13359

Виробництво виливків в піщано-глиняних формах

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Лабораторна робота № 2 Виробництво виливків в піщаноглиняних формах Мета роботи вивчити технологію отримання виливків в піщаноглиняних формах casting mould отримати навички формовки заливки форм вибивки литва аналізу браку сфери застосування литва виготовленого...

Украинкский

2013-05-11

335.95 KB

10 чел.

Лабораторна робота № 2

Виробництво виливків в піщано-глиняних формах

Мета роботи - вивчити технологію отримання виливків в піщано-глиняних формах (castingmould), отримати навички формовки, заливки форм, вибивки литва, аналізу браку, сфери застосування литва, виготовленого таким способом.

 

1  ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Лиття в піщано-глиняні форми є основним способом одержання виливків із сплавів чорних та кольорових металів. Приблизно 70% (по масі) заготовок (workpieceflankbillet) для деталей машин одержують литтям, а в деяких галузях машинобудування, наприклад, у верстатобудуванні 90 - 95%. Литтям можна отримати виливки практично будь-якої складності, маси та розмірів.    

Найбільшу кількість виливків одержують у разових піщано-глиняних формах з формової суміші (moulding materials), що складається з кварцового піску, вогнетривкої глини та спеціальних добавок. Спосіб виготовлення виливків у разових піщано-глиняних формах є найпростішим і найдешевшим. Однак виливки, одержані таким способом, в більшості випадків мають понижену точність, вимагають підвищених припусків на механічну обробку (machining allowance), потребують великої кількості формових матеріалів (5–7 тонн на тонну литва) що погіршує умови праці робітників і утруднює автоматизацію технологічного процесу виготовлення виливків.

 

2  СХЕМА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ

ВИЛИВКІВ У РАЗОВИХ ФОРМАХ

 

Технологія виготовлення, виливків у разових піщано-глиняних формах (temporary moulding) складається з таких послідовних операцій:

- виготовлення модельних комплектів (model set);

- приготування формових (moulding mixture) і стержневих сумішей     core mixturecore sand);

- виготовлення форм і стержнів;

- сушіння стержнів (а іноді і форм);

- складання форм;

- одержання рідкого металу;

- заливання ливарних форм (castingmould) металом;

- вибивання виливків з форм;

- обрубування і очищення литва;

- термічна обробка, виливків (в разі необхідності);

- контроль готових виливків.

Модельний комплект складається з моделі,  одного або кількох стержневих ящиків і моделей елементів ливникової системи. 

Модель – зразок, за допомогою якого одержують звичайно  зовнішні окреслення виливка в формі. Внутрішні порожнини та отвори у виливках утворюють за допомогою стержнів, які виготовляють у стержневих ящиках.  Модель за конструкцією дещо відрізняється від деталі. Вона не  має отвору, а, навпаки, в місцях виходу отвору, на торцях, є  виступи - знаки 2 (рис. 11, б). Аналогічні знаки є і в стержневому ящику, отже, вони будуть і у стержня (рис. 11, в). Моделі  складної форми виготовляють роз'ємними (рис. 11, б) або зі знімними частинами, а вертикальні стінки їх, перпендикулярні до площини рознімання, виконують з нахилом, що дає змогу виймати  модель без руйнування форми.   

Розміри моделей більші за деталі на величину лінійної усадки і припусків на механічну обробку. 

Усадка (shrinkage)  – зменшення об'єму (об'ємна усадка) і лінійних розмірів (лінійна усадка) виливка в процесі охолодження металу від температури заливання до нормальної температури. Середнє  значення лінійної усадки становить: для сірого чавуну 1%, для  сталі 2%, для бронзи   1,25 ... 1,5%.    

Величина припусків на обробку залежить від розмірів і точності виготовлення виливка, марки сплаву, точності деталі, розташування оброблюваної частини виливка у формі.   

Формові матеріали, які застосовують для виготовлення разових форм, повинні мати такі властивості: пластичність, текучість, міцність, газопроникність, податливість, вогнетривкість, непригарність і мінімальну газотвірність.

Пластичність (plasticity) – здатність формової суміші приймати форму, що їй надається, без руйнування і давати точні відбитки моделі при формуванні.

Текучість – здатність зерен формової суміші до взаємного переміщення під впливом зовнішніх сил.

Міцність (strength) –  здатність ущільненої суміші не руйнуватися під тиском металу, що заливається в форму, а також від поштовхів при складанні і транспортуванні.

Газопроникність (permeability) – властивість формової суміші  пропускати з певною швидкістю гази. 

Вогнетривкість  –  здатність суміші не плавитись і не розм'якшуватись під впливом розплавленого металу. 

Непригарність (non-stickiness)  –  здатність суміші не вступати в хімічну взаємодію з металом, не сплавлятися з ним, не приварюватись до поверхні виливка. 

Піддатливість (pliabilitycompliance) –  властивість суміші не чинити великого опору усадці металу при охолодженні виливка в формі. 

Газотвірність –  здатність формової суміші виділяти гази при нагріванні.

Крім того, формові суміші повинні бути дешеві і зберігати свої властивості при багаторазовому їх використанні.

Основними складовими формових і стержневих сумішей є кварцовий пісок, вогнетривка глина, вода і спеціальні добавки, до яких  належать скріплювачі (крім глини), протипригарні добавки та добавки, що підвищують податливість та газопроникність. Як скріплювачі застосовуються різні органічні та неорганічні речовини: олія і мінеральне масло, різні смоли, сульфітно-спиртова барда (продукт перероблення відходів целюлозно-паперового виробництва), декстрин (хімічно оброблений крохмаль) і рідке скло, що є швидкотвердіючим скріплювачем.

Протипригарними добавками є кам'яновугільний пил і мазут для  сумішей, що використовують для виготовлення виливків з чавуну і сплавів з кольорових металів, а маршаліт (кварцова мука) – для виливків із сталі.

Для підвищення податливості і газопроникності застосовують тирсу і торф.

Ливникові системи (gating system) призначені для заливання з певною швидкістю металу в форму, а в деяких випадках - для живлення виливка рідким металом у процесі його кристалізації.

Нормальна ливникова система складається з ливникової чаші 16  (рис. 11), стояка 12, шлакоуловлювача 11 і живильників 10. Ливникова чаша – приймач струменя металу, що заливається в форму. Стояк – вертикальний канал, який з'єднує ливникову чашу з іншими елементами ливникової системи. Шлакоуловлювач призначений для затримки неметалевих включень. При поворотах і втраті швидкості руху струменя металу в шлакоуловлювачі шлак спливає на поверхню, а чистий метал проходить у живильники і по них безпосередньо у форму.

 

3 РУЧНЕ ФОРМУВАННЯ. ВИГОТОВЛЕННЯ ФОРМ У ДВОХ

ОПОКАХ ЗА РОЗНІМНОЮ МОДЕЛЛЮ

Як приклад розглянемо процес виготовлення форми для виливка трійника, показаного на рис. 11, а. Модельний комплект складається з роз’ємної моделі (рис. 11, б) і стержневого ящика (рис. 11, в). Формування виконують у такій послідовності.

На підмодельну дошку 7 (рис. 11, г) встановлюють нижню половину моделі і моделі живильників 10 (рис. 11, и), за допомогою яких рідкий метал подається у порожнину форми, та нижню опоку 8 (рис. 11, г).

Для запобігання прилипання формової суміші до поверхні моделі та підмодельної дошки їх посипають сухим піском, графітом чи лікоподієм.

В опоку (casting boxmoulding frame) засипають формову суміш і ущільнюють її трамбівкою. Зайву суміш зчищають лінійкою для одержання горизонтальної площини на рівні кромок опоки і загостреним прутком наколюють вентиляційні канали 9 для збільшення газопроникності форми.  

Рисунок 11  Послідовність виготовлення ливарної форми у двох опоках за роз'ємною моделлю

Потім нижню півформу повертають на 180°, поверхню рознімання вигладжують гладилкою, посипають сухим роздільним  піском. Після цього на нижню половину моделі накладають верхню її  половину, взаємно центруючи їх шипами, встановлюють верхню опоку 14, центруючи її з нижньою штирями 5 (рис. 11, д), моделі стояка, випору та шлакоуловлювача (позиції відповідно 12, 13 та 11 на рис. 11).  Потім засипають в опоку формову суміш, ущільнюють, зчищають її надлишок, наколюють вентиляційні канали, прорізають ливникову чашу 16 навколо стояка, виймають моделі стояка і випорів, знімають верхню опоку, повертають її на 180° і ставлять поряд з нижньою. З кожної опоки виймають половини моделей деталі і ливникової системи. Після виправлення дефектів в нижню половину форми встановлюють раніше виготовлені і висушені стержні (рис. 11, ж) і верхню опоку ставлять на нижню, центруючи їх штирями 5. Опоки скріпляють скобами або зверху на них кладуть вантаж, щоб при заливанні метал не пройшов у площину розніму форми. Форму заливають розплавом через канали ливникової системи. Після заливання форму витримують для кристалізації розплаву та охолодження виливка, котрий після цього вибивають з форми, яка при цьому руйнується.

Перераховані операції виготовлення ливарної форми можуть здійснюватись або вручну – в одиничному, дрібносерійному виробництві за дерев’яними моделями, або механізовано з використанням формувальних машин за металевими моделями. Формувальні машини механізують такі операції: наповнення опок формувальною сумішшю, ущільнення суміші, видалення моделей із форми, складання і транспортування форм до місця заливання.

Машинне виготовлення форм полегшує працю формувальників, підвищує продуктивність праці й точність виливків на 2 ... 3 квалітети порівняно з ручним формуванням, зменшує припуски на обробку, що економить 10 ...1 5% металу, забезпечує виготовлення взаємозамінних деталей.

Після виготовлення форми заливають розплавом певної температури: сталлю – 1390 ... 1550оС, чавуном – 1220 ... 1400 оС, бронзою –         1050 ... 1200оС, силуміном – 690 ... 730оС (нижня границя для великих товстостінних виливків, верхня – для дрібних тонкостінних). Заливання здійснюється розливними ковшами, футерованими зсередини вогнетривом так, щоб струмінь металу не переривався, а ливникова чаша весь час була заповнена металом.

Стержні з виливків вибивають вручну або використовують пневматичні вібраційні машини, в яких виливок струшується і стержнева суміш з нього видаляється. Великі стержні вимивають з виливка струменем води, використовуючи гідравлічні установки. При цьому значно підвищується продуктивність праці та покращуються умови роботи.

 

4 ОБРУБУВАННЯ Й ОЧИЩЕННЯ ВИЛИВКІВ

 

Операція відокремлення ливникової системи від виливків називається обрубуванням. Обрубують ливникову систему у дрібних чавунних виливках вручну молотком або ковадлом. У сталевих виливках і виливках з кольорових металів, а також додатки великих чавунних виливків відрізують дисковими або стрічковими пилками. Від сталевих виливків ливникову систему і додатки відокремлюють також газокисневим різанням. Заливи, задирки, нерівності поверхні обрубують пневматичним зубилом або зачищають абразивним кругом.

Після обрубування виливки очищають від пригару. В одиничному виробництві це роблять сталевими щітками, ручними або пневматичними зубилами, у серійному – в обертових барабанах із зірочками з білого чавуну (дрібні виливки з чорних металів), у дробоструминних і дробометальних апаратах – сильним струменем води з піском. Пригар із поверхні виливків кольорових металів видаляють хімічним травленням.

 

5 КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ВИЛИВКІВ

 

Контроль виливків здійснюється з метою визначення  наявності на них дефектів, які свідчили б про неможливість подальшого використання виливків, тобто дефектів, які є невиправними. Основними дефектами виливків є такі:

– газові раковини ( flow-hole) – бульбашки газів у тілі виливка. Утворюються при недостатній газопроникненості формової суміші або при дуже щільному заповненню форми;

– піщані та шлакові раковини (sand and slag holes) – порожнини, заповнені формувальною сумішшю або шлаком. Це наслідок слабкого набивання форми або поганої конструкції шлакоуловлювача;

– усадкові раковини  відкриті або закриті пустоти в тілі виливка. Утворюються  при неправильній конструкції виливка або незадовільній ливниковій системі;

– холодні тріщини (cold cracks) – розриви тіла виливка значної довжини. Утворюються внаслідок неоднакової швидкості охолодження різних частин виливка;

– гарячі тріщини (hot cracks) – розриви тіла виливка незначної довжини. Причина – недостатня піддатливість форми та стержнів або недостатня витримка виливків у формі.

Газові та піщані раковини, а також відкриті усадкові раковини можуть бути виправлені заварюванням, якщо виливок буде працювати при великих навантаженнях, або забиванням замазками чи мастиками на невідповідальних виливках.

 

6 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

 

1.     Вивчити технологію ручного формування.

2.     Ознайомитись з завданням на роботу. 

3.     Зробити ескізи виливка та зібраної ливарної форми. 

4.     Виготовити ливарну форму у двох опоках за роз'ємною моделлю.

5.     Залити форму, вибити та очистити виливок.

6.     Зробити аналіз якості виливка. При наявності дефектів встановити причину браку та міри щодо його усунення.

7.     Скласти звіт про роботу.

 

7 ЗМІСТ ЗВІТУ ПРО РОБОТУ

 

1.     Назва роботи та її мета.

2.     Коротке викладення основних відомостей про ливарне виробництво: суть, основні етапи виготовлення виливків, сфера застосування, перевага та недоліки лиття в піщано-глинисті форми.

3.     Ескізи виливка, моделі, стержневого ящика, стержня, зібраної    форми.

4.     Викладення послідовності виготовлення ливарної форми.

5.     Результати контролю виливка, аналіз причин браку. 

6.     Висновки.

 

8 КОНТРОЛЬНІ  ПИТАННЯ

 

1.     Матеріали для виготовлення формових сумішей.

2.     Вимоги до формових та стержневих сумішей.

3.     Склад модельних комплектів для ручного формування.

4.     Технологія ручного формування у двох опоках за роз'ємною моделлю.

5.     Призначення ливникових систем та їх складові частини.

6.     Види браку виливків та їх причини.

7.      Дефекти виливків і причини, що їх викликають.

8.      Області застосування лиття в піщано-глиняні форми.

9.      Переваги і недоліки виготовлення заготовок литтям в піщано-глиняні форми.

10.       Якість заготовок, одержаних литтям в піщано-глиняні форми.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42328. Триггеры, генераторы, исключения 133 KB
  Студент получает индивидуальный вариант исходных данных с кратким описанием предметной области, который используется при выполнении всех лабораторных работ. При этом каждая очередная лабораторная работа является продолжением выполненной ранее и поэтому они должны обязательно выполняться последовательно. Варианты заданий к лабораторной работе №5 № варианта Имя пользователя Имя файла БД Имя таблицы Бизнес-правило для поля 1 TEM001 SLRY.FDB Цех Дата_поступления 2 TEM002 STUFF.FDB Собрано День_недели 3 TEM003 STUFFPLUS.FDB Изделия Наименование 4 TEM004 TELEPHONE.
42329. Внесение изменений в базу данных 96 KB
  Внесение изменений в базу данных Цель работы Изучить используемые в реляционных СУБД операторы изменения данных. Заполнить таблицы разрабатываемой базы данных тестовыми данными для последующего использования. Исходные данные Студент получает индивидуальный вариант исходных данных с кратким описанием предметной области который используется при выполнении всех лабораторных работ. Теоретические сведения В SQL имеется три оператора относящиеся к группе операторов DML Dt Mnipultion Lnguge которые предназначены для выполнения запросов...
42330. Выборка данных 173.5 KB
  Изучить используемый в реляционных СУБД оператор извлечения данных из таблиц. Получить навыки работы с оператором SELECT в программе "IBExpert". SELECT [DISTINCT LL] { величина [ величина ]} [INTO :Переменная [ :Переменная ]] FROM tbleref [ tbleref ] [WHERE условие поиска ] [GROUP BY Колонка [ Колонка ]] [HVING условие поиска ] [UNION [LL] select_expr ] [ORDER BY список сортировки ]; величина = {Колонка :Переменная константа выражение функция udf [ величина [ величина ]] NULL USER} [S Псевдоним] константа = Число 'Строка' выражение = SQL выражение возвращающее единичное значение функция = COUNT [LL] величина DISTINCT величина SUM [LL] величина ...
42331. Хранимые процедуры (Procedures) 113.5 KB
  Хранимые процедуры Цель работы Изучить виды используемых в Firebird хранимых процедур. Теоретические сведения Хранимые процедуры Procedures Хранимая процедура это откомпилированная во внутреннее представление сервера СУБД подпрограмма хранящаяся в базе данных. Хранимые процедуры пишутся на специальном языке хранимых процедур и триггеров в котором имеются операторы присваивания ветвлений и циклов и в которых можно использовать операторы SQL такие как INSERT DELETE UPDTE и SELECT. Хранимые процедуры позволяют переносить часть...
42332. Разработка концептуальной модели базы данных 233 KB
  Добавьте следующие элементы в структуру данных сущности FIRMS: Имя атрибута Назначение ID Идентификатор партнера Nme Наименование партнера ddress Адрес City Город Phone Телефоны EMil Адрес электронной почты Person Контактное лицо FinDelt Финансовое сальдо ChngDelt Обменное сальдо Coeff Коэффициент скидки наценки RetDys Количество дней для возврата В структуру данных сущности BOOKS добавьте следующие элементы: Имя атрибута Назначение ID Идентификатор книги Nme Название книги uthor Авторы Publish Издательство Yer Год выпуска Pges Количество...
42333. Разработка реляционной модели базы данных 232 KB
  Разработка реляционной модели базы данных Цель работы Изучить виды моделей данных. Получить навыки разработки реляционной модели данных с помощью CSEсредства Open ModelSphere. Теоретические сведения Что такое реляционная модель данных Реляционная логическая модель данных это модель данных логического уровня для реляционной СУБД но не привязанная ни к какой конкретной СУБД. Перед созданием реляционной модели данных необходимо изучить такие понятия этоой модели данных как таблицы столбцы; первичные потенциальные и внешние ключи;...
42334. Технология программирования Active Server Pages 91.5 KB
  По расширению файла . Функции и выражения для работы с файлами При осуществлении открытия фала в одном из режимов мы будем работать с объектом типа FileSystemObject который обладает всеми необходимыми методами для работы с фалами. В нашем случае с её помощью мы будем создавать объект типа FileSystemObject и использовать его для работы с файлами.FileSystemObject с именем objFSO OpenTextFile Это метод возможно использовать для открытия файла и получения его файлового дескриптора.
42335. Переход в РНР 137.5 KB
  Стандартные теги Стандартные теги используются программистами РНР чаще остальных способов что объясняется наглядностью и удобством этой формы записи: php print Welcome to the world of PHP ; У стандартных тегов есть еще одно дополнительное преимущество: за открывающей конструкцией следуют символы php однозначно определяющие тип дальнейшего кода. Короткие теги Короткие теги обеспечивают наиболее компактную запись для перехода в РНР: print Welcome to the world of PHP ; По умолчанию короткие теги не используются их нужно...
42336. Планирование заданий в многопроцессорных системах 32 KB
  Методические указания В компьютерной системе 5 процессоров. Все процессоры разные по производительности и набору команд. Каждая задача задается следующим образом: Zперечень процессоров сложность количество операций.