Категории:
Астрономия Биология География Другие языки Интернет Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Механика Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Транспорт Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника
|
Типовой технологический процесс
Цель работы
1. Изучение назначения технологических операций, преимуществ и недостатков процесса изготовления отливок методом вакуумно-пленочной формовки.
2. Практическое ознакомление с конструкцией модельного комплекта, оборудованием и технологическим процессом литья в песчаные формы методом вакуумно-пленочной формовки.
Материалы и оборудование
В качестве материалов для изготовления отливок применяются шихтовые материалы, соответствующие по химическому составу углеродистым и легированным сталям, чугунам, алюминиевым сплавам и сплавам на основе меди.
В качестве материала для изготовления форм применяются формовочные кварцевые пески с массовой долей пылеватой фракции до 15% и содержанием влаги не более 0,1%. Температура песка не должна превышать 40ºС. Для изготовления стержней методом вакуумной формовки применяется только кварцевый песок; другими способами - кварцевый песок и соответствующие связующие. В качестве противопригарных красок применяются сложные жидкоподвижные составы, включающие наполнители - высококачественные огнеупоры: цирконовый концентрат, электрокорунд белый, микропорошковый, графит аморфный, графит серебристый, кварц молотый, тальк молотый; связующие - поливинилацетатную дисперсию, поливиниловый спирт, поливинилбутираль и др.; растворители - спирт, вода; специальные добавки - лак ПВ-577.
Для облицовки форм и герметизации верха и низа полуформ применяются этиленвинилацетатная пленка СЭВИЛЕН толщиной 100-120 мкм (термоусадочная). Для заделки дефектов пленки используется лента полиэтиленовая липкая. Для герметизации опок и вакуумной системы применяется герметик ВГО-1. Для предотвращения утечек металла через плоскость разъема, стержневой знак и стык литниковой чаши используют жгут прокладочный на асбобитумной основе.
Модельные плиты и модели изготавливают: для серийного производства - из чугуна марки СЧ15, СЧ20 или алюминиевых сплавов Д16, АК12; для мелкосерийного - из хорошо высушенного дерева. Металлические модели применяют без покрытия, деревянные - окрашивают термостойкой кремнеорганической краской К9 марки А.
Характерной особенностью модельной плиты и модельного комплекта является наличие вентиляционных воздухоотсасывающих отверстий диаметром 0,4-0,6 мм по всей площади с шагом 100 мм, и дополнительно во всех углублениях и впадинах.
При изготовлении форм применяются следующие инструменты и оснастка: опоки специальной конструкции, имеющие по всему периметру полость, газопроницаемые внутренние стенки, клапаны для отсоса воздуха и подсоединения к вакуумной системе. В крупных опоках (более 1000х1000х300 мм) дополнительно устанавливаются внутри опок воздухоотсасывающие фильтровальные воздухопроницаемые трубы, подсоединяемые к вакуумной системе. Вакуумная система состоит из вакуумного водокольцевого насоса, трубопроводов, ресивера для поддержания в литейной форме постоянного разряжения и запорной арматуры, обеспечивающей разрежение в форме: 40-50 кПа - при облицовке моделей синтетической пленкой, транспортировании изготовленных форм на заливку и при затвердевании отливки; и не более 60 кПа при заливке литейной формы металлом и транспортировке залитой литейной формы на выбивку. Устройство нагрева синтетической пленки, обеспечивающее равномерный ее нагрев до температуры 100-120ºС в течение 10-15 с, состоящее из электрического спирального нихромового нагревателя. Фен для сушки противопригарной краски потоком нагретого до 60-70ºС воздуха. Оборудование для плавки металла (индукционная печь), обрубки, очистки, термообработки отливок, охлаждения песка после заливки, очистки песка от остатков пленки и частиц металла, устройство для засыпки песка в опоки, средства транспортной механизации.
5.3. Постановка задачи и исходные данные
В соответствии с целями работы, студент должен выполнить технологические операции (табл. 5.1) по изготовлению песчаной формы методом вакуумно-пленочной формовки, под руководством учебного мастера.
После пробной заливки, студент должен провести осмотр отливки (получить отливку, изготовленную ранее), выявить характерные дефекты, объяснить причины их образования и выбрать способ устранения согласно рекомендациям (табл. 5.2).
5.4. Содержание и порядок выполнения работы
Работа выполняется бригадой из 10-12 человек, продолжительность работы 1-2 ч.
В ходе работы выполняются следующие технологические операции:
- Отрезать кусок синтетической пленки в соответствии с размером опоки (четыре штуки).
- Установить нижнюю часть модели на подмодельную доску формовочного стола с воздухоотсосами.
- Включить спираль электронагревателя, находящуюся над формовочным столом, расправить пленку и поднести ее к спирале.
- Нагреть синтетическую пленку, контролируя ее температуру визуальным определением стрелы прогиба пленки в центре (по указанию учебного мастера).
- Включить отсос воздуха и покрыть нагретой пленкой модель. Пленка должна плотно облегать модель. Контролировать величину вакуума в воздухоотсосах формовочного стола.
- Покрасить пленку противопригарной краской (над моделью).
- Высушить краску феном.
- Установить полую опоку и подсоединить к ней вакуумные шланги.
- Засыпать опоку песком из бункера и разровнять его, включить вибратор, отвибрировать засыпанную опоку для уплотнения песка.
- Нагреть второй кусок пленки до требуемой температуры, опустить ее на песок и включить отсос воздуха из опоки. Пленка должна плотно прилегать к песку и опоке.
- Проконтролировать твердость песка под пленкой по твердомеру (пальцем) и величину вакуума по манометру на ресивере.
- Снять готовую полуформу, перевернуть ее на стол на участке заливки. Контролировать величину вакуума в опоках.
- Спарить верхнюю половину модели с нижней без зазоров. Повторить операции 3-11. Изготовить верхнюю полуформу. Контролировать величину вакуума в опоках.
- Снять верхнюю опоку. Извлечь специальным подъемником части моделей из верхней и нижней полуформ. Извлечь части литниковой системы.
- После извлечения из полуформ моделей стояка и выпора, нагретым паяльником прожечь в пленке отверстия для заливки, выпоров, шлакоуловителей.
- При необходимости проконтролировать твердость полуформ (пальцем) и величину вакуума по манометру на ресивере; заклеить дефекты пленки липкой лентой.
- В нижнюю полуформу установить стержни; обдуть сжатым воздухом. Снять готовую полуформу со стола и спарить с нижней полуформой на штырях. Контролировать величину вакуума. Изготовленная таким образом песчаная форма подготовлена для заливки расплавом. После заливки и охлаждения сбросить вакуум. Отливка с литниковой системой легко извлекаемая, песок свободно осыпается, просеивается, охлаждается и ссыпается в бункер.
- Получить на группу готовую охлажденную отливку и провести её визуальный контроль, выявить дефекты.
Содержание отчета
- Наименование и цель работы.
- Эскиз модельной плиты с описанием расположения воздухоотсасывающих отверстий на плите и модели.
- Операционный эскиз готовой собранной формы в разрезе с указанием назначения всех частей формы и показом конструктивных особенностей опоки.
- Заключение о преимуществах способа литья, выявленных дефектах в отливке и способах их устранения.
5.6. Контрольные вопросы
- В чем особенности конструкции опок и модельной оснастки?
- Почему в рекламной литературе этот способ литья называют «формовкой XXI века»?
- Для чего нагревают синтетическую пленку?
- С какой силой сжаты песчинки в полуформе при величине вакуума 50 кПа?
- Какую силу давления должна выдерживать модельная плита (размеры плиты указаны на операционном эскизе) при остаточном давлении 30 кПа? Нарисовать расчетную схему.
- С какой силой изгибаются стенки опок при величине вакуума в полуформе 50 кПа?
- Какие трудоемкие технологические операции по сравнению с песчано-глинистой формовкой исключены?
- Назначение синтетической пленки.
Таблица 5.1
Типовой технологический процесс
Номер операции, перехода.
| Состав и содержание технологических операций и переходов
| Средства технологического оснащения.
|
| Подготовка шихтовых материалов
| Пресс для резки шихты, весы
|
| Подготовка формовочного песка: сушка, охлаждение, просеивание
| Сушильная установка, бункер, сито
|
| Подготовка стержневого ящика: очистка, натирка тальком, сборка
| Ящик стержневой
|
| Изготовление стержней: засыпка, уплотнение, удаление излишков смеси, выдержка для отверждения, разборка ящика и извлечение стержня
| Стол вибрационный, ящик стержневой в сборе
|
| Окраска стержня противопригарной краской, сушка
| Кисть, фен
|
| Подготовка модельного комплекта, очистка, припыление, установка на формовочный стол
| Стол формовочный с воздухоотсосами
|
| Облицовка модельного комплекта синтетической пленкой, облицовка наложением с одновременным включением вакуума
| Электронагреватель, стол формовочный с воздухоотсосом
|
| Нанесение противопригарной краски на пленку
| Кисть, фен
|
| Установка опоки.
| Формовочный стол с воздухоотсосами
|
| Изготовление нижней полуформы:
уплотнение песка, выравнивание контрлада, герметизация полуформы пленкой и вакуумирование опоки, съем готовой полуформы
| Бункер с песком, вибратор, вакуумная система, насосы вакуумные
|
| Изготовление верхней полуформы аналогично операции 050
|
|
| Прожигание пленки на всех торцах выпоров и стояка
| Паяльник
|
| Сборка формы: установка стержней, соединение полуформ
|
|
| Подача формы на заливку
|
|
| Подготовка металлов, заливка проб, заливка форм
| Форма комплексной пробы, разливочный ковш
|
| Затвердевание и охлаждение отливки
| Опоки
|
| Выбивка: снять пленку, отключить опоку от вакуумной системы, отделить отливку от песка
| Выбивная установка
|
| Очистка, обрубка отливок
| Оборудование отрезное
|
| Термообработка отливок
| Электропечи
|
Таблица 5.2
|