Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра «Сварка, литье и технологии конструкционных материалов»

	Утверждаю: Зав. кафедрой СЛиТКМ _________________ А.А. Протопопов «___»____________ 2014 г.
	Регистрационный номер: ________________________

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

дисциплины

«Производство заготовок в песчаных формах»

Уровень профессионального образования: высшее образование – бакалавриат

Направление подготовки: 15.03.01 - Машиностроение

Профиль подготовки: «Машины и технология литейного производства»

Квалификация (степень) выпускника: Академический бакалавр

форма обучения: очная (ускоренная)

Тула 2014 г.

Лекция № 1

1. Введение

2. Способ производства отливок и виды форм.

3. Технологическая оснастка для изготовления разовых песчаных литейных форм

Литейное производство – основная заготовительная база машиностроения. Оно является второй по величине металлообрабатывающей отраслью промышленности после прокатного производства и обеспечивает металлообрабатывающие отрасли народного хозяйства прежде всего машиностроения и металлообработку литыми фасонными металлическими заготовками и деталями. Литейное производство, как бог римской мифологии Янус, имеет два «лица»: одно из них обращено к металлургии, сплавам, жидкому состоянию, процессам плавки; другое – к механике, литейной форме, процессам уплотнения и упрочнение формовочных смесей, точности отливок, физико-химическими взаимодействиям сплавов и форм.

Способ производства отливок в песчаных формах и сами формы характеризуются следующими основными признаками и технологическими приемами:

– основа материала формы – формовочные пески, металлическая дробь, железные порошки;

– связующие добавки – влажная формовочная глина, технологические добавки;

– оснастка – вытяжные или шаблонные модели, возгоняемые модели из пенополистерола и др.;

– способ изготовления формы – любой вид уплотнения;

– способ заливки – свободная.

Примерно четыре пятых всех отливок получают в разовых песчаных формах и одну пятую – специальными видами литья.

Пример изготовления разовой песчаной формы схематически приведен на рис. 1.

Литейные цеха выпускают литые заготовки, которые нуждаются в механической обработке и литые изделия ее не требующие.

Рис.1. Этапы технологии изготовления литейной формы

Отливкой называют всю массу металла, затвердевшую в литейной форме и извлеченную из нее. Она отличается от литой заготовки наличием полного комплекта технологических элементов (литниковой системы, прибылями, припусками и др.) часть которых отделяется в литейном цехе; пригаром, от которого должна быть очищена и тем, что она еще не прошла контроль и может обладать недопустимыми дефектами.

Главными признаками формообразования и получения отливки является заливка форм жидким сплавом.

Литая деталь – это готовая для сборки или эксплуатации изделие из металлического сплава, которое изготавливают механической или другой обработкой из литой заготовки. Если эта заготовка имеет форму, размеры и массу готового изделия, то для нее также правомочно называние: литая деталь.

Технологический процесс изготовления литых заготовок требует применения большого арсенала различных приспособлений, которые называются технологической оснасткой. ГОСТ 17819-84 дает следующее определение: «Технологическая оснастка литейного производства – это средства технологического оснащения, дополняющие литейное технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса получения отливок».

Используемую в литейном производстве технологическую оснастку можно склассифицировать в три группы: оснастка для изготовления литейных форм, заливочная оснастка и плавильно-печная оснастка. Рассмотрим первую группу, рис. 2.

К модельно-опочной оснастке предъявляются следующее требования:

- обеспечение получения рабочей полости формы с заданными технологическим чертежом, конфигурацией и размерами. Это обеспечивает модельный комплект, элементы которого образуют совокупность опорных поверхностей для формовочной смеси при ее уплотнении;

- обеспечение необходимой прочности и жесткости для противодействия нагрузкам, возникающих при уплотнении смеси и заливке формы. Это требование относится максимально к опокам;

- получение технологических поверхностей, обеспечивающих необходимую точность сборки элементов литейной формы и удобство манипуляций с ней.

Рис. 2. Оснастка для изготовления литейных форм

На рис. 3. показан один из вариантов модельно-опочной оснастки для машинной формовки.

Основу модельного комплекта составляют модели, модельные плиты, стрежневые ящики, модели литниково-питающих систем.

Модель – это приспособление для получения в форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки.

Стержневой ящик – это формообразующие приспособления, имеющие рабочую полость для получения в ней литейного стрежня нужных размеров и очертаний, а материалом для этого является стержневая смесь.

Модели и стрежневые ящики изготавливаются из древесины (пиломатериалы), металлов и сплавов, пластических масс.

При изготовлении моделей и стержневых ящиков учитываются припуски на механическую обработку в отливках, величина усадки металла отливки, а для извлечения моделей из уплотненной формы на модели делаются литейные формовочные уклоны.

Рис. 3. Модельно-опочная оснастка для машинной формовки:

1 - стол формовочный машины; 2 -модельная плита;3 - штыри; 4 -модель; 5 - опока; 6 - крепление модели к плите; 7- крепление плиты к столу; 8 - стояк; 9 -цапфа плиты

Опоки – это приспособления (металлические рамки) для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы, транспортирования ее и при заливке жидким металлом. По конфигурации они могут быть прямоугольными, круглыми, фасонными; по массе – ручными и крановыми; по способу изготовления – литыми, сварными и лито-сварными. При сборке форм опоки соединяются с помощью центрирующих штырей и втулок.

В комплект модельно-опочный оснастки также входят сушильные плиты, подопочные плиты, наполнительные рамки, модельные плиты, шаблоны для проверки правильности сборки форм и стрежней и др. приспособления.

Способы центрирования опок приведены на рис. 4.

Рис. 4. Способы центрирования опок: а - штырем; б - на штырь; в - на штырь и втулку

Применять их рекомендуется в следующих условиях:

- «штырем» - при мелкосерийном производстве;

- «на штырь» - при серийном и массовом производстве;

- «на штырь и втулку» - при транспортировании опок со средним габаритом не более 2500 мм по конвейерам и рольгангам.