Определение технологичности и разработки литейного процесса детали

Более рациональной является воронка овальной формы, так как она предотвращает вихревые движения металла. Литниковые чаши используют при получении средних и крупных отливок и подразделяют на обычные и мерные.

Прибыли.

Прибыли устанавливают над термическими узлами, т. е. над частями отливок с наибольшим скоплением металла. В соответствии с принципом направленной кристаллизации наиболее толстые части отливки стараются располагать при заливке наверху, а более тонкие — снизу. Поэтому прибыли большей частью располагают неверху, но иногда они питают жидким металлом местные термические узлы, расположенные сбоку или в нижней части формы, и размещаются рядом с ними. Эффективность работы прибыли обеспечивается при соблюдении следующих условий:

продолжительность затвердевания прибыли должна превышать продолжительность затвердевания питаемой части отливки;

запас жидкого металла в прибыли должен компенсировать усадку металла во время затвердевания;

форма прибыли и место ее установки должны обеспечивать свободный доступ жидкого металла из прибыли в те участки отливки, где недостаток металла;

усадочная раковина должна полностью располагаться в прибыли.

Проанализировав свою деталь, мы решили не применять прибыль (небольшие размеры, масса; форма отливки вполне обеспечится текучестью металла).

Стержни.

Стержни изготавливают в специальном отделении литейного цеха, которое называется стержневым. К стержням предъявляют более высокие требования чем к формам, так как располагаясь внутри формы полностью заливаются расплавом, подвергаясь воздействию высоких температур и механическим нагрузкам.

Стержни в зависимости от сложности принято подразделять на классы, а в зависимости от размеров на группы. Наиболее распространенной классификацией предусмотрено разделение стержней на пять классов.

Сложные по конструкции стержни изготавливают по частям, которые после высушивания склеивают. Размеры и конфигурацию стержней проверяют специальными шаблонами.

Способ изготовления оболочковых стержней основан на применении в составе смесей термореактивного связующего (твердых или жидких фенолформальдегидных смол), способного при нагреве плавиться и равномерно распределяться в слое песка. При нагреве до температуры 250÷300˚С смола необратимо затвердевает, прочно связывая зерна песка. Высокая прочность отвердевшей смеси позволяет применять стержни в виде оболочек с толщиной стенки от 6 до 20 мм (в зависимости от габаритных размеров стержня и нагрузки, испытываемой стержнем при заливке формы). Оболочковые стержни изготовляют из обогащенных мелких кварцевых песков.

Оболочковые стержни, как правило, изготовляют на полуавтоматических и автоматизированных машинах. Стержневые ящики изготовляют из чугуна или алюминиевых сплавов. Оболочковые стержни обеспечивают высокую точность размеров отливки, малую шероховатость поверхности, не требуют применения каркасов и сушильных плит.

Но так как у нас сложная форма стержня мы применим другой способ изготовления стержня. При изготовлении более сложных стержней засыпка и уплотнение смеси через торцы ящика невозможны, поэтому каждую половину разъемного ящика набивают отдельно. С плоскостей разъема счищают излишек смеси и в одной половине стержня гладилкой или ланцетом вырезают вентиляционные каналы и рядом с ними укладывают проволочные каркасы, слегка вдавливая их в смесь. На плоскость разъема одной половины стержня наносят тонкий слой жидкого раствора глины (может быть нанесен слой — 1÷2 мм — стержневой смеси, которую слегка уплотняют рукой). Сдвинув обе половины, их устанавливают под углом (для удобства спаривания) и соединяют по центрующим шипам. После подбивки стержневой смеси в знаки, удаления излишка смеси и расколотки снимают верхнюю половину ящика, а на нижнюю половину накладывают по штырям фасонный сугитель. Повернув нижнюю половину ящика вместе с сушителем на 180˚, снимают нижнюю половину ящика, а стержень остается в сушителе.

После сушилки производят контроль стержней, размеры стержней проверяют шаблонами или в единичном производстве — кронциркулем или другими измерительными инструментами. Кроме размеров контролируется качество поверхности стержней (наличие трещин, заусенцев и т. д.). Особое внимание уделяется состоянию знаков стержней. Соединительные швы, образующиеся после склеивания, заделывают стержневой смесью или специальной пастой. Процессы склеивания стержней и исправление дефектов выполняют вручную с помощью специальных приспособлений.

Цикл изготовления стержней имеет значительную продолжительность, так как много времени затрачивается на высушивание стержневой смеси.

Заливка формы.

Для заливки форм расплавленным методом применяют специальные ковши — ручные и крановые. Ручные ковши обычно конусные, и в зависимости от емкости их выполняют или в виде ложек, служащих для переноски и заливки одним рабочим, или в виде ковшей, переносимых на особых подставках или вилках двумя или более рабочими. Ложки-ковши применяют для заливки мелких форм емкостью 10÷20 кг, чаще 20 кг жидкого чугуна.

Для заливки форм на конвейере или на рольгангах применяют такие же ковши, передвигающиеся по монорельсу. Наклон ковшей при заливке осуществляется вручную при помощи рукоятки. Емкость ковшей колеблется в пределах 50÷250 кг.

Металл можно заливать через носок ковша или через донную пробку и стопор. Чугун заливают через носок ковша. Перед заливкой ковш должен быть хорошо прогрет и прокален для полного удаления влаги из футеровки. Ковш для чугуна сушат при температуре 300÷400˚С, так как он прокалится после первой заливки. Ковш малой емкости сушится в камерных печах, крупные ковши для стали и чугуна — газовыми или нефтяными форсунками.

Температура заливаемого металла оказывает большое влияние на качество отливки: недостаточно высокая температура металла приводит к образованию в отливке различных дефектов в виде плен, спаев, заворотов и т. п. Слишком высокая температура заливаемого металла влечет за собой увеличение усадочных раковин и пригара, поэтому заданную температуру заливки металла следует соблюдать обязательно. Контроль температуры заливки осуществляется с помощью оптического пирометра или при помощи термопар.

Очистку отливок дробью широко применяют как в нашей стране, так и за рубежом, как наиболее прогрессивный и экономичный способ. Различают дробеметную и дробеструйную очистку. При дробеметной очистке рабочим органом является турбинка:

Рис. 4. Дробеметный аппарат.

Дробь самотеком из воронки 1 поступает на лоток распределительного колеса 5, вращающегося вместе с рабочим колесом 3. При вращении распределительное колесо увлекает дробь и выбрасывает ее через окна 4. При выходе из окон дробь подхватывается лдопатками 2 рабочего колеса, которые закреплены между дисками и выбрасывают дробь со скоростью 60÷100 м/с на очищаемую отливку. Рабочее колесо делает 2250 об/мин и выбрасывает до 140 кг дроби в минуту.

Стержни из высокопрочных смесей в условиях серийного и массового производства удаляют с помощью пневматических молотков. В условиях серийного и массового производства средних и крупных отливок со значительными и сложными внутренними полостями для удаления стержней применяют гидроочистку.

Используемая литература Технология литейного производства: учебно-методический комплекс/ сост. А. И. Белый, А. В. Серебряная, Т. В. Неверова.

СПб.: изд-во СЗТУ, 2009. -205 с.

Гуляев, Б. Б. Теория литейных процессов: учеб. Пособие / Б. Б. Гуляев.

Л.: Машиностроение, 1976. — 210 с.