Министерство образования Республики Беларусь УО Могилёвский государственный политехнический колледж Специальность Дисциплина 2 - 36 01 06 Материаловедение и технология материалов Презентация На тему: литейное производство и его роль в машиностроении Выполнил Уч-ся гр. СП-229 Проверил преподаватель Д. Ю. Ковалёв С. П. Козлова 2012
Аннотация Презентация разработана на тему: литейное производство и его роль в машиностроении. В реферате рассматриваются следующие вопросы: 1. Литейное производство 2. Изготовление отливок в песчаные формы 3. Виды литья 4. Литьё по выполняемым моделям 5. Литье в многоразовые формы 6. Роль литейного производства в машиностроении. Данными материалами могут воспользоваться учащиеся средних специальных учебных заведений.
Введение Литейное производство – отрасль машиностроения, продукцией которой являются отливки, получаемые в литейных формах при заполнении их жидким сплавом заданного химического состава. При охлаждении расплав затвердевает, сохраняя конфигурацию полости формы. Полости в отливке получают, устанавливая в форму «стержень» . Литьем изготавливают отливки простой и сложной формы, которые нельзя получить другими способами (например, корпусные детали автомобиля).
Литейное производство и его роль в машиностроении Литейная форма – это полость, которая по очертаниям и размерам соответствует конфигурации детали. После затвердевания получается отливка, затем её подвергают отделочным операциям и направляют в качестве заготовки в механический цех. Иногда мехобработка не требуется. Достоинством литья является: • возможность получения отливки различной формы и размеров; • возможность получить заготовку с небольшими припусками на мех. обработку. Припуск – это слой металла, подлежащий удалению в процессе мехобработки.
• Ø Ø Недостатки литья: отливки пористые, имеют неоднородный хим. состав и более низкие механические свойства по сравнению с др. видами горячей обработки. Процесс получения отливки можно разбить на следующие самостоятельные этапы: изготовление литейной оснастки: модели, стержней и литейной формы; плавка литейного сплава и заливка его в форму; выбивка отливки из формы после кристаллизации расплава и охлаждения отливки; контроль качества получившейся отливки. Различают разовые и многоразовые формы. (разовая форма, модель, многоразовая форма). Разовая форма применяется для получения одной отливки, так как после кристаллизации и охлаждения расплава отливку достают, разрушая форму. Разовая форма изготавливается путем уплотнения формовочной смеси вокруг модели. Разовые формы Многоразовые формы
Изготовление отливок в песчаные формы Песчаные формы изготавливают из формовочных смесей, состоящих из кварцевого песка, глины (бентонита), воды и специальных добавок для повышения основных свойств смеси (прочность, газопроницаемость, податливость, противопригарность). При разработке чертежа необходимо учитывать специальные требования к отливке, обеспечивающие минимизацию механической обработки (оптимальные припуски на механическую обработку приближение формы заготовки к форме готовой детали). Припуск на механическую обработку – поверхностный слой материала удаляемый на стадии механической обработки детали для обеспечения требуемой точности. Технологический литейный припуск – слой материала, удаляемый или не удаляемый на стадии механической обработки, облегчающий получение отливки.
К технологическим припускам относят литейные уклоны, литейные радиусы (галтели), напуски, приливы, усадочные ребра или стяжки. Литейные уклоны необходимы для удобства извлечения модели из формы без разрушения последней и для свободного извлечения стержня из стержневого ящика. Литейные радиусы – закругления внешних и внутренних углов отливки и модели для получения плавного перехода в сопрягаемых стенках. Наличие литейных радиусов исключает осыпание формовочной смеси в углах формы при извлечении модели. Напуски необходимы для упрощения изготовления отливки. Например, отверстия малого диаметра (до 50 мм) целесообразно выполнять сверлением, поэтому нет необходимости предусматривать отверстие при литье. Приливы предназначены для удобства крепления отливки в приспособлениях при механической обработке и для захвата изделия при его транспортировке. Наличие ребер предохраняет отливку от коробления при кристаллизации и остывании литейного сплава.
Специальные виды литья Литье в оболочковые формы. Данный вид литья представляет собой процесс получения отливок путем заливки расплава в форму из термически или химически твердеющих смесей. Форма изготавливается по горячим металлическим моделям, формовочная смесь содержит огнеупорный материал (например, кварцевый песок) и 3. . . 9% термореактивных смол (например, пульвобакелит). Смола при 70 С размягчается, при 120 С плавится, превращаясь в жидкую клейкую массу. При дальнейшем увеличении температуры смола затвердевает, образуя совместно с кварцевым песком твердую прочную корку. При 450 С смола выгорает, что облегчает разрушение оболочки при выбивке отливки. На свойстве смолы переходить из жидкого состояния в необратимое твердое основаны способы получения оболочковых форм.
Процесс изготовления полуформ механизирован, что снижает себестоимость литья. По сравнению с литьем в песчаные формы литье в оболочковые формы позволяет получать отливки с более низкой шероховатостью поверхности и большей размерной точностью, но к отливке предъявляются дополнительные требования. Нежелательно отливать глубокие коробчатые конструкции, так как формы получаются разностенными. Можно получать тонкие ребра и четкие художественные рельефы. Оптимальная толщина стенок равна 2. . . 8 мм. При толщине стенок 10. . . 12 мм в отливке можно получать отверстия диаметром от 6 мм. Литьем в оболочковые формы изготавливают ответственные детали: ребристые цилиндры двигателей мотоциклов, гильзы, звездочки, коленчатые валы.
Процесс литья состоит из следующих операций: 1) плавка металла из чушек, стального лома и отходов; 2) заливка жидкого металла в форму; 3) охлаждение и затвердевание жидкого металла в форме; 4) извлечение (выбивка) заготовки из формы; 5) удаление литников и очистка отливки от формовочной земли. Основным инструментом ( оснасткой) литейного производства является литейная форма. От точности и качества изготовления последней зависит качество отливки. Формы делятся на разовые (одна отливка), полупостоянные ( несколько штук отливок) и постоянные (от десятков до 10 5 отливок).
ЛИТЬЕ В ЗЕМЛЮ Древнейший способ литья. Выполняется по двум вариантам: 1 ручной формовкой по деревянным моделям. 2 машинной формовкой по металлическим моделям. До 80% всех отливок получается литьем в землю.
Литье по деревянным моделям Используется в единичном и мелкосерийном производстве для получения заготовок сложной конфигурации средних и крупных размеров (до 200 т) из черных и цветных металлов. Название способа литья происходит от того, что литейная форма изготавливается из специальной земляной смеси. Достоинства метода: 1) получение отливок любой сложности и конфигурации; 2) неограниченные размеры отливок; 3) низкая себестоимость. Недостатки: 1) низкая производительность; 2) низкая точность (14 -17 кв) и качество поверхности (Rz 400 -100); 3)значительные расходы на литники (до 30 - 35% массы отливок); 4) большие припуски и большие отходы на стружку; 5) тяжелые условия труда (жара, пыль).
Литье по металлическим моделям Применяется в серийном производстве. Отличается тем, что половинки моделей делают из металла (Al- сплавы) и прикрепляют намертво к подмодельной плите. Заполнение (набивка) опок выполняется на специальных встряхивающих машинах, где опока, установленная на столе, встряхивается с помощью пневмоцилиндра. Затем земля в опоке дополнительно подпрессовывается. Металлические модели не набухают от влаги формовочной земли, лучше сохраняют размеры, легче извлекаются. Достоинства этого метода: 1) высокая производительность; 2) хороший уровень механизации; 3) удовлетворительная точность (12 -14 кв). Недостатки; 1) низкое качество поверхности изза зернистости земли (Rz 60 -80); 2) большие отходы металла на литниковую систему; 3) значительная толщина стенок (до 4 мм); 4) ограничение сложности и размеров отливки; 5) очень тяжелые условия труда: грохот машин, пыль, гарь. Применяется в крупносерийном и массовом производстве при изготовлении небольших и средних отливок.
Современное состояние и роль литейного производства в машиностроении Сущность литейного производства состоит в получении заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла заданного химического состава в литейную форму, рабочая полость которой имеет конфигурацию заготовки или детали. При охлаждении залитый металл затвердевает и сохраняет конфигурацию полости формы. Литые заготовки (отливки) в дальнейшем подвергаются механической обработке. Литьем получают отливки простой и сложной конфигурации, сплошные и с внутренними полостями, массой от нескольких граммов до нескольких сотен тонн из различных материалов (литейных сплавов). Литье – один из древнейших способов обработки металлов. Еще в 1 веке до нашей эры римский поэт и философ Тит Лукреций Кар в поэме «О природе вещей» писал «металлам, расплавленным жаром, может быть дана фигура и форма какая угодно» . Мастерством литья хорошо владели скифы, населявшие около 2, 5 тыс. лет назад Приднепровье и Приазовье. Отлитые ими золотые и бронзовые украшения хранятся во многих музеях.
Широкое развитие получило литье в Древней Руси. Мастерство русских литейщиков XIV – XVII веков, особенно в изготовлении колов и пушек, считалось непревзойденным: «Царь. Пушка» массой 38, 4 т, отлитая Андреем Чоховым в 1586 г. ; «Царь-Колокол» массой около 200 т, изготовлен Иваном Моториным в 1735 г. ; памятник Минину и Пожарскому; «Медный всадник» и др. Основы науки о металлах заложены Ломоносовым, дальнейшее развитие они получили в работах Чернова Д. К. , Лаврова, Калакуцкого. С началом развития машиностроения было создано обслуживающее его литейное производство, появились оснащенные специальным оборудованием литейные цехи. Теория и практика технологии литейного производства на современном этапе позволяет получать изделия с высокими эксплуатационными свойствами. Отливки надежно работают в реактивных двигателях, атомных энергетических установках и других машинах ответственного назначения. Они используются в изготовлении строительных конструкций, металлургических агрегатов, морских судов, деталей бытового оборудования, художественных и ювелирных изделий.
Современное состояние литейного производства определяется совершенствованием традиционных и появлением новых способов литья, непрерывно повышающимся уровнем механизации и автоматизации технологических процессов, специализацией и централизацией производства, созданием научных основ проектирования литейных машин и механизмов. Важнейшим направлением повышения эффективности является улучшение качества, надежности, точности и шероховатости отливок с максимальным приближением их к форме готовых изделий путем внедрения новых технологических процессов и улучшения качества литейных сплавов, устранение вредного воздействия на окружающую среду и улучшения условий труда. Литье является одним из наиболее распространенных методов формообразования. Преимуществами литья являются изготовление заготовок с наибольшими коэффициентами использования металла и весовой точности, изготовление отливок практически неограниченных габаритов и массы, получение заготовок из сплавов, неподдающихся пластической деформации и трудно обрабатываемых резанием (магниты).
Литература 1. Черепахин А. А. Технология обработки материалов: учебник для студ. Учреждений средн. Проф. Образования / А. А Черепахин. – 2 -е изд. , стер. – М. : Издательский центр «Академия» , 2007. – 272 с.
Скачать презентацию Министерство образования Республики Беларусь УО Могилёвский государственный политехнический
Ковалёв презентация.pptx