8. Термообрубное отделение

Лекции 17-18

Отливки, после выбивки, транспортируются в термообрубное отделе­ние. Транспортным средством для этого могут быть: подвесной толкающий конвейер, пластинчатый транспортер, а в цехах мелкосерийного произ­водства - напольный транспорт.

Термообрубное отделение предназначено для выполнения следующих технологических операций: выбивки и удаления стержней из полостей от­ливок, удаление литниково-питающих систем, очистки, обрубки, зачистки, термообработки, исправление дефектов отливок, окраски отливок.

В цехах крупносерийного и массового производства отделение литни­ков и прибылей, выбивку стержней из отливок массой до 150 кг следует производить, как правило, в проходных галтовочных барабанах непрерыв­ного действия. Для очистки отливок массой до 1000 кг следует предус­матривать дробеметные камеры периодического действия, а также дробе­метные установки с одновременной выбивкой стержней и последующей реге­нерацией смесей (эти операции характерны для цехов мелкосерийного про­изводства).

Зачистку мелких отливок следует производить в зачистных автомати­ческих и полуавтоматических установках или универсальных станках в по­точных механизированных линиях.

Разделку и заварку дефектов на стальных отливках следует предус­матривать с применением установок плазменной резки (воздушно-дуго­вой строжки).

В цехах мелкосерийного и единичного производства допускается при­менение галтовочных барабанов периодического действия. Для облегчения отделения литников и прибылей от стальных отливок следует предусматри­вать охлаждение отливок водой или водо-воздушной смесью в камерах. Удаление стержней крупных отливок следует производить в установках электрогидравлической выбивки и гидрокамерах с мокрой регенерацией от­работанных смесей. Очистку мелких отливок следует производить в дробе­метных барабанах непрерывного и периодического действия. Очистку отли­вок массой >50 кг следует проводить на вращающихся подвесках в про­ходных дробеметных камерах.

В цехах крупносерийного и массового производства отливок, подвер­гаемых ТО (из стали, КЧ, ВЧ) необходимо предусматривать правку на гид­равлических прессах. При производстве особо ответственных отливок сле­дует предусматривать средства неразрушающего контроля. Проектирование участков грунтовки и термической обработки следует вести с учетом со­ответствующих норм технологического проектирования.

8.1. Объем производства

При определении числа отливок, подлежащих обработке в термообрубном отделении, за основу принимают годовую производственную программу цеха с учетом брака. При этом исходят из того, что при тщательном осмотре отливок выявляемый при обрубке и внешний (при мехобработке) брак дол­жен составлять , 2-3%.

Учитывают также дефектные отливки, подлежащие исправлению. Число таких отливок принимают в количествах:

-для мелких отливок 15-20%; -для средних отливок 25-30%; -сложных

и крупных отливок 40-60%

от общего годового выпуска отливок.

8.2.Технологические процессы в обрубном отделении

Отливки, выбитые из литейных форм, проходят определенный по дли­тельности цикл охлаждения (табл. 8.1.), после чего их отдают в термо­обрубное отделение. Там выполняется комплекс операций, улучшающих их физико-механические свойства и придается им товарный вид.

Таблица 8.1.

Нормы времени охлаждения отливок (час) после выбивки

масса, кг			серый чугун	ковкий чугун	углеродистая сталь	легпрованная сталь
< 8,0 9-20 21-50 51-100 101-250 251-500 501-1000 ]1001-2000 2001-5000 5001-10000 10001-20000 >20000			1,0-2,5 1,2-3,0 1,5-4,0 2,0-5,0 3,0-7,5 5,0-10,0 9,0-18,0 15,0-24,0 24,0-35,0 32,0-48,0 40,0-60,0 48,0-72,0	1,0-1,2 1,2-1,5 1,5-2,2 2,0-3,0 3,0-4,5 --- --- --- --- --- --- ---	0,8-1,5 1,0-2,0 1,2-3,0 1,6-3,7 2,5-6,0 4,0-9,0 7,0-14,0 12,0-20,0 18,0-28,0 24,0-38,0 32,0-48,0 36,0-60,0	1,2-3,0 1,5-4,0 1,8-5,0 2,4-6,0 3,5-8,0 10,0-14 14,0-20 --- --- --- --- ---
		нижнее значение интервала времени принимают для бесстержневых отливок

Технологический процесс устанавливают с учетом литейного сплава, габаритных размеров отливки, ее массы и конфигурации.

Типовой техпроцесс обработки большей части чугунных отливок вклю­чает операции:отбивку литниковой системы и элементов питания отливки, охлаждение, очистку и удаление стержней, обрубку и зачистку, исправле­ние дефектов, термообработку, грунтовку и сушку, контроль и передачу на склад.

Спецификой техпроцесса обработки отливок из ковкого чугуна явля­ется двойная очистка(до и после отжига), а также правка в штампах.

Техпроцесс обработки стальных отливок имеет также свои специфи­ческие особенности. Одна из них-отрезка прибылей. На отливках из стали 25Л, 30Л, 35Л эту операцию выполняют до термообработки,а для отливок из сталей 40Л-55Л - после термообработки, когда температура их >200⁰C.

Для отливок из УС и ЛС, подвергаемых заварке после термообработ­ки, необходим дополнительный высокий отпуск.

Отделение от отливок литниково-питающих систем

Литниково-питающие системы мелких чугунных отливок отделяют во время их очистки в галтовочных барабанах, а от более крупных-ударами молотка в процессе или после выбивки из форм.

От мелких стальных, бронзовых и латунных отливок литники отрезают на кривошипных прессах и с помощью эксцентриковых кусачек. От отливок из сплавов алюминия и магния-ленточными пилами.

Прибыли от крупных стальных и медных отливок, а также чугунных отливок образуют на станках дисковыми пилами. Особо массивные прибыли от крупных отливок из УС и низколегированной стали обрезают газокисло­родной резкой,плазмой и с помощью специальных установок механизирован­ной резки.

Очистка отливок.Для очистки чугунных и стальных отливок применяют методы очистки: галтовочный, дробеметный, дробеструйный, вибрационный, гидравлический, электрогидравлический, элекрохимический и газовый.

Галтовочная очистка основана на процессах соударения и трения от­ливок одна о другую в результате их взаимного перемешивания во вращаю­щемся в горизонтальной плоскости барабане. Процесс галтовки применим для очистки отливок простой конфигурации, массой до 60 кг, а сами гал­товочные барабаны бывают периодического и непрерывного действия.

Дробеметная очистка производится потоком чугунной дроби, направ­ленным на отливку со скоростью 70-80 м/с с помощью быстровращающегося ротора(2250 об/мин.).

Дробеметное оборудование выпускается 3-х видов: дробеметные бара­баны для очистки отливок массой до 400 кг; дробеметные столы - для очистки отливок с массой 100-530 кг с развитыми поверхностями; дробе­метные камеры для очистки отливок массой от 315 кг и до 10,0 т.

Дробеструйная очистка - по механизму аналогична дробеметной, но дробь выбрасывается через сопло дробесруйного аппарата сжатым возду­хом.

Для очистки тяжелых и особо тяжелых (массой 10-30 т) отливок при­меняют очистку в камерах с одновременным использованием дробеметного и дробеструйного метода очистки.

Вибрационная очистка выполняется абразивом, находящемся вместе с отливками в виброконтейнере,колеблющимся с частотой 1000-2000 в мину­ту. Контейнер,снабженный электроприводом и упругой подвеской,установ­лен на 4-х воздушных баллонах,позволяющих регулировать (в пределе 2-6 мм) амплитуду его колебаний при изменении давления воздуха. Во время работы в контейнер подается раствор для промывки отливок и удаления отходов. Этим способом очищают мелкие отливки от пригара и окалины в условиях поточно-массового производства. Отливки должны обладать маг­нитными свойствами, т.к. после обработки их извлекают магнитным бара­баном,опускаемым в контейнер.

Гидравлическая очистка - это очистка струей воды,направляемой гидромониторами на отливку под давлением > 100 кгс/см. Операции очист­ки осуществляются в камерах,снабженных поворотными столами и выкатной тележкой.Этот способ применяют для отливок массой 0.5-100 т из чугуна и стали.В данной технологии очистка сочетается с выбивкой стержней без пылеобразования. Процесс можно интенсифицировать за счет введения в струю воды абразива - кварцевого песка. После очистки отливки при не­обходимости сушат нагретым воздухом.

Электрогидравлическая очистка осуществляется энергией электрогид­равлического удара, который получается в результате высоковольтных электрических разрядов в водяной ванне между электродом и поверхностью отливки. Этот способ применяют для очистки чугунных и стальных отливок массой до 25,0 т. Одновременно с очисткой из отливки удаляются стерж­ни.

Электрохимическая очистка - основана на растворении пригара и окалины в щелочном растворе под действием постоянного тока. Рекоменду­ется для очистки крупных (до 7,5 т) стальных отливок.

Газовая очистка - выполняется газокислородным пламенем, создавае­мым горелками. Применяется для крупных, тяжелых и особо тяжелых отли­вок из чугуна и стали. Эффективно использовать пламя плазмы.

Удаление стержней из отливок

Мелкие и средние по массе чугунные и стальные отливки, как прави­ло, освобождаются от стержней в процессе выбивки и очистки. Для удале­ния стержней из отливок с большими замкнутыми внутренними полостями применяют вибрационные установки, дробеметные, гидравлические и элек­рогидравлические камеры.

Обрубка отливок

Это удаление заливов, швов и др. неровностей на наружних и внут­ренних поверхностях средних и крупных отливок из чугуна и стали, а также вырубка дефектов под заварку, срубку технологических ребер в от­ливках из стали и ковкого чугуна. Обрубные операции выполняются пнев­матическими рубильными молотками с зубилами (модель МР-4; MP-5; MP-6; KE-22 и др.). В последнее время для обрубки и зачистки крупных и тяже­лых отливок используют воздушно-дуговую резку (на очереди плазменная резка).

Зачистка отливок в местах подвода питателей, прибылей и других неровностей на наружных поверхностях чугунных и стальных отливок про­изводится на установках, снабженных абразивными кругами. Эти установки могут быть стационарные, маятниковые, подвесные и с гибким валом. Для мелких отливок используют специальные заточные станки.

Термообработка. Основные цели термической обработки отливок - снятие внутренних напряжений; улучшение обрабатываемости; придание сплаву определенной структуры и свойств. Операции и режимы термической обработки для отли­вок из Fe-C сплавов приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2.

материал	вид термообра-	температура	время термообработки, час
	ботки	нагрева, 0С	всего	в том числе с подачей энергии
низкоуг. сталь высокоуг. сталь	нормолизация нормализация, отпуск	890-920 860-880 580-650	12-25 10-21 8-23	8-17 8-18 6-16
низколегиро-ванные стали	отжиг нормализация отпуск	870-890 880-900 520-650	8-23 10-21 15-21	6-16 8-18 12-20
легированные стали	отжиг нормализация отпуск	860-880 870-890 520-650	22-41 12-21 29-31	19-34 10-18 16-24
сталь 110Г13Л	закалка в воде	1050-1100	17-24	17-24
серый чугун	искус. старение	520-570	17-21	13-17
СЧ прецезион.	искус. старение	520-620	26-38	22-34
высокопроч-ный чугун	отжиг снятие напряж.	900-950 500	19-30 12-25	14,5-23,5 10-22
ковкий чугун	отжиг	950-970	31-45	25-30

Примечания: 1. Чугунные отливки перед старением подвергаются чер­новой обработке резанием.

2. Для высоколегированной стали режим ТО устанавлива­ется в зависимости от марки.

3. Время ТО дано без учета времени на загрузку и выг­рузку.

Грунтовка отливок - для предотвращения коррозии отливок при дли­тельном хранении и транспортировке. Перед грунтовкой отливки тщательно дочищают и моют в моющих установках. Окраске грунтом подвергают наруж­ние и внутренние поверхности отливок, не подлежащие обработке резани­ем. Мелкие и средние отливки грунтуют в проходных окрасочных камерах на подвесных конвейерах методом окунания или опрыскивания; крупные - в камерах тупикового типа на решетках - стендах с нижним отсосом испаре­ний. После грунтовки мелкие и средние отливки сушат в специальных ка­мерах, крупные - в атмосфере цеха.

Контроль отливок. В термообрубном отделении применяют два вида контроля - промежуточный и окончательный. Первый осуществляется в про­цессе очистки, обрубки и зачистки с целью изъятия из технологического потока бракованных и дефектных отливок; второй - для окончательной приемки отливок. В зависимости от технических требований окончательный контроль проводится на постах наружного осмотра отливок, а также в це­ховых или заводских лабораториях (металлографической, механических ис­пытаний, рентгеновской, ультразвуковой и др.).