книги из ГПНТБ / Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов

температуру выбивки скоростью формовочного конвейера н его длиной. Если отливка в форме не успеет охладиться за проход конвейера от заливочной ветви конвейера до выбивной решетки, то приходится охлаждать отливки за два прохода пли удлинять конвейер либо устанавливать рольганг для снятия залитых форм с конвейера.

Процесс выбивки отливок заключается в том, что затвердевшие и охладившиеся до заданной температуры отливки извлекают из формы. Форму разрушают, п из отливки удаляют стержни, а также отделяют литники и прибыли. После этого осуществляют заключи­ тельную операцию — очистку наружной и внутренней поверхности отливки от пригоревшей смеси. Выбивка относится к числу наиболее трудоемких и тяжелых операций при производстве отливок, так как из формы выделяется большое количество теплоты, газов и пыли. Поэтому механизация выбивных и очистных работ в литейных цехах является задачей первостепенной важности.'

Для выбивки форм чаще всего используют пневматические, ме­ ханические, эксцентриковые н инерционные решетки. Механические, эксцентриковые и инерционные решетки являются наиболее эконо­ мичными, кроме того, они работают с меньшим шумом.

На рис. 193 приведена конструкция выбивной механической решетки грузоподъемностью 1500—2500 кг п производительностью

80—100 форм в час. _

В литейных цехах крупносерийного и массового производства операции выбивки отливок нз форм, выбивки стержней и транспор­ тирования отливок в очистное отделение механизированы и автома­ тизированы.§

§ 3. ОЧИСТКА ОТЛИВОК

Отливки поступают в очистное отделение для очистки, обрубки и отделки. Эти операции осуществляются в определенной техноло­ гической последовательности, которая зависит от особенностей отливок (химического состава, массы, толщины стенок, свойств металла и требований к отливкам). Перед очисткой отливки пред­ варительно осматривают; отливки с явным браком (недолив формы, обвал формы, спаи и другие) откладывают, и они на очистку не поступают.

Технологический процесс очистки отливки складывается из следующих операций: удаления стержней из отливок; отделения литников, выпоров и прибылей; очистки отливок от приставшей формовочной смеси; удаления заусенцев, окалины, а также правки отливок после термической обработки и их окраски (если эти опе­ рации предусмотрены технологией); окончательного контроля ка­ чества отливок после очистки и обрубки.

Удаление стержней из отливок. Выбивка стержней из отливок является трудоемкой операцией. В крупносерийном и массовом производстве для части отливок эта операция механизирована и

310

осуществляется либо вибрационными установками (рис. 194), либо гидравлическими. Вибрационная установка имеет мощный пневма­ тический вибратор, сотрясающий отливку, вследствие чего стержни разрушаются и их обломки высыпаются наружу.

На ЗИЛе разработана автоматизированная установка для вы­ бивки стержней из отливок. Отливки после выбивки из опок и охла­ ждения поступают на участок удаления стержней на подвесном конвейере. Под конвейером На этом участке установлены рельсы, по которым вдоль конвейера передвигаются выбивные устройства, представляющие собой зажимные приспособления с вибраторами. Скорость движения приспособлений равна скорости движения подвесного конвейера. Отливка зажимается приспособлением и

Рис. 194. Вибрационная выбивная установка:

подвергается вибрации; при этом приспособление движется вместе

сотливкой. Куски выбитых стержней проваливаются через решетку в полу и по наклонному лотку поступают на ленточный транспор­ тер, передающий отходы в систему регенерации. После выбивки стержней приспособление автоматически разжимается и быстро отходит по рельсам к следующей отливке. Движением выбивных приспособлений, зажимов и работой вибраторов управляет рабочий

спульта. Аналогичная установка работает на заводе Форда в Кли­ вленде.

Стержни, изготовленные из песчано-глинистых смесей, с трудом

выбиваются на таких машинах, поэтому их лучше удалять гидрав­ лическим способом — вымыванием их из полости отливки струей воды, вытекающей из сопла под давлением 25—100 кгс/см2. Как правило, одновременно с этим производится очистка поверхности отливок.

Поскольку операция выбивки стержней из отливок является трудоемкой, то при выборе состава стержневых смесей следует обращать особое внимание на их выбиваемость. Для этого в состав стержневой смеси вводят специальные добавки (см. раздел первый).

311

Хорошей выбиваемостыо обладают смеси, применяемые для изго­ товления стержней в нагреваемой оснастке. Такие стержни особенно целесообразно устанавливать в отливках с труднодоступными для очистки от стержней полостями, отверстиями, так как после про­ грева металлом стержневая смесь теряет прочность и легко высы­ пается из отливки.

Способы отделения литников и прибылей. Кроме ручного спо­ соба существует несколько способов отделения литников от отли­ вок: механический, анодно-механическая или газовая резка.

При механическом способе литники отделяются резкой ножовоч­ ными полотнами на круглопильных или ленточных станках, обруб­ кой на прессах.

Для отрезки прибылей от стальных н чугунных отливок широко применяют станки с ленточной пилой или дисковой. Отрезка на

'последних происходит следующим образом. Быстровращающийся тонкий диск давит на разрезаемый предмет; вследствие значитель­ ного трения выделяется большое количество теплоты и нагретый до высокой температуры металл становится пластичным и проре­ зается диском. Диск охлаждается водой.

Для отделения литников применяют различные прессы: гидрав­ лические, кривошипные, фрикционные и другие. На зажатый стояк надевают трубчатый пуансон, внутренний диаметр которого не­ сколько больше диаметра стояка. При рабочем ходе пресса пуансон срезает питатели, и отливки отделяются от стояка. Гидравлические прессы применяют также для отрезки остатков литников от отливок из ковкого чугуна после отжига. Для этой же цели служат фрик­ ционные прессы. В крупносерийном и массовом производстве изготовляют специальные штампы, в которые вкладывают отливки с выступающими за пределы штампов остатками литников. На рис. 195 приведено приспособление для отрезки литников из ков­ кого чугуна на прессе К117. Производительность прессов с такими штампами 5—6 тыс. ходов в смену.

Анодно-механическую резку применяют для разрезки образцов, а также отрезки прибылей и литников от отливок из высоколегиро­ ванных сталей. Отливку и инструмент включают в цепь постоянного тока и соединяют отливку с анодом, а инструмент с катодом. В зону резания подается водный раствор жидкого стекла плотностью

1,27—1,30 г/см3.

Инструмент имеет рабочее движение и движение подачи. При определенном зазоре между поверхностями отливки н инструмента цепь постоянного тока замыкается через выступы поверхности и начинается процесс резки. В местах контакта инструмента п отливки оплавляются микровыступы и продукты оплавления в виде шариков выносятся из зоны резания движущимся инструментом. Анодномеханическая резка осуществляется двумя инструментами: диском и замкнутой лентой. Преимущества анодно-механической резки: малая ширина реза, ровная поверхность, малые отходы и доста­ точно высокая производительность.

312

Для отрезки прибылей и литников с помощью абразивных кругов применяют специальные станки типа шлифовальных. При этом получают гарантированный прямой чистый рез, шум при работе невелик, но выделяется много абразивной п металлической пыли. На чугунной отливке твердостью НВ 260 прибыль диаметром 308 мм отрезается за 20 мин. Однако большое пылевыделение, расход абра­ зивных кругов и сложность использования способа для крупных отливок ограничивают область его применения.

Процесс газовой резки основан на сгорании нагретого металла

вструе кислорода и удалении этой струей окислов, образующихся

вместе разреза. В качестве горючих материалов при газовой резке применяют ацетилен, бензин, ке­ росин, реже водород.

Резку электрической дугой ис­ пользуют для отрезки литников и прибылей от отливок из жаро­ стойкой и кислотостойкой стали, не

Рис. 195. Приспособление для отрезки литников:

поддающейся обычной газовой резке. Поверхность резания полу­ чается грубой и требует дополнительной обработки.

Очистка отлизок от пригоревшего песка и окалины. Поверхности отливок очищают разными способами: в барабанах периодического и непрерывного действия, в дробеструйных барабанах, на дробеметных столах, в дробеметных камерах, в комбинированных дро- беметно-дробеструйных камерах, в гидропескоочистных камерах и барабанах.

Во вращающихся барабанах периодического действия очищают наружные поверхности небольших отливок (рис. 196) единичного и массового производства. Операция очистки отливок заключается во взаимном трении отливок и звездочек из белого чугуна, загру­ жаемых в барабан вместе с отливками в количестве 20—35% массы отливок. Мелкие отливки массой до 30 кг загружают в барабан, а более крупные и тонкостенные укладывают поштучно.

313

Продолжительность цикла очистки зависит от конфигурации отливок, рода металла и способа загрузки отливок в барабан.

Рис. 19G. Схема барабана для очистки мелких отливок:

Скорость вращения барабана 30 об/мин. В процессе очистки отливок удаляются не только песок, но и заусенцы, получающиеся по разъему формы и у стержневых знаков. Производительность очист­ ного барабана 800—1300 кг/ч.

Рис. 197. Схема дробеструйной камеры для очистки отливок

В барабанах непрерывного действия очищают мелкие отливки массового производства. Очистка отливок и стержней, отбивка литников и заусенцев происходят за счет трения самих отливок и

314

о специальные ребра, находящиеся внутри барабана. Скорость вращения барабана 20 об/мпи. Барабан устанавливают под углом 1,5—2° к горизонту, что обеспечивает движение отливок вдоль осп барабана при его вращении.

Дробеструйная очистка отливок производится в барабанах, на столах и в камерах периодического действия. Отливки очищаются

деляется от включений. Просеянная дробь падает в бункер 5, а затем в магнитный сепаратор 4, откуда поступает в бункер 3 и по трубопроводу 14 подается сжатым воздухом от вентилятора 1 в бункер 12 и из него в дробеструйный аппарат 11. Пыль от магнит­ ного сепаратора отсасывается вентилятором 19 в циклон 16, из него в бункер 17 и элеватором 18 подается в вагон 20. Крупные куски отходов по элеватору 2 поступают в специальный короб.

315

Ниже приведен расход дроби в зависимости от диаметра сопла при давлении воздуха 6 ат:

Дробеметная очистка происходит за счет кинетической энергии струи чугунной дроби, выбрасываемой иа отливки дробеметным аппаратом (турбиной).

Рис. 199. Дробеметный барабан непрерывного действия:

J — приямок для дроби н шлама; 2 — шнек выдачи отливок; 3 — дробеметные аппараты; 4 — вращающиеся барабан; 5 — система очистки дроби; 6 — желоба для дроби; 7 — привод скипового подъемника; 8 — короб для подачи отливок; 9 — привод барабана

На рис. 198 приведена схема дробеметной установки для очистки отливок. Дробь подается в быстровращающуюся турбинку со встав­ ными сменными лопастями. Отсюда дробь, вылетающая со скоростью до 80 м/с, ударяясь о поверхности находящихся на вращающемся столе отливок, очищает их от пригара и окалины.

Дробеметное колесо (турбинка) имеет два диска, между которыми радиально расположены восемь лопаток, изготовленных из изно­

316

состойкого хромистого чугуна. Скорость вращения турбины 2250 об/мин. Производительность дробеметной установки периоди­ ческого действия с одной турбинкой 900—1500 кг отливок в час.

В барабанах непрерывного действия (рис. 199) очищают мелкие отливки массового и крупносерийного производства. Производитель­ ность такого барабана 3000—5000 кг отливок в час.

Гидропескоструйная очистка — это очистка влажным песком, не уступает по производительности дробеструйной и дробеметной очистке, кроме того, запыленность воздуха значительно ниже допу­ стимой санитарными нормами. Гидропескоструйную очистку при­ меняют для отливок из черных п цветных сплавов (алюминиевых, медных н других), которые нельзя очистить в растворах щелочей или кислот из-за взаимодействия с ними.

Недостатком гидропескоструйной очистки является снижение коррозионной стойкости отливок, вследствие этого отливки прихо­ дится промывать и сушить.

На НКМЗ для очистки крупных отливок применяют гидравличе­ ские камеры. Отливки очищают водой под давлением 150—200 кг/см2, производительность камеры до 30 000 кг/ч в зависимости от кон­ фигурации и массы отливок, габаритные размеры камеры 10 X 12 м.

§ 4. ОБРУБКА И ЗАЧИСТКА ОТЛИВОК

Для обрубки заусенцев в местах отливок, не доступных для зачистки абразивами, применяют пневматические рубильные мо­ лотки (рис. 200) с коротким ходом (до 100 мм) для мелких отливок

и с длинным для крупных отливок. На практике используют рубиль­ ные молотки РМ-1, РМ-3 и РМ-5 с открытой рукояткой. Производи­ тельность молотка во многом зависит от правильного выбора формы зубила. Высокой стойкостью обладают зубила, изготовленные из сталей 4ХС, 6ХС, 7ХС. Рабочая кромка зубила должна иметь твердость HRC 58—61. В последнее время для обрубки и зачистки' отливок применяют электрифицированные молотки.

317

Зачистка отливок абразивными инструментами. Отливки зачи­ щают абразивными кругами с целью удаления заливов-, заусенцев, перекосов и неровностей поверхности. Для обработки отливок применяют абразивные инструменты на керамической, бакелитовой и вулканитовой связках. Обдирку отливок осуществляют на стан­ ках: шлифовальных с гибким валом, подвесных маятниковых на­ ждачных, стационарных обдирочно-зачистных, кроме того, в полу­ автоматах и автоматах.

Рис. 201. Схема полуавтомата для зачистки отливки картера коробки передач:

/ — правая и левая головки; 2 — электродвигатели; 3 — штурва­ лы; 4 — вращающиеся стол; 5 — приспособление; 6 — электро­ двигатель; 7 — отливка

Шлифовальные станки с-гибким валом применяют для прямой

иторцовой обдирки отливок и отрезки стояков. Поверхности отли­ вок зачищают после обрубки или удаления небольших остатков литников и других приливов. Хорошо работают станки с гибким валом И-54 и И-54А Ярославского завода «Красный маяк». Крупные

исредние отливки зачищают в поточном производстве подвесными маятниковыми наждачными станками.

На стационарных обдирочно-зачистных станках удаляют остатки

литников, приливов и заусенцев. При зачистке отливки прижн-

318

мают вручную или специальными приспособлениями к вращаю­ щемуся абразивному кругу. Для уменьшения запыленности воздуха к кожуху абразивного круга снизу приделана камера, наполненная водой.

Автоматы и полуавтоматы для абразивной обдирки отливок

впервые были разработаны и внедрены на ГАЗ. Полуавтоматы в несколько раз повысили производительность труда рабочих, особенно при обработке мелких отливок. Работа"на полуавтоматах требует разбивки отливок па группы по расположению зачищаемых мест, конфигурации и размерам.

Кроме того, должны быть сделаны соответствующие приспособ­ ления для закрепления и подачи отливок на полуавтомат и удаления отливок после очистки. Каждая конструкция зачистных автоматов рассчитана па обработку отливок определенной группы. В кон­ струкциях предусмотрены сменные приспособления, обеспечиваю­ щие быстрое и надежное крепление отливок.

На рис. 201 приведена схема полуавтомата для обдирки отливки картера коробки передач и зачистки больших плоскостей отливок. На вращающемся столе диаметром-2000 мм устанавливают 12 при­ способлений для зажима отливок. При вращении стола отливки поступают под абразивный круг, закрепленный на шпинделе. Производительность полуавтомата 180 отливок в час.

■Окраска отливок; Отливки окрашивают для защиты от кор­ розии при хранении на складе и в процессе механической обра­ ботки.

Для однослойной окраски отливок из серого и ковкого чугуна используют нитроэмаль № 624, которая обладает наилучшей стой­ костью. Отливки перед окраской промывают в двухкамерной

вгорячей воде при той же температуре с последующей просушкой горячим воздухом в течение 2 мин и охлаждением на воздухе в те­ чение 5—7 мин. Отливки окрашивают нитроэмалью № 624 из пульверизатора или окунанием в ванну с последующей просушкой

вкамере при 60° С в течение 10 мин.§

§ 5. ТЕРМООБРАБОТКА ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК

Термообработку отливок из чугуна проводят для снятия литей­ ных напряжений и стабилизации размеров, снижения твердости и улучшения обрабатываемости, повышения механических свойств, а также износостойкости. Применяют следующие виды термообра­ ботки чугунных отливок.

Низкотемпературный отжиг применяют для снятия внутренних напряжений. Температуру отжига назначают в зависимости от химического состава чугуна. Отливки из серого чугуна обычно отжигают при 500—700° С; из высокопрочного чугуна при 550—

319