения серийности производства отливок.

Показателями, характеризующими прогрессивность технологического процесса являются: коэффициент выхода годного; производительность обо- рудования и труда рабочих; стоимость и срок службы оснастки; затраты на внедрение технологического процесса; себестоимость литья, срок окупаемо- сти капитальных вложений.

Выбор способа изготовления отливок зависит от следующих факторов: серийности выпуска, конструкции отливки, сплава, техническим условиям на деталь и др.

Определение положения отливки в литейной форме. Определяя поло- жение отливки в литейной форме, следует располагать наиболее ответствен- ные поверхности, подвергающиеся механической обработке, внизу или в вер-

тикальной плоскости.

Положение отливок при заливке формы должно удовлетворять направ- ленному затвердеванию, т.е. наиболее удаленные от прибыли части отливки должны кристаллизоваться в первую очередь. Прибыли необходимо распола- гать непосредственно над массивной частью отливки.

Таблица 46

Ориентировочные данные для определения серийности производства отливок

Группа отли- вок по массе	Масса от- ливки, кг	Годовой выпуск отливок, шт., одного наименования при различных типах производства
единич- ном	мелкосе- рийном	серийном	крупносе- рийном	массовом
I (мелкие)			300-3000	3000-5000	35000-200000
20-100		150-200	2000-15000	15000-100000
II (средние)	101-500		75-1000	1000-6000	6000-40000
501-1000		50-600	600-3000	3000-20000
III (очень крупные)	1001-5000		20-100	100-300	300-4000
	5001-10000		10-50	50-150	150-1000
10000-50000		5-25	25-75		-

VI (очень

крупные)

В отливках из серого чугуна массивные части следует располагать вни-

зу по заливке, так как при отсутствии прибылей нижние части отливки пита-

ются за счет верхних.

Для уменьшения трудоемкости при изготовлении формы желательно предусмотреть изготовление формы минимальным количеством стержней или вообще без них.

Положение отливки в литейной форме должно обеспечивать надеж- ность крепления стержней при сборке формы и возможность проверки пра- вильности их установки.

Места установки прибылей, технологические пополнения, места подво- да металла желательно располагать на обрабатываемых поверхностях отли- вок.

Выбор положения отливки в форме в период заливки и затвердевания и разъема формы. Положение отливки форме и разъем формы должны обеспе- чивать высокое качество отливки, минимальные затраты на ее изготовление и на механическую обработку, минимальный расход металла и возможность применения механизации и автоматизации технологического процесса (табл. 47).

Выбор поверхности разъема формы. От выбора поверхности разъема формы зависят разъем модели, необходимость применения стержней, их ко- личество, величина формовочных уклонов и т.д.

Плоскую поверхность разъема формы следует предпочитать фигурной

(рис. 130).

Эскиз	Основные требования
	При повышенной склонности сплавов к образованию усадочных раковин. Следует от- ливки располагать так, чтобы толстые части были сверху или с боку по разъему, что позво- ляет удобно устанавливать прибыли
	Наиболее ответственные части отливок следует располагать в нижней части формы или, в крайнем случае, вертикально, что уменьшает дефекты по неметаллическим включениям, уса- дочным и газовым раковинам
	При подводе металла по разъему формы горизонтальные тонкие стенки отливки следует располагать в нижней части формы, что обеспе- чивает лучшее заполнение формы и устраняет недолив и спай
	Массивные части отливок из серого чу- гуна следует располагать в нижней полуформе, а при формовки в одной полуформе – внизу; направленная кристаллизация для крупных от- ливок при этом обеспечивается применением металлических холодильников или смесей с по- вышенной теплопроводностью
	Основную часть отливок с малой и рав- номерной толщиной стенок (посудное литье, ванны) следует располагать в верхней части формы, обеспечивая тем самым хорошее ее за- полнение клиновыми щелевыми или дождевы- ми питателями, подводимыми в верхнюю часть отливки

Основные требования к выбору положения отливки в форме

Таблица 47

	Отливку необходимо располагать так, чтобы обеспечить спокойное заполнение фор- мы, исключающее разрушение струей металла отдельных участков формы и стержней
	Для устранения образования газовых ра- ковин отливки при заливке следует располагать так, чтобы был обеспечен преимущественно верхний отвод газов из стержней
	Отливку в форме следует располагать по возможности так, чтобы можно было объеди- нить несколько стержней в один для двух или более отливок
	При изготовлении форм под высоким давлением, особенно на автоматических лини- ях, а также для деталей, подвергающихся испы- танию на герметичность, отливки в форме сле- дует располагать так, чтобы обеспечить крепле- ние стержней без жеребеек, а закрепление уве- личенной нижней части знака – плоскостью разъема верхней полуформы
	Отливку в форме следует располагать так, чтобы общая высота формы была наи- меньшей, а полуформы имели примерно одина- ковую высоту

Рис. 130. Пример выбора поверхности разъема формы

Основные поверхности детали располагать в одной желательно нижней,

полуформе (рис. 131).

Число отъемных частей модели должно быть минимальным. При ма- шинной формовке отъемные части заменять стержнями или изменять конст- рукцию отливки (рис. 132).

Поверхность разъема должна обеспечить формовку с применением

наименьшего количества стержней (рис. 133).

Рис. 131. Пример выбора поверхности разъема формы

Рис. 132. Конструкция отъемных частей модели

Рис. 133. Выбор поверхности разъема

Для предупреждения смещения верхней части отливки относительно нижней и утечки металла в разъем формы отливку следует, по возможности, располагать в нижней полуформе (рис. 134).

Рис. 134. Выбор поверхности разъема

Основные требования к выбору разъема формы

Эскиз Основные требования

1 2

Таблица 48

Число разъемов формы должно быть

минимальным, а поверхности разъемов – плоскими; при фасонной поверхности разъе- ма его построение должно выполняться ли- ниями, имеющими определенную геометри- ческую форму, что упрощает процесс изго- товления, доводки и контроля модельных плит

Число отъемных частей должно быть

минимальным; при массовом и серийном производстве, если нельзя изменить конст- рукцию отливки, их следует заменять стерж- нями

Разъем формы должен обеспечить

наименьшее количество дефектов по переко- сам, а также минимальную протяженность литейных швов по поверхностям отливок и соответственно заливов; если же заливов не избежать, то обработка их не должна вызы- вать затруднений; на базовых поверхностях отливок литейные швы и заусенцы не допус- каются

При безопочной формовке в нижней

части полуформы; в этом в случае съем верх- ней формы и нижней, находящейся под воз- действием вибратора, не вызывает затрудне- ний

	Разъем формы должен быть таким, чтобы обеспечить удобный вывод газов из всех стержней, болванов и углубленных (при почвенной формовке) участков формы
	Количество стержней должно быть минимальным; по возможности – стержни следует заменять болванами, особенно на ав- томатических линиях формовки, или не- сколько отдельных стержней заменять одним общим; в единичном производстве для воз- можности замены стержней болванами сле- дует применять парные модельные плиты по типу машинной формовки
	Разъем формы должен быть таким, чтобы все или основные стержни устанавли- вались в нижней полуформе и обеспечивали тем самым максимально удобнее процессы сборки формы, ее отделки, окраски и просу- шивания, а также контроль установки стерж- ней
	Базовые поверхности отливок долины быть расположены в одной полуформе с об- рабатываемыми поверхностями, а. также с фланцами и приливами, связанными с базо- выми жесткими размерами; части детали, не допускающие относительного взаимного смещения, должны также располагаться в од- ной полуформе, если же разъем формы не допускает их расположения в одной полу- форме, то ответственные поверхности долж- ны занимать в форме строго определенное положение по отношению к базовым, что достигается применением специальной осна- стки и средств контроля

Выбор вида формовки. Под видом формовки подразумевается состоя-

ние литейной формы, в котором она допускается к сборке и заливке метал-

лом. Различают два вида формовки: «по-сырому» и «по-сухому».

Формы, прошедшие тепловую сушку, независимо от глубины просу-

шенного слоя, считаются изготовленными «по-сухому».

Методом формовки «по-сухому» рекомендуется изготовлять крупные и толстостенные отливки, а также отливки, к качеству которых предъявляются повышенные требования.

Формы из песчано-глинистых смесей, не прошедшие тепловую сушку,

и формы из жидкоподвижных смесей и смесей на жидком стекле, подвергае-

мые провяливанию или химическому твердению, считаются изготовленными

«по-сырому».

При формовке «по-сырому» сокращается цикл изготовления форм, уве- личивается оборачиваемость опок, сокращаются грузопотоки. Все это увели- чивает производительность труда и снижает себестоимость литья. Однако, формовка «по-сырому» имеет ряд существенных недостатков, которые необ- ходимо учитывать при назначении вида формовки:

- следует избегать изготовления форм «по-сырому», где металлостати- ческое давление и динамический напор достигают значительных величин. Это может вызвать деформацию и разрушение сырых форм и повлечет за со- бой раздутие форм и песчаные включения;

- в сырую форму нежелательно устанавливать холодильники, так как на их поверхности конденсируется влага, что приведет к образованию в отливке газовых раковин. При применении холодильников в сырых формах, послед- ние должны заливаться не более чем через 3-4 часа после сборки;

- следует избегать изготовления крупных форм «по-сырому», так как по

условиям формовки и сборки они простаивают длительное время до момента сборки и заливки форм.

- при продолжительном времени заливки сырой формы на поверхности отливки могут образовываться плены, ужимины и другие дефекты;

- выступающие части форм при формовке «по-сырому», ввиду малой их прочности, могут быть разрушены потоком металла.

Контрольные вопросы.

1. Какие принципы лежат в основе выбора оптимального положения от-

ливки в форме?

2. Сформулируйте условия обеспечения направленного затвердевания.

3. Назовите принципы, на основании которых выбирается положение полости разъема модели и формы.

4. Назовите этапы конструирования литых деталей.

5. Каким должен быть разъем формы при машинной формовке?

6. Что такое вид формовки?

7. Чем отличается формовка по-сухому от формовки по-сырому?

8. Как следует располагать в форме отливку, чтобы предупредить сме-

щение верхней части отливки?

9. Как следует располагать в форме наиболее ответственные поверхно-

сти?

10.Как обеспечить надежность крепления стержней при сборке форм и возможность проверки правильности их установки?

Дата добавления: 2014-01-07