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

30762. Индукционный метод прогрева. Прогрев греющим проводом. Греющая опалубка 16.25 KB
  Прогревные – основаны на введение тепла в бетон в процессе его твердения: электропрогрев электрод греющий провод индукция термоактивная опалубка воздухопрогрев инфракрасный тепляки паропрогрев. Сущность метода искусственного прогрева и нагрева заключается в повышении температуры уложенного бетона до максимально допустимой и поддержании её в течении времени за которое бетон набирает критическую или заданную прочность. Искусственный прогрев и нагрев бетона применяют при бетонировании конструкции с модулем поверхности больше или...
30763. Бетонирование с использованием химических добавок 15.91 KB
  вва введённые в бетон ускоряют процесс твердения в начальный период выдерживания бетона. За счет ускорения твердения бетона можно снизить расход цемента пара увеличить оборачиваемость форм. Такие добавки как хлорид кальция хлориднитритнитрат кальция хлорид алюминия сульфат натрия при естественном твердении бетона при положительной температуре увеличивают скорость набора прочности в 3–4 раза что позволяет через 24 часа с момента окончания формования получать бетон с 50–60 отпускной прочностью. Применение бетонов с противоморозными...
30764. Состав и структура комплексного процесса монтажа сборных конструкций 15.4 KB
  Монтаж – совокупность технологических процессов связанных с доставкой конструктивных элементов установкой и закреплением. Процессы: Подготовительные: А доставка и складирование Б укрупнительная сборка В подготовка конструкции к монтажу Основные : А подготовка места установки Б строповка В подъём и установка в проектное положение Г временное закрепление Двыверка Е окончательное закрепление Методы монтажа техническое решение определяющее способ возведения конструкции и последующей сборки: По степени укрупнения: А поэлементный –...
30765. Транспортирование сборных конструкций в монтажную зону. Приём сборных конструкций на объекте 14.84 KB
  транспортирование сборных конструкций в монтажную зону. Приём сборных конструкций на объекте. Доставка сборных конструкций на строительный объект может осуществляться: водным железнодорожным автомобильным транспортом. Доставка конструкций на объекты удаленные от транспортных магистралей может применяться с помощью вертолетов.
30766. Складирование и хранение сборных конструкций 14.9 KB
  Складирование и хранение сборных конструкций. В зависимости от принятой организации монтажных работ складирование сборных конструкций может осуществляться на промежуточной площадке или непосредственно у монтируемого объекта в зоне действия монтажного крана. На промежуточный склад обычно доставляют металлоконструкции когда площадку этого склада используют для укрупнительной сборки конструкций. Площадь складов строительных конструкций состоит из грузовой площадки занятой конструкциями и оперативной занятой проходами проездами местами...
30767. Подготовка строительных конструкций к монтажу. Монтажная оснастка 15.46 KB
  Подготовка строительных конструкций к монтажу. При подготовке к монтажу железобетонных конструкций внешним осмотром проверяют нет ли на них сколов бетона и трещин исправны ли монтажные петли. При подготовке к монтажу стальных конструкций также проверяют их состояние и геометрические размеры. Если отклонения элементов конструкций от проектных форм и геометрических размеров превышают нормы допустимые СНиП Несущие и ограждающие конструкции конструкции монтировать не разрешается.
30768. Основные монтажные процессы 14.75 KB
  1 подготовка элемента к монтажу 2 строповка – крепление к крюку крана 3 подъём перемещение установка в проектное положение 4временное закрепление 5выверка 6окончательное закрепление Подготовка конструкции к монтажу: проверка состояния нанесение осевых рисок на конструкцию и на место установки обустройство конструкции монтажной оснасткой закрепление расчалок распорок навесных лестниц оттяжек монтажное усиление конструкции укрупнительная сборка на земле сооружается блок из отдельных конструктивных элементов уменьшает...
30769. Укрупнительная сборка конструкции. Классификация монтажа по степени укрупнения 14.69 KB
  Укрупнительную сборку конструкций выполняют: на заводеизготовителе когда разделение элементов на блоки вызвано условиями изготовления в целях лучшего использования оборудования или повышения производительности труда; на строительной площадке если целесообразно собрать монтажный блок из нескольких элементов до подъема и полнее использовать грузоподъемность монтажного механизма. Сборке подлежат: стальные фермы больших пролетов поступающие на монтаж в виде двух полуферм; железобетонные и стальные колонны разделенные по высоте на несколько...
30770. Приспособления для выверки и временного закрепления конструкций 14.96 KB
  Приспособления для выверки и временного закрепления конструкций. При монтаже стальных и железобетонных конструкций используют приспособления позволяющие временно удерживать установленный на место элемент и регулировать его положение при выверке и приведении в проектное положение. Одиночные приспособления предназначены для удержания одного элемента групповые одного элемента или нескольких. Расчалки гибкие из канатов монтажные приспособления работающие только на растяжение.