2858.Оборудование литейных цехов учебное пособие

Существенное значение для повышения производительности труда при обрубке отливок пневматическими рубильными молотками имеет выбор зубила. На рис. 14.21 показаны зубила, которыми пользуются квалифицированные обрубщики, достигая высокой производительности при обрубке стальных и чугунных отливок. Зубила 1, 2 и 5 применяют для очистки поверхности отливок от пригоревшей формовочной смеси и для вырубки пороков отливок под заварку. Зубила 3 с уширенной рабочей частью применяют для обрубки стальных отливок после отжига. Зубила 4 имеют специальную загнутую рабочую часть для очистки внутренних сферических поверхностей.

Хвостовики зубил делают не только цилиндрическими, но и шестигранными в тех случаях, когда вращение зубила при обрубке недопустимо. Такие требования предъявляются, например, при выполнении точных обрубных работ (зачистке заваренных мест на обработанной поверхности, обрубке холодильников и т.п.).

Высокую стойкость при работе имеют зубила из стали марок 4ХС, 6ХС. Рабочая кромка зубила должна иметь твердость

HRC 58–61.

Отделение литников и прибылей в отливках из вязкого металла значительно труднее. В таких случаях применяются пресскусачки.

Для отрезки прибылей стальных и чугунных отливок, особенно прибыльной части небольших слитков и болванок, используют ножовочные станки. На таких станках разрезку можно выполнять не только в плоскости, перпендикулярной оси заготовки, но и под углом 45°. В целях повышения производительности применяют ножовочные станки с бесконечной лентой.

Ленточные пилы предназначены для отрезки литников и питателей отливок, главным образом из алюминиевых и магниевых сплавов. Отрезка ленточными пилами высокопроизво-

301

дительна. Так, для отрезки литника из алюминиевого сплава диаметром 50 мм требуется лишь 6–8 с; время отрезки магниевых сплавов на 10 % меньше.

Рис. 14.21. Зубила для обрубки отливок пневматическим рубильным молотком

Обрезка на пильных дисковых станках производится посредством медленно вращающихся круглых пил, которые автоматически подаются вперед по мере разрезания изделия. Этот

302

способ применяют для обрезки прибылей мелких и средних стальных и чугунных отливок. Станки выполняются с вертикально расположенной пилой или с переменным положением пилы.

Станки обычно приспособлены для разрезки в вертикальном либо наклонном (до 45°) положении, для чего их головка, в которой закреплена пила, может быть повернута на нужный угол. Станки имеют несколько ступеней автоматической подачи, применяемых в зависимости от свойств разрезаемого материала.

Пилы состоят из стальных дисков, на которые насажены сегменты из быстрорежущей стали. Станки имеют пилы диаметром 300–1500 мм, что позволяет разрезать предметы толщиной до 1/3 диаметра пилы (100–500 мм).

Производительность пильных станков зависит от характеристики отливок, скорости подачи пилы и времени установки отливки на станке. При отрезке прибылей неотожженных стальных отливок скорость подачи пилы 10–20 мм/мин.

Разновидностью круглопильных станков являются так называемые пилы Геллера, специально предназначенные для обрезки отливок.

При резке элементов литниковых систем на дисковых станках типа Марса быстровращающийся тонкий стальной диск давит на металл в месте реза, при этом вследствие трения выделяется большое количество теплоты; материал, нагретый до высокой температуры, становится пластичным и прорезается диском. На режущей поверхности диска выступающие части чередуются с углублениями. Диск точно центрирован, боковые поверхности его отшлифованы. Окружная скорость диска 100–120 м/с. Предусмотрено водяное охлаждение диска. Станки бывают с диском диаметром 500–1500 мм, что обеспечивает резание на глу-

бину 30–120 мм.

Основное преимущество станков типа Марса – высокая производительность, а недостаток – небольшая глубина реза

303

даже при очень большом диаметре диска. Отношение наибольшего диаметра отрезаемого изделия к диаметру диска составляет 6–8 %. Для круглопильных станков это отношение 30–35 %. Производительность станков типа Марса в несколько раз выше, чем круглопильных.

На рис. 14.22 показан диск отрезного станка типа Марса.

Абразивную отрезку выполняют как с помощью ручного механизированного инструмента, так и главным образом на специальных абразивных отрезных станках (рис. 14.23). При большом разнообразии конструкций отрезных станков их кинематика может быть с перемещением оси вращения О отрезного круга на рычаге L вокруг центра М (рис. 14.23, а) и с неподвижной осью шпинделя О и перемещением отливок (рис. 14.23, б).

К преимуществам абразивной отрезки относятся: сравнительно простое оборудование, слабый нагрев изделия, гарантированный прямой чистый рез без оплавления места реза, небольшой уровень шума.

Рис. 14.23. Схемы отрезных станков с перемещением осей отрезного круга (а) и отливки (б)

304

В то же время абразивная отрезка отливок имеет существенные недостатки: значительное выделение абразивной и металлической пыли (необходимы специальные улавливающие устройства), сильный запах горелой резины (при употреблении кругов на вулканитовой связке), высокие требования по технике безопасности (необходимы специальные защитные кожухи, пылеотсасывающие устройства и т.п.), невысокая скорость кругов. К недостаткам абразивных кругов следует отнести невысокую скорость резания и малые диаметры отрезных кругов. Так даже новым (неизношенным) кругом можно отрезать элемент литниковой системы диаметром

D ≤ (d1 − d2 ) / 2 − b,

где d1 – диаметр отрезного круга, мм; d2 – диаметр фланца, мм; b – сумма величин выхода диска за обрабатываемое изделие и предохранительного расстояния от перерезаемого изделия до фланца, мм. Эта формула верна для любого дискового отрезного инструмента.

Отрезные круги на синтетических связках обладают высокой прочностью. При их применении вместо фланца ставят прижимную шайбу и диапазон отрезных работ может быть значительно расширен.

Прибыли от крупных отливок отделяют газовой резкой. Она основана на том, что нагретый металл может гореть в струе чистого кислорода, выделяя при этом тепло.

В газовом резаке (рис. 14.24) струя кислорода при помощи инжекторного устройства 6 засасывает газ из кольцевого канала 5, смешивается с ним в смесительной камере 3 и выдается наружу через кольцевой паз 2 мундштука. На выходе из мундштука газ образует пламя. При разогреве металла до температуры зажигания вентилем 7 включают сильную струю режущего кислорода, который проходит по каналу 4 и выходит через отверстие 1. Металл плавится и выдувается в жидком виде вместе со шлаком, образующимся при горении.

305

Рис. 14.24. Горелка для газовой резки металла

Подробно газовая резка будет рассмотрена ниже, в разделе «Огневые способы обрубки и очистки отливок».

Вопросы для повторения

1.Какие типы оборудования применяются для выбивки форм и удаления отливок?

2.Какие типы оборудования используются для выбивки стержней?

3.Какие автоматизированные установки используются для выбивки форм?

4.Типы механических выбивных решеток и их устройство.

5.Определение параметров оптимального режима колебаний эксцентриковой выбивной решетки.

6.Характер рабочего процесса выбивных решеток.

7.Установки для электрогидравлической выбивки стержней из отливок.

306

15. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК

После удаления элементов литниковых систем дальнейшая обработка отливок заключается в следующем: а) поверхность отливки очищают от пригоревших формовочных и стержневых смесей; б) удаляют остатки (следы) литниковых систем, прибылей и заливов; в) устраняют неровности на поверхности отливок.

Выбор технологического процесса очистки отливок и оборудования определяется характером производства (единичное, серийное, массовое) и характеристикой очищаемых отливок (развес, состояние поверхности, форма). На выбор технологического процесса влияет также род покрытия, которое в дальнейшем будет наноситься на отливку (окраска, эмалирование, гальваническое покрытие и т.п.).

Очистные операции отливок являются наиболее трудоемкими и составляют до 40 % от общих затрат труда на изготовление отливок, причем при очистке применяется наибольшее количество ручных операций и тяжелого физического труда (более

50 %).

Условия труда на участках очистки тяжелые и вредные. Поэтому улучшение условий и увеличение производительности труда взаимосвязаны и могут осуществляться только при повышении уровня механизации процессов очистки.

Существует много способов очистки отливок, но для удобства рассмотрения технологических процессов очистки и применяемого оборудования систематизируем наиболее распространенные способы очистки, взяв за основу классификацию, предложенную С.И. Фоменко [и др.] (табл. 15.1) [44].

Некоторые из рассматриваемых в классификации способов реализуются как для очистки, так и для обрубки, а иногда даже для выбивки стержней из отливок.

307

Под ручной очисткой, составляющей более 50 % от общего количества очистных работ в литейном производстве, подразумевается проведение любых очистных операций (удаление стержней очистка поверхности, удаление литников и заливов, зачистка остатков литников) с помощью ручного, пневмо- и электроинструмента. Ручная очистка еще длительное время, особенно для категории обрубных операций, сохранит свое значение. Для литейных цехов малой мощности и для мелкосерийного производства современное очистное оборудование (водоструйные и дробеструйные установки и т.д.) зачастую нерентабельно.

308

Наибольшее распространение получил пневмоинструмент, сконструированный на основе рубильных молотков. Операции, основанные на снятии того или иного слоя металла, производятся также ручными пневмо- и электромашинками с абразивными кругами.

16. ВОДОСТРУЙНАЯ ОЧИСТКА

При струйной очистке характерно удаление пригара и оставшейся смеси струей воды, газа или воздуха с абразивными добавками или без них. Эффективность и экономичность очистки зависят от параметров струи, характера добавок и способа формирования струи. Для обеспечения условий техники безопасности и санитарных норм все эти способы требуют применения соответствующего оборудования, механизации процесса и определенной организации труда.

Впервые водоструйная очистка отливок была применена в 1909 г., вода при этом подавалась из пожарного брандспойта под давлением 20 кГ/см2. С конца 20-х гг. этот способ начал находить широкое промышленное применение. Появление стержневых смесей на различных синтетических связующих, особенно на жидком стекле, вызвало необходимость применения воды с высоким давлением, а требования техники безопасности обусловили появление современных высокомеханизированных закрытых водоструйных камер.

Современные водоструйные установки с давлением воды до 200 кГ/см2 применяются для обработки отливок из чугуна и стали весом 0,2–100 т. В зависимости от веса отливок и серийности производства эти камеры имеют самое разнообразное конструктивное исполнение. Эффективность воздействия воды на стержень может быть повышена путем добавления в струю воды высокого давления частиц абразива, в частности кварцевого песка. Промышленному применению этого способа до сих

309

пор препятствовала низкая стойкость сопел. Применение сопла с кольцевым истечением воды высокого давления позволяет создать водопескоструйные установки, в которых помимо удаления стержней можно производить частичную очистку поверхности отливок от пригара.

В литейных цехах в настоящее время эксплуатируется большое количество водоструйных установок. Все действующие установки построены за период начиная с 1930 г., поэтому их основные параметры колеблются в широких пределах: производительность от 1 до 20 т/ч обрабатываемых отливок; расход воды высокого давления на 1 т отливок – от 4 до 25 м3; вес отливок, из которых удаляются стержни, – от 10 кг до 200 т; габаритные размеры отливок – от 0,2 до 10 м; отношение веса стержней к весу отливки – от 0,5 до 1,5.

Давление воды, применяемое при водоструйной очистке, колеблется в пределах от 100 до 200 кГ/см2. Величина этого давления зависит от сложности внутренних полостей и от прочности стержней в отливке. Величина давлений воды от 100 кГ/см2 и выше определяет параметры и ряд конструктивных элементов оборудования для очистки отливок, как например, стационарные мониторы, закрытые камеры, наличие обязательных блокировок и т.д.

Современная водоструйная установка – это сложный комплекс различного оборудования, связанного системой автоматики и блокировок. В общем виде схема такой установки показана на рис. 16.1.

Отливки, загружаемые и выгружаемые вне камеры, устанавливаются на самоходную тележку с поворотным столом 1. Тележка закатывается в рабочее пространство камеры 2. После закрытия ворот камеры из насосной станции высокого давления 5 к монитору 3 под высоким давлением подается вода. Рабочий, находясь в кабине 4, производит обработку отливки, управляя всеми механизмами с пульта управления. Удаленные из отливок куски стержней и вода поступают на грохот 6. Песок и вода,

310