для чего нужны формовочные уклоны на модели при литье в песчано глинистые формы
Литье в песчаные формы
Литье в песок (литье в песчано-глинистые формы) — один из самых распространенных методов получения литых заготовок во многих отраслях промышленности – станкостроение, автомобильная отрасль и многое другое. Этот способ широко применяют при единичном, серийном и массовом производстве.
Технология литья в песчаные формы
Технология литья в формы из песка не отличается сложностью. Такой метод литья применяют для изготовления отливок и деталей из серого чугуна, низкоуглеродистые стальные сплавы. Иногда, литье в песчаные формы используют для обработки цветных металлов – алюминия, меди и пр.
Выбирая такое литье в песок технолог, должен понимать, что качество готовых деталей будет довольно низким. Это связано в первую очередь с тем, использование такой технологии не может гарантировать того, что в жидкий сплав не попадут посторонние включения. При литье в песчаные формы весьма бурно происходить газообразование, особенно этот процесс, проявляет себя при литье во влажные формы. Допустимо использовать такую форму литья для получения деталей со сложной геометрией. Но ряд ограничений на получение таких заготовок накладывает то, что изъятие готовой отливки сопряжено с определенными сложностями.
Литье в песок позволяет получать заготовки до сотен тонн весом. Таким образом, производят станины для металлорежущего оборудования, корпусные детали и пр.
Между тем точность получаемых заготовок ниже 14 квалитета, кроме того, на поверхности отлитых деталей можно встретить раковины, посторонние включения. Именно поэтому те поверхности, которые будут контактировать с другими деталями, всегда подвергают механической обработке.
Литейная продукция
Литье в песок или землю применяют для производства множества деталей. Для удобства потребителей их можно систематизировать в несколько групп.
Группа А – к этой группе относят отливки простой формы – кольца, колеса, маховики и пр.
Группа Б – к этой группе относят элементы арматуры, подшипниковые корпуса, сложные поверхности с тупым или острым углом.
Группа В – она включает в себя заготовки для зубчатых колес, станины, кожуха и пр.
Группа Г – это отливки для производства станочных станин, сложные корпусные детали.
Группа Д – это отливки, которые получают методом формования по модели.
Таким образом, можно сделать вывод, что в формы из песка можно выполнять отливку и канализационных люков, и детали со сложной геометрической формы, например, кожуха ступеней компрессоров и пр.
При проектировании формы из песка, конструктор должен учитывать то, что в том направлении куда будет извлекаться готовая отливка не должна иметь никаких препятствий в виде выступающих стержней и пр.
Литейные модели
Модели для такой формы литья в песок должны выдерживать довольно большое давление, которое возникает при набивке опоки литейной землей. Именно поэтому для изготовления литьевых форм применяют металл, твердую древесину. Все материалы, которые допустимо использовать для изготовления литьевых форм допускается комбинировать. То есть их можно собирать на резьбовых соединениях, склеивать и пр. Для устранения пор на деревянных частях моделей из тщательно обрабатывают абразивной шкуркой. Затем, ее покрывают лаком. При изготовлении литейных форм необходимо учитывать то, что необходимо выдерживать углы наклона вертикальных плоскостей. Наличие этих углов впоследствии облегчит изъятие готовой отливки из формы.
Основные элементы литья в песчано-глиняные формы
Одним из ключевых факторов, определяющих качество выполнения литья – это свойства песка (земли), применяемого для получения литьевой оснастки. Практика показывает то, что чем мельче и чище песок, тем качество получаемой отливки будет выше.
Нельзя забывать и о стержнях, которые могут быть много- или одноразовые.
Общая классификация песчаных формовочных смесей
В зависимости от применения смеси можно разделить на следующие подвиды:
Общая классификация песчаных формовочных смесей
Облицовочные материалы обладают толщиной, которая определяется толщиной будущей отливки, она может составлять 20 – 100 мм. Сверху смеси, применяемой для облицовки, может быть засыпана наполнительная смесь.
Наполнительную или единую смесь применяют для набивки всей формы и применяют для производства оснастки при всех видах производства, начиная от единичных изделий и заканчивая массовым.
Изготовление литейной песчаной формы
Литье в песчаные формы начинается с ее создания. Отличительной чертой песчаной оснастки является то, что их можно использовать только один раз и для получения новой детали необходимо изготавливать новую.
Оснастку производят, имея на руках модель будущей детали. Ее устанавливают в опоку (деревянная или металлическая коробка для формовочной смеси), засыпают землю. Затем необходимо уплотнить засыпанную песчаную смесь. Для этого используют ручной или механизированный инструмент ударного действия и приспособления. По достижении смесью необходимой кондиции, то есть необходимой плотности, модель извлекают и в распоряжении литейщиков останется готовая технологическая оснастка.
Для получения полостей расположенных внутри будущей отливки применяют стержни. Их как правило, изготавливают из того же материала, что и саму оснастку.
В процесс производства литейной формы из песка входят следующие основные этапы.
Трудоемкость и технология производства литейной оснастки во многом зависит от следующих параметров:
Если изготавливаемая форма требует дополнительного нагрева или запекания, то затраты времени на ее производство резко вырастут. Для облегчения изъятия готовой отливки на рабочие поверхности наносят различные смазки, например, солидол.
Сборка песчаной литейной формы
После того как оснастка для литья произведена, ее готовят для заливания расплава. Рабочие поверхности необходимо смазать специальным составом, который способствует свободному извлечению готовой отливки. После подготовки рабочих поверхностей выполняют установку литьевых стержней.
Процесс изготовления формы
На завершающем этапе, полуформы соединяют между собой и надежно скрепляют. Надежность сборки не позволит расплаву вытечь за пределы формы.
Типы песчаных форм
Многообразие песчаных форм для литья позволило их разделить на несколько групп, предназначенных для получения отливок с разными характеристиками.
Песчаные литейные формы
Всего можно назвать 7 групп литейной технологической оснастки или модельных комплектов.
Сырая песчаная форма
Для производства литьевой оснастки используют смеси, состоящие из песка, воды, глины и какого-либо связующего материала. Типовой рецепт выглядит примерно так:
Сырая песчаная форма
Оснастку такого типа относят к весьма экономичным и широко используемым.
Подсушенная песчаная форма
Производство такой оснастки похоже на производство сырой формы, но в рецептуру вводят дополнительные материалы, предназначенные для связывания компонентов смеси.
Подсушенная песчаная форма
Рабочие поверхности оснастки просушивают прогреванием. Такой подход к изготовлению форм приводит к росту точности размеров заготовок и их качества. Производство таких форм требует больших затрат времени и в результате их стоимость растет, а выпуск деталей нижается.
Сухая песчаная форма
В оснастке такого типа используют добавки органического типа. Их задача связывание компонентов смеси в единое целое. Окончательную обработку производят в печи. К явным достоинствам этих изделий можно отнести точность выполненной отливки. Но надо понимать, что эти формы обладают высокой стоимостью изготовления и низкой производительностью выполнения отливок.
Химически твердеющая песчаная форма
В формовочный состав химически твердеющей оснастки вводят смолы. Они обеспечивают формирование модели на открытом воздухе без использования термической обработки.
Химически твердеющая песчаная форма
В основе смеси лежит кварцевый песок. Кроме, песка в состав смеси входит жидкое стекло и едкий натр. Добавление этого химиката оказывает влияние на технологические свойства литейной формы. В частности, будет продлен срок ее эксплуатации. После затвердевания, ее прочность будет выше, чем у смесей другого типа.
Характеристики литейного песка
Выполняя литье в песчаную оснастку надо понимать, что качество отливки напрямую зависит от состава и свойств литейного песка. Практикой литейного дела определены пять ключевых параметров, которые определяют качество литейного песка.
Физические характеристики песка
Прочность
Прочностью называют способность смеси сохранять заданные параметры во время выполнения литейной операции и транспортировки опоки внутри производственного помещения.
Газопроницаемость
Газопроницаемость – это способность песка пропускать через себя газы, образовывающиеся при затвердевании расплава. Если смесь обладает высокой проницаемостью, будет снижена пористость отливки. Если проницаемость низкая, то качество поверхности будет значительно лучше. Газопроницаемость напрямую зависит состава и фракции песчаной смеси.
Термическая стабильность
Возможность оснастки при воздействии температуры сохранять заданную форму, оказывать сопротивление растрескиванию и появлению иных дефектов, проявляющихся при действии большой температуры расплавленного металла, называют термической стабильностью.
Способность к просадке
Способность формовочной смеси плотно сжиматься в процессе затвердевания отлитой детали. Если бы песок не обладал таким свойством, то отлитая заготовка не имела бы возможности изменять размеры внутри формы. А это в результате привело бы к растрескиванию заготовки и проявлению других дефектов, возникающих при разливе расплавленного металла.
Повторное применение
Это обозначает возможность использования формовочной смеси для производства оснастки, предназначенных для формирований новой партии отливок.
Предисловие
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет «МАМИ»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 252 «Литейное производство»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 декабря 2009 г. № 611-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Foundry equipment.
Foundry biases
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на литейные уклоны литейной оснастки, предназначенной для изготовления отливок из разных сплавов: в песчаные формы, оболочковые формы, с использованием холодно твердеющих смесей, в металлические формы под давлением, низким и гравитационным давлением, по газифицируемым моделям, вакуумной формовкой, а также пресс-форм для изготовления моделей и стержневых ящиков, а также стержней, рабочие поверхности которых контактируют с отливкой.
Стандарт не распространяется на модели элементов литниковой системы (стояк, выпор, прибыль и т.п.), а также знаковых частей моделей и стержней.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.2 номинальный размер детали (отливки): Размер, указанный на чертеже детали (отливки).
3 Литейные уклоны
3.1 Литейные уклоны в зависимости от требований, предъявляемых к поверхности отливки, следует выполнять:
— на обрабатываемых поверхностях отливки сверх припуска на обработку за счет увеличения размеров (рисунок 1 а). Допускается по согласованию сторон выполнение уклонов за счет уменьшения припуска, но не более чем на 30% его значения;
— на необрабатываемых поверхностях отливки, не сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет увеличения и уменьшения размеров отливки (рисунок 1 б);
— на необрабатываемых поверхностях отливки, сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет уменьшения (рисунок 1 в) или увеличения (рисунок 1г ) размеров отливки в зависимости от поверхностей сопряжения.
3.2 Значения литейных уклонов формообразующих поверхностей должны соответствовать указанным в таблице 1.
Высота основной формообразующей поверхности, мм
Литейный уклон модельного комплекта, град/мм, не более, для класса
От 80 до 120 включ.
От 120 до 180 включ.
От 180 до 250 включ.
От 250 до 315 включ.
От 315 до 400 включ.
От 400 до 500 включ.
От 500 до 630 включ.
От 630 до 800 включ.
От 800 до 1000 включ.
От 1000 до 1250 включ.
От 1250 до 1600 включ.
От 1600 до 2000 включ.
От 2000 до 2500 включ.
Продолжение таблицы 1
Высота основной формообразующей поверхности, мм
Литейный уклон модельного комплекта, град/мм, не более, для класса
От 80 до 120 включ.
От 120 до 180 включ.
От 180 до 250 включ.
От 250 до 315 включ.
От 315 до 400 включ.
От 400 до 500 включ.
От 500 до 630 включ.
От 630 до 800 включ.
От 800 до 1000 включ.
От 1000 до 1250 включ.
От 1250 до 1600 включ.
От 1600 до 2000 включ.
От 2000 до 2500 включ.
Окончание таблицы 1
Высота основной формообразующей поверхности, мм
Литейный уклон модельного комплекта, град/мм, не более, для класса
От 80 до 120 включ.
От 120 до 180 включ.
От 180 до 250 включ.
От 250 до 315 включ.
От 315 до 400 включ.
От 400 до 500 включ.
От 500 до 630 включ.
От 630 до 800 включ.
От 800 до 1000 включ.
От 1000 до 1250 включ.
От 1250 до 1600 включ.
От 1600 до 2000 включ.
От 2000 до 2500 включ.
3.3 Классы уклонов для отливок, изготовляемых различными способами литья, следует выбирать по таблице А.1 ( приложение А ).
Таблица А.1 является открытой и позволяет вносить дополнения для новых технологических процессов, а также учитывать совершенствование существующих.
3.4 Если в стержневом ящике требуется выполнение уклона на вертикальной стенке, его величина должна соответствовать уклону модели, показанной на рисунке 2 а для соблюдения равномерной толщины стенки. Допускается вариант, показанный на рисунке 2б.
3.5 В технических требованиях к чертежу отливки с нанесенными размерами отливки должен быть указан класс литейных уклонов. Требования к уклонам учитывает технолог при разработке технологии изготовления отливки.
Пример условного обозначения литейных уклонов класса 9 в технических требованиях на отливку:
Уклоны литейные — КУ9
3.6 Методы испытаний
Контроль выполнения литейных уклонов проводят на соответствие классу, указанному в технических требованиях на отливку.
3.7 Примеры выполнения литейных уклонов даны в приложении Б ( рисунок Б.1 ).
Приложение А
(обязательное)
Выбор классов литейных уклонов
Литейные формы, формы для моделей, модели и стержневые ящики для способов их изготовления
Класс литейных уклонов для поверхностей
1 Вакуумная формовка
2 Литье под давлением
3Литьевкокильпод низким давлением
4 Пресс-формы для изготовления моделей:
5 Стержни, упрочняемые:
в холодной оснастке
в горячей оснастке
6 Литье в песчано-глинистые формы, степень механизации производства:
то же с автоматизированной системой управления технологическим процессом (импульс)
Автоматизированная формовочная линия, безопочная
7 Формы из холодно-твердеющих смесей
8 Формы оболочковые
В настоящей таблице указаны диапазоны классов литейных уклонов технологической оснастки металлических форм, пресс-форм для изготовления отливок, а также производства легкоплавких и выжигаемых моделей: меньшие значения относятся к условиям, обеспечивающим автоматизированное отслеживание времени нахождения отливки в форме или модели в пресс-форме, высокой чистоты рабочей поверхности оснастки, наличие высококачественных красок или смазок; средние значения относятся к условиям, обеспечивающим полуавтоматизированное отслеживание времени нахождения отливки в форме или модели в пресс-форме, средней чистоты рабочей поверхности оснастки, наличие качественных красок или смазок; большие значения относятся к условиям, обеспечивающим ручное отслеживание времени нахождения отливки в форме или модели в пресс-форме, пониженной чистоты рабочей поверхности оснастки, наличие красок или смазок.
Приложение Б
(справочное)
Примеры выполнения литейных уклонов
Библиография
[1] Трухов А.П., Сорокин Ю.А., Ершов М.Ю. и др. Технология литейного производства. Литье в песчаные формы. Учебник для ВУЗов, 2005 г., 571 с.
Ключевые слова: литейная оснастка, литейные уклоны
Предисловие
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет «МАМИ»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 252 «Литейное производство»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 декабря 2009 г. № 611-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Foundry equipment.
Foundry biases
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на литейные уклоны литейной оснастки, предназначенной для изготовления отливок из разных сплавов: в песчаные формы, оболочковые формы, с использованием холодно твердеющих смесей, в металлические формы под давлением, низким и гравитационным давлением, по газифицируемым моделям, вакуумной формовкой, а также пресс-форм для изготовления моделей и стержневых ящиков, а также стержней, рабочие поверхности которых контактируют с отливкой.
Стандарт не распространяется на модели элементов литниковой системы (стояк, выпор, прибыль и т.п.), а также знаковых частей моделей и стержней.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.2 номинальный размер детали (отливки): Размер, указанный на чертеже детали (отливки).
3 Литейные уклоны
3.1 Литейные уклоны в зависимости от требований, предъявляемых к поверхности отливки, следует выполнять:
— на обрабатываемых поверхностях отливки сверх припуска на обработку за счет увеличения размеров (рисунок 1 а). Допускается по согласованию сторон выполнение уклонов за счет уменьшения припуска, но не более чем на 30% его значения;
— на необрабатываемых поверхностях отливки, не сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет увеличения и уменьшения размеров отливки (рисунок 1 б);
— на необрабатываемых поверхностях отливки, сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет уменьшения (рисунок 1 в) или увеличения (рисунок 1г ) размеров отливки в зависимости от поверхностей сопряжения.
3.2 Значения литейных уклонов формообразующих поверхностей должны соответствовать указанным в таблице 1.
Высота основной формообразующей поверхности, мм
Литейный уклон модельного комплекта, град/мм, не более, для класса
От 80 до 120 включ.
От 120 до 180 включ.
От 180 до 250 включ.
От 250 до 315 включ.
От 315 до 400 включ.
От 400 до 500 включ.
От 500 до 630 включ.
От 630 до 800 включ.
От 800 до 1000 включ.
От 1000 до 1250 включ.
От 1250 до 1600 включ.
От 1600 до 2000 включ.
От 2000 до 2500 включ.
Продолжение таблицы 1
Высота основной формообразующей поверхности, мм
Литейный уклон модельного комплекта, град/мм, не более, для класса
От 80 до 120 включ.
От 120 до 180 включ.
От 180 до 250 включ.
От 250 до 315 включ.
От 315 до 400 включ.
От 400 до 500 включ.
От 500 до 630 включ.
От 630 до 800 включ.
От 800 до 1000 включ.
От 1000 до 1250 включ.
От 1250 до 1600 включ.
От 1600 до 2000 включ.
От 2000 до 2500 включ.
Окончание таблицы 1
Высота основной формообразующей поверхности, мм
Литейный уклон модельного комплекта, град/мм, не более, для класса
От 80 до 120 включ.
От 120 до 180 включ.
От 180 до 250 включ.
От 250 до 315 включ.
От 315 до 400 включ.
От 400 до 500 включ.
От 500 до 630 включ.
От 630 до 800 включ.
От 800 до 1000 включ.
От 1000 до 1250 включ.
От 1250 до 1600 включ.
От 1600 до 2000 включ.
От 2000 до 2500 включ.
3.3 Классы уклонов для отливок, изготовляемых различными способами литья, следует выбирать по таблице А.1 ( приложение А ).
Таблица А.1 является открытой и позволяет вносить дополнения для новых технологических процессов, а также учитывать совершенствование существующих.
3.4 Если в стержневом ящике требуется выполнение уклона на вертикальной стенке, его величина должна соответствовать уклону модели, показанной на рисунке 2 а для соблюдения равномерной толщины стенки. Допускается вариант, показанный на рисунке 2б.
3.5 В технических требованиях к чертежу отливки с нанесенными размерами отливки должен быть указан класс литейных уклонов. Требования к уклонам учитывает технолог при разработке технологии изготовления отливки.
Пример условного обозначения литейных уклонов класса 9 в технических требованиях на отливку:
Уклоны литейные — КУ9
3.6 Методы испытаний
Контроль выполнения литейных уклонов проводят на соответствие классу, указанному в технических требованиях на отливку.
3.7 Примеры выполнения литейных уклонов даны в приложении Б ( рисунок Б.1 ).
Приложение А
(обязательное)
Выбор классов литейных уклонов
Литейные формы, формы для моделей, модели и стержневые ящики для способов их изготовления
Класс литейных уклонов для поверхностей
1 Вакуумная формовка
2 Литье под давлением
3Литьевкокильпод низким давлением
4 Пресс-формы для изготовления моделей:
5 Стержни, упрочняемые:
в холодной оснастке
в горячей оснастке
6 Литье в песчано-глинистые формы, степень механизации производства:
то же с автоматизированной системой управления технологическим процессом (импульс)
Автоматизированная формовочная линия, безопочная
7 Формы из холодно-твердеющих смесей
8 Формы оболочковые
В настоящей таблице указаны диапазоны классов литейных уклонов технологической оснастки металлических форм, пресс-форм для изготовления отливок, а также производства легкоплавких и выжигаемых моделей: меньшие значения относятся к условиям, обеспечивающим автоматизированное отслеживание времени нахождения отливки в форме или модели в пресс-форме, высокой чистоты рабочей поверхности оснастки, наличие высококачественных красок или смазок; средние значения относятся к условиям, обеспечивающим полуавтоматизированное отслеживание времени нахождения отливки в форме или модели в пресс-форме, средней чистоты рабочей поверхности оснастки, наличие качественных красок или смазок; большие значения относятся к условиям, обеспечивающим ручное отслеживание времени нахождения отливки в форме или модели в пресс-форме, пониженной чистоты рабочей поверхности оснастки, наличие красок или смазок.
Приложение Б
(справочное)
Примеры выполнения литейных уклонов
Библиография
[1] Трухов А.П., Сорокин Ю.А., Ершов М.Ю. и др. Технология литейного производства. Литье в песчаные формы. Учебник для ВУЗов, 2005 г., 571 с.
Ключевые слова: литейная оснастка, литейные уклоны
По вопросу размещения рекламы на сайте обращаться сюда