2.Основы литейного производства

Литейная форма представляет собой конструкцию, состоящую из элементов, образующих рабочую полость, заполнение которой расплавом обеспечивает получение отливки заданных размеров и конфигурации. Литейные формы подразделяют по количеству зали­вок на разовые и многократные, по материалу — на песчаные, пес- чано-цементные, гипсовые, металлические, из высокоогнеупорных материалов и др.

Металлические формы из чугуна и стали являются многократны­ми (постоянными), поскольку выдерживают сотни и тысячи запивок.

Песчаные, оболочковые формы со смоляным связующим и фор­мы, изготовленные по выплавляемым моделям, являются разовы­ми. Разовые литейные формы получают с помощью специальных приспособлений — моделей. Процесс изготовления литейных форм из формовочных смесей называется формовкой.

Литейная форма должна обладать прочностью (выдерживать си­ловые нагрузки), газопроницаемостью (пропускать газы, образую­щиеся в литейной форме), податливостью (уменьшаться в объеме при усадке отливки), огнеупорностью (не оплавляться под действи­ем тепла жидкого металла) и др.

Комплект приспособлений, используемых для изготовления от­ливок, называют литейной оснасткой. Часть оснастки, включающая все приспособления, необходимые для образования рабочей полос­ти литейной формы при ее формовке, называется модельным комплектом. В комплект входят модели отливки и элементов литнико­вой системы, модельные и сушильные плиты, стержневые ящики, формующие, контрольные и сборочные шаблоны для конкретной отливки. Существует также понятие «формовочный комплект», под которым подразумевается полный комплект оснастки, используе­мый для получения разовой формы. В него дополнительно входят (наряду с приспособлениями модельного комплекта) необходимые при формовке опоки, наполнительные рамки, штыри, скобы и др.

Модель— это часть модельного комплекта, предназ­наченная для образования отпечатка в литейной форме, соответ­ствующего наружной конфигурации и размерам отливки. При этом размеры модели увеличивают по сравнению с соответствующими размерами отливки с учетом линейной усадки сплава (0,8—2%) и припусков на механическую обработку. Модели изготавливают из древесины, металлических и специальных модельных сплавов, а так­же из пластмасс. Различают модели разовые и многократные. Дере­вянные модели отличаются простотой изготовления, относительно малой массой и невысокой стоимостью. Однако они недолговечны.

По сравнению с деталью модель имеет выступающие части (так называемые стержневые знаки), посредством которых стержень, оформляющий внутреннюю полость, крепится в форме.Стержень, являясь элементом литейной формы, служит для образо­вания отверстия, полости или иного сложного контура в отливке.

Модельная плита обеспечивает формирование по­верхности разъема литейной формы и несет на себе различные час­ти модели, включая литниковую систему. При машинной формовке

часто используют металлические модельные плиты в сочетании с быстросменной модельной оснасткой, которые вместе образуют модельные комплекты. Модельные плиты подразделяют на одно­сторонние (часть модели с одной стороны) и двухсторонние. Односто­ронние плиты используются при раздельной формовке полуформ. Стержневые ящики (неразъемные — вытряхные и разъемные) пред­назначены для изготовления стержней . При их изго­товлении, в основном, используют те же материалы, что и при про­изводстве моделей. Для удержания формовочной смеси при изго­товлении литейной формы, а также при транспортировке последней и ее заливке жидким металлом используют опоки, представляющие собой сварные, литые или сборные жесткие металлические рамы различной конфигурации .

Литниковая система представляет собой систему каналов и эле­ментов литейной формы, обеспечивающих подвод расплавленного металла в полость формы и ее заполнение, а также питание отливки при затвердевании (рис. 19.3). По способу подвода металла и распо­ложению в форме литниковые системы подразделяют на горизон­тальные, вертикальные, верхние, дождевые, сифонные (нижние), ярусные и «по разъему».

Вертикально-шелевая (этажная) система является разновиднос­тью ярусной и применяется, в частности, при стопочной формовке мелких отливок . Для отделения крупных шлаковых включений в литниковую чашу иногда устанавливают фильтры (на­пример, керамические сетки).

К литниковой системе относят также выпоры и прибыли. Вы­пор предназначен для вывода газов и всплывающих шлаков из по­лости формы: он же сигнализирует о конце заливки появлением избытка металла. Прибыли компенсируют усадку отливки, поэтому

их располагают над массивными частями отливки . При этом конфигурацию и размеры прибылей подбирают таким обра­зом, чтобы процесс кристаллизации отливки завершался именно в них. Так, например, толщина прибыли всегда больше толщины от­ливки в том месте, над которым ставят прибыль (см. рис 19.3). Раз­личают открытые (прямого питания), закрытые (шаровой и кони­ческой формы), работающие под газовым давлением (заряд газотворного вещества размещен в полости прибыли), а также легко отделяемые прибыли и др. Простота отделения прибыли (рис. 19.5, г) обеспечивается применением диафрагм (разделитель­ных пластин), выполненных из шамотно-глинистых смесей.

3. Горячая объемная штамповка (ГОШ) $cверхпластичность ли???$

Объемная штамповка — вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки осуществляется пластическим деформированием заготовки в специальном инструменте — штам­пе. Полости в верхней и нижней частях штампа называют ручьями штампа.

Течение металла в штампе ограничивается поверхностями поло­сти штампа, и в конечный момент штамповки при смыкании они образуют единую замкнутую полость, соответствующую по конфи­гурации поковке. Исходным материалом для ГОШ служат прокатные или прессо­ванные прутки круглого, квадратного или прямоугольного сечения, а также периодический прокат. Штамповку можно вести непосред­ственно от прутка с последующим отделением его от штампованной части, однако чаще предварительно от прутка отрезают мерные кус­ки. Штамповке подвергают чаще всего углеродистые или низколе­гированные стали, реже цветные металлы и сплавы. Основными достоинствами ГОШ являются:

1.высокая производительность — до сотен поковок в час;

2.меньшие припуски и допуски, чем при ковке. Это приводит к упрощению механической обработки и снижению ее трудоемкости. У деталей, полученных ГОШ, часто обрабатываются только сопря­гаемые поверхности;

3.квалификация штамповщика может быть существенно мень­шей, чем кузнеца.

Вместе с тем следует знать, что для ГОШ требуются значительно большие усилия, чем при ковке однотипных деталей. Это связано с тем, что при штамповке течение металла затруднено трением о стенки ручья и тем, что деформации одновременно подвергаются большие объемы заготовки.

Кроме того, масса штампованных поковок ограничивается мощ­ностью оборудования; обычно до 100—200 кг.

Процесс штамповки выполняется в зависимости от вида поков­ки, рода материала и характера производства на установках различ­ного вида. Наиболее широкое распространение получила штампов­ка на молотах, прессах, горизонтально-ковочных машинах, ковоч­ных или ротационно-обжимных вальцах и другом оборудовании.

Молоты представляют собой машины динамического действия на обрабатываемый металл и чаще всего характеризуются массой падающих частей; в отдельных случаях им придается дополнитель­ное ускорение давлением пара или воздуха (0,7—0,9 МН/м²). К мо­менту ударного деформирования молоты накапливают кинетичес­кую энергию.

Для производства сравнительно мелких поковок пневматичес­кие молоты имеют массу падающих частей 100—1000 кг, для круп­ных — до 30 т. Молоты могут производить до 55 ударов/мин. Штам­пованные поковки на молотах производят массой до 1000 кг, при этом в каждом ручье штамповку выполняют за 2—4 удара.

Билет 12