Литье в песчано-глинистые формы, оборудование и оснастка

Плавильными печами называют агрегаты, предназначенные  для расплавления и перегрева  черных и цветных металлов и сплавов. Для плавки чугуна применяют специальные печи-вагранки, электропечи и пламенные печи; для плавки стали—мартеновские печи, конверторы, электропечи, для плавки цветных сплавов — электропечи и пламенные печи. 

Расплавленный металл должен быть перегрет в печи до определенной температуры, чтобы  он хорошо заполнял литейную форму. После  расплавления и перегрева металл сливают из печи в различные ковши  и транспортируют на участок заливки  форм. Металл, залитый в форму, отдавая  теплоту форме, охлаждается и  затвердевает. 

После охлаждения отливки формы разрушают (выбивают) и отливки извлекают из форм. Выбивку  форм производят только после остывания  отливки до определенной температуры, так как при высоких температурах сплавы недостаточно прочны и отливка  может разрушиться. Выбивку форм осуществляют на специальных установках, расположенных в отделении или  на участке выбивки. 

Отливки имеют  литники, выпоры, иногда заусенцы и  заливы металла, их поверхность может  быть загрязнена пригоревшей к ней  формовочной смесью. Отрезку или  обрубку литников, выпоров, заусенцев, очистку поверхности отливок  производят в отделении очистки  и обрубки отливок специальным  инструментом, на дробеструйных и  дробеметных установках, в гидравлических, пескогидравлических и очистных барабанах. 

После этого  отливки поступают в отдел  технического контроля (ОТК). Здесь  производят контроль отливок: проверяют  их размеры и герметичность, наличие  внутренних и внешних дефектов (усадочных  раковин, газовых раковин, трещин и  т. д.), механические свойства и структуру  металла. Отливки, имеющие незначительные дефекты, исправляют различными способами: газовой и электрической заваркой, пропиткой различными смолами, нанесением замазки и др. 

Очень часто  для получения требуемых структуры  и механических свойств, снятия внутренних напряжений отливки подвергают термической  обработке— нагреву и охлаждению по строго заданным режимам (по времени  и температуре) в термических  печах. Эта операция  производится в термическом отделении литейного  цеха. Затем отливки вновь подвергают очистке и контролю. 

Принятые ОТК  или мастером литейного цеха. отливки  отправляют на склад готовых изделий, а оттуда на механическую обработку. Некоторые отливки перед отправкой  в механический цех окрашивают, чтобы  предотвратить коррозию. 

При механической обработке отливкам придается окончательная  геометрическая форма, требуемые точность и чистота поверхности, предусмотренные  чертежами и техническими условиями  на готовую деталь. Это наиболее трудоемкий процесс в машиностроении, так как затраты на механическую обработку составляют 40-60% затрат на изготовление машины. Следовательно, необходимо стремиться получать отливки с минимальными припусками на механическую обработку  или такими точными и чистыми, чтобы не требовалась механическая обработка. 

1.Изготовление  модельных комплектов. 

1.1.Общие сведения. 

            Для изготовления отливок применяют  большое число различных приспособлений, которые называют литейной оснасткой.  Часть литейной оснастки, включающей  все технологические приспособления, необходимые для получения в  форме отпечатка модели отливки,  называют модельным комплектом. 

            Модельный комплект состоит из  моделей отливки и элементов  литниково-питающей системы; стержневых  ящиков; модельных плит для установки  или крепления моделей отливки  и литниковой системы; сушильных  плит и приспособлений для  доводки и контроля форм и  стержней. 

            При формовке кроме модельного  комплекта используют опоки и  различные приспособления - наполнительные  рамки, щитки, штыри, скобы и  т.д. Поэтом, с понятием “формовочный  комплект”, т.е. полный комплект  оснастки, необходимый для получения  разовой формы. 

            Модельные комплекты изготовляются  рабочими-модельщиками, как правило,  высокой квалификации. 

            Модельный комплект должен удовлетворять  следующим основным требованиям:  

1) Обеспечивать  получение отливки определенной  геометрической формы и размеров; 

2) Обладать высокой  прочностью и долговечностью, т.е.  обеспечивать изготовление необходимого  числа форм и стержней; 

3) Быть технологичным  в изготовлении; 

4) Обладать минимальной  массой и быть удобным в  эксплуатации; 

5) Иметь минимальную  стоимость с учетом стоимости  ремонта; 

6) Сохранять  точность размеров и прочность  в течение определенного времени  эксплуатации. 

Требуемые точность, прочность и долговечность модельного комплекта зависят от условий  производства единичного, серийного, массового. В единичном и мелкосерийном  производстве чаще всего используют деревянные модельные комплекты; в  массовом и крупносерийном производстве - металлические модельные комплекты, которые хотя и дороже, но значительно  долговечнее деревянных. 

            В серийном производстве во  многих случаях успешно применяют  модели из пластмасс, например  эпоксидных смол, а также из  гипса и цемента. 

            Металлические и пластмассовые  модели в течение длительного  срока службы сохраняют точность  размеров, способствуют получению  четкой конфигурации отливки,  прочны и долговечны. Однако стоимость  изготовления металлических и  пластмассовых моделей в 3-5 раз  превышает стоимость изготовления  деревянных, поэтому их применение  должно быть обосновано экономическим  расчетом. Правильный, экономически  обоснованный выбор материала  доя модельного комплекта позволяет  существенно снизить себестоимость  отливок. 

1.2.Оборудование  и инструмент. 

            Оборудование. Для обработки дерева  применяют циркулярные и ленточные  пилы, станки: фуговальные, рейсмусовые,  фрезерные, шлифовальные, шипорезные. 

            Циркулярный круглопильный станок  используют для продольной и  поперечной распиловки досок  и брусков. 

            Ленточный станок применяют для  прямолинейной и криволинейной  распиловки досок. Пиломатериалы  подают вручную под режущую  кромку движущегося вертикально замкнутого ленточного полотна.  Для безопасной работы ленточное полотно вместе со шкивами ограждают кожухом из металлической сетки. 

            Фуговальный станок применяют  для обработки плоскостей брусков  и досок. На плите стола станка  находится вал с пластинчатыми  ножами, который вращается от  электродвигателя. Перемещением плиты  стола с помощью винтов устанавливают  определенную толщину d срезаемой  стружки. Доски на фуговальный  станок подают вручную, с прижимом  доски к плите. 

            Рейсмусовый строгальный станок  применяют для строгания поверхности  доски и для выравнивания ее  толщины. Обычно на рейсмусовых  станках строгают доски, одна  их поверхностей которых обработана  на фуговальном станке строгают  доски, одна из поверхностей  которых обработана на фуговальном  станке. Рейсмусовый строгальный  станок имеет стол, перемещающийся  по вертикали для установки  заданной толщины обстругиваемой  доски, вал с ножами, вращающийся  от электродвигателя. Доска к  ножевому валу подается специальными  валиками и роликами. 

            На фрезерных станках обрабатывают  криволинейные поверхности деревянных  заготовок, особенно для стержневых  ящиков, которые имеют большое  число криволинейных поверхностей. Фрезерные станки бывают нескольких  типов: вертикальные, горизонтальные  и копировальные. 

            Шлифовальный станок применяют  для шлифования лентой или  шкуркой деревянных заготовок  моделей и стержневых ящиков. Шлифовальные станки бывают различных  конструкций: ленточные, дисковые  и комбинированные. 

            Токарный станок применяют для  обработки заготовок моделей  и стержневых ящиков, имеющих  форму тел вращения. Заготовку  укрепляют в центрах станка  на планшайбе или в специальном   патроне. Заготовки диаметром  150-300 мм с расположением волокон  древесины перпендикулярно оси  вращения закрепляют на планшайбе  шурупами. Заготовки моделей шкивов, маховиков и других моделей  диаметром 3000 мм и более обрабатывают  на токарно-лобовых станках.  

            Для строгания, фрезерования, сверления,  шлифования, завинчивания шурупов  и т.д. применяют электрифицированный  инструмент, значительно облегчающий  труд модельщика. Наиболее распространены  следующие инструменты: дисковая  электропила модели И-78 с редуктором  для обрезки заготовок, пропиливания  пазов и других работ, ленточная  электропила, электрорубанок, электрофрез,  электроразвертка, а также инструмент  для электрошлифования поверхностей  модели. 

            Мерительный инструмент. При изготовлении  моделей и стержневых ящиков  пользуются мерительным инструментом: усадочным метром,  угольником, малкой, рейсмусом, циркулем, кронциркулем, нутромером и штангенциркулем. 

            Усадочным метром измеряют размеры  заготовок моделей и стержневых  ящиков. Усадочные метры (линейки)  изготовляют длиной  больше обыкновенного  простого метра на величину  усадки сплава отливки. 

            Угольником проверяют прямые  углы и размечают перпендикулярные  линии на брусках и досках, он состоит из колодки и  вставленной в нее под прямым  углом тонкой линейки. При пользовании  угольником колодку прикладывают  к плоскости заготовки, принятой  за базу. 

            Малка, металлическая или деревянная, служит для проверки различных  углов и для разметки, состоит  из колодки и линейки (пера), соединенной с колодкой шарнирным  винтом. 

            Рейсмус необходим для проведения  параллельных линий на брусках  и досках. В колодку рейсмуса  вставлены два деревянных или  металлических бруска, имеющие на  концах металлические шпильки.  При работе колодку прижимают  к базовой плоскости доски,  а каждый брусочек закрепляют  на определенном расстоянии то  плоскости колодки до металлической  шпильки. При перемещении колодки  металлическая шпилька наносит  на поверхность доски риску. 

            Кронциркулем измеряют наружные  размеры тел вращения, а также  толщину изделий, нутромером - диаметры  отверстий, углубления и расстояния  между отдельными частями модели. 

            Штангенциркулем размечают окружности  больших размеров. 

            Режущий и строгальный инструмент.  При изготовлении моделей и  стержневых ящиков используют  строгальный и режущий инструмент: стамески, шерхебели, рубанки, фуганки,  цинубели, сверла и приспособления  для свертывания. 

            Плоскими стамесками обрабатывают  плоские и выпуклые поверхности.  Полукруглыми стамесками вырезают  внутренние кривые поверхности.  Клюкарзами   обрабатывают поверхности,  которые невозможно обработать  обыкновенными стамесками. С помощью  долота получают углубления в  моделях и стержневых ящиках. 

            Шерхебель используют для грубой  обработки древесины. В прорезь  колодки шерхебеля вставляют  под углом 450  пластину с  лезвием полукруглой формы, закрепленную  клином.