![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Раздел 2. Технология обработки металла
- •1. Способы получения заготовок литьем
- •1.1. Способы изготовления отливок
- •1.2. Изготовление отливок в разовых формах
- •1.2.1. Модельные комплекты для ручной и машинной формовки
- •1.2.2. Формовочные и стержневые смеси Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям
- •Состав формовочных и стержневых смесей
- •Виды формовочных смесей и их применение
- •1.2.3. Технология ручной формовки
- •1.2.4. Технология машинной формовки. Формовочные машины
- •1.2.5. Заливка форм, выбивка отливок и стержней, обрубка и очистка отливок Заливка форм
- •Выбивка отливок и стержней
- •Обрубка и очистка отливок
- •1.2.6. Виды брака и контроль качества отливок
- •1.3. Специальные методы получения отливок
- •1.3.1. Изготовление отливок литьем в оболочковые формы
- •1.3.2. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям
- •1.3.4. Изготовление отливок центробежным литьем
- •1.3.5. Изготовление отливок в металлических формах
- •1.3.6. Изготовление отливок электрошлаковым литьем
- •1.4. Технологические требования к конструкции отливки
- •1.5. Литейные свойства сплавов
- •1.5.1. Изготовление отливок из чугунов
- •1.5.2. Особенности изготовления стальных отливок
- •1.5.3. Особенности изготовления отливок из цветных металлов
- •2. Обработка металлов давлением
- •2.1. Физические основы обработки металлов давлением
- •2.1.1. Сущность обработки металлов давлением
- •2.1.2. Факторы, влияющие на пластичность металла
- •2.1.3. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металла
- •2.1.4. Холодная и горячая деформация
- •2.1.5. Нагрев металлов перед обработкой давлением
- •2.1.6. Основные типы нагревательных устройств
- •2.2. Способы обработки металлов давлением
- •2.3. Прокатное производство Сущность процесса прокатки
- •Прокатные валки и станы
- •Производство основных видов проката
- •Производство специальных видов проката
- •2.4. Прессование
- •Методы прессования. Исходной заготовкой для прессования является слиток или круглый прокат. Различают прямое и обратное прессование.
- •2.5. Волочение
- •2.6. Ковка
- •2.7. Горячая объемная штамповка
- •Виды штампов и способы штамповки
- •Отделка поковок
- •Оборудование для горячей объемной штамповки
- •2.8. Холодная штамповка
- •Получение изделий листовой штамповкой
- •7.7. Высокоскоростная штамповка
- •3. Технология сварочного производства
- •3.1. Классификация процессов сварки
- •Классификация методов сварки металлов по физическим признакам
- •3.2. Способы сварки плавлением
- •3.2.1. Электрическая дуговая сварка Классификация способов дуговой сварки
- •Сварочная дуга и ее свойства
- •Источники тока для дуговой сварки
- •Ручная дуговая сварка
- •Дуговая сварка в защитных газах
- •3.2.2. Газовая сварка
- •3.2.3. Электрошлаковая сварка
- •3.2.4. Электронно-лучевая сварка
- •3.2.5. Лазерная сварка
- •3.3. Способы сварки давлением
- •3.3.1. Контактная сварка
- •3.3.2. Диффузионная сварка в вакууме
- •3.3.3. Сварка трением
- •3.3.4. Холодная сварка
- •3.5. Ультразвуковая сварка
- •3.6. Сварка взрывом
- •3.4. Нанесение покрытий
- •3.4.1. Наплавка
- •Способы наплавки
- •3.4.2. Напыление покрытий
- •Дуговая металлизация
- •Детонационное напыление
- •Вакуумное напыление
- •3.5. Пайка металлов
- •3.6. Резка металлов
- •4. Технология обработки заготовок резанием
- •1. Рабочие, установочные и вспомогательные движения в металлорежущих станках
- •2. Основные способы обработки резанием
- •3. Основные части и элементы токарного резца, его геометрические параметры
- •4. Элементы режима резания и сечение срезаемого слоя
- •5. Производительность процесса резания
- •6. Некоторые явления, сопутствующие процессу обработки металлов резанием
- •7. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей
- •8. Износ и стойкость режущих инструментов
- •9. Материалы для изготовления режущих инструментов
- •10. Классификация и условные обозначения металлорежущих станков
- •11. Работы, выполняемые на металлорежущих станках и применяемый инструмент
- •11.1. Обработка на токарных станках Типы токарных станков
- •Типы токарных резцов и их применение при различных видах обработки
- •11.2. Обработка заготовок на сверлильных станках Основные работы, выполняемые на сверлильных станках
- •Инструменты для обработки отверстий
- •Сверлильные станки
- •11.3. Обработка заготовок на фрезерных станках
- •Основные работы, выполняемые на фрезерных станках, и применяемый инструмент
- •Фрезерные станки
- •11.4. Обработка заготовок на шлифовальных станках
- •Схемы круглого и плоского шлифования
- •Абразивный инструмент
- •Шлифовальные станки
- •Механизация и автоматизация технологических процессов механической обработкой
- •12. Отделочные методы обработки
- •13. Электрофизико-химические методы обработки
- •13.1. Электроэрозионные методы обработки
- •Электроискровой метод
- •Электроимпульсный метод обработки
- •13.2. Электрохимическая обработка
- •Электролитическое полирование
- •Электрохимическая размерная обработка
- •13.3. Анодно-механическая обработка
- •13.4. Электроконтактная обработка
- •14. Ультразвуковая обработка
- •15. Лучевые методы обработки
- •15.1. Электронно-лучевая обработка
- •15.2. Обработка световым лучом (лазерная)
- •VII. Производство деталей из пластмасс
- •1. Общие сведения о пластмассах
- •2. Переработка пластмасс в вязкотекучем состоянии
- •3. Переработка пластмасс в высокоэластичном состоянии
- •4. Производство деталей из жидких полимеров
- •5. Изготовление деталей из пластмасс в твердом состоянии
- •6. Сварка и склеивание пластмасс
- •VIII. Производство изделий из резины
- •IX. Технологический процесс изготовления деталей из металлических порошков
- •1. Получение порошков
- •2. Подготовка порошков к формованию
- •3. Формовка заготовок
- •4. Cпeканиe и дополнительная обработка заготовок
- •X. Технологические особенности изготовления деталей из композиционных материалов
- •Оглавление
1.3. Специальные методы получения отливок
Отливки, полученные в разовых песчано-глинистых формах при машинной и особенно при ручной формовке, имеют невысокую точность и низкое качество поверхности, а также крупнозернистую структуру. Повышение точности и качества поверхности отливок достигают, используя специальные методы литья. Так, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям, литье под давлением и в некоторых случаях кокильное литье не требуют механической обработки полученных отливок.
1.3.1. Изготовление отливок литьем в оболочковые формы
Разовую литейную форму изготовляют в виде оболочки, используя для формовочной смеси в качестве связующего материала фенольные термореактивные смолы, прочно цементирующие мелкий кварцевый песок. Изготовление оболочковой формы исключает потребность в опоках, резко снижает расход формовочной смеси, легко механизируется и автоматизируется, обеспечивает малую шероховатость поверхности и более высокую точность отливок, чем изготовленных в песчано-глинистых формах, так как оболочка твердеет на модели и сохраняет ее размеры.
Литье в оболочковые формы применяют в крупносерийном и массовом производствах при получении ответственных фасонных мелких и средних отливок из различных сплавов.
Т
ехнология
изготовления оболочковой формы
(рис. 13) начинается
с нанесения
пульверизатором на металлическую
модельную плиту разделительного состава,
облегчающего снятие оболочки. Затем
модельную плиту нагревают в электрической
печи до температуры 200…220 С
(рис. 13, а),
устанавливают над бункером и закрепляют
моделью вниз (рис. 13, б).
Бункер переворачивают на 180 С,
и формовочная смесь падает на нагретую
модельную плиту (рис. 13, в).
При выдержке в течение 20…30 с смола
размягчается и, обволакивая тонкой
пленкой зерна песка, образует оболочку
толщиной 6…8 мм. Бункер возвращают в
исходное положение, а оставшаяся
формовочная смесь падает на его дно
(рис. 13, г).
Снятую с бункера модельную плиту с
непрочной оболочкой нагревают до
температуры около 350 С
(рис. 13, д).
Смола в течение 90…180 с полимеризуется
и необратимо твердеет, образуя прочную
оболочковую полуформу. По такой же
технологии изготавливают другую
полуформу.
Д
ля
снятия готовой оболочковой полуформы
(рис. 14) с закрепленной на плите 1
полумоделью 3,
служат толкатели 2
и 4.
При
нажатии на плиту 6
толкатели снимают полуформу 5
с модельной плиты. В одной из полуформ
на стержневые знаки устанавливают
стержень, закрывают другой полуформой,
скрепляют их скобами, струбцинами или
склеивают по плоскости разъема. Собранную
оболочковую форму 7
помещают в металлический ящик 8,
для жесткости засыпают крупным песком
или чугунной дробью 9
и заливают металлом. К моменту полной
кристаллизации металла отливки смола
из смеси выгорает, форма и стержни
разупрочняются и легко разрушаются,
освобождая отливку при выбивке.
1.3.2. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям применяют при производстве отливок очень сложной конфигурации из любых литейных сплавов, в том числе из высоколегированных сталей, трудно поддающихся механической обработке и ковке. Отливки получают массой 0,02…100 кг, с толщиной стенок до 0,5 мм и отверстиями диаметром до 2 мм. Отливки имеют высокую точность и качество поверхности
Разъемные пресс-формы изготовляют из стали или алюминиевых сплавов. Полость пресс-формы имеет размеры будущей отливки с учетом усадки модельного состава.
Неразъемные легкоплавкие модели получают запрессовкой в пресс-форму модельного состава из легкоплавких материалов: парафина, стеарина, воска, церезина, канифоли и др., нагретых до тестообразного состояния. Легкоплавкая модель неразъемна, имеет все внутренние полости, отверстия, резьбу и не имеет стержневых знаков.
Н
а
рис. 15 приведен чертеж отливки 1
и неразъемной модели с питателем 2.
Модели с питателями «припаивают» к
общему легкоплавкому стояку 3
и получают блок моделей. Готовый блок
окунают в огнеупорную смесь. После
окунания на моделях, питателях и стояке
остается тонкая огнеупорная пленка
смеси 4.
Смесь заполняет все полости и отверстия
в моделях, образуя стержни. Для упрочнения
огнеупорной пленки блок моделей посыпают
мелким сухим кварцевым песком 5.
Прилипая к сырой пленке, песок
образует огнеупорный слой, который
сушат. Когда слой высыхает, операция
окунания, посыпания песком и сушки
повторяется от 3 до 5 раз. После сушки
последнего огнеупорного слоя получают
форму в виде многослойной оболочки с
заформованными
легкоплавкими
моделями. Форму нагревают до температур
более 100 С
или погружают в горячую воду. Модели и
элементы литниковой системы плавятся
и вытекают из формы. Для выжигания
остатков модельного состава из полости
и для упрочнения оболочки форму помещают
в металлический ящик 6,
засыпают металлической дробью и в
термической печи обжигают при температуре
800…900 С.
При
изготовлении ответственных отливок 1
(рис. 16) массой до 3,5 т из чугуна, стали и
цветных сплавов в единичном производстве
используют выжигаемые модели 3
из пенополистирола, который легко
режется горячей проволокой и склеивается,
заформовывают песчано-глинистой смесью
4
в металлическом ящике 6.
Во время заливки модель с литниковой
системой остается в форме, и жидкий
металл 5
выжигает их и одновременно заполняет
полость формы.
Этот способ позволяет получать отливки сложной формы, отличается большой точностью и экономией металла из-за отсутствия формовочных уклонов.
1.3.3. Изготовление отливок литьем под давлением
Литье под давлением осуществляют на компрессорных и поршневых машинах высокой производительности, дающих 200…400 отливок в час. Поршневые машины выпускают с горячей (рис. 17, в) или холодной камерой сжатия (рис. 17, а, б), расположенной горизонтально или вертикально. Машины с горячей камерой сжатия, в которых камера находится непосредственно в расплаве, применяют для получения отливок из сплавов с низкой температурой плавления на основе цинка, олова и свинца. Машины с холодной камерой сжатия, в которых камера вынесена за пределы расплава, используют для получения отливок из более тугоплавких цветных сплавов на основе меди, алюминия и магния.
На машинах с вертикальной холодной камерой сжатия (рис. 17, а) расплав заливают в камеру сжатия 1. Верхний поршень 2, опускаясь, давит на расплав и на нижний поршень 4, который при движении вниз открывает литниковый канал 5. Металл заполняет полость 3 пресс-формы, состоящей из двух половин. Давление верхнего поршня поддерживают до полной кристаллизации отливки, после чего пресс-форму раскрывают и отливку вместе с литником выталкивают из формы толкателями. Нижний поршень выталкивает наружу избыток металла, и его отправляют в переплав.
Н
а
поршневой машине с горячей камерой
сжатия 2
(рис.
17, в),
чугунный тигель 3
с жидким металлом подогревают снизу
газом. Перед заливкой пресс-форму
закрывают. При верхнем положении поршня
1
через отверстие 4
сплав заполняет камеру сжатия 2
и канал 5.
При движении вниз поршень впрессовывает
жидкий металл в полость формы 6.
После затвердевания металла давление
снимают, поршень движется вверх, форму
раскрывают и отливку выталкивают
толкателями. Машины с горячей камерой
сжатия более производительны и расходуют
меньше жидкого металла.
Компрессорные машины, работающие на сжатом воздухе, применяются редко.
Литье под давлением дает возможность получения отливок из материалов с плохой жидкотекучестью, обеспечивает быстрое и хорошее заполнение формы, высокую точность и малую шероховатость поверхности отливки, отсутствие усадочных раковин, пористости, образование мелкозернистой структуры. Литьем под давлением получают отливки сложной конфигурации с толщиной стенки до 0,5 мм и с отверстиями диаметром до 1 мм. Это способ получения наиболее точных отливок, не требующих последующей механической обработки