Технология получения и обработки заготовок (стр. 3 из 3)
Рисунок 5 – Технологический процесс литья в песчано-глинистые формы
Ниже рассматриваются основные этапы получения заготовки. Формовочными материалами называют материалы, применяемые для изготовления литейных форм и стержней.
Стержневые смеси для отливок делятся на пять классов. Для отверстий простой формы, к чистоте поверхности которых особых требований не предъявляется, применяется смесь четвертого класса. Стержни в процессе заливки используют большие термические и механические нагрузки. Поэтому они должны иметь большую огнеупорность, податливость, повышенную газопроницаемость и малую газотворность. Наиболее подходящим для смеси является состав, состоящий из песка, связующего марки ФФ-1С, окиси железа, графита серебристого. Такая смесь повышает производительность труда, устраняет трудоемкую операцию сушки.
В качестве формовочных смесей для отливок применяют сырые и сухие песчаные смеси. В мелкосерийном производстве в основном применяются сухие смеси. Они обладают повышенной прочностью и пониженной податливостью. Для увеличения податливости в смесь добавляют опилки, торф, асбестовую крошку. Состав смеси: 70% – отработанной смеси, 27% – свежего материала, 3% – древесных опилок.
Заливочную форму изготавливают в опоках – жестких рамках из стали марок 20Л и 30Л. Форму получают в двух опоках – верхней и нижней. Для точности сборки их центрируют штырями и втулками. В данном случае используются опоки для ручной формовки.
Противопригарные краски и пасты предохраняют поверхность отливки от пригара, увеличивают поверхностную прочность, уменьшают осыпаемость форм и стержней, обеспечивают получение чистых отливок. Нанесение на поверхность формы и стержней краски способствует образованию прочного слоя огнеупорного материала. В данном случае выбирается краска марки ГБ.
Существует следующий порядок изготовления песчаной формы. Устанавливается деревянная модель на модельную плиту, устанавливается пустая нижняя опока, Поверхность модели смачивается раствором керосина и мазута. Затем засыпается просеянная облицовочная смесь и слоями засыпается наполнительная смесь, которая периодически уплотняется вручную. Далее опока переворачивается вместе с модельной плитой на 180˚ и устанавливается вторая половина модели. Устанавливается верхняя опока и процесс наполнения повторяется. Делаются наколы душником.
Далее модель извлекается из формы. Поверхности формы отделывают, поврежденные места исправляют. Устанавливают стержни и собирают форму.
Модель состоит из деревянной формы, повторяющую форму готовой отливки и литниковой системы. Литниковая система состоит: из воронки (для мелких отливок), предназначенной для приема струи металла; стояка – вертикального канала по которому течет расплавленный металл к другим элементам системы; питателей – каналов, передающих метал в полость формы, выпора, предназначенного для отвода газов из полости формы. В данном случае шлакоуловитель не применяется, т. к. он уже есть в устройстве индукционной печи.
Далее отливка охлаждается некоторое время вместе с формой. Затем она извлекается и форма разрушается, из отливки извлекают стержни, отделяются литники. Производится обрубка и очистка отливки ее первая термическая обработка. Отливка готова.
4.2 Изготовление стержней
Процесс изготовления стержней включает следующие операции: формовку сырого стержня, сушку, отделку и окраску сухого стержня.
При изготовлении стержней в ручную в разъемном стержневом ящике раздельно набивают половины стержневого ящика. Поверхности разъема смазывают клеем и обе половины ящиков соединяются друг с другом и металлической иглой делают вентиляционный канал. Затем стержень удаляют из стержневого ящика, устанавливают на сушильную плиту и отправляют в сушильную печь.
Сушка стержней производится при температурах 1500 – 2400 С в течение 2 –3 часов. Температура и время сушки зависят от применяемых крепителей, а также от размеров стержней. Кроме этого сушка стержней может осуществляться токами высокой частоты. После сушки стержни подвергают отделке и контролю. Изготовленные стержни должны обладать хорошей прочностью, высокой газопроницаемостью, огнеупорностью, податливостью, легкой выбиваемостью из отливок, низкой гидроскопичночстью и минимальной газотворной способностью. Для предотвращения пригара и улучшения чистоты поверхности отливок, стержни покрывают тонким слоем противопригарных материалов. Для сырых форм с этой целью пользуются припылами. В формах для чугунных отливок используется порошкообразный графит. Для сухих форм приготовляют противопригарные краски, представляющие собой водные суспензии тех же материалов: порошкообразного графита (чугунное литье).
5. Термическая обработка заготовки
Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения, проводимых в определенной последовательности с целью изменения внутреннего строения сплава и получения нужных свойств.
Для снятия литейных напряжений и стабилизации размеров чугунные отливки отжигают при температуре 5000 – 5700С. В зависимости от размеров и формы отливки выдержка при температуре отжига составляет 3 – 10 часов. Охлаждение после отжига медленное, вместе с печью. После такой обработки механические свойства изменяются мало, а внутренние напряжения снижаются на 80 – 90%. Иногда для снятия напряжений в чугунных отливках применяют естественное старение чугуна – выдержка их на складе в течение 6 –10 месяцев. Такая выдержка снижает напряжения на 40 –50%.
В данном случае применяется отжиг при температуре 5000 – 5700С в течение 3 – 5 часов и с последующим охлаждением с печью.
6. Механическая обработка
Механическая обработка представляет собой совокупность действий, направленных на обеспечение нужной формы и размеров заготовки путем снятия слоя металла, назначенного на припуски и напуски, режущим инструментами. При этом получают заданную точность и чистоту поверхности.
Первая операция представляет собой подготовку баз для дальнейшей обработки детали. Она осуществляется на токарном станке. На рисунке 6 представлена схема обработки на первой операции.
Рисунок 6 – Схема обработки на первой операции
На последующих операциях происходит обработка остальных поверхностей и доведение их до нужной шероховатости и требований по точности. Наружные поверхности и отверстие обрабатывают на токарных, фрезерных и расточных универсальных станках. Вначале получают отверстие, затем наружный и внутренний контур и доводят эти отверстия.
7. Доводка и контроль
Доводкой устраняются недостатки, возникающие в результате механической обработки: заусеницы, острые края. Доводка производится с помощью абразивного инструмента: наждачной бумаги различного номера и абразивным кругом.
После доводки все детали подвергают тщательному контролю. Выявленный брак отправляется на переплав.
Заключение
Таким образом, в данной курсовой работе был создан технологический процесс получения детали – стакан. Для заданных механических свойств был подобран соответствующий материал – чугун СЧ20, для заданной программы 500 штук в год – способ получения – литье в песчано-глинистые формы. Разработан чертеж отливки, учитывая припуски на механическую обработку, напуски, литейные уклоны и радиусы.