Литье в песчано глинистые формы реферат

Обновлено: 02.07.2024

Литейную форму для втулки собирают из двух полуформ: верхней 6 и нижней 7. Полуформы изготовляют из формовочной смеси, уплотняемой в чугунных или стальных рамках 8, которые называют опоками. Изготовление литейной формы втулки. На подопочный щиток 9 устанавливают половину модели 2, по которой необходимо получить отпечаток в нижней полуформе, а также опоку 8. Поверхность модели 2 и щитка 9 посыпают или опрыскивают разделительной жидкостью, после чего в опоку насыпают формовочную смесь и уплотняют ее. Излишек формовочной смеси счищают с поверхности уплотненной полуформы, опоку перевертывают на 180 градусов и устанавливают на подопочный щиток 9. Затем на нижнюю половину модели устанавливают верхнюю половину модели, на нижнюю опоку – верхнюю. Вновь посыпают Поверхность модели разделительным песком, ставят модели литниковой системы, засыпают формовочную смесь в верхнюю опоку и уплотняют ее. Снимают верхнюю полуформу, извлекают половины моделей, устанавливают стержень и собирают форму. Для сборки формы опоки имеют специальные втулки 10, в которые входят центрирующие штыри. Жидкий металл при заполнении формы давит на стенки формы, в результате чего верхняя опока может подняться, и тогда по плоскости разъема образуется зазор, через который металл может вытекать из формы. Для предупреждения этого верхнюю полуформу крепят к нижней скобами 12, а иногда ставят на верхнюю опоку груз. При заливке жидкий металл поступает в полость 13 формы по литниковым каналам. Систему каналов, подводящих металл в форму, называют литниковой. Литниковая система состоит из стояка 14 (вертикального канала), шлакоуловителя 15 и питателя 16, через который металл поступает в полость формы. К литниковой системе относится также выпор 17. выпор служит для выхода из формы воздуха и газов, а также для контроля заполнения формы металлом. После затвердевания и охлаждения металла форму разрушают и освобождают отливку от формовочной смеси, отрезают литники и Поверхность отливки очищают от формовочной смеси. Описанную выше литейную форму называют разовой, так как ее используют однократно. Обычно разовые литейные формы изготовляют из формовочных смесей, основной составляющей которых является кварцевый песок. В качестве связующей добавки, придающей прочность смеси, используют глину. прочность таких смесей относительно невысока, а давление жидкого металла на стенки формы достаточно велико, поэтому формы из песчано-глинистых смесей приходится делать толстостенными. Однако, если в качестве связующего использовать специальные материалы, придающие высокую прочность формовочной смеси, то литейную форму можно сделать оболочковой (тонкостенной). Это позволяет резко сократить расход формовочной смеси, а также благодаря ее особым свойствам повысить точность и чистоту поверхности отливок.

Литье в песок (литье в песчано-глинистые формы) — один из самых распространенных методов получения литых заготовок во многих отраслях промышленности – станкостроение, автомобильная отрасль и многое другое. Этот способ широко применяют при единичном, серийном и массовом производстве.

Технология литья в песчаные формы

Технология литья в формы из песка не отличается сложностью. Такой метод литья применяют для изготовления отливок и деталей из серого чугуна, низкоуглеродистые стальные сплавы. Иногда, литье в песчаные формы используют для обработки цветных металлов – алюминия, меди и пр.

Выбирая такое литье в песок технолог, должен понимать, что качество готовых деталей будет довольно низким. Это связано в первую очередь с тем, использование такой технологии не может гарантировать того, что в жидкий сплав не попадут посторонние включения. При литье в песчаные формы весьма бурно происходить газообразование, особенно этот процесс, проявляет себя при литье во влажные формы. Допустимо использовать такую форму литья для получения деталей со сложной геометрией. Но ряд ограничений на получение таких заготовок накладывает то, что изъятие готовой отливки сопряжено с определенными сложностями.

Литье в песок позволяет получать заготовки до сотен тонн весом. Таким образом, производят станины для металлорежущего оборудования, корпусные детали и пр.
Между тем точность получаемых заготовок ниже 14 квалитета, кроме того, на поверхности отлитых деталей можно встретить раковины, посторонние включения. Именно поэтому те поверхности, которые будут контактировать с другими деталями, всегда подвергают механической обработке.

Литейная продукция

Литье в песок или землю применяют для производства множества деталей. Для удобства потребителей их можно систематизировать в несколько групп.
Группа А – к этой группе относят отливки простой формы – кольца, колеса, маховики и пр.
Группа Б – к этой группе относят элементы арматуры, подшипниковые корпуса, сложные поверхности с тупым или острым углом.
Группа В – она включает в себя заготовки для зубчатых колес, станины, кожуха и пр.
Группа Г – это отливки для производства станочных станин, сложные корпусные детали.
Группа Д – это отливки, которые получают методом формования по модели.

Cложные корпусные детали Заготовки для зубчатых колес Арматура Отливки простой формы

Таким образом, можно сделать вывод, что в формы из песка можно выполнять отливку и канализационных люков, и детали со сложной геометрической формы, например, кожуха ступеней компрессоров и пр.
При проектировании формы из песка, конструктор должен учитывать то, что в том направлении куда будет извлекаться готовая отливка не должна иметь никаких препятствий в виде выступающих стержней и пр.

Литейные модели

Модели для такой формы литья в песок должны выдерживать довольно большое давление, которое возникает при набивке опоки литейной землей. Именно поэтому для изготовления литьевых форм применяют металл, твердую древесину. Все материалы, которые допустимо использовать для изготовления литьевых форм допускается комбинировать. То есть их можно собирать на резьбовых соединениях, склеивать и пр. Для устранения пор на деревянных частях моделей из тщательно обрабатывают абразивной шкуркой. Затем, ее покрывают лаком. При изготовлении литейных форм необходимо учитывать то, что необходимо выдерживать углы наклона вертикальных плоскостей. Наличие этих углов впоследствии облегчит изъятие готовой отливки из формы.

Основные элементы литья в песчано-глиняные формы

Одним из ключевых факторов, определяющих качество выполнения литья – это свойства песка (земли), применяемого для получения литьевой оснастки. Практика показывает то, что чем мельче и чище песок, тем качество получаемой отливки будет выше.
Нельзя забывать и о стержнях, которые могут быть много- или одноразовые.

Общая классификация песчаных формовочных смесей

В зависимости от применения смеси можно разделить на следующие подвиды:

облицовочные их применяют при создании рабочей поверхности формы;
диные (наполнительные), их применяют непосредственно для создания формы.

Общая классификация песчаных формовочных смесей

Облицовочные материалы обладают толщиной, которая определяется толщиной будущей отливки, она может составлять 20 – 100 мм. Сверху смеси, применяемой для облицовки, может быть засыпана наполнительная смесь.
Наполнительную или единую смесь применяют для набивки всей формы и применяют для производства оснастки при всех видах производства, начиная от единичных изделий и заканчивая массовым.

Изготовление литейной песчаной формы

Литье в песчаные формы начинается с ее создания. Отличительной чертой песчаной оснастки является то, что их можно использовать только один раз и для получения новой детали необходимо изготавливать новую.

Оснастку производят, имея на руках модель будущей детали. Ее устанавливают в опоку (деревянная или металлическая коробка для формовочной смеси), засыпают землю. Затем необходимо уплотнить засыпанную песчаную смесь. Для этого используют ручной или механизированный инструмент ударного действия и приспособления. По достижении смесью необходимой кондиции, то есть необходимой плотности, модель извлекают и в распоряжении литейщиков останется готовая технологическая оснастка.

Для получения полостей расположенных внутри будущей отливки применяют стержни. Их как правило, изготавливают из того же материала, что и саму оснастку.
В процесс производства литейной формы из песка входят следующие основные этапы.

установка модели в опоку;
уплотнение песчаной смеси;
изъятие модели из опоки.

Трудоемкость и технология производства литейной оснастки во многом зависит от следующих параметров:

размера будущей отливки;
количества полостей;
типа оснастки.

Если изготавливаемая форма требует дополнительного нагрева или запекания, то затраты времени на ее производство резко вырастут. Для облегчения изъятия готовой отливки на рабочие поверхности наносят различные смазки, например, солидол.

Сборка песчаной литейной формы

После того как оснастка для литья произведена, ее готовят для заливания расплава. Рабочие поверхности необходимо смазать специальным составом, который способствует свободному извлечению готовой отливки. После подготовки рабочих поверхностей выполняют установку литьевых стержней.

Процесс изготовления формы

На завершающем этапе, полуформы соединяют между собой и надежно скрепляют. Надежность сборки не позволит расплаву вытечь за пределы формы.

Типы песчаных форм

Многообразие песчаных форм для литья позволило их разделить на несколько групп, предназначенных для получения отливок с разными характеристиками.

Песчаные литейные формы

Всего можно назвать 7 групп литейной технологической оснастки или модельных комплектов.

Модельный набор, произведенный из металла, в состав, которого входят дополнительные приспособления для выполнения машинной формовки.
Набор, выполненный из металла, в его состав включены дополнительные приспособления, которые предназначены для выполнения машинной и ручной формовки.
Модельный набор, используемый для выполнения машинной и ручной формовки. Сами модели произведены из металла, а некоторые части, например, стержни для формирования полостей выполнены их древесины разных пород.
Набор для производства ручной и машинной формовки. Модели и стержни, подвергаемые сильному износу, выполняют из металла.
Набор для формовки отливок из твердых пород древесины.
Набор для формирования отливок, выполненный из мягких пород древесины.
Наборы для выполнения ручной формовки отливок.

Сырая песчаная форма

Для производства литьевой оснастки используют смеси, состоящие из песка, воды, глины и какого-либо связующего материала. Типовой рецепт выглядит примерно так:

Сырая песчаная форма

Оснастку такого типа относят к весьма экономичным и широко используемым.

Подсушенная песчаная форма

Производство такой оснастки похоже на производство сырой формы, но в рецептуру вводят дополнительные материалы, предназначенные для связывания компонентов смеси.

Подсушенная песчаная форма

Рабочие поверхности оснастки просушивают прогреванием. Такой подход к изготовлению форм приводит к росту точности размеров заготовок и их качества. Производство таких форм требует больших затрат времени и в результате их стоимость растет, а выпуск деталей нижается.

Сухая песчаная форма

В оснастке такого типа используют добавки органического типа. Их задача связывание компонентов смеси в единое целое. Окончательную обработку производят в печи. К явным достоинствам этих изделий можно отнести точность выполненной отливки. Но надо понимать, что эти формы обладают высокой стоимостью изготовления и низкой производительностью выполнения отливок.

Химически твердеющая песчаная форма

В формовочный состав химически твердеющей оснастки вводят смолы. Они обеспечивают формирование модели на открытом воздухе без использования термической обработки.

Химически твердеющая песчаная форма

В основе смеси лежит кварцевый песок. Кроме, песка в состав смеси входит жидкое стекло и едкий натр. Добавление этого химиката оказывает влияние на технологические свойства литейной формы. В частности, будет продлен срок ее эксплуатации. После затвердевания, ее прочность будет выше, чем у смесей другого типа.

Характеристики литейного песка

Выполняя литье в песчаную оснастку надо понимать, что качество отливки напрямую зависит от состава и свойств литейного песка. Практикой литейного дела определены пять ключевых параметров, которые определяют качество литейного песка.

Физические характеристики песка

прочность;
газопроницаемость;
стабильность при воздействии температуры;
способность к просадке;
возможность многократного использования.

Прочность

Прочностью называют способность смеси сохранять заданные параметры во время выполнения литейной операции и транспортировки опоки внутри производственного помещения.

Газопроницаемость

Газопроницаемость – это способность песка пропускать через себя газы, образовывающиеся при затвердевании расплава. Если смесь обладает высокой проницаемостью, будет снижена пористость отливки. Если проницаемость низкая, то качество поверхности будет значительно лучше. Газопроницаемость напрямую зависит состава и фракции песчаной смеси.

Термическая стабильность

Возможность оснастки при воздействии температуры сохранять заданную форму, оказывать сопротивление растрескиванию и появлению иных дефектов, проявляющихся при действии большой температуры расплавленного металла, называют термической стабильностью.

Способность к просадке

Способность формовочной смеси плотно сжиматься в процессе затвердевания отлитой детали. Если бы песок не обладал таким свойством, то отлитая заготовка не имела бы возможности изменять размеры внутри формы. А это в результате привело бы к растрескиванию заготовки и проявлению других дефектов, возникающих при разливе расплавленного металла.

Повторное применение

Это обозначает возможность использования формовочной смеси для производства оснастки, предназначенных для формирований новой партии отливок.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Кафедра ТМС Курсовая работа по

Технике и технологии в отрасли. Литье в песчано-глинистые формы, оборудование и оснастка. Факультет: Бизнеса

Студент: Жуков Н.В.

Преподаватель: Куроедов Ю.Б. Новосибирск,1997СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Изготовление модельных комплексов 6

1.1. Общие сведения 6

1.2. Оборудование и инструмент 7

2.Формовочные материалы и смеси 9

2.1. Общие сведения. 9

2.2. Свойства формовочных смесей 9

2.3. Приготовление формовочных и стержневых смесей 11

3. Изготовление форм 13

3.1. Общие сведения 13

3.2. Инструмент для ручной формовки 14

3.3. Опоки 14

3.4. Формовка в опоках 14

3.5. Машинная формовка 16

4. Литниковые системы 17

5. Изготовление стержней 19

6. Сборка форм 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21

Список использованных источников 22

Приложение 1 23

Приложение 2 24

Общие сведения о литейной форме.

Отливка получается в результате заполнения полости литейной формы жидким металлом. После заливки жидкий металл охлаждается в форме и затвердевает, образуя отливку.

Последовательность технологического процесса изготовления отливки рассмотрим на примере отливки чугунной втулки 1 (см. приложение 1) По чертежу втулки изготовляют деревянную модель 2.

Модель — это приспособление для получения в форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки. Модели делают из дерева, металла, гипса, пластмассы и других материалов.

Модель втулки состоит из двух половин, которые взаимно центрируются с помощью шипов и гнезд.

Отверстие втулки 1 выполняется стержнем 3. Стержень — это часть литейной формы. Его изготовляют из стержневой смеси, уплотняемой в ящике 4. После извлечения из ящика стержень подвергают сушке в печи. При сборке формы сухой стержень устанавливают стержневыми знаками в соответствующие гнезда формы, полученные с помощью знаков 5 модели 2. Длина стержня больше длины полости отливки на величину знаков.

Изготовление литейной формы втулки. На подопочный щиток 9 устанавливают половину модели 2, по которой необходимо получить отпечаток в нижней полуформе, а также опоку 8. Поверхность модели 2 и щитка 9 посыпают или опрыскивают разделительной жидкостью, после чего в опоку насыпают формовочную смесь и уплотняют ее. Излишек формовочной смеси счищают с поверхности уплотненной полуформы, опоку перевертывают на 180 градусов и устанавливают на подопочный щиток 9. Затем на нижнюю половину модели устанавливают верхнюю половину модели, на нижнюю опоку – верхнюю. Вновь посыпают поверхность модели разделительным песком, ставят модели литниковой системы, засыпают формовочную смесь в верхнюю опоку и уплотняют ее.

Снимают верхнюю полуформу, извлекают половины моделей, устанавливают стержень и собирают форму. Для сборки формы

Технологический процесс получения отливок включает изготовление модели отливок, по которым изготавливается литейная форма; моделей литникововой системы, стержневых ящиков для изготовления стержней, с помощью которых получают полости в отливке, приготовление формовочных и стержневых смесей, сборку форм, плавку металла, заливку форм жидким сплавом, выбивку отливок из форм и их очистка, контроль качества отливок.

Литейная форма проектируется по чертежу детали. При этом устанавливается способ формовки, положение формы при заливке, определяются поверхности разъема формы, способы удаления модели и ее частей, а также последовательность установки и крепление стержней.

Литейная модель имеет такую же форму, как и отливаемая деталь, изготавливается из дерева, пластмассы и металла. Размеры модели принимают несколько большими из-за усадки. Модели изготавливаются обычно разъемными из двух или нескольких частей. Размеры модели отличаются от размеров обработанной отливки на величину припусков на механическую обработку и усадку. Для извлечения модели из формы предусматривают литейные уклоны (для деревянных моделей 1-3 градуса, для металлических 0,5-1).

Приспособления, применяемые для изготовления отливок, называют литейной оснасткой. Основным элементом является литейная форма. Литейная форма – система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Форма обычно состоит из нижней и верхней полуформ, которые изготавливают по литейным моделям в литейных опоках.

Литейная опока – приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении формы. Рис. 7. Представляет собой деревянный пластмассовый или металлический ящик без дна, имеющий на наружной стороне выступы с отверстиями, которые с помощью металлических штырей взаимно ориентируют верхнюю и нижнюю полуформы.

Для образования полостей и отверстий в форму устанавливают литейные стержни, которые фиксируют с помощью выступов (стержневых знаков), входящих в соответствующие впадины формы. Литейные стержни формируют с помощью стержневых ящиков из специальных стержневых смесей.

Чтобы противостоять тепловому и механическому воздействию расплавленного металла стержневые формовочные смеси должны обладать достаточной прочностью, пластичностью, газопроницаемостью, огнеупорностью. Основой формовочных и стержневых смесей является песок и глина.

К дополнительным материалам относятся связующие материалы и специальные добавки. Формовочные песок состоит из кремнезема, глины и небольшого количества примесей. Для связывания зерен песка в формовочных и стержневых смесях применяют связующие материалы: органические (льняное масло, олифу, канифоль), неорганические (цемент, формовочная глина, жидкое стекло). Противопригарность смеси повышают добавкой каменноугольной пыли или мазута.

Изготовление разовых песчано-глинистых форм (формовка) производится вручную или машинным методом. Ручная формовка применяется в единичном и мелкосерийном производстве. Машинная формовка применяется при крупносерийном и массовом производстве.

Рассмотрим последовательность операций при изготовлении песчано-глинистой разовой формы. Рис. 8.

На подмодельную плиту устанавливают нижнюю часть модели, модели питателей и опоку, в которую засыпают формовочную смесь и уплотняют ее. Опоку поворачивают на 180 градусов, устанавливают верхнюю половину модели, модели шлакоуловителя, стояка и выпоров. По центрирующим штырям устанавливают верхнюю часть опоки, в которую засыпают и уплотняют формовочную смесь. Извлекают модель стояка и выпоров, раскрывают форму. Из полуформ извлекают составные части модели отливки, модели питателей и шлакоуловителей; в нижнюю полуформу устанавливают стержень и накрывают нижнюю полуформу верхней. К месту заливки жидкий металл доставляют ковшами. После заливки расплавленного метала его кристаллизации, и охлаждения литейную форму разрушают и извлекают отливки. Из выбитых отливок удаляются стержни затем удаляются литники, прибыли, заусенцы очищаются поверхности от пригоревшей формовочной смеси. Таким образом, для деталей подвижного состава получают например, корпус автосцепки.

Одним из условий получения качественной отливки является удачно выбранная, рассчитанная и правильно изготовленная литниковая система. Рис. 9.

Литниковая система состоит из следующих частей: литниковая чаша, стояк, шлакоуловитель, питатели. Устройство питателя не должно препятствовать усадке отливки, предотвращать попадание со струей металла внутрь формы шлака, кусочков размытой металлом формы и д.р. неметаллических включений.

По расположению питателей формы бывают: с верхним подводом металла, в том числе дождевым, боковым, нижним (сифонным), комбинированным.

В качественной отливке должны отсутствовать дефекты:

Недоливы – полость литейной формы заполнена не полностью из-за неудачной конструкции отливки или литниковой системы, нехваткой металла в ковше, низкой температуры заливки, низкой жидкотекучасти металла.

Пригар – присоединение к отливке формовочных материалов, из-за недостаточной их огнеупорности или поверхностной прочности формы.

Газовые раковины – образуются из-за неправильной конструкции формы, большого содержания газов в металле и его загрязнения окисями, пониженной газопроницаемости формы и стержней, перерывов струи во время заливки.

Раковины усадочные, рыхлость и пористость – из-за неправильной конструкции отливки и недостаточного ее питания в процессе затвердевания, повышенной усадки металла и очень высокой его температуры при заливки.

Шлаковые включения – из-за неправильной конструкции литниковой системы, низкой температуры металла при заливке, недостаточной его жидкотекучести и плохого раскисления.

Трещины горячие и холодные – из-за недостаточной податливости форм, значительной усадки отливки и преждевременной выбивки её из формы.

Читайте также: