Московский государственный институт стали и сплавов

Технология изготовления отливки типа «корпус».

Разработка технологии:

1) определение положения отливки в форме в момент заливки;

2) определение поверхности разъема формы и модели;

3) определение припусков на механическую обработку;

4) определение границы в форме, оформляемой внутреннюю поверхность отливки;

5) определение места подвода расплава и место расположения прибылей.

Отливку нужно располагать горизонтально, при этом необходимо расположение прибыли в верхней части отливки, где могли бы образовываться газовые раковины. При этом наиболее толстые части отливки будут расположены сверху.

Такое положение отливки обеспечивает спокойное заполнение формы сплавом, исключающее разрушение струей металла рабочих поверхностей формы.

Допуски и величины припусков на механическую обработку назначаются согласно ГОСТ 26645-85.

Допуски выбираем согласно интервалам номинальных значений в зависимости от класса точности отливки, что соответствует для 11т класса точности не более 5мм. Предельные отклонения смещений отливки от номинального положения по плоскости разъема формы в зависимости от класса точности – 1мм.

Предельные отклонения короблений элементов отливки 0,2 мм в зависимости от интервала наибольших габаритных размеров и степени коробления 1-7, которая определяется как отношение наименьшего габаритного размера отливки к наибольшему, т.е. свыше двух..

По номинальной массе отливки определим верхние предельные отклонения массы отливки равной 12% в зависимости от 11т класса точности отливки по массе.

Основной припуск на обработку резаньем соответствует в среднем не более 5 мм, для второго ряда припусков.

Шероховатость поверхностей отливок для машинной динамической формовки получается для магниевых сплавов 40-80 по Rz.

Подвод металла осуществляется по спроектированной нижней литниковой системе. Заливка сплава осуществляется через чашу с порогом, задача которого состоит в задержание неметаллических включений, попавших в расплав при плавке. Затем расплав перетекает в вертикальный стояк, и стекает в коллектор, выполненный совместно с зумпфом, где происходит гашение удара падающего расплава, а также оседание неметаллических включений и возможно частичных разрушений стояка. В коллекторе двухстороннего направления происходит разделение потока металла. Из коллектора расплав попадает в питатели, выполненные в нижней половине полуформы. Такое технологическое решение позволяет решить важную задачу. Поверхностное натяжение и угол смачивания на границе раздела расплав, шлак, формовочная смесь влияют на способность шлака растекаться и прилипать к потолку шлакоуловителя.
Заполнение рабочего пространства формы протекает в поперечном направлении, что позволяет снизить длину питателей и сократить время заполнения формы расплавом. В верхней части формы выполнена закрытая прибыль, питающая отливку при кристаллизации. На прибыли выполнен выпор в виде тонкого стержня, служащий для удаления газа из полости формы, при последовательном заполнение рабочей полости формы. Кроме того уклон выполненный в форме, исключат прогар верхней стенки рабочей полости.

Т.о. нижняя литниковая система обладает рядом преимуществ: она – более экономична, чем вертикально-щелевая или ярусная, с точки зрения затрачиваемого металла, имеет плавный подвод металла по сравнению с верхней, а также проста в изготовлении и легко отделяется при удалении.
Поэтому такой тип литниковой системы получил самое широкое распространение в цветном литье.

 

Типы печей для выплавки сплавов.

Производство чугуна

Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м.

Разрез доменной печи схематически изображен на рисунке.

Верхняя ее половина носит название шахты и заканчивается наверху отверстием – колошником, которая закрывается подвижной колонкой – колошниковым затвором. Самая широкая часть печи называется распаром, а нижняя часть – горном. Через специальные отверстия в горне (фурмы) в печать вдувается горячий воздух или кислород.

Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Агломерат – это определенным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом. Горение и необходимая для выплавки чугуна температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого воздуха или кислорода. Последний поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней части печи, а из нее по изогнутым трубкам через фурмы в горн. В горне кокс сгорает, образуя СО2, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слои наколенного кокса, взаимодействует с ним и образует СО. Образовавшийся оксид углерода и восстанавливает большую часть руды, переходя снова в СО2.

Процесс восстановления руды происходит главным образом в верхней части шахты. Его можно выразить суммарным уравнением: Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

Пустую породу в руде образуют, главным образом диоксид кремния SiO2. Это тугоплавкое вещество. Для превращения тугоплавких примесей в более легкоплавкие соединения к руде добавляются флюс. Обычно в качестве флюса используют CaCО3. При взаимодействии его с SiO2 образуется CaSiO2, легко отделяющийся в виде шлака.

При восстановлении руды железо получается в твердом состоянии. Постепенно оно опускается в более горячую часть печи – распар - и растворяет в себе углерод; образуется чугун. Последний плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на поверхности чугуна, предохраняя его от окисления. Чугун и шлаки выпускают по мере накопления через особые отверстия, забитые в остальное время глиной.

Выходящие из отверстия печи газы содержат до 25% СО. Их сжигают в особых аппаратах-кауперах, предназначенных для предварительного нагревания вдуваемого в печь воздуха. Доменная печь работает непрерывно. По мере того как верхние слои руды и кокса опускаются, в печь добавляют новые их порции. Смесь руды и кокса доставляется подъемниками на верхнюю площадку печи и загружается в чугунную воронку, закрытую снизу колошниковым затвором. При опускании затвора смесь попадает в печь. Работа печи продолжается в течение нескольких лет, пока печь не потребует капитального ремонта.

Процесс выплавки может быть ускорен путем применения в доменных печах кислорода. При вдувании в доменную печь обогащенного кислородом воздуха предварительный подогрев его становится излишним, а значит, отпадает необходимость в громоздких и сложных кауперах и весь процесс упрощается. Вместе с тем производительность печи повышается и уменьшается расход топлива. Такая доменная печь дает в 1,5 раза больше железа и требует кокса на ¼ меньше чем обычная.

Чугун по технологическим свойствам можно разделить на литейный и передельный. Передельный чугун подвергается дальнейшей обработки, а литейный чугун отливается в слитки.

Производство стали

В стали по сравнению с чугуном содержится меньше углерода, кремния, серы и фосфора. Для получения стали из чугуна необходимо снизить концентрацию веществ путем окислительной плавки. В современной металлургической промышленности сталь выплавляют в основном в трех агрегатах: конвекторах, мартеновских и электрических печах.

Алюминиевые сплавы

Алюминий - металл характерно серебристо-белого цвета с малой плотностью и низкой температурой плавления (658ºС).

Сплавы алюминия можно разделить на 2 группы: деформируемые и литейные. К деформируемым алюминиевым сплавам относят большую группу алюминиевомагниевых, алюминиевомарганцевых, алюминиевомадномагниевых и алюминиевокремнистых сплавов, которые подвергаются различным видам деформации. Литейные алюминиевые сплавы – легкие сплавы на алюминиевой основе, содержащие один или несколько легирующих компонентов, предназначенные, как правило, для фасонного литья.

Алюминиевые сплавы легко окисляются при расплавлении, насыщаются водородом (содержание водорода может достигать 0,5-,0 см²сна 100 г металла) и другими неметаллическими включениями.

Порядок загрузки шихтовых материалов: чушковый алюминий, крупногабаритные отходы, отходы литейных и механических цехов (литники, некачественные отливки, брикетизированная стружка и т.п.), переплав, лигатуры (чистые металлы). Компоненты шихты вводят в жидкий металл при температуре, ^оС: 730 (не выше) — стружку и мелкий лом; 740-750 — медь, при 700-740 — кремний, 700-740 — лигатуры; цинк загружают перед магнием к концу плавки. Температура нагрева литейных алюминиевых сплавов не должна превышать 800-830^оС. Обязательной операцией является рафинирование от неметаллических включений и растворенного водорода.

Уменьшение компактности и увеличение удельной поверхности шихтовых материалов оказывают существенное влияние на степень загрязнения алюминиевых сплавов неметаллическими включениями и водородом.

При плавке алюминиевых сплавов, содержащих кремний, следует предусмотреть меры от загрязнения сплавов железом. Перед плавкой необходимо очистить печь (тигель) от остатков шлака предыдущей плавки. Чугунный тигель и плавильный инструмент очищают от следов расплава и окрашивают защитной краской.

При плавке алюминиевых сплавов, содержащих магний, медь и марганец, вначале в печь загружают чушковый алюминий и силумин, затем лигатуры и чушковые отходы. Магний вводят после рафинирования при 720-730^оС с помощью окрашенного колокольчика, после чего сплавы модифицируют и разливают.

Магниевые сплавы

Магний-металл, обладающий характерным серебристо-белым цветом, плотностью 1740 кг/м3 и температурой плавления 651 ^оС. Магниевые сплавы подразделяются на деформируемые и литейные по такому же признаку, как и алюминиевые сплавы.

Плавку литейных магниевых сплавов ведут следующими способами: в стационарных и выемных тиглях и дуплекс — процессом (отражательная печь — тигель или индукционная печь — тигель). Технологии приготовления сплавов этими способами одинаковы, различие состоит в технологии заливки и составах применяемых флюсов.

Шихтовые материалы не должны содержать продуктов коррозии, масла, эмульсии и прочих загрязнений. Отходы (литники, прибыли, бракованные отливки) очищают на дробеструйной установке или переплавляют.

При плавке магниевых сплавов соблюдают следующий порядок загрузки шихтовых материалов: магний (отходы и возврат), лигатуры, алюминий, цинк и кадмий. Добавки церия, кальция и бериллия вводят перед самой разливкой. При переплаве возврата кальций выгорает полностью, что следует учитывать при расчете шихты. После присадки легирующих элементов сплав перемешивают 5-7 мин и отбирают пробы для определения химического сплава. При плавке в стационарных стальных) тиглях их нагревают до 400-500^о с, после чего загружают флюс ВИ2 в количестве 10 % от массы шихты. В расплавленный флюс небольшими порциями загружают нагретые до 120-150^о С шихтовые материалы. Сплав нагревают до 700-720^о С, провод рафинирование и модифицирование. Сплав выстаивается 10-150 мин, из него отбирают пробы и ручными ковшами проводят разливку.

Магниевые сплавы не рекомендуется перегревать выше 750^о С, так как в этом случае образуются выключения нерастворимого нитрида магния (Mg ₃ N ₂), снижающие коррозионную стойкость и пластические свойства отливок из магниевых сплавов.

Магниевые сплавы при температуре плавки поглощают водород (до 30см³каждые 100 г). Для предотвращения взаимодействия магния с печными газами плавку ведут под флюсами или в среде защитных газов.

При приготовлении магниевых сплавов необходимо следить за состоянием поверхности жидкого металла. Если металл начинает гореть, его необходимо засыпать порошкообразным флюсом из пневматического флюсораспределителя.

 

Медь и её сплавы

Медь-металл, характерно красного цвета с плотностью 8940 кг/м3 и температурой плавления 1083 ^оС. В большинстве случаев медь используют для изготовления важнейших конструкционных сплавов – латуни и бронзы.

Медные сплавы плавят в пламенных, дуговых и индукционных печах. Плавка большинства медных сплавов на воздухе сопровождается окислением элементов шихты и растворением водорода. Окисление сплавов, содержащих алюминий, кремний, бериллий, происходит с образованием плотной оксидной пленки на поверхности расплава, которая оказывает влияние на механические свойства отливок. Медные сплавы при затвердевании склонны к образованию газовой пористости (за исключением латуни).Особенно характерной для сплавов с широким температурным интервалом кристаллизации, в частности для оловянных бронз.

Для защиты от окисления плавку медных сплавов ведут под слоем древесного угля или флюса. Шихту следует загружать в печь, нагретую до 600-700^оC. Сначала загружают медь по частям или полностью. Если в состав входит никель, его загружают вместе с медью. Расплав перегревают до 12000^о и раскисляют фосфористой медью (0,3- 1% массы меди). После перемешивания сплава считают шлаки, в несколько приемов загружают отходы и чушки переплава из стружки, подогретые до 100-1500^о. При температуре расплава 1160-12000^о вводят цинк, олово и свинец.

В нагретую до 700^оC печь загружают медь и железо. Поверхность расплава должна быть покрыта древесным углем или флюсом, содержащим, % (мас. доля): битого стекла 90; полевого шпата 10.

После расплавления шихты при температуре 1200^оC расплав раскисляют фосфористой медью (0,1-0,2 %). Затем вводят лигатуры: медь-марганец, медноалюминиево — железную и т.д. Последней добавляют медно — алюминиевую лигатуру. Если в состав шихты входят чистый никель, марганец и железо, то сначала вводят железо и марганец, а затем никель.

При плавке латуней в качестве шихтовых материалов применяют чушки, возврат, переплав стружки и лигатуры. После подогрева печи в нее загружают чушки и расплавляют их. Сгущают шлак и загружают возврат и переплав; по необходимости подшихтовывают сплав лигатурами.

Плавка титана

Особенность плавки титана и его сплавов обусловлена его химической активностью со всеми газами и огнеупорными материалами, поэтому плавку необходимо вести в вакууме или среде инертных газов. Вакуумную плавку осуществляют в вакуумно -дуговых печах с расходуемым электродом и графитом (медом) гарнисажном тигле или печах электронно — лучевого переплава.

Оптимальная толщина гарнисажа в донной части графитового тигля 50-60 мм и на стенах 12-16 мм.

Плавку титана и его сплавов начинают с укладки гарнисажного графитового или медного тигля до 30 % массы шихты крупнокусковых отходов собственного производства, предварительно прошедших механическую и химическую очитку. Механическая очистка производится в галтовочных барабанах в течении 2-8 ч на глубину до 0,1 мм.

Химическую очитку проводят в растворе составов, г/л: NaOH 600-650; NaNO₂ 50-60 или NaNO 500-700 и NaNO₃ 150-250. Температура раствора 130-145^oС, время обработки 0,5-2 ч. Шихту промывают в теплой и холодной воде, травят в растворе химического состава, мл/л: H_aSO₄ (плотностью 1840 кг/м₃) 60-70 и HF (плотность 1130 кг/м³) 60-140; температура раствора 20^oС, время травления 1,5-2,0ч. После промывки в холодной воде шихту сушат при температуре 110-150^oС.

Между расходуемым электродом и кусковой шихтой зажигается дуга. Плавку металла проводят в вакууме (0,13-1,33 Па). Как только будет получена необходимая масса жидкого металла, его разливают по литейным формам. Угар, элементов составляет % (мас. доля); титана 0,1-0,2; алюминия до 2; марганца до 10-15. Содержание водорода снижается до 0,002-0,003%.

Заключение

В работе был произведен расчет литниково-питающей системы для детали типа «втулка», изготовленной из чугуна СЧ20, и рассчитан оптимальный состав шихты. Предварительно были рассмотрены понятия детали и ее качественных характеристик, примеры разработки технологии и литейные оснастки для деталей типа «крестовина» и «корпус».

Список использованных источников:

 

1. Учебное пособие №1714 – Бауман, Балашова
2. Учебные пособия №460 и №461– Курдюмов, Тэн.
3. «Общая металлургия» - Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М., изд. Академкнига, 2005.
4. Интернет сайты www.opoka.ru
5. www.metal.tj/?Liteinoe_proizvodstvo:Litmze_v_razovye_formy

 

 

Московский государственный институт стали и сплавов

(Технологический университет)

Кафедра технологии литейных процессов.

 

 

Домашнее задание

по курсу «Технология металлов, литейное производство»

 

Студент: Зограбян Е.А.

Группа: МЭ-05-1

Преподаватель: Лактионов С.В.

 

Москва

2008г.

Содержание

 

Введение

1. Понятие детали и качественных характеристик.
2. Примеры разработки технологии литейной оснастки.

2.1 Технология изготовления отливки типа «корпус».

2.2 Технология изготовления отливки типа «крестовина»

2.3 Характеристика модельной и опочной оснастки

2.4 Последовательность изготовления отливки типа «Крестовина» в разовой песчано-глинистой форме

1. Разработка технологических указаний расчет литниково-питающей системы для изготовления отливки типа «втулка».
2. Расчет шихты и краткое описание выплавки сплава.

4.1 Типы печей для выплавки сплавов

Заключение

Список литературы
Введение

 

Литье - распространенный способ изготовления металлических изделий. Сущность его заключается в том, что в литейную форму, полость которой воспроизводят очертания литого изделия, называ­емого отливкой, заливают расплавленный металл-расплав, который после затвердевания и остывания становятся отливкой. Остывшую отливку извлекают из формы. Эту операцию называю выбивкой. По­лучение отливок в промышленности называют литейным производством.

1. Понятие детали и ее качественных характеристик.

Литейное производство — процесс получения фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм, в которых металл затвердевает.

Отливки могу быть или готовыми деталями или заготовками для последующей обработки в механических цехах. В последнем случае на отливках предусматривается припуск на обработку и формовочные уклоны, которые будут превращены в стружку резцом. Металлообработка резаньем обязательно сопровождает формообразование деталей, размеров, точности и качество поверхности. Чем больше размеры детали и чем она сложнее, тем величина припусков больше. С помощью литья изготовляют отливки из чугуна, стали, алюминия, бронзы, латуни и других металлов и сплавов.

Существуют различные виды литья: в земляные формы, в металлические формы (кокильное), под давлением, центробежное, по выплавляемым моделям и др.

Требования к качеству изделий, их работоспособности, надежности, долговечности в чертежах выражаются регламентацией точности по всем параметрам, обеспечивающим заданные показатели качества изделия.

Стандартами СЭВ и ГОСТ оцениваются и регламентируются допуски размеров и посадки деталей, шероховатость поверхности, отклонения и допуски формы (вогнутость, выпуклость), отклонения и допуски расположения поверхностей (на параллельность, перпендикулярность, наклонность, соосность, симметричность), суммарные отклонения и допуски формы и расположения поверхностей деталей (радиальное и торцовое биение).

Повышение точности определяет увеличение стоимости изделий, поэтому назначение степени точности во всех случаях должно быть обоснованным, необходимым и достаточным для достижения качества, установленного техническим заданием.

Вопрос о качестве поверхности имеет очень важное значение. При высоком качестве обработанной поверхности увеличивается срок службы изделия, повышается его надежность. Понятие о шероховатости поверхности - часть более широкого понятия о качестве поверхности, которое включает также физико-механические свойства поверхностного слоя детали.

Пайка, как и сварка, предназначена для неразъемных соединений заготовок. Особенность пайки состоит в применении припоя, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления материала припаиваемых частей. При пайке основной металл твердый, а припой расплавлен.

Части заготовки соединяются вследствие смачивания, взаимного растворения и диффузии припоя и основного материала в зоне шва. Для диффузии необходимо, чтобы припаиваемые поверхности были очищены, особенно от пленок оксидов, и защищены от окисления. Для защиты от окисления при пайке служат флюсы.

Рассчитанные при конструировании размеры должны быть округлены в соответствии со стандартом (СЭВ, ГОСТ) рядов нормальных линейных размеров (диаметров, длин, высот и др.), который охватывает размеры в интервале от 0,001 до 20 ООО мм.

Ряды нормальных линейных размеров строятся на основе предпочтительных чисел, которые составляются по принципу одинаковой относительной разницы между любыми смежными числами, т. е. представляющие собой десятичные ряды геометрической прогрессии.

При выборе ряда нормальных линейных размеров предпочтение отдается ряду с большим знаменателем: уменьшение ряда нормальных размеров определяет соответственно экономию на режущих инструментах, мерах, приспособлениях.

Для этого исходя из характера производства на основе ГОСТов разрабатываются ограничительные стандарты предприятия.

Собираемые заготовки могут иметь сопрягаемые размеры и свободные, т. е. несопрягаемые, размеры. Например, соединение шеек шпинделя с подшипниками характеризуется сопрягаемыми размерами, а размер по длине шпинделя является свободным.
Основные положения системы допусков и посадок для гладких деталей определены ГОСТ 25346-89 (СТ СЭВ 145-88).

Системой допусков и посадок называют совокупность допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в вид стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин. Оптимальные градации допусков и посадок являются основой стандартизации режущи инструментов и измерительных средств, обеспечивают достижение взаимозаменяемости изделий и их составных частей, обусловливают повышение качества продукции.

Для всех размеров допуски и предельные отклонения установлены при температуре +20 °С.

В соединении двух деталей, входящих одна в другую (сопрягаемых), различают охватывающие и охватываемые поверхности. Наиболее характерной и простой охватывающей поверхностью является отверстие, а охватываемой — вал (в дальнейшем диаметры отверстия обозначены буквой D, а диаметры валов — d). Названия «отверстие» и «вал» условно применимы также к другим охватывающим и охватываемым поверхностям.

С учетом опыта использования и требований национальных систем допусков ЕСДП состоит из двух равноправных систем допусков и посадок: системы отверстия и системы вала.

Выделение названных систем допусков и посадок вызвано различием в способах образования посадок.

Система отверстия — система допусков и посадок при которой предельные размеры отверстия для всех посадок для данного номинального размера dH сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров вала.

Система вала — система допусков и посадок, при которой предельные размеры вала для всех посадок для данного номинального размера сопряжения и квалитета остаются постоянными, а требуемые посадки достигаются за счет изменения предельных размеров отверстия.

Система отверстия имеет более широкое применение по сравнению с системой вала, что связано с ее преимуществами технико-экономического характера на стадии отработки конструкции. Для обработки отверстий с разными размерами необходима иметь и разные комплекты режущих инструментов (сверла, зенкера, развертки, протяжки и т. п.), а валы независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом. Таким образом, система отверстия требует существенно меньших расходов производства как в процессе экспериментальной обработки сопряжения, так и в условиях массового или крупносерийного производства.

Система вала является предпочтительной по сравнению с системой отверстия, когда валы не требуют дополнительной разметочной обработки, а могут пойти в сборку после так называемых заготовительных технологических процессов.

Система вала применяется также в случаях, когда система отверстия не позволяет осуществлять требуемые соединения при данных конструктивных решениях.

При выборе системы посадок необходимо учитывать допуски на стандартные детали и составные части изделий: в шариковых и роликовых подшипниках посадки внутреннего кольца на вал осуществляются в системе отверстия, а посадки наружного кольца в корпус изделия - в системе вала.

Деталь, размеры которой для всех посадок при неизменных номинальном размере и квалитете не меняются, принято называть основной деталью.

В соответствии со схемой образования посадок в системе отверстия основной деталью является отверстие, а в системе вала - вал.

Основной вал — вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

Основное отверстие — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

Таким образом, в системе отверстия неосновными деталями будут валы, в системе вала — отверстия.

Расположение полей допусков основных деталей должно быть постоянным и не зависеть от расположения полей допусков неосновных деталей. В зависимости от расположения поля допуска основной детали относительно номинального размера сопряжения различают предельно асимметричные и симметричные системы допусков.

ЕСДП — предельно асимметричная система допусков, при этом Допуск задается "в тело" детали, т.е. в плюс - в сторону увеличения размера от номинального для основного отверстия и в минус - в сторону уменьшения размера от номинального для основного вала.

Предельно асимметричные системы допусков и посадок имеют некоторые экономические преимущества перед симметричными системами, что связано с обеспечением основных деталей предельными калибрами.

Следует также отметить применение в ряде случаев несистемных посадок, т. е. отверстие выполняется в системе вала, а вал - в системе отверстия. В частности, несистемная посадка используется для боковых сторон прямобочного шлицевого соединения.

Шероховатость и волнистость являются характеристиками качества поверхности, оказывающими большое влияние на многие эксплуатационные свойства деталей машин. Шероховатость поверхности представляет собой совокупность неровностей, образующих рельеф реальных поверхностей с относительно малыми шагами.

Рассматриваемые микронеровности образуются в процессе механической обработки путем копирования формы режущих инструментов, пластической деформации поверхностного слоя деталей под воздействием обрабатывающего инструмента, трения его о деталь, вибраций и т.д.

Шероховатость поверхностей деталей оказывает существенное влияние на износостойкость, усталостную прочность, герметичность и другие эксплуатационные свойства.

Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) ее рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной I. Базовая длина / нормируется в зависимости от параметров шероховатости в пределах ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25, т.е. чем больше микронеровности, тем больше базовая длина.

Линия, на которой выделяется совокупность поверхностных неровностей, называется базовой линией.

Базовая линия - это линия заданной геометрической формы, проведенная определенным образом относительно профиля и служащая для оценки геометрических параметров поверхностных неровностей. Вид этой линии зависит от вида поверхности элемента детали. Таким образом, базовая линия поверхности элемента детали имеет форму линии номинального профиля и расположена эквидистантно этому профилю.

В качестве базовой линии при оценке поверхностных неровностей используется средняя линия, которая является базой для отсчета отклонения профиля.

Такая система отсчета в международной практике носит название системы "М".

Средняя линия профиля т - это базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля от этой линии минимально.

Понятие взаимозаменяемости. Взаимозаменяемость — свойство независимо изготовленных деталей и сборочных единиц обеспечивать сборку изделий при изготовлении или замену одноименных деталей и сборочных единиц при ремонте без применения подбора, пригонки или регулировки; при этом должно быть обеспечено соответствие готового изделия предъявляемым к нему требованиям по всем показателям качества. Взаимозаменяемость, соответствующую этому определению, называют полной. Полная взаимозаменяемость возможна при условии, когда размеры, форма, механические, электрические и другие характеристики деталей и сборочных единиц удовлетворяют заданным техническим требованиям. Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять для деталей, изготовленных с допусками не точнее 6-го квалитета, и в сборочных единицах, имеющих не более четырех сопрягаемых размеров. Взаимозаменяемость как принцип конструирования и производства изделий включает в себя свойства собираемости изделий и выполнения ими своих функций по назначению. Взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц достигается изготовлением их элементов по всем геометрическим и физико-химическим параметрам в определенных заранее нормируемых пределах — допусках.

Система основного отверстия и система основного вала. Соединение деталей с различными посадками целесообразно выполнять, за счет изменения предельных размеров только одной сопрягаемой детали, оставляя предельные размеры другой детали неизменными. Поэтому в стандартах на соединения одна деталь называется основной, другая посадочной.

Система основного отверстия характеризуется тем, что предельные размеры отверстия в ней остаются постоянными (основное — отверстие) для данного номинального размера и квалитета, а те или иные посадки обеспечиваются изменением предельных размеров валов (вал — посадочный).

Система основного вала характеризуется тем, что в ней предельные размеры вала остаются постоянными для данного номинального размера и квалитета (основной — вал), а различные посадки определяются изменением предельных размеров отверстий (отверстие — посадочное).

 

Всякое производство, в том числе и литейное, характеризуется трудоемкостью и номенклатурой выпускаемой продукции.

Различают следующие основные типы литейного производства:

единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется выпуском в небольших количествах самого разнообразного литья. Производство отдельных отливок может периодически повторяться.

Серийное производство характеризуется периодичным выпуском литья ограниченной или широкой номенклатуры значительными или небольшими партиями.

Массовое производство характеризуется непрерывным выпуском в больших количествах определенной номенклатуры литья. Примером массового производства может служить выпуск в огромных количествах однообразных отливок литейными цехами автомобильных и тракторных заводов.

Серийность производства оказывает большое влияние на выбор методов изготовления форм, на характер применяемого оборудования и работу литейного цеха. Если единичное производство характеризуется применением ручных методов труда, малой механизацией производственных процессов, незначительным количеством применяемой оснастки, то в массовом и серийном рационально применять наиболее технически совершенное и высокопроизводительное оборудование, большое количество специальных приспособлений.

Модели и стержневые ящики для единичного и мелкосерийного производства делают деревянными, а для массового производства — из пластмасс или сплавов алюминия с медью. При массовом производстве наполнение стержневых ящиков производится высокопроизводительными пескодувными машинами. Стержневая смесь подается через сопло под давлением воздуха 500-700 кПа и заполняет полость стержневого ящика; при этом достигается необходимое уплотнение смеси.

 

1. Примеры разработки технологии литейной оснастки.

 

Разово песчано-глинистая форма.

В литейном производстве фасонные изделия или заготовки получаются путем заливки жидкого металла в специально приготовленную форму, полость которой по размерам и конфигурации соответствует изготовляемым деталям. Детали или заготовки, получаемые таким способом, называются отливками. Форма заполняется металлом через систему каналов, называемую литниковой системой. При этом наружные очертания отливки определяются полостью формы, а внутренние образуются соответствующими фасонными вставками, называемыми стержнями Стержни могут применяться также и для формирования внешних контуров отливки

Литейные формы изготавливаются из различных материалов и в зависимости от их свойств могут использоваться только один раз или многократно.

Формы, служащие для получения одной отливки, называются разовыми (эти формы разрушаются при извлечении из них отливки).

Литье в песчано-глинистые (земляные) формы является наиболее распространенным и дешевым.

Технологический процесс литья в песчано-глинистые формы состоит из нескольких этапов; изготовление моделей и стержневых ящиков, приготовление формовочных и стержневых смесей, изготовление форм и стержней, сборка форм, получение литейного сплава, заливка форм, выбивка отливок из форм, обрубка и очистка отливок.

Изготовление стержневых ящиков и моделей производится в модельном цехе, все остальные операции выполняются в литейном цехе.

Рис. 1. Последовательность изготовления отливки в песчано-глинистой форме

Для получения полостей литейной формы, соответствующих наружной конфигурации отливки, применяются модели. При изготовлении модели вначале по чертежу детали делается чертеж отливки (рис, 1, а), размеры которой должны быть увеличены по отношению к размерам детали на величину припусков для механической обработки. Чертеж отливки отличается от детали наличием литейных радиусов и уклонов, необходимых для предохранения песчано-глинистой формы от разрушения при извлечении из нее модели. По чертежу отливки делается чертеж модели, размеры которой по отношению к размерам отливки должны быть увеличены на величину припуска для усадки металла. Внутреннее отверстие в отливке образуется стержнем 2 (рис. 1, г), установка и фиксация которого в форме обеспечивается фасонными выступами — знаками стержня. Для крепления стержней в форме в ней необходимо выполнять выемки, в которые устанавливаются знаковые части стержней. Для образования этих выемок на модели предусматриваются специальные выступы — знаки 1 (рис. 1,6).

 

Рассмотрим два примера технологических разработок для деталей «корпус» и «крестовина».