Вопрос 8

Литейное производство есть процесс получения фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм, в которых металл затвердевает. Литые детали широко применяются в станках, машинах и механизмах, составляя от 50 до 85% их веса. Путем отливки могут изготовляться детали, самые разнообразные по форме и размерам; для деталей сложной конфигурации отливка является единственным способом производства и не может быть заменена каким-либо другим технологическим процессом. В ряде случаев стоимость отливок значительно меньше стоимости деталей, изготовленных другим способом.

Отливки могут быть или вполне готовыми деталями, или заготовками, подвергающимися в механических цехах окончательной обработке, которая производится с целью получения точных размеров и требуемой чистоты всех или некоторых поверхностей. На отливках предусматривается припуск (дополнительный слой металла) на механическую обработку.

В последнее время в литейных цехах развернулось патриотическое движение по почину Л. Корабельниковой и О. Муштуковой за экономию металла. В числе других средств эта экономия достигается за счет уменьшения припусков на механическую обработку, при сохранении высокого качества отливок.

Отливки изготовляются преимущественно из чугуна, стали и сплавов цветных металлов.

Успехи в области улучшения структуры литья, формовочных материалов и качества формовки привели к значительному повышению механических свойств фасонного литья, что дало возможность изготовлять путем отливки весьма ответственные детали, например: коленчатые валы двигателей, траки гусениц тракторов, рамы паровозов заодно с цилиндрами и др.

Существуют три способа заливки форм: а) обычная заливка, когда металл заполняет форму свободно, под действием силы тяжести; б) центробежное литье, когда металл заливают во вращающуюся форму и он распределяется в ней под влиянием центробежной силы; в) литье под воздушным или поршневым давлением с применением специальных машин.

Формы для заливки металла могут быть разовыми или постоянными. Разовые формы изготовляются из формовочной смеси и годны для получения только одной отливки. Постоянные формы — обычно металлические; они выдерживают большое число заливок. Для литья под давлением и центробежного литья применяют постоянные формы.

В последнее время наблюдается стремление к переходу на литье в постоянные формы не только в массовом и крупносерийном, но также и в мелкосерийном производстве. Однако наибольшее количество отливок все же производится в разовых формах.

Технологический процесс получения отливок в разовых формах складывается из следующих основных операций:

1) приготовление формовочных и стержневых смесей;

2) изготовление стержней и их сушка;

3) формовка по моделям (ручная или машинная) или по шаблону;

4) заливка форм;

5) выбивка и очистка отливок.

Стержни образуют сквозные отверстия, полости или углубления в отливке. Для изготовления стержней применяются формы, называемые стержневыми ящиками.

Модели, шаблоны и стержневые ящики производятся в модельных цехах заводов.

Модели и стержневые ящики. Модели выполняются из дерева или из металла. Форма модели соответствует форме готовой отливки. При изготовлении моделей в соответствующих местах учитывается припуск на механическую обработку. По ГОСТ величина припусков на обработку чугунных отливок колеблется от 2 до 20 мм, стальных — от 4 до 28 мм, в зависимости от размеров отливки и от характера производства (массовое, серийное или индивидуальное). Так как все металлы при охлаждении уменьшают свои линейные размеры, модели делаются больше отливки на величину усадки. Для различных металлов и сплавов величина усадки составляет от 1 до 2,5%. При изготовлении моделей пользуются специальными, так называемыми усадочными, метрами, которые больше нормальных на величину усадки.

Металлические модели изготовляются для серийного и массового производства отливок. Деревянные модели выдерживают лишь несколько десятков формовок. Для предохранения от влаги и для создания гладкой поверхности, к которой не прилипает формовочная смесь, они окрашиваются модельным лаком. По ГОСТ модели, предназначенные для отливок из черных металлов, окрашиваются в красный цвет, для отливок из сплавов цветных металлов — в желтый. На поверхностях моделей, соответствующих поверхностям отливок, подвергающимся механической обработке, наносятся круглые черные пятна по основному (красному или желтому) фону. Знаки (выступы для установки стержней) окрашиваются в черный цвет.

Модели бывают цельные и разъемные. Разъемные модели состоят из двух, трех и более частей и применяются там, где по условиям формовки невозможно применять цельные модели.

Для облегчения выема частей модели из формы боковые поверхности их выполняются не перпендикулярно к плоскости разъема, а с формовочным уклоном. Этот уклон колеблется в пределах 1° у деревянных моделей, у металлических 1° при ручной формовке и 0,5° при машинной формовке.

Каждая часть модели для ручной формовки должна иметь на плоскости разъема специальное гнездо, куда завинчивают подъемник для ее извлечения из формы.

Стержневые ящики также делаются из дерева или металла. Стержневой ящик и стержень для втулки, изготовленный в нем.

Диаметр стержня соответствует диаметру отверстия отливки втулки, длина стержня примерно равна длине модели вместе со знаками.

Для формовки сложных изделий могут потребоваться несколько стержней и, соответственно, несколько стержневых ящиков.

Модель и стержневые ящики, необходимые для формовки, называются модельным комплектом данной отливки.