ТКМ Лабы 2 семестр

Лабораторна робота № 1

СПОСОБИ ВИГОТОВЛЕННЯ РАЗОВИХ ПІЩАНО-ГЛИНИСТИХ ФОРМ

Мета роботи:ознайомитися з технологією ручного формування, виготовитипіщано-глинистуформу.

1.1 Загальні відомості

Технологіявиготовленнявиливкауразовійпіщанійформіскладаєтьсязтакихпослідовнихоперацій:виготовленнямодельнихкомплектів; приготуванняформовихістрижневихсумішей;формуванняливарнихформ істрижнів;сушіннястрижнів,аінодііформ;вибиваннявиливказформі стрижнівзвиливка;обрубуванняливниковоїсистемийочищеннявиливка; механічна і термічна обробка виливка; контроль і виправлення дефектівготовоговиливка.

Переважнукількістьвиливківвиготовляютьупіщано-глинистихфор- мах.Нарис.1.1,анаведеновиливок,анарис.1.1,б–разовуливарнуфор- му.Формувиготовляютьурамках4,якіназиваютьопоками.Нижняіверхняопокиз'єднуютьсяміжсобоюцентрувальнимиштирями.Формаскла- даєтьсязтакихелементів–ливниковоїсистеми:7(ливниковачаша),8 (стояк),9(живильник);верхньої2інижньої1півформ;порожнини5,стрижня

3

надходитьутрапецоїднийуперерізішлаковловлювач,якийрозміщено уверхнійполовиніливарноїформи.Вінпризначенийдлязатримування шлакових та земляних вкраплень, які спливають на поверхню металу внаслідокзниженняшвидкостійогоструменяушлаковловлювачі.Живильникипідводятьрідкийметалбезпосередньовпорожнинуливарної форми.Випорустановлюютьунайвищійточцівиливка,томурідкийметал заповнює випор останнім, що дає змогу контролювати заливання форми.Крімтого,увипорпризаповненніформиметаломвиходитьповітря.Примашинномуформуваннівикористовуютьвогнетривкусітку5.

Рис.1.2.Конструкціяливниковоїсистемитаїїскладовихелементів

Формувальні інструменти для виготовлення разової форми вручнуможнаподілитинадвігрупи:1)інструменти,щовикористовуютьдля наповненняопокформовоюсумішшю,ущільненняїїтавидаленнямоделейзформи;2)інструментидляобробкиформ.Інструменти,яківикористовують при виготовленні разової ливарної форми вручну, подані на рис. 1.3. Ущільнюють суміш пневматичними (рис. 1.3,а) або ручними (рис. 1.3,б)трамбівками.Щоблегшевиходилигазиізформи,їїнаколюють душником (рис. 1.3,в). Видаляють моделі із форми за допомогою підіймача (рис. 1.3,г) з гострим кінцем (для дерев'яних моделей) або зрізьбоюнакінці(дляметалевихмоделей).

Дообробнихінструментівналежать:гладилкипрямокутні(рис.1.3,ґ) таторцеві(рис.1.3,д);ложки(рис.1.3,е)дляобробкикриволінійнихповерхоньівирізуванняливниковоїчаші;гачки(рис.1.3,є)длявидалення залишківсумішізглибокихівузькихзаглибинформи.

Модельний комплект для ручного формування в одиничномуімалосерійномувиробництвівиготовляютьздеревини.Домодельногоком-

4

плектувходять:модельмайбутньоговиливка,моделіливниковоїсистеми,одинабокількастрижневихящиків,підмодельнадошка(дляручногоформування)абомодельнаплита(длямашинногоформування),опоки(рис.1.3,ж).Елементикомплектунеповиннізмінюватисвоїхрозмірів з часом і при багаторазовому використанні, мають бути зручними та легкими.

Рис.1.3.Формувальнийінструмент

Модель відливки служить для створення відбитка зовнішньої поверхнівідливкиуформовійсуміші.Томуповерхнямоделігеометрично подібнадозовнішньоїповерхнівідливки.Оскількидлявідливкизпорожниноюмодельповиннастворититакожвідбитокуформовійсумішідля вставленнявньогокінцівстрижня,тонапротимайбутньоїпорожнинина моделіпередбачаютьспеціальнівиступи– стрижневізнаки.Технологіявиготовленняформивимагає,щобмодельбула,якправило,рознімною,ачастинимоделіповиннідобрецентруватисьміжсобоюзадопомогоюдвохшипівівідповіднихїмотворів.Розміримоделієбільшимиза розміривідливкинавеличинулінійноїусадкиметалу,апорівнянозрозмі- рамидеталі–більшиминавеличинулінійноїусадкиметалуіприпусків на механічнуобробку. Щоб полегшити виймання моделі з форми, на її вертикальнихстінкахпередбачаютьнахилив межахвід 0до 3°.

5

Длявиготовленняливарноїформикріммоделівідливкинеобхідно мати моделі ливникової системи і випору. Моделі ливникової системи створюютьканалидля заливанняуформурозплавленого металу,а мо- дельвипору–канал,поякомуізпорожниниформивиходитьповітря,що витісняєтьсярозплавленимметалом.

Моделіповинніматидостатнюміцність,жорсткістьівологотривкість. Їхвиготовляютьіз деревини, пластмас або металів. Матеріалмоделей вибираютьзалежновідтипувиробництватаскладностівідливки.Водиничномувиробництві модель виготовляють, як правило, із деревини, в масовому виробництві – з металу (сплави алюмінію, рідше – чавун) або зпластмаси. Деревина, щойде на виготовленнямоделей, повинна бутисухою(вологість8...10%).Робочуповерхнюмоделейвикінчують шліфувальним полотном. Для запобігання дії вологи і збереження поверхнімоделі,їїфарбуютьувідповіднийколір:длячавуннихвідливок– учервоний, длясталевих– усірий, для відливок зісплавів кольорових металів–ужовтий.Стрижневізнакизавждифарбуютьучорнийколір.

Стрижнева скринькапризначенадлявиготовленнявнійстрижня із стрижневої суміші. Стрижень служить для утворення увідливці порожнини(отвору).

1.2 Технологія ручного формування

Привиготовленнівиливківзначнихрозмірівімаси,атакожвіндивідуальномувиробництвідрібнихісередніхвиливківформуваннявиконують вручну,оскількимашиннеформуваннябулобекономічноневигідним.

Найбільшпоширенеручнеформуванняудвохопокахзарознімною моделлю.Формуванняпочинаютьвиготовленнямнижньоїпівформиівиконуютьутакійпослідовності(рис.1.4):напідмодельнудошку3площиноюрозняттяукладаютьнижнюполовинумоделі2інакриваютьопокою 1(рис.1.4,а).Намодельнаносятьшароблицьовувальної,апотімнаповнювальноїсуміші.Трамбівкоюущільнюютьформовусуміш,анадлишок сумішізрізуютьлінійкоюнарівніверхньоїкромкиопокиідлязбільшення газопроникностіформунаколюютьвентиляційнимиголками4(рис.1.4,б). Виготовленупівформуразомзпідмодельноюдошкоюперевертаютьна 180°інанижнюполовинумоделівстановлюютьверхню7.Накривають нижнюпівформуверхньоюопокою,опокиз'єднуютьміжсобоюзадопомогоюштирів8.Установлюютьмоделіливниковоїсистеми5,аповерхнюрозняттяпосипаютьроздільнимпіском(рис.1.4,в).Заповнюютьверхнюопокусумішшю9,ущільнюютьїї,післячоговитягуютьмодельливниковоїсистеми(рис.1.4,г).Знімаютьверхнюпівформузнижньоїітакожперевертаютьїїна180°площиноюрозняттядогори(рис.1.4,д).Фор-

6

мову суміш навколо моделей злегка зволожують водою, моделі розштовхуютьізадопомогоюпідіймача10виймаютьізформи.Виправляютьізагладжуютьзруйнованічастиниформиобробнимінструментом. Останнімиопераціямиєукладаннястрижня11уформу,складанняформи,скріпленняопок(рис.1.4,е).

Рис.1.4.Формуванняудвохопокахзарознімноюмоделлю

Цейспосіблиттядозволяєвиготовлятивиливкибезобмеженьщодо масивиливківівидівливарнихсплавівприневисокихвитратахнаматеріали та обладнання. Але неможливість автоматизації всього процесу в ціломуприводитьдовеликоїтрудомісткостіінизькоїпродуктивності процесу.Крімтого,чистотаповерхнівиливківнизька,щопотребуєвеликихприпусківнамеханічнуобробкуіякнаслідокприводитьдозниження коефіцієнтувикористовуванняметалу,якийскладає45...70%.

1.3Порядок виконання роботи

1.Ознайомитисязпристосуваннямтаінструментамидлявиготовленняразовоїпіщаноїформивручну.

2.Виготовитиразовупіщано-глинистуформузатехнологієюзгідно

зп.1.2.

1.4Матеріали, інструменти, прилади

Формовасуміш,стрижень,півмоделівідливки,моделістоякаівипору,опоки,модельнадошка;якнаочнийматеріалзастосовуютьвідливки, якіодержанілитвомупіщано-глинистіформи.

7

1.5Порядок оформлення звіту

1.Короткосформулюватиметуроботи.

2.Навеститеоретичнівідомостіпровиготовленнявиливокупіща- но-глинистійформі.

3.Записатипорядоквиконанняроботи.

4.Схематично зобразити основні етапи технологічного процесу виготовленнявиливківупіщано-глинистійформі.

5.Зробитивисновки.

1.6Контрольні питання

1.Наведіть і дайте характеристику складовим модельного комп-

лекту.

2.Щотакеливниковасистема?Якепризначенняелементівливниковоїсистеми?

3.Щотакемодель?Якіматеріаливикористовуютьдлявиготовленнямоделей?

4.Зякоюметоювикористовуютьстрижні?Назвітьматеріали,зяких вонивиготовляються?

5.Щотакестрижневізнаки?

6.Опишіть технологічний процес ручного формування піщаноглинистоїформи.

7.Якіперевагитанедолікилиттявразовіпіщано-глинистіформи?

8

Лабораторна робота № 2

ВИГОТОВЛЕННЯ ВИЛИВКІВ ВИЛИВАННЯМ ЗАВИТОПЛЮВАНИМИ МОДЕЛЯМИ

Метароботи:ознайомитисязтехнологієюлиттязавитоплюванимимоделями;виготовитилегкоплавкумодельтурбінноїлопатки.

2.1 Загальні відомості

Сутьцього способуполягає в тому, що за нерознімною легкоплавкою моделлю виготовляють нерознімнуразовуливарнуформу, моделі

зякоїпотімвитоплюють,авутворенупорожнинузаливаютьметал.

Увиготовленихвиливківнемаєформувальнихуклонів,оскількиформанерознімна. Дляформування використовуютькварцовупудру(маршаліт), томувиливки маютьточнірозміри івеликучистотуповерхонь. Обсягмеханічноїобробкизменшуєтьсяна80...100%ів1,5...2разискорочуютьсявитратиметалуналивниковусистему,боводнійформівиготовляютьдекількавиливків.Цимспособомможнавиготовлятивиливки складної конфігурації зі сплавів з будь якою температурою плавлення, а такожважкооброблюванихрізаннямітиском(жароміцні,жаростійкі, різальнийінструментізшвидкорізальноїсталітощо).Масавиливківможе бутивіддекілька грамівдодекількадесятків кілограмівзмінімальною товщиноюстінки0,5ммімінімальнимотворомдіаметром2мм.Висока розмірнаточністьічистотаповерхнісприяєпідвищеннюкоефіцієнтазастосуванняметалудо80...95%.Самецимспособомвиготовлюютькорпусатадеталіприладів,лопаткигазовихтурбін,хірургічнийінструмент, дрібні автодеталі, вироби мистецтва. Недоліком цього способує дуже великакількістьдорогихдопоміжнихматеріалівівідноснотривалийцикл отриманнязаготовок(до24годин).

2.2 Технологічний процес виготовлення виливків

Технологічнийпроцесскладаєтьсязтакихоперацій:виготовлення упрес-форміелементівлегкоплавкоїмоделі(рис.2.1,а);складанняеле- ментів у блок (рис. 2.1,б); виготовлення суміші для утворення форми і занурення моделі у цю суміш з наступним просушенням форми (рис. 2.1,в); виплавлення із форми легкоплавкої маси убаці з гарячою водою(рис.2.1,г);засипанняконтейнеразкерамічноюформоюпіском (рис.2.1,ґ);заливаннякерамічноїформирідкимметалом(рис.2.1,д).

Легкоплавкімоделі виготовляютьзмодельноїмаси, доскладуякої входятьрізнілегкоплавкіматеріали,наприклад:парафін,стеарин,віск,

9

церезин, каніфоль. Від вибору легкоплавкої суміші залежать точність

іякість литих деталей, трудомісткість процесувиготовлення виливків

іїхвартість.Легкоплавкісумішіповинніматиневисокутемпературуплавлення(60...100°С),мінімальнуусадку,добрутекучість,мінімальнийчас затвердівання, повиннібути твердітаміцнів твердомустані.Вони маютьбути придатнимидля регенераціїта повторноговикористання іне виділятишкідливихпарівтагазів.

Рис.2.1.Схематехнологічногопроцесувиготовленнявідливокза витоплювальнимимоделями:

1 – рознімна форма; 2 – шприц з модельною сумішшю; 3 – паяльник; 4 – ливникова система; 5 – блок моделей; 6 – мішалка; 7 – вогнетривка суміш; 8 – бак з гарячою водою; 9 – електропідігрів; 10 – зливна модельна маса; 11 – контейнер з піском; 12 – ківш з рідким металом; 13 – відливок

Длявиготовленнямоделідоведенудотістоподібногостанумодельну масу шприцом запресовують уметалеву рознімну форму (або заливають урідкому стані), яка дає точний відбиток і точні розміри майбутнього виливка з усіма внутрішніми порожнинами. Моделі стояка та живильниківтакожвиготовляютьзмодельноїмаси.Легкоплавкімоделі (кілька штук або кілька десятків) припаюють до загального стояка, утворюючиблокмоделей.

Ливарну форму виготовляють нанесенням вогнетривкого покриття, занурюючи блок легкоплавкихмоделей усуміш з 60...70 % марша-

10

літуі30...40%гідролізованогоетил-силікату.Намоделяхутворюється тонкийшарвогнетривкоїсуміші.Дляукріпленняцьогошарублокпосипаютькварцовимпіскомідаютьпокриттювисохнутинаповітріпротягом2...4годин;зануренняповторюютьще3...8разівізсушіннямпісля кожногоразу.Наступнаоперація–витоплюваннялегкоплавкихмоделей звогнетривкоїоболонки(форми).Дляцьогоблокмоделейзоболонкою занурюють у гарячу воду (90 °С) або ставлять його в сушильну шафу. Моделітаелементиливниковоїсистемивитоплюютьізформи.Оскільки оболонкащенедоситьміцна,їїнаформовуютьуметалевіящикисухим піском і поміщають у термічну піч, де і випалюють при температурі 800...900°С.Підчасвипалюваннявигоряютьзалишкимодельноїмаси, щозалишилисяуважкодоступнихмісцяхформи.

Заливають рідкий метал у гарячу форму відразу після випалення оболонки,щодаєможливістьвиготовлятитонкостіннелитво.Виливки вибиваютьзформівідокремлюютьвідливниковоїсистеминавібраційнихмашинах.Вогнетривкумасувидалитизпорожниндужеважко,тому заключноюоперацієюєвилуговуваннязалишківоболонкипритемпературіблизько120°Суваннізлужнимрозчиномінаступнимпромиванням виливківуводі.

2.3Порядок виконання роботи

1.Модельнумасу,якаскладаєтьсяз50%парафінуі50%стеарину, поміститивтермічнупічдлярозплавлення.

2.Підготувати прес-форму. Для цього на її внутрішню порожнину нанестимастило,післячогоїїзібрати.

3.Розплавленумодельнумасузалитиупрес-формуічерездекілька хвилинрозібратиформуівийнятиготовумодель.

2.4Матеріали, інструменти, прилади

Термічнапіч,модельнамаса,прес-форма,мастило.

2.5Порядок оформлення звіту

1.Короткосформулюватиметуроботи.

2.Навести теоретичнівідомостіпро виготовлення відливок за витоплювальнимимоделями.

3.Записатипорядоквиконанняроботи.

4.Схематичнозобразитиосновніетапитехнологічногопроцесувиготовленнявідливокзавитоплювальнимимоделями.

5.Зробитивисновки.

11