Лабораторная работа № 1 литье в песчано-глинистые формы

Цель работы: ознакомиться с наиболее классическим и универсальным способом литья в земляные формы и на его примере с сущностью, основными понятиями и характеристиками литейного производства, а также с конструкциями литейных форм и их элементами.

Основные сведения о литейном производстве

Многие металлические изделия и заготовки в различных отраслях техники получают обработкой давлением, резанием, прессованием порошков с последующим спеканием, сваркой, литьем и др. Особое место среди перечисленных методов занимает литейное производство, которое было и остается одним из ведущих заготовительных производств машиностроения.

Сущность получения отливок заключается в том, что расплавленный и перегретый сплав заданного состава заливается в литейную форму, внутренняя полость которой с максимальной степенью приближения воспроизводит конфигурацию и размеры будущего изделия. При охлаждении металл затвердевает и в таком состоянии сохраняет очертания той полости, в которую он был залит. Большая часть существующих технологий обработки металлов включает в себя стадию получения литой заготовки (слитка). Из этого следует, что наиболее эффективной является литейная технология, позволяющая получать изделия необходимой конфигурации, размеров и свойств непосредственно из расплава при минимальных затратах энергии, материалов и труда.

Перспективность литейной технологии обуславливается также универсальностью, позволяющей получать изделия из сплавов практически любого состава, в том числе из труднодеформируемых, массой от нескольких граммов до сотен тонн, с размерами до десятков метров.

Теория и практика литейного производства на современном этапе позволяет получать изделия с высокими служебными свойствами. Свидетельством тому является надежная работа отливок в летательных аппаратах, реактивных двигателях, атомных энергетических установках, других машинах и установках ответственного назначения. В настоящее время в мире объем фасонных отливок из всех сплавов превышает 80 млн т. В последние годы объем производства по массе стабилизировался. Основная тенденция развития заключается в росте качества отливок, повышении точности их размеров, снижении металлоемкости. Все это вместе взятое обеспечивает рост количества выпускаемых отливок.

Литейная технология может быть реализована различными способами: путем литья в разовые формы (песчано-глинистые, оболочковые, керамические и др.) или в постоянные (металлические, под давлением, центробежным способом и др.). Наиболее простым, широкораспространенным, универсальным и классическим является способ литья в песчано-глинистые формы.

Конструкция песчано-глинистой формы

Разовая литейная песчано-глинистая форма показана на рис. 1.1. Форма выполнена из формовочной смеси и состоит из двух полуформ (верхней 1 и нижней 2), размещенных в опоках 3. В рабочей полости формы 4 установлен стержень 5, который фиксируется в форме с помощью знаков 6. Фиксация полуформ осуществляется штырями 7.

Рис. 1.1. Разовая песчано-глинистая форма

Заливка металла в форму производится по каналам литниковой системы, включающей в себя литниковую чашу 8, вертикальный канал-стояк 12, шлакоулавливатель 11 и питатель 10. Для предотвращения образования усадочных раковин в теле отливки в форме выполнены специальные полости прибыли 9. Для отвода воздуха из рабочей полости формы и газов, выделяющихся из металла и формовочной смеси, в форме предусмотрены выпоры 13 и душники (на рисунке не показаны).

В песчано-глинистых разовых формах производят порядка 80 % всего объема выпуска отливок. Однако точность, шероховатость поверхности, условия труда, технико-экономические показатели не всегда удовлетворяют требованиям современного производства. Поэтому в настоящее время широко используются специальные виды литья.

Изготовлению литейных форм предшествуют подготовительные работы, включающие в себя изготовление модельного комплекта, получение исходных формовочных материалов, приготовление формовочных и стержневых смесей и др.