Формовочные и стержневые смеси

Базы технологии машиностроения

Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов очной формы обучения направления 15.03.02 «Технологические машины и оборудование. Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»

Краснодар

Составитель: д-р техн. наук, доктор А.Г. Соколов

УДК 620.22

Базы технологии машиностроении: методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов очной формы обучения направления Формовочные и стержневые смеси 15.03.02 Технологические машины и оборудование / Сост.: А.Г. Соколов, – Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. Машиностроения и авто транспорта. – Краснодар, 2015 – 114 с. Режим доступа: htt://moodle.kubstu.ru (по паролю).

Рецензенты:

канд. техн. наук, доц. кафедры МСАТ КубГТУ Л.Ф Мелехин.;

ген. директор ООО «Биметалл плюс» С.А. Шашерина.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Формовочные и стержневые смеси Производства ОТЛИВКИ В РАЗОВОЙ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТОЙ

ФОРМЕ

Цель работы – научиться по чертежу готовой детали разрабатывать чертёж от­ливки, модели, стержневого ящика и формы в сборе.

Задание

Для данного чертежа детали выполнить последующее:

а) избрать плоскость разъёма модели и формы с указанием положения отливки в форме - В (верх) и Н (низ Формовочные и стержневые смеси);

б) выполнить набросок отливки с обозначением размеров припусков,
уклонов, усадки металла и стержней;

в) выполнить набросок модели с указанием габаритных размеров;

г) начертить набросок стержневого ящика без указания размеров;

д) привести набросок собранной литейной формы в разрезе с указанием её частей;

е) дать короткое описание поочередных операций по изготовлению литейной формы и Формовочные и стержневые смеси отливки.

Главные положения

Суть литейного производства заключается в получении от­ливок - литых изделий из металла оковём заливки расплавленного металла в специальную литейную форму, в какой он, остужаясь, за­твердевает и сохраняет её очертания.

Для производства литейной формы используют огромное число разных приспособлений, которые именуют литейной оснасткой. В её состав входят Формовочные и стержневые смеси модели, стержневые ящики, опоки, подмодельные плиты и др.

Модели - приспособления, с помощью которых в формовочной консистенции получают отпечатки полости, надлежащие внешней кон­фигурации отливки. Отверстия и полости снутри отливки, также другие сложные контуры образуют с помощью стержней, устанавли­ваемых в формы при их сборке.

Размеры модели делают больше, чем Формовочные и стержневые смеси надлежащие размеры отливки на величину линейной усадки сплава. Если отливки подвер­гаются механической обработке, то в соответственных размерах модели учитывают размер припусков - слоя металла, удаляемого при механической обработке. Он находится в зависимости от размеров отливки и вида сплава. Припуск на верхние поверхности отливки должен быть больше Формовочные и стержневые смеси, чем на нижние и боковые поверхности, потому что наверху накапливаются шлаки, частицы формовочной консистенции и газовые включения.


Отверстия маленьких размеров, приобретенные литьем, тяжело очи­стить от спёкшейся снутри стержневой консистенции, которая негативно оказывает влияние на стойкость режущего инструмента при следующей меха­нической обработке. Потому литьём следует делать отверстия, поперечник Формовочные и стержневые смеси которых превосходит 25...30 мм.

Чтоб легче удалить модель из формы, поверхности её, располо­женные параллельно направлению движения при извлечении из фор­мы, делают с формовочными уклонами, зависящими от высоты отливки до полосы разъема. Без уклонов при извлечении модели может быть разрушение формы и осыпание формовочной консистенции.

Для получения в форме Формовочные и стержневые смеси отпечатков знаковых частей стержней, ко­торыми стержень крепится в форме, модель имеет знаки - выступаю­щие части. Сопряжение стен в отливках должны быть плавными, без острых углов. Скругление внутренних углов именуется галтелью, внешних - закруглением.

Модели делают из древесной породы, железных сплавов и пластмасс. Древесные модели изготавливают из плотной отлично просушенной древесной породы Формовочные и стержневые смеси (сосна, ясень, бук и др.). Для предотвращения коробления модель делают не из целого кусочка древесной породы, а склеивают из отдель­ных брусочков так, чтоб направление волокон было разным. Преимущество древесных моделей - дешевизна, простота изготовле­ния, маленькая масса; основной недочет - недолговечность.

Во избежание деформирования модели во мокроватых формовочных консистенциях и для Формовочные и стержневые смеси наилучшей вытяжки из формы древесные модели окраши­вают модельным лаком; для металлических отливок принят красноватый цвет, для железных - голубий, для цветных - желтоватый.

Железные модели имеют существенно огромную долговеч­ность, высшую точность и чистую рабочую поверхность. Такие моде­ли в большинстве случаев делают из дюралевых сплавов, которые имеют Формовочные и стержневые смеси ма­лую плотность, не окисляются, отлично обрабатываются резанием.

Модели из пластмасс устойчивы к действию воды, не подверга­ются короблению, имеют маленькую массу. Многообещающим является применение моделей из вспененного полистирола, газифицирующегося при заливке металла, и их не нужно вынимать из формы перед заливкой.

Стержневые ящики служат для производства стержней и Формовочные и стержневые смеси должны обеспечивать равномерное уплотнение консистенции и резвое извлечение стержня. Как и модели, они имеют уклоны; при предназначении размеров ящика учитывают усадку сплава и припуск на обработку. Стержневые ящики делают из числа тех же материалов, что и модели, а по конструкции -неразъёмными (вытряхными) и разъёмными.

Опоки - крепкие железные рамы различной формы Формовочные и стержневые смеси, предна­значены для производства литейных полуформ из формовочных сме­сей. Их изготовляют из сероватого чугуна, стали, дюралевых сплавов, и могут быть литыми, сварными либо сборными из отдельных литых частей. Стены опоки нередко делают с отверстиями для уменьшения их массы, удаления газов из формы и для наилучшего скрепления Формовочные и стержневые смеси формовоч­ной консистенции с опокой. Соединяют опоки штырями и центрирующими отверстиями в приливах. Для скрепления опок используют скобы либо другие приспособления.

Формовочные и стержневые консистенции

В литейном производстве более всераспространено получение от­ливок в разовых формах, сделанных из песчано-глинистых и дру­гих консистенций. Разовая форма применима для получения только Формовочные и стержневые смеси одной от­ливки. При выемке (выбивке) готовой детали форму разрушают.

Формовочные и стержневые консистенции должны владеть определен­ными механическими, технологическими и теплофизическими свой­ствами, основными из которых являются: крепкость, поверхностная крепкость, пластичность, податливость, непригораемость, газопрони­цаемость и др.

Крепкость - способность консистенции обеспечивать сохранность формы (стержня) без разрушения при её изготовлении Формовочные и стержневые смеси и использовании. Формы не должны разрушаться от толчков при сборке и транспорти­ровке, выдерживать давление заливаемого металла.

Поверхностная крепкость (осыпаемость) - сопротивление исти­рающему воздействию струи металла. Если она недостаточна, то про­исходит отделение частиц формовочной консистенции, которые попадают в отливку.

Пластичность - способность консистенции принимать очертания мо­дели (стержневого ящика) и Формовочные и стержневые смеси сохранять полученную форму.

Податливость - способность консистенции сокращаться в объёме под действием усадки металла. При недостаточной податливости в отлив­ке появляются напряжения, которые могут привести к образованию трещинок.

Непригораемость - способность консистенции выдерживать высшую температуру заливаемого сплава без оплавления и хим с ним взаимодействия. Плёнки пригара усугубляют качество поверхности и затрудняют Формовочные и стержневые смеси следующую обработку. При оплавлении консистенции резко понижается её газопроницаемость.

Газопроницаемость - способность пропускать газы через стены формы вследствие пористости. В расплавленном металле всегда со­держатся растворённые газы, выделяющиеся при его охлаждении и за­твердевании. Огромное количество водяных паров и газов выделяется также из самих формовочных материалов при их нагревании Формовочные и стержневые смеси. При не­достаточной газопроницаемости в теле отливки могут образоваться газовые пузыри - раковины.

Для изготовления формовочных и стержневых консистенций использу­ют как природные, так и искусственные материалы.

Песок - основной начальный материал консистенций. Более нередко используют кварцевый песок, в главном состоящий из кремнезема, владеющего высочайшей прочностью, твёрдостью, огнеупорностью (tпл =1713 °С). Тонкодисперсные пески употребляют Формовочные и стержневые смеси для маленького литья, что обеспечивает получение гладкой поверхности отливок. Для круп­ных отливок используют крупнозернистые пески, обеспечивающие бо­лее высшую газопроницаемость формовочной консистенции.

Пореже для формовочных консистенций используют цирконовый песок (tпл = 2000 °С), хромит (хромистый железняк tплl= 1850 °С) и некие другие материалы. Они превосходят кварцевый песок по термохими­ческой Формовочные и стержневые смеси стойкости, теплопроводимости, но они более дорогие их ис­пользуют в особо ответственных случаях, к примеру, для получения больших железных отливок с незапятанной поверхностью.

Глина - 2-ой основной начальный материал в формовочных сме­сях. Она является связывающим веществом, обеспечивающим их проч­ность и пластичность. На практике более обширно употребляют каолинитовые Формовочные и стержневые смеси либо бентонитовые глины. При наличии воды на поверхно­сти глинистых частиц образуются гидратные оболочки из молекул во­ды, которые обеспечивают сцепление частиц и совместно с тем лёгкое скольжение меж ними. Чем больше глина держит на поверхно­сти воды, тем выше её связывающая способность, также и пластич­ность формовочной Формовочные и стержневые смеси консистенции. При нагревании (сушке) по мере удаления воды крепкость консистенции растет.

Не считая глины в качестве связывающих веществ в формовочные, а в особенности стержневые консистенции, вводят жидкое стекло, полимерные смолы, декстрин, сульфитно-спиртовую барду и др. Их вводят в состав консистенции в количестве 1...3%, но они существенно уменьшают продолжи­тельность затвердевания.

Для улучшения Формовочные и стержневые смеси параметров песчано-глинистых консистенций в их вводят добавки. В качестве противопригарных материалов для железного литья употребляют пылевидный кварц (маршалит), хромистый железняк, для металлического и цветного литья – каменноугольную пыль, мазут. С целью роста податливости и газопроницаемости литейных форм в сме­си добавляют опилки.

По нраву использования формовочные консистенции разделяются на Формовочные и стержневые смеси облицовочные, наполнительные и единые, а по состоянию литей­ной формы при её изготовлении и перед заливкой - на сырые и сухие.

Состав формовочной консистенции выбирается зависимо от литейно­го сплава с учётом его температуры плавления и усадки, также мас­сы, размеров и конфигурации отливки.

Для предотвращения пригара и Формовочные и стержневые смеси улучшения чистоты поверхности отливок формы и стержни покрывают узким слоем противопригар­ных материалов. Для сырых форм используют припылы.

В формах для металлических отливок употребляют пылеобразную смесь оксида магния, древесного угля и бентонита, пылеобразный графит. В формах для железных отливок используют порошкообраз­ную смесь оксида магния и огнеупорной глины, пылевидный кварц, циркон Формовочные и стержневые смеси и другие материалы. Для сухих форм используют противопри­гарные краски, водные суспензии этих материалов с добавками свя­зующих.

Литниковые системы

Литейную форму заливают металлом через литниковую систему, под которой понимают совокупа каналов и резервуаров, по кото­рым расплав поступает из ковша в полость формы. Литниковая систе­ма должна Формовочные и стержневые смеси обеспечивать непрерывное поступление металла в форму, питание отливки для компенсации усадки, предотвращать разрушение формы, попадание шлака и воздуха со струёй расплава.

Основными элементами литниковой системы являются литниковая чаша, стояк, шлакоуловитель, питатели (рис. 1.1). Чаша уменьшает размывающее действие струи расплава, задерживает всплывающий шлак. Для наилучшего задержания шлаковых включений в литниковые чаши либо другие Формовочные и стержневые смеси элементы литниковой системы время от времени устанавлива­ют фильтры (к примеру, глиняние сетки, или фильтры из специ­альной стеклоткани).

Стояк представляет собой вертикальный конический, обычно су­живающийся к низу канал круглого сечения, по которому металл из литниковой чаши либо воронки попадает в шлакоуловитель.

Шлакоуловитель служит для задержания попавших Формовочные и стержневые смеси в металл шла­ка и других включений и представляет собой горизонтальный канал, обычно трапециевидного сечения, размещающийся в верхней полу­форме.

Питатели представляют собой каналы прямоугольного либо трапе­циевидного сечения, которые примыкают к нижней части шлакоулови­теля и предназначаются для подвода металла конкретно в по­лость формы. Их располагают в Формовочные и стержневые смеси нижней полуформе на неком рас­стоянии от стояка и концов шлакоуловителя, потому что в неприятном слу­чае в их, а, как следует, и в полость формы, может попасть шлак. Для наилучшего задержания шлака в литниковой системе выдерживается последующее соотношение размера сечения стояка, шлакоуловителя и питателей: FCT> Fшл> FnHT Формовочные и стержневые смеси.

Над самым высочайшим местом полости формы, на стороне, противо­положной месту подвода в неё металла, делают выпоры - каналы для выхода из формы воздуха и газов и всплывающих неметаллических включений. Они способствуют обычной усадке застывающего спла­ва и позволяют держать под контролем полноту наполнения формы металлом.

При изготовлении отливок из Формовочные и стержневые смеси стали у более мощных частей делают прибыли - заполненные водянистым металлом полости, предна­значенные для предупреждения образования в отливках усадочных ра­ковин и рыхлот. Они должны всё время пополнять затвердевающую отливку водянистым металлом и сами затвердевают последними.

Зависимо от формы, размера отливки, состава и параметров ли­тейного сплава используются верхняя, нижняя (сифонная Формовочные и стержневые смеси) и ярусная литниковые системы. Верхняя система более ординарна, её используют для маленьких деталей маленький высоты.

С повышением высоты про­исходит размывание формы струёй металла, разбрызгивание и окис­ление его, возрастает количество неметаллических включений в теле отливки.

Нижнюю систему используют для средних и толстостенных отли­вок значимой Формовочные и стержневые смеси высоты. Она обеспечивает спокойное наполнение формы металлом, но она более сложна.


Набросок 1.1 – Элементы литниковой системы:

1 - литниковая чаша; 2 - стояк; 3 - шлакоуловитель; 4 - питатели; 5,6 - чаша

и стояк выпоров (прибылей); 7 - фильтр из специальной стеклоткани

Ярусная система обеспечивает последовательное питание отливки снизу ввысь, и её используют для больших отливок. Недочеты ярус­ной системы - сложность в изготовлении и значимый Формовочные и стержневые смеси расход ме­талла на литники.


formuli-ispolzuemie-dlya-postroeniya-linejnoj-regressionnoj-modeli.html
formuli-logiki-viskazivanij.html
formuli-po-elektrodinamike.html