Міністерство освіти і науки, МОЛОДІ ТА СПОРТУ України

Кременчуцький НАЦІОНАЛЬний університет

імені Михайла Остроградського

Курс лекцій

з навчальної дисципліни

„Основи технологій в галузях народного господарства”

для студентів денної форми навчання

за напрямом 6.050403 – “Інженерне матеріалознавство”

Частина ІІ

Кременчук 2012

Технології виробництва машин та устаткування

Тема 14 Ливарне виробництво

1. Загальні відомості про ливарне виробництво

2. Способи виготовлення відливок

3. Контроль якості відливок

1. Загальні відомості про ливарне виробництво

Ливарним виробництвом називають галузь машинобудування, яка займається виготовленням заготовок технологіями лиття.

Лиття – один із найдавніших і найпоширеніших способів виготов­лення виробів і заготовок.

У загальному машинобу­дуванні литтям одержують близько 60 % всіх виробів, у верстатобуду­ванні – біля 80 % продукції. Сутність ливарного виробництва полягає у виготовлення деталі або заготовки шляхом заливання рідкого металу в ливарну форму, порожнина якої за розмірами і конфігурацією відповідає готовій деталі. Деталі (або заготовки), що одержуються мето­дами лиття, називають виливками (або відливками). Після кристалізації і затвердіння металу виливки виймають із форми.

Технології ливарного виробництва забезпечують можливість:

• виготовлення деталей різної форми, різної маси (від кількох грамів до сотень тонн), різної довжини (до 3 м) із стінками завтовшки від 2 до 500 мм;

• використання різних металевих сплавів з різними механічними властивостями (в тому числі важкооброблюваних різанням);

• виготовлення великої кількості однакових деталей;

• максимального наближення форми виливка до форми готової де­талі, що забезпечує мінімальні відходи металу.

Нові методи точного лиття зумовили широке застосування вилив­ків у авіації, ракето-, судно- і приладобудуванні, радіоелектроніці та інших галузях. Багато деталей з жароміцних і корозійностійких сплавів для хімічного машинобудування можна виготовити тільки литтям.

Для лиття придатні лише сплави і метали з високими «ливарними» властивостями.

Найбільшу кількість лиття – близько 70 % від маси всіх виливків – виробляють із сірого чавуну (включаючи модифікований і висо­коміцний), близько 20 % стальне лиття, близько 8 % лиття з ковкого ча­вуну, мідних, алюмінієвих, магнієвих і титанових сплавів.

2. Способи виготовлення відливок

В сучасному ливарному виробництві існують такі способи одер­жання виливків: у разових формах; у металевих формах (кокілях); під тиском; за виплавни­ми моделями; відцентровим литтям.

Технологічний процес виготовлення виливка (спрощений) скла­дається з наступних операцій:

- виготовлення креслення виливка на основі креслення деталі;

- виготовлення моделі на основі креслення виливка;

- виготовлення ливарної форми за моделлю;

- заливання виготовленої форми рідким металом;

- вибивання виливка з форми та його очистка;

- контроль якості готового виливка.

Виготовлення виливків у разових формах

Найпоширенішими способами лиття в разові форми є лиття в піща­но-глинисті форми.

Для виготовлення разової форми необхідні: модельний комплект, формові і стержневі суміші.

Моделі і стержневі ящики для одиничного та дрібносерійного виробництва роблять дерев'яними, а для масового виробництва – із пластмас або із сплавів алюмінію з міддю.

При виготовленні моделей враховують припуск на механічну об­робку і усадку. Щоб легше було виймати частини моделі із форми, бічні поверхні роблять із формовим нахилом: у дерев'яних моделей 2 – 3°, у металевих моделей при ручному формуванні 1 – 2°, при машинному – 0,5 – 1°.

На рис. 14.1 подано схему виготовлення виливків у разовій формі.

Н а підмодельну плиту 1 встановлюють нижню половину моделі 2, що має формові уклони 4 на вертикальних поверхнях, ставлять нижню опоку 3 (металеву раму для утримання суміші, в якій ущільнюють суміш.

Модель покривають облицювальною формовою сумішшю шаром 20 – 30 мм. Цей шар ущільнюють руками, після чого опоку заповнюють наповнювальною формовою сумішшю і утрамбовують її пневматич­ною або ручною трамбовкою. Надлишок землі видаляють лінійкою і в формовій суміші душником наколюють отвори для виходу газів. Ниж­ню півформу перевертають, підмодельну плиту знімають і поверхню роз'єму форми посипають дрібним роздільним піском. На заформова­ну половину моделі накладають другу половину моделі, ставлять верх­ню опоку, положення її фіксують штирями.

Для утворення ливника (ливник – канал для підведення рідкого металу в порожнину форми) і випору (випор забезпечує вихід повітря і газів із форми) встановлюють окремі моделі 5 і 6. Верхню опоку запов­нюють формовими сумішами і процес повторюють. Виймають моделі ливника та випору, знімають верхню півформу, перевертають, прорізають ливниковий канал у площині роз'єму форми і обережно виймають із форми половинки моделі.

У нижню половину форми встановлюють стержень 7, після чого форму складають; вона готова для заливання.

Продуктивність ручного формування дуже низька, тому при серійному і масовому формуванні застосовують машинне формування.

Виготовлення виливків у разових піщано-глинистих формах при машинному і, особливо, при ручному формуванні, має значні не­доліки: невисока точність і недостатня чистота поверхні виливків, не­обхідність залишати значні припуски на механічну обробку, утворення крупнозернистої литої структури. Для усунення цих недоліків широко впроваджуються спеціальні способи лиття, які розглянуті нижче.