7.Лекция-4_технология литья.ppt
- Количество слайдов: 20
Технологические процессы в машиностроении 7. ЛЕКЦИЯ – 4 МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ, ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ
План лекции 1 Общая технология литья 2 Конструирование литой детали 3 Общие требования к технологичности конструкций литых деталей 4 Контроль качества отливок
Общая технология литья 1. Технологическая подготовка процесса изготовления отливки. На основании конструкторской (чертеж детали, технические требования, условия работы детали в узле) и технологической (величина партии, технологический маршрут обработки) документации – – – осуществляются выбор способа литья, разрабатывается чертеж отливки, проектируется технологическая оснастка (модель, стержни, литейная форма и др. ), – разрабатывается технология, включая определение последовательности и технологических параметров отдельных процессов, операций, переходов
Общая технология литья 2. Изготовление формы. n n n На основании разработанных чертежей изготовляются модель, стержни, необходимая технологическая оснастка. При литье в неметаллические формы наиболее ответственным и трудоемким процессом является формовка – изготовление литейных форм и стержней их формовочных и стержневых смесей. Чаще всего литейная форма разъемная (состоит из двух частей), что позволяет получать отливки большинства видов. Разовые формы, как и стержни, изготовляют уплотнением формовочной (стержневой) смеси в опоках (стержневых ящиках). Готовые части формы (полуформы) и стержни поступают на операцию сборки форм, которая включает в себя установку, соединение и закрепление литейных стержней в литейной форме и частей формы между собой. Параллельно с формовкой и сборкой в плавильном отделении литейного цеха проводится плавка – получают расплав требуемого химического состава и температуры.
Общая технология литья 3. Заливка форм и охлаждение металла отливок. В собранные формы при помощи ковша и литейной машины заливают расплав. Температура расплава в момент заливки tз, град. С, должна быть равна: tз = tлик + (100… 150), где tлик – температура ликвидуса, град. С. n Заполнение формы расплавом требует определенного времени, что ограничивает производительность процесса литья в целом. n Свойства отливок формируются в результате кристаллизации и охлаждения металла в форме, когда происходят сложные процессы в литейном сплаве (усадка, выделение растворенных газов и др. ), в форме (нагрев и разупрочнение, деформирование и др. ) и на их границе (взаимодействие материалов отливки и формы). n Влияя на эти процессы, можно существенно повысить качество отливок. Для этого используется воздействие центробежных сил, электромагнитных полей, ультразвука и т. д. n После кристаллизации отливка должна охладиться в форме до определенной температуры, для чего в составе конвейеров и автоматических линий по производству отливок предусматривают охладительные ветви. n По сравнению с разовыми формами литье в металлические формы обеспечивает более быстрое охлаждение отливок, что увеличивает производительность и эффективность использования производственных площадей. n
Общая технология литья 4. Извлечение отливок из форм и обработка отливок. n n n Охлажденную до заданной температуры отливку извлекают из формы и из нее удаляют стержни. При литье в разовые формы эта операция называется выбивкой и осуществляется на вибрационных решетках. Последующая обработка отливок включает в себя операции, обеспечивающие выполнение заданных требований к отливкам для придания им товарного вида.
Общая технология литья Последующая обработка отливок n n Обрубка Очистка поверхности отливок Зачистка Термическая обработка: – закалка – для повышения прочности, – отжиг – для повышения пластичности, обрабатываемости резанием, снятия внутренних напряжений. – В последнем случае часто ограничиваются длительным вылеживанием отливок на складе.
Рисунок 7. 1 -Схема технологического процесса литья в песчаные формы
Общая технология литья Рисунок 7. 3 Схема техпроцесса литья
Конструирование литой детали Разработка чертежа отливки n n Рисунок 7. 4 -Конструкция отливки Чертеж отливки разрабатывают на основе чертежа литой детали с учетом припусков, линейных уклонов, напусков, приливов, галтелей и т. д. , суммарное отличие которых от наружных размеров zн, от внутренних – zвн, мм. Они являются суммарными припусками. Для наружных размеров отливки lотл = lдет + zн; Для внутренних размеров Lотл = Lдет + zвн, где lотл, Lотл – соответственно наружные и внутренние размеры отливки, lдет, Lдет – соответственно наружные и внутренние размеры литой детали, мм.
Конструирование литой детали n По чертежу отливки делают чертеж модели. Причем нужно иметь в виду, что после литья имеют место три вида линейной и объемной усадки: – – – n n n свободная, затрудненная, смешанная. Размеры модели отличаются от размеров отливки на величину усадки: lмод = lотл + k, где k – коэффициент, учитывающей вид усадки сплава (при свободной усадке k = kсв = 1; при затрудненной усадке k = kзатр < 1; при смешанной - k = kсм < 1; причем kзатр < kсм); Клин – коэффициент линейной усадки заливаемого сплава. Для размеров Lмод и dмод структура формул будет идентичной.
Конструирование литой детали Модель имеет знаковые части – опорные поверхности для литейных стержней. Знаки модели при формовке образуют углубления, в которых закрепляют литейные стержни а Для закрепления в литейной форме стержни имеют знаки конической формы б в Рисунок 7. 5 -Модель (а), стержень (б), половинка стержневого ящика (в)
Конструирование литой детали n n Расчет стержневых ящиков Для стержней, а значит, и для стержневых ящиков речь идет о свободной усадке. Поэтому размер стержневого ящика, мм: Lст. я = lотл + kзатр n По моделям отливки и литниковой системы с установкой стержня (для рассматриваемой отливки) изготовляют верхнюю и нижнюю литейные полуформы вручную или на формовочных машинах, на которых землю уплотняют прессованием или встряхиванием.
Конструирование литой детали Рисунок 7. 6 -Литейная песчаная форма
Общие требования к технологичности конструкций литых деталей n n n Конструкция литой детали должна отвечать высокому уровню механических и служебных ее характеристик. В период разработки конструкции обычно создают несколько вариантов, равноценных по требованиям к работоспособности. Однако они могут существенно различаться по сложности изготовления отливки, по степени учета особенностей литейного производства. Нерациональность конструкции литой детали – это увеличенная трудоемкость изготовления моделей, перерасход формовочных и стержневых смесей, усложненный процесс формовки, возможность образования разных дефектов в отливках. В частности, на процесс формовки особенное влияние оказывает конфигурация внешней поверхности отливки. В ряде случаев изменение внешних очертаний детали, не влияющие на ее работоспособность, приводит к упрощению технологического процесса и снижению себестоимости изготовления отливки.
Общие требования к технологичности конструкций литых деталей Рисунок 7. 7 -Нетехнологичные (а/ - ж/) и технологичные (а - ж) конструкционные исполнения литых деталей
Примеры конструкций отливок Рисунок 7. 8 -Нетехнологичное (а) и технологичные (б, в) конструкционные исполнения маховика
Контроль качества отливок предусматривает проверку соответствия продукции техническим условиям, включая отсутствие дефектов строения. 1. При внешнем осмотре отливок выявляются наружные дефекты: – раковины на поверхности, – сквозные трещины, – перекос и т. д. 2. Точность размеров и шероховатость поверхности определяется с помощью мерительного инструмента: – штангенциркулей, – шаблонов, – калибров – профилометров, – координатно-измерительных машин. 3. Для контроля структуры отливок применяют металлографию, где контролируют внутреннее строение металла с помощью неразрушающих методов контроля: – ультразвуковой, – вихретоковый, – рентгеновский. 4. Ответственным процессом является определение химического состава материала отливки, которое необходимо для контроля за ходом плавки литейных сплавов, а также для оценки качества конечной продукции. Наибольшее применение нашли следующие методы контроля состава: – термографический, – спектральный, – химический.
Приложение 7. 1 Основные этапы проектирования технологических процессов изготовления литых заготовок
Информационные источники 1. 2. 3. 4. 5. Гоцеридзе, Р. М. Процессы формообразования и инструменты: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Р. М. Гоцеридзе. – М. : Издательский центр «Академия» , 2007. – 384 с. Лернер, П. С. Послушный металл: Кн. для учащихся ст. классов сред. шк. / П. С. Лернер. – М. : Просвещение, 1989. – 175 с. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для студ. в. учеб. заведений / В. Б. Арзамасов, А. Н. Волчков, В. А. Головин и др. ; под ред. В. Б. Арзамасова, А. А. Черепахина. – М. : Издательский центр «Академия» , 2007. – 448 с. Рогов, В. А. Современные машиностроительные материалы и заготовки: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / В. А. Рогов, Г. Г. Позняк. – М. : Издательский центр «Академия» , 2008. – 336 с. http: //www. ref. by/refs/81/18770/1. html