- •Часть 2. Технология
- •I. Основные свойства конструкционных материалов
- •1. Свойства металлов
- •II. Металлургическое производство
- •1. Сущность металлургического производства
- •2. Основные способы получения металлов из руд
- •3. Материалы для производства металлов и сплавов
- •4. Производство чугуна
- •4.1. Материалы, применяемые для производства чугуна
- •4.2. Подготовка руд к плавке
- •4.3. Выплавка чугуна
- •4.4. Физико-химическая сущность доменного процесса
- •4.5. Продукты доменного производства
- •5. Производство стали
- •5.1. Сущность процесса
- •Состав передельного чугуна и низкоуглеродистой стали, %
- •5.2. Способы получения стали
- •5.3. Разливка стали
- •5.4. Строение стальных слитков
- •5.5. Способы повышения качества стали
- •III. Способы получения заготовок литьем
- •1. Сущность литейного производства
- •2. Способы изготовления отливок
- •3. Изготовление отливок в разовых формах
- •3.1. Модельные комплекты для ручной и машинной формовки
- •3.2. Формовочные и стержневые смеси Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям
- •Состав формовочных и стержневых смесей
- •Виды формовочных смесей и их применение
- •3.3. Технология ручной формовки
- •Формовка в двух опоках по разъемной модели
- •3.4. Технология машинной формовки. Формовочные машины
- •3.5. Заливка форм, выбивка отливок и стержней, обрубка и очистка отливок Заливка форм
- •Выбивка отливок и стержней
- •Обрубка и очистка отливок
- •Виды брака и контроль качества отливок
- •4. Специальные методы получения отливок
- •4.1. Изготовление отливок литьем в оболочковые формы
- •4.2. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям
- •4.4. Изготовление отливок центробежным литьем
- •4.5. Изготовление отливок в металлических формах
- •4.6. Изготовление отливок электрошлаковым литьем
- •5. Технологические требования к конструкции отливки
- •6. Изготовление отливок из различных сплавов
- •6.1. Изготовление отливок из чугунов
- •6.2. Особенности изготовления стальных отливок
- •6.3. Особенности изготовления отливок из цветных металлов
- •IV. Обработка металлов давлением
- •1. Сущность обработки металлов давлением
- •2. Факторы, влияющие на пластичность металла
- •3. Влияние обработки давлением на структуру и свойства металла
- •4. Холодная и горячая деформация
- •5. Нагрев металлов перед обработкой давлением
- •6. Основные типы нагревательных устройств
- •7. Способы обработки металлов давлением
- •7.1. Прокатное производство Сущность процесса прокатки
- •Прокатные валки и станы
- •Производство основных видов проката
- •Производство специальных видов проката
- •7.2. Прессование
- •Методы прессования. Исходной заготовкой для прессования является слиток или круглый прокат. Различают прямое и обратное прессование.
- •7.3. Волочение
- •7.4. Ковка
- •7.5. Горячая объемная штамповка
- •Виды штампов и способы штамповки
- •Отделка поковок
- •Оборудование для горячей объемной штамповки
- •7.6. Холодная штамповка
- •Получение изделий листовой штамповкой
- •7.7. Высокоскоростная штамповка
- •V. Технология сварочного производства
- •1. Классификация процессов сварки
- •Классификация методов сварки металлов по физическим признакам
- •2. Способы сварки плавлением
- •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
- •2.2. Газовая сварка
- •2.3. Электрошлаковая сварка
- •2.4. Электронно-лучевая сварка
- •2.5. Лазерная сварка
- •3. Способы сварки давлением
- •3.1. Контактная сварка
- •3.2. Диффузионная сварка в вакууме
- •3.3. Сварка трением
- •3.4. Холодная сварка
- •3.5. Ультразвуковая сварка
- •3.6. Сварка взрывом
- •4. Нанесение покрытий
- •4.1. Наплавка
- •Способы наплавки
- •4.2. Напыление покрытий
- •Дуговая металлизация
- •Детонационное напыление
- •Вакуумное напыление
- •5. Пайка металлов
- •6. Резка металлов
- •VI. 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
3.3. Технология ручной формовки
При изготовлении крупных отливок (станины металлорежущих станков, прокатные станы, изложницы и др.), а также в единичном и мелкосерийном производстве мелких и средних отливок широко используют ручную формовку.
Формовка в двух опоках по разъемной модели
1) для изготовления нижней полуформы на подмодельную доску 3 устанавливают нижнюю половину модели 2 и нижнюю опоку 1 (рис. 10, а);
2) на модель наносят слой облицовочной и затем наполнительной смеси, трамбовкой уплотняют ее, излишки срезают линейкой на уровне верхней кромки опоки и накалывают душником вентиляционные каналы 4 (рис.10, б);
3) готовую нижнюю полуформу переворачивают на 180, устанавливают верхнюю полумодель 8, модели шлакоуловителя 9, стояка 6, выпора 5 и верхнюю опоку 7, соединив ее с нижней штырями 10 (рис. 10, в);
4) набивку верхней полуформы повторяют в той же последовательности, как нижней, а затем вырезают литниковую чашу 11, удаляют из формы модели стояка 6 и выпора 5 (рис. 10, г);
5) для удаления полумоделей из полуформ верхнюю полуформу 12 снимают с нижней 13 и переворачивают ее на 180; формовочную смесь вокруг полумоделей смачивают водой; в полумодели забивают подъемники 14 и с их помощью полумодели удаляют из полуформ; таким же образом удаляют из формы модель шлакоуловителя 9 (рис.10, д);
6) разрушенные участки полуформ исправляют; прорезают питатели 17 в нижней полуформе; устанавливают на стержневые знаки стержень 15; нижнюю полуформу накрывают верхней и нагружают грузами 16 (рис. 10, е);
7 ) после заливки формы металлом и его кристаллизации форму разрушают и освобождают готовую отливку вместе с литниковой системой (рис. 10, ж).
Для деталей простой конфигурации (плиты, подкладки и др.), у которых верхняя поверхность плоская, применяют открытую почвенную формовку. При этом способе верх изготовленной в почве формы остается открытым. Сущность формовки в том, что модель вдавливают в подготовленную постель из формовочной смеси. Затем смесь вокруг модели уплотняют трамбовкой, срезают излишки смеси, вырезают литниковый и сливной каналы. Для крупных отливок постель делают твердую. Дно утрамбованной ямы прокладывают слоем кокса толщиной 5080 мм, из которого затем на поверхность детали выводят вентиляционные трубы. Кокс засыпают наполнительной смесью.
Безопочная формовка заключается в том, что опоки применяют только для изготовления формы. После ее сборки опоки снимают и используют для изготовления новой формы. Сплав заливают в форму без опоки. Способ применяют для изготовления мелких отливок. Безопочная формовка дает большую экономию, облегчается выбивка отливок.
Стержни изготавливают вручную в стержневых ящиках или по шаблонам. Стержневой ящик (см. рис. 8, в) состоит из двух половин, которые соединяют струбцинами и набивают стержневой смесью. В стержень вставляют каркас из проволоки и прокалывают сквозные вентиляционные каналы. Затем стержневой ящик раскрывают и готовый стержень отправляют в сушку.
3.4. Технология машинной формовки. Формовочные машины
Машинную формовку применяют в массовом и серийном производстве мелких и средних отливок. Она имеет ряд преимуществ перед ручной формовкой: облегчает труд формовщика; повышает производительность труда и точность отливок, что экономит 10…15 % металла за счет уменьшения припусков на обработку; уменьшает брак. Единая формовочная смесь подается в бункер, расположенный над формовочной машиной, и дозатор выдает определенную порцию смеси в опоку.
Прессовые машины наиболее производительны, так как уплотнение смеси с их помощью занимает лишь 4…5 с. В машинах с верхним прессованием (рис. 11, а) уплотняющее давление действует сверху. На столе машины 1 закрепляют модельную плиту 2 с моделью 3, устанавливают опоку 4 и на нее наполнительную рамку 5. Опоку и рамку заполняют формовочной смесью из бункера. При подъеме стола колодка 6 входит в наполнительную рамку, запрессовывая смесь в опоку. После завершения прессования стол с модельной оснасткой опускают в исходное положение.
В машинах с нижним прессованием (рис. 11, б) формовочная смесь уплотняется самой моделью и модельной плитой.
Н едостатком этих способов прессования является неравномерность уплотнения формовочной смеси.
Встряхивающие машины используют для уплотнения формовочной смеси в полуформах массой от 100 кг до 40 т.
Стол, с установленными на нем модельной плитой с моделью и опокой, встряхивается, и формовочная смесь в опоке уплотняется под действием сил инерции частичек смеси.
Н
Пескометами (рис. 12), обладающими более высокой производительностью, чем прессовые и встряхивающие машины, набивают крупные и средние формы и стержни. Пескометы заполняют одновременно две опоки формовочной смесью, уплотняют ее и обеспечивают по всей высоте опоки равномерное уплотнение смеси. Формовочную смесь 2 подхватывают вращающиеся метательные ковши 1 (лопасти) и выбрасывают через отверстие 3 в опоку 4. Формовочная смесь хорошо и равномерно уплотняется в опоках любой высоты.
По способу извлечения модели из готовой формы формовочные машины выпускают со штифтовым съемом готовой полуформы и с поворотной плитой. При ручной формовке точность отливки снижается от того, что перед извлечением из формы модель расталкивают в стороны. При машинной формовке точность отливки выше, так как извлечение модели из формы механизировано.
Машинная формовка стержней обеспечивает высокую производительность и точность, чем при ручной формовке. Используют прессовые и встряхивающие машины, а также пескометы. Для изготовления стержней применяют также мундштучные, пескодувные и пескострельные машины.
Мундштучные машины применяют для изготовления стержней простой формы с постоянным поперечным сечением по длине. Стержневая смесь вытесняется поршнем через мундштук, и стержень разрезается на части.
На пескодувных машинах изготавливают стержни любой сложности. В пескодувный резервуар стержневая смесь поступает из бункера, транспортируется сжатым воздухом, заполняет стержневой ящик и одновременно уплотняется. Производительность машины 240…360 стержней в час.
Более широко применяют пескострельные машины. Они более производительные. Пескодувные и пескострельные машины можно применять также при набивке опок.