69603

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗОВОЙ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

После затвердевания металла отливку выбивают из формы обрубывают литниковую систему очищают от пригара формовочной смеси и подвергают механической обработке для придания ей точных размеров. Поэтому в процессе изготовления литейной формы размеры ее полости должны быть увеличены...

Русский

2014-10-07

1.78 MB

0 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 31

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗОВОЙ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ

Цель работы - ознакомить студентов с модельным комплектом, процессом изготовления разовой литейной формы в двух опоках по разъемной модели и песчано-глинистого стержня в разъемном стержневом ящике.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В литейном цехе фасонные детали сложной и простой конфигурации получают методом заливки жидкого металла в литейную форму, Литейная форма - это полость,   отвечающая конфигурации и размерам изготовляемой детали. Детали /или заготовки/, полученный таким способом,  называют отливками. После затвердевания металла отливку выбивают из формы, обрубывают литниковую систему,  очищают от пригара формовочной смеси и подвергают механической обработке для придания ей точных размеров. Поэтому в процессе изготовления литейной формы размеры ее полости должны быть увеличены с учетом припусков и усадки заливаемого металла.

Стенки литейной формы могут быть изготовлены из различных материалов: песчаной смеси,  гипса, алебастра, цемента,  сплавов металлов. Используемый материал определяет срок службы литейной формы.

Разовые литейные формы изготавливают из песчаной формовочной смеси. Они служат для получения лишь одной детали,  так как при извлечении готовой отливки форма разрушается.

Многократные литейные формы изготавливают из сплавов различных металлов,   гипса,  алебастра,   шамота,  магнезита,  цемента и других огнеупорных материалов.  Эти формы могут выдерживать большое количество заливок. Металлическая форма  называется кокилем. В кокиле можно получить от нескольких сот до нескольких десятков и сотен тысяч отливок. Количество отливок в одном кокиле зависит от температуры плавления заливаемого металла, массы и конфигурации получаемой отливки.

Для изготовления разовой литейной формы вручную необходимо иметь: песчаную формовочную и стержневую смеси; модельный комплект; парные опоки; формовочный инструмент.

1. Формовочная и стержневая смеси служат для изготовления стенок литейной формы и стержней, образующих полости в отливках. Формовочная и стержневая смеси должны обладать: высокой огнеупорностью /так как контактируют с жидким металлом/; пластичностью /чтобы давать четкий отпечаток модели и стержневого ящика/; газопроницаемостью /чтобы пропустить из формы газы, выделяющиеся из охлаждающегося жидкого металла/;податливостью /способностью не препятствовать усадке затвердевшего металла во избежание возникновения напряжений и трещин в отливке/.

Для обеспечения перечисленных свойств в качестве наполнителя используют зернистый кварцевый песок и как связку /для придания пластичности и прочности смеси/ - глину /до 8-12% по объему/.  Для предотвращения пригара к металлу отливки в формовочную и стержневую смеси вводят в небольшом количестве противопригарные добавки: графит, каменный и древесный угли, кокс, циркон и др. Добавка древесных опилок, торфа, и других органических веществ повышают податливость смесей.

При ручной формовке используют облицовочные и наполнительные формовочные смеси. Облицовочные смеси 15 употребляют для покрытия рабочей поверхности формы, соприкасающейся с жидким металлом /рис.1/. В процессе формовки ее наносят на модель слоем толщиной 15…30 мм. Облицовочную смесь приготавливают из свежих песка и глины и вводят до 10% противопригарных добавок. Наполнительную смесь 14 приготавливают из отработанной формовочной смеси с добавкой 5-10% свежих песка и глины. Она составляет часть литейной формы.

Рис.1

2. Модельный комплект служит для изготовления литейной формы. В его состав входят: модель будущей отливки; один или несколько стержневых ящиков, /если отливка имеет внутренние полости или отверстия/; модели литниковой системы; подмодельная доска. Для ручной формовки модельный комплект изготавливают из древесины /клен, бук, сосна/.

а) Модель служит для получения в литейной форме отпечатка полости, отвечаемый размерам и наружной конфигурации отливки.

Модели могут быть неразъемными и разъемными. Если конфигурация отливки простая, позволяющая удалить модель без разрушения литейной формы, используют неразъемную модель. Сложные конфигурации отливки заформовываются в двух половинах литейной формы. В этом случае используют разъемные модели. Разъем модели облегчает ее удаление из формы в процессе формовки. С этой же целью стенки модели, расположенные вертикально, /т.е. перпендикулярно к плоскости разъема модели /, должны иметь формовочные уклоны в пределах 0,5…3° в направлении извлечения полумодели из формы. Следовательно, верхняя и нижняя полумодели будут иметь формовочные углы навстречу друг другу /рис.1,б/. Так как литейная форма должна быть больше размеров готовой детали, то и размеры модели делают большими с учетом припусков на механическую обработку отливки и усадки металла.

На рис.1. а,б приведены чертежи соответственны готовой детали разъемной модели для получения отливки. Половинки модели крепятся и центрируются относительно друг друга шипами 1. В отличие от детали модель не имеет отверстия, но в местах выхода отверстия наружу модель снабжена выступающими частями 2, называемыми стержневыми знаками. Стержневые знаки модели дают в литейной форме отпечатки, которые являются опорами для устанавливаемого в форму стержня. На рис.1,б разъем модели и формы показан отрезком сплошной линии, над которой пишут буквы МФ, а положение отливки в литейной форме обозначено буквами В /верх/ и Н /низ/, которые проставляют у стенок, показывающих направление разъема формы.

После изготовления отделки и проверки размеров модели окрашивают влагонепроницаемой краской в определенные цвета: красный -для чугунных отливок;   синий - для отливок из стали; желтый - для отливок из сплавов цветных металлов. При этом стержневые знаки окрашивают в черный цвет.

б) Стержневой ящик служит для изготовления в нем песчано-глинистого стержня 9 /рис. 1, в/, в котором имеются вентиляционные каналы 3 для облесения выхода газов и металлическая проволочная арматура 4 для придания ему большей прочности. Стержень устанавливают на стержневые знаки в готовую литейную форму, разрез которой показан на рис. 1, г. Стержневой ящик также разъемный и половинки его центрируются с помощью шипов.

в) Литниковая система -  это система каналов, по которым жидкий металл попадает в полость литейной формы. После выбивки формы литниковую систему отделяют от отливки и направляют в переплав.   В состав литниковой системы входит ряд элементов /рис.2/: литниковая чаша I служит для приема жидкого металла из ковша, предотвращения

разбрызгивания,   ослабления динамического напора струи и частичного отделения от металла; стояк 2 - вертикальный, конусный канал, соединяющий чашу со шлакоуловителем; шлакоуловитель 3 – горизонтальный,  трапецеидальной формы канал верхней полуформе,   не допускающий шлак в полость литейной формы; питатели 4 -  горизонтальные каналы в нижней полуформе, непосредственно питающие жидким металлом полость формы 12 /рис.1,г/.  На этом же рисунка элемент литниковой системы обозначены следующим образом:
5 – питатель, 6 – шлакоуловитель, 7 – стояк, 8 – литниковая чаша и 10 – выпоры - вертикальные каналы, которые располагают в верхних точках отливки   для вывода из формы при до заливке и для контроля заполнения формы металлом. Неправильная конструкция и размеры литниковой системы приводят  к образованию в отливке шлаковых,  земляных и газовых раковин,  недоливов, коробления
 отливки и т.д. Чтобы не било засасывания воздуха и шлака в форму, необходимо литниковую систему заполнять жидким металлом на протяжении всего времени заливки формы, а для этого между элементами литниковой системы должны соблюдаться следующии отношения:

Fпит : Fшл : Fст = 1:1,2:1,4,

где ∑Fпит – суммарное сечение всех питателей; Fшл – сечение шлакоуловителей; Fст  - сечение стояка.

г) Подмодельная доска служит для установки половины модели плоскостью разъема вниз и опок в процессе формовки.

3. Опоками называются металлические /реже деревянные/ рамки, в которых изготавливают песчано-глинистую литейную форму. Опока должна быть легкой, прочной, хорошо удерживать уплотнительную формовочную смесь. При формовке по разъемной модели используют парные опоки 13 и 13, которые центрируются с помощью ушек 17 и штырей 16, что обеспечивает полное совпадение контуров отливки верхней и нижней полуформ /рис.1,г/.

4. Формовочный инструмент, применяемый при ручной формовке, можно разделить на формующий и отделочный. Формовочную смесь в опоки засыпают совковыми лопатами. Уплотнение формовочной смеси в опоках осуществляют ручными /иногда пневматическими/ трамбовками. Накалывание вентиляционных каналов производят стальными иглами /душниками/. Для удаления полумоделей из формы применяют подъемники. Исправляют готовую форму отделочным инструментом: гладилками, ложками, ланцетами.

Рис. 2

Порядок выполнения работы

Изготовление стержня

Стержень в разъемном стержневом ящике изготавливается в следующей последовательности:

рабочую поверхность стержневого ящика протирают ветошью;

половинки стержневого ящика собирают, центрируя по штифтам, и скрепляют струбциной;

в вертикально установленный стержневой ящик засыпают стержневую смесь;

по центру стержня вставляют каркас, смоченный глинистой суспензией;

трамбовкой уплотняют стержневую смесь и гладилкой выравнивают знаковые части стержня;

душником накаливают в стержне вентиляционные каналы;

киянкой обстругивают стенки стержневого ящика и снимают струбцину;

осторожно снимают одну половину стержневого ящика;

на вторую половину стержневого ящика со стержнем накладывают сушильную плиту, поворачивают на 130о , после чего половину стержневого ящика снимают и стержень остается на сушильной плите;

стержень вместе с сушильной плитой отправляют на сушку в печь.

Изготовление формы

Для изготовления разовой формы по разъемной модели в двух опорах необходимо осуществить следующие операции в такой последовательности:

на подмодельную доску кладут нижнюю половину модели и накрывают нижней опокой;

полумодель покрывают облицовочной смесью толщиной 15-30 мм, остальную часть опоки засыпают с избытком наполнительной смесью;

смесь в опоке уплотняют ручной трамбовкой;

линейкой срезают излишки формовочной смеси на одном уровне с опокой и иглой /душником/ накаливают вентиляционные каналы II /см.рис.1,г/;

готовую нижнюю полуформу переворачивают на 180о  и на нижнюю полумодель устанавливают /по шинам/ верхнюю полумодель;

плоскость разъема нижней полуформы посыпают раздельным сухим песком и устанавливают верхнюю опоку, соединяя с нижней с помощью ушек и штырей;

устанавливают модели литниковой системы /питатели, шлакоуловитель, стояк, выпоры/ и повторяют все операции, выполняемые при набивке нижней полуформы;

в готовой верхней полуформе возле модели стояка вырезают литниковую чашу;

удаляют из верхней полуформы модели стояка и выпоры;

снимают верхнюю полуформу и устанавливают рядом с нижней перевернув на 180о /вверх плоскостью разъема/;

подъемник забивают в полумодели, расталкивают их в стороны и осторожно удаляют из платформ /верхней и нижней/;

также удаляют модели питателей из нижней и модель шлакоуловителя из верхней полуформ;

форму поправляют и отделяют формовочный инструмент;

в нижнюю полуформу устанавливают готовые высушенные стержни на стержневые знаки;

форму собирают и нагружают;

собранную форму заливают металлом и после выдержки выбивают готовую отливку.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10966. Статистическая (эмпирическая) функция распределения 115.14 KB
  Статистическая эмпирическая функция распределения Статистическим распределением выборки называют перечень вариант и соответствующих им частот или относительных частот частостей. В теории вероятностей под распределением понимают соответствие между возможными з...
10967. Интервалное оценивание 150.45 KB
  Интервалное оценивание Ранее мы обсудили использование выборочных значений в качестве оценок параметров случайных величин. Однако такие процедуры дают только точечные оценки интересующих нас параметров и не позволяют судить о степени близости выборочных значений к о...
10968. Интервальная оценка выборочной дисперсии 71.39 KB
  Интервальная оценка выборочной дисперсии Доверительный интервал для оценки дисперсии по выборочной дисперсии для СВ строится аналогичным образом. Естественно что в качестве математического ожидания и дисперсии гауссовой СВ мы возьмем их несмещённые и эффективные о
10969. Статистические критерии Что такое критерий значимости? 236.79 KB
  Статистические критерии Что такое критерий значимости Прежде чем перейти к рассмотрению понятия статистической гипотезы сформулируем так называемый принцип практической уверенности лежащий в основе применения выводов и рекомендаций полученных с помощью теории ...
10970. Различие между двумя выборочными средними 173.29 KB
  Различие между двумя выборочными средними Пусть дана выборка из значений нормально распределённой СВ и значений нормально распределенной СВ причем Необходимо проверить гипотезу против гипотезы . Заметим что дисперсии и нам известны. Кроме того предположени...
10971. Непараметрические гипотезы. Критерий согласия хи-квадрат 455.84 KB
  Непараметрические гипотезы Критерий согласия хиквадрат Одной из важнейших задач математической статистики является установление теоретического закона распределения случайной величины характеризующего изучаемый признак по опытному эмпирическому распределению...
10972. Критерий Колмогорова-Смирнова. Проверка гипотезы об однородности выборок 122.84 KB
  Критерий КолмогороваСмирнова. Проверка гипотезы об однородности выборок Гипотезы об однородности выборок – это гипотезы о том что рассматриваемые выборки извлечены из одной и той же генеральной совокупности. Пусть имеются две независимые выборки произведенные из ...
10973. Линейный корреляционный анализ 175.39 KB
  Линейный корреляционный анализ Исключительный интерес для широкого класса задач представляет обнаружение взаимных связей между двумя и более случайными величинами. Например существует ли связь между курением и ожидаемой продолжительностью жизни между умственными
10974. Линейный корреляционный анализ. Коэффициент ранговой корреляции спирмена 79.27 KB
  Линейный корреляционный анализ ПРОДОЛЖЕНИЕ Пример 1.Коэффициент ранговой корреляции спирмена По двум дисциплинам А и В тестировались 10 студентов. На основе набранных баллов вычислены соответствующие ранги. Необходимо вычислить ранговый коэффициент Спирмена и пров...