Технологические процессы для детали в песчаной форме

Литейное производство

В процессе литья охлажденный в форме металл затвердевает и получается отливка, которая в случае необходимости подвергается механической обработке. Таким образом задача литейного производства заключается в получении отливок, у которых формы и размеры максимально приближены к формам и размерам готовых деталей. В промышленном оборудовании и машинах от 50 до 95 % всех деталей изготовлено на литейном производстве. Литейная оснастка, используемая в процессе литья, делится на вспомогательную или универсальную и основную (формообразующая). Формообразующая оснастка представляет собой модельный комплект, который состоит из:

• стержневых ящиков,
• моделей,
• модельных плит,
• элементов литниковой системы,
• шаблонов для изготовления стержней и форм.

Технология литья в песчаные формы

Литье в песчаные формы не отличается сложностью. Данный метод литья используют при изготовлении отливок и деталей из серого чугуна, а также низкоуглеродистых стальных сплавов. В некоторых случаях песчаные формы используют при обработке цветных металлов. Качество готовых отливок, изготовленных таким способом, низкое. Обусловлено это тем, что технология не гарантирует, что в сплав не попадут посторонние вещества. Процесс литья в песчаные формы сопровождается бурным газообразованием, особенно при литье во влажные формы. Такая форма литья допустима при изготовлении сложных геометрических деталей. Посредством литья в песок возможно получать детали весом до нескольких сот тонн. Данным способом изготавливаются корпусные детали, станины для металлорежущего оборудования и т. п. Точность литья в песок составляет около 14 квалитет, а в поверхности готовых заготовок могут присутствовать посторонние включения и раковины. Однако, порядка 80 % заготовок изготавливаются данным образом.

Процесс литья в песок состоит из нескольких этапов, в зависимости от используемого оборудования, требований к готовой детали и условий ее эксплуатации. В общем виде процесс литья в песчаные формы состоит из следующих шагов:

1. Изготовление модели стержневых ящиков и т. п.
2. Приготовление стержневой и формовочной смесей.
3. Приготовление жидкого сплава.
4. Изготовление формы.
5. Сушка формы и стержней.
6. Изготовление стержней.
7. Сборка формы.
8. Заливка формы.
9. Затвердевание отливки.
10. Выбивка отливки.
11. Очистка и обрубка отливки.
12. Термическая обработка отливки.
13. Исправление дефектов литья и правка отливки.
14. Контроль качества отливки.

На рисунке ниже представлен процесс литья в песок втулки с фланцами.

Рисунок 1. Процесс литья. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Данная форма (а) находится в металлических рамках (3 - нижняя, 4 - верхняя), где уплотняется формовочная смесь (10). Для образования формы в рабочей полости (11) применяются деревянная разъемная модель (б) и песчаный стержень (2), который был изготовлен в стержневом ящике (2в). При помощи модели (г) получается наружный отпечаток отливки. Чтобы залить жидкий сплав делают системы каналов (6, 7, 8, 9). Выход воздуха происходит через выпоры (5). После затвердевания форма разрушается (полученная отливка показана на рисунке д). Перед тем, как отправить отливку в цех механической обработки удаляется система каналов и осуществляются чистка и контроль качества отливки.

Песчаные формы, в зависимости от того, какими характеристиками должны обладать готовые отливки, делятся на несколько групп: сухая песчаная, подсушенная песчаная, сырая песчаная и химически твердеющая песчаная. Для изготовления сырой песчаной формы используются смеси, которые состоят из песка, воды и связующего элемента. Типовой рецепт смеси следующий: 90 % песок, 3 % воды и 7 % глины. Процесс производства подсушенной песчаной формы аналогичен производству сырой, отличается только тем, что вводятся дополнительные материалы для связывания составляющих смеси. Рабочие поверхности формы просушиваются посредством прогревания. В сухих формах используются добавки органического типа. Задача данных добавок заключается в связывании составляющих в единое целое. Окончательная обработка происходит в печи. Главное достоинство такой формы - высокая точность отливки, а недостатки - низкая производительность отливок и высокая стоимость изготовления. В состав химически твердеющей формы входят смолы. Ими обеспечивается формирование модели на открытом воздухе, а необходимость термической обработки отсутствует. Основа смеси - кварцевый песок. Кроме его в состав входят едкий натр и жидкое стекло. Едкий натр воздействует на технологические свойства формы, продлевает срок ее эксплуатации и увеличивает прочность.