ТКМ Лабы 2 семестр

2.6Контрольні питання

1.Назвітьматеріали,зякихвиготовляютьсялегкоплавкімоделі,та вимоги,щодонихпред'являються.

2.Якітехнологічніможливостімаєспосіблиттязавитоплюваними моделями?

3.Назвітьосновніетапитехнологічногопроцесувиготовленнявиливківзавитоплюванимимоделями.

4.Наведітьперевагитанедолікиданого способулиття.

5.Наведітьприкладивиробів,якіодержуютьметодомлиттязавитоплювальнимимоделями.

12

Лабораторна робота № 3

ЛИТТЯ В КОКІЛЬ

Метароботи:вивчитисуть,особливостііпризначеннялиттявметалевіформи(кокілі),технологіюотриманнявиливківцимметодомта оцінитиїхякість.

3.1 Теоретичні відомості

Литтямукокільназиваютьпроцесотриманняфасоннихвиливків шляхомзаливаннярозплавувільнимструменемуметалеві форми.Цей спосіблиттяєдоситьпрогресивним,вінзабезпечуєвисокуякістьіекономічнийефектвумовахвеликосерійноговиробництва.Спосібзастосовуєтьсядляотриманнявиливківзрізнихсплавів,алеособливошироко з кольорових,головнимчиномзалюмінієвих.

Порівнянозлиттямвпіщано-глиняніформилиттявкокільмаєдо- сить суттєві переваги: багаторазове використання форм; збільшення в 2...4разиефективностівикористаннявиробничихплощ;зменшенняобсягуобробкирізаннямвнаслідокзменшенняприпусківнаобробку;зменшеннякількостібраку;зменшеннявитратстержневоїсумішіівиключеннязвикористанняформовоїсуміші;збільшенняякточностівиливків,так

імеханічних властивостей литого металу; скорочення циклувиготовленнявиливків.Всецесприяєзменшеннюсобівартостікокільнихвиливків на10...15%вумовахвеликосерійноговиробництва.

Кокілімаютьінедоліки:відсутністьподатливостіігазопроникності; швидкеохолодженнярозплавупризаливцісприяєзниженнюрідкотекучості і поганому заповненню форми; висока вартість кокілів; низька стійкістьприлиттічавуннихтасталевихвиливківвнаслідоквисокоїтемпературизаливкирозплаву;утвореннявибілуначавуннихвиливках,що приводитьдонеобхідностідопоміжноїоперації–відпалу.

Головнаособливістькокілів–великашвидкістьохолодженняа,зна- чить,ікристалізаціїзалитогорозплавузумовленависокимкоефіцієнтом теплопровідностіматеріалуформи,щосуттєвовпливаєнаструктуруівластивості сплаву, і як слід на якість виливків. Однак швидкість охолодження у деяких межах можна регулювати нанесенням на робочуповерхнюформиспеціальнихпокрить,атакожзміноютемпературиформи.

Кокілівикористовуютьголовнимчиномдлявиготовленнядрібних

ісередніхзавагоютарозмірамивиливків.

Конструкціякокілюзумовленаконфігурацієювиливка,розташуванням його у формі та умовами даного виробництва. До основних елементів кокілю відносять матриці (частина самої форми) і стержні.

13

Перерізкокілюможебутивертикальним,горизонтальним,складним(перерізукількохплощинах).Длядужепростихвиливківкокільможебути суцільним.

Порожнинивиливківутворюютьстрижнями,якіможутьбутиізстрижневоїсумішіабометалевими.

Металевістрижнівикористовуютьувипадках,колипорожнинипростоїформи– циліндричніабоконічні,щобстриженьможнабулолегко видалитизвиливка.Складніметалевістрижнідлязручностіїхвидалення з виливка роблять складеними. До таких, наприклад, відносять внутрішнійстриженьдляпоршняавтомобільногодвигуназалюмінієвого сплаву (рис. 3.1). Цей стрижень складається з трьох частин: однієї внутрішньої(клиноподібної)1тадвохбокових2.Спочаткупіслязаливанняформивиймаютьвнутрішнючастину1,потімпочергововидаляютьбокові,пересуваючиїхдоцентразадопомогоюштовхачів4івитягуючивверх.Післяцьоговиймаютьстрижні5,розсуваютьстінкиформи 3івидаляютьвиливок.

Покриття й облицювання ко-

кілю. Для захисту поверхні кокілю віддіїрозплавурегулюванняшвидкостіохолодженнявиливкаіпокращеннязаповнюваностіформинаробочу поверхню кокілю, металевих стрижнівіливниковоїсистеминаносятьпокриттяспеціальногоскладу. Змінюючитеплопровідністьпокриття введенням до його складуречовин з різною теплопровідністю ізмінюючитовщинуйогошару,можна зменшувати або збільшувати швидкість охолодження розплаву, тобто керувати в деякій мірішвидкістю затвердіння виливка. Це має велике значення при виготовленні виливків зчавуну, схильногодо ви-

білупризбільшеннішвидкостіохолодження.

Покриттяскладаєтьсязвичайнозкількохкомпонентів,кожнийзяких виконуєвідповіднепризначення:служитьрозчинником(вода),скріплювачем(рідкескло),наповнювачем(пиловиднийкварц,графіт,тальк,крей-

14

да, азбест).Товщина шарупокриттярізна:від долейміліметра (фарбування)до5(облицювання)...10мм(футерування).

3.2Порядок виконання роботи

1.Засвоїти метуроботи.

2.Вивчитизагальнівідомостіпролиттявкокіль.

3.Вивчитибудовулабораторногококілю.Виконатиїхескіз.

4.Підготовитикокільдороботи,вибравшираціональнийспосібзалежновідрозплаву.

5.Залитикокільрозплавом.

6.Оглянутивиливоктазробитианалізякості.

3.3Матеріали, інструменти, прилади

Термічнапіч,лабораторнийкокіль,тигельізсилуміном.

3.4Порядок оформлення звіту

1.Короткосформулюватиметуроботи.

2.Навеститеоретичнівідомостіпровиготовленнявиливокуметалевійформі.

3.Записатипорядоквиконанняроботи(описатитехнологічнийпро-

цес).

4.Схематичнозобразитиосновніескізикокілю.

5.Зробитивисновки.

3.5Контрольні питання

1.Розкрийтесутьспособулиттявкокіль.

2.Якітипикокілівбувають?

3.Охарактеризуйтеперевагитанедолікилиттявкокіль.

4.Якіпроблемивиникаютьприлиттівкокільчавуннихтасталевих виливків?

5.Чомупривиготовленністалевихвиливківукокіляхобмежуються відноснопростимизаформоютаневеликимизавагоюірозмірамивиливками?

6.Зякоюметоюнаробочіповерхнікокілівнаносятьпокриття?

7.Якікомпонентивходятьдоскладупокриття?

8.Чомупривиготовленнікокільнихвиливків,наприклад,зкольоровихсплавівпокращуютьсяїхмеханічнівластивості?

15

Лабораторна робота № 4

ВИВЧЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОКАТКИ МЕТАЛІВ

Метароботи:ознайомитисязтехнологієюпрокатноговиробництва.

4.1 Загальні відомості

Прокатка металів – вид пластичної обробки, коли вихідна заготовкаобтискаєтьсяобертовимивалкамипрокатногостанузметоюзменшенняпоперечногоперерізузаготовкиінаданняїйзаданоїформи.

Продукціяпрокатноговиробництвамаєдужеширокезастосування увсіхгалузяхнародногогосподарства.Вонавикористовуєтьсяувигляді заготовокрізногопрофілюдлявиготовленнядеталеймашин,верстатів, тракторів,автомобілів,вагонів,залізничнихколій;длябудівництвабудівель,мостівтаіншихспоруд.

Дляздійсненняпроцесупрокаткинеобхіднапевнавеличинасилтертя. На заготівлю з боку валків діють нормальні сили N і сила тертя Т

(рис.4.1).

готовки2здійснюєтьсяміжвалками1і3,щообертаютьсяврізнихнапрямках.

Знайпростішоїсхемипоперечноїпрокаткивидно,щоосіпрокатних валків1і3таоброблюваноїзаготовки2паралельні.Обидвавалкаобер- таютьсяводномунапрямку,азаготівлякруглогоперерізу–упротилеж- ному.Упроцесіпоперечноїпрокаткиоброблюваназаготовкаутримується ввалкахзадопомогоюспеціальногопристосування.Обтисненнязаготівкиподіаметруінаданняїйнеобхідноїформиперетинузабезпечуються відповіднимпрофилемвалківізміноювідстаніміжними.Данимспособомвиготовляютьвироби,щопредставляютьсобоютілаобертання(кулі, осі,шестернітаін.).

16

Поперечно-гвинтовапрокаткавиконуєтьсяувалках,щообертаються в одному напрямку, встановлених у прокатній кліті під деяким кутом одиндоодного(рис.4.2,в).

Рис.4.2.Схемипрокатки:

а – повздовжня; б – поперечна; в – поперечно-гвинтова:

1 – правий валок; 2 – заготовка; 3 – лівий валок; 4 – гільза; 5 – оправлення; 6 – штанга

Розрізняють листову і сортову прокатку. При листовій прокатці застосовуєтьсягладкабочкавалків.Присортовійпрокатцінабочцівалків є струмки, що утворюютьпри складаннідвохібільше валків калібр за формоюірозміраминапівфабрикату,щоотримують.

Длявиробництватонколистовогопрокатуіфольгивикористовуєтьсябагатовалковапрокатка.Уцьомувипадкупрокатказдійснюєтьсяв клітях з чотирма, шістьма, дванадцятьма і двадцятьма валками.

Узагальномувипадкуосновнимпоказникомступенядеформаціїпри прокатцієвитяжка:

F0 ,

F1

якавизначаєтьсяяквідношенняплощіпоперечногоперерізузаготовки F0 доплощіпоперечногоперерізуготовоговиробуF1.Витяжказазвичай становить1,1...1,6запрохід.

Величину Н називають абсолютним обтисканням:

H H0 H1,

а величину h – відносним ступенем обтискання:

H

h H0 100 %,

деH0 іH1 –відповідновисотанапівфабрикатудоіпіслядеформації.

17

Продуктивністьпрокатногостану,т/год,можнарозрахуватизаформулою

A 3600 G, tц

де G – маса заготовки (виливка), т; tц – час прокатки, с.

4.2 Сортамент прокатних профілів

Прокатніпрофілі–довгомірнівиробизпевноюформоюпоперечного перетину.Даніпрогрупупрофілей,щорозрізняютьсяформоюірозмірами, називають сортаментом. Весь сортамент профілів, що виготовляєтьсяпрокаткоюінараховуємільйонитипорозмірів,можнарозділити начотириосновнігрупи:сортовіпрофілі,листовийметал,трубиіперіодичніпрофілі.

Сортовіпрофілі(рис.4.3,а)ділятьнапрофіліпростоїгеометричної форми(квадрат,коло,шестигранник,прямокутник)іфасонні(швелер, рейка,кутовий,тавровийпрофілііт.д.).

Листовийметалізсталіікольоровихметаліввикористовуютьурізних отраслях промисловості. Листовусталь ділять на товстолистову(товщиною4...160мм)ітонколистову(товщиноюменше4мм).Листитовщиноюменше0,2ммназиваютьфольгою.

Періодичнийпрокатявляєсобоюзаготовку,поперечнийперерізякої періодичнозмінюється(за формоюіплощиною)вздовжосізаготовки (рис. 4.3,б). Його застосовують як фасоннузаготовкудля подальшого штампування абояк заготовкупід остаточнумеханічнуобробку.

Рис.4.3.Прикладисортових(а)іперіодичних(б)профілів

18

Прокатціпіддають до 90 % всієї сталі, що виплавляється, ібільшу частинукольоровихметалів.Припрокатціметалпластичнодеформуєтьсяобертовимивалками.Взаємнерозташуваннявалківізаготовки,формаічисловалків можутьбутирізними.

Інструментомдляпрокаткиєвалки,якізалежновідпрофілюпрокатаможутьбутигладкими(рис.4.4,а),щозастосовуютьсядляпрокатки листів,стрічоктощо;ступінчастими,наприклад,дляпрокаткиштабової сталі,ірівчаковими(рис.4.4,б)–дляотриманнясортовогопрокату.

Рівчакомназиваютьвирізнабічнійповерхнівалка,асукупністьдвох рівчаківутворюєпорожнину,яканазиваєтьсякалібром(рис.4.4,в).

Шийки валків обертаються в підшипниках, які уодного з валків 5 (рис.4.4,г)можутьпереміщатисяспеціальнимнатискниммеханізмом4 длязмінивідстаніміжвалкамитарегулюваннявзаємногорозташування їх осей. Комплект прокатних валків із станиною називають робочою кліттю, яка разом зі шпинделем для приводувалків 6, шестеренною кліттю 7 для передачі обертання з одного на два вали, редуктором 8, муфтамиіелектродвигуном9утворюєробочуюлініюпрокатногостану.

а

бв

г

Рис.4.4.Валкиісхемаїхприводувробочійлініїпрокатногостану:

а– гладкий вал; б – рівчаковий валок; в – відкритий і закритий калібри;

г– схема робочої лінії прокатного стану

19

Робочіклітіпо числуірозташуванню валків можутьбути двохвалкові(див. рис. 4.1); чотиривалкові (рис. 4.5,а), в якихдва валки робочі і дваопорні;багатовалкові(рис.4.5,б),уяких

двавалкиробочі,арештаопорні.

Калібруванням валків називають по-

слідовністькалібрів,розташованихнавалках прокатногостану,щозабезпечуютьотримання профілю заданих розмірів. У кожному калібрі залежно від типустануметал прока-

4.3 Порядок виконання лабораторної роботи

Длявиконаннялабораторноїроботивикористовуєтьсялабораторний прокатнийстандляпрокаткиперіодичногопрофілю.

1.Вимірятирозміривихідноїзаготовки.

2.Включитипривідлабораторногопрокатногостану.

3.Податизаготовкувзонудеформації.

4.Вимірятирозміризаготовкипісляпрокатки.

5.Визначитивитяжкуматеріалу.

Рис.4.6.Калібруваннятривалковоїробочоїкліті

4.4 Матеріали, інструменти, обладнання

Заготівлязісвинцю,розмірами30 30 500мм;лабораторнийпрокатнийстан;штангенциркуль.

20

4.5Порядок оформлення звіту

1.Метароботи.

2.Короткахарактеристикапроцесупрокатки.

3.Описекспериментальноїроботизвизначеннямвитяжкиметалу.

4.6Контрольні питання

1.Що таке прокатка металу?

2.Що таке сортамент прокату?

3.Щотакеперіодичнийпрокат?

4.Якийінструментзастосовуєтьсяприпрокатці?

5.Щотакекалібруваннявалків?

21