Литейное производство

Автор: Пользователь скрыл имя, 23 Апреля 2012 в 22:13, реферат

Описание работы

Литейное производство – отрасль машиностроения, технологическими процессами которой получают литые заготовки (отливки) для деталей машин: станины прокатных станков, станины металлорежущих станков, корпуса гидротурбин и другие отливки массой в десятки и сотни тонн и маленькие детали массой в несколько граммов для радиоэлектронной промышленности, часовой промышленности и других отраслей.

Содержание

Введение……………………………………………………………………..…….3
Литье под давлением……………………………………………………..……….5
Отличительные особенности литья под давлением…………………………….5
Машины с горизонтальной холодной камерой прессования……………..……6
Машины с горячей камерой прессования………………………………….……7
Литье под низким давлением…………………………………………………….9
Литье вакуумным всасыванием……………………………………………...…12
Заключение………………………………………………………….……………14
Список используемой литературы

Работа содержит 1 файл

Литейное производство.docx

— 2.90 Мб (Скачать)

Содержание.

Введение……………………………………………………………………..…….3

Литье под давлением……………………………………………………..……….5

Отличительные особенности литья под давлением…………………………….5

Машины  с горизонтальной холодной камерой  прессования……………..……6

Машины  с горячей камерой прессования………………………………….……7

Литье под низким давлением…………………………………………………….9

Литье вакуумным всасыванием……………………………………………...…12

Заключение………………………………………………………….……………14

Список  используемой литературы……………………………………….……..15 

 

     Введение 

     Литейное  производство – отрасль машиностроения, технологическими процессами которой  получают литые заготовки (отливки) для деталей машин: станины прокатных  станков, станины металлорежущих станков, корпуса гидротурбин и другие отливки массой в десятки и  сотни тонн и маленькие детали массой в несколько граммов для  радиоэлектронной промышленности,  часовой промышленности и других отраслей. Характерной особенностью литейного производства является универсальность  – возможность получения самых  разнообразных по массе, конфигурации, механическим и эксплуатационным свойствам  фасонных заготовок из чугуна, стали  и сплавов цветных металлов.

     Литейное  производство – один из распространенных методов формообразования заготовок. По сравнению с другими методами получения заготовок литье позволяет  получить отливки практически не ограниченных габаритных размеров и  массы из всех сплавов, в том числе  из сплавов, не поддающихся пластической деформации и труднообрабатываемых резаньем.

     Сущность  литейного производства заключается в приготовлении расплавленного метала необходимого качества и заливке его в специальную литейную форму. Литейная форма – это система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. В процессе кристаллизации формируются механические и эксплуатационные свойства литых заготовок, определяемые макро- и микро- структурами сплава, его плотностью, наличием и расположение в нем неметаллических включений, развитием в отливке внутренних напряжений , вызываемых неоднородным охлаждением его частей.

     Теория  и практика технологии литейного  производства на современном этапе  позволяют получать изделия с  высокими эксплуатационными  свойствами. Свидетельством тому является надежная работа отливок в реактивных двигателях, атомных энергетических установках и других машинах ответственного назначения. Литые заготовки используются не только в различных отраслях машиностроения и приборостроения, но и при изготовлении различных строительных конструкций доменных печей и других металлургических агрегатов, морских и речных судов, деталей бытового оборудования и сантехники, художественных и ювелирных изделий. Продукция литейного производства распределяется между основными отраслями укрупнено следующим образом: машиностроение – 60%, строительство – 20%, металлургия – 15%, остальное – 5%. Современное состояние литейного производства определяется совершенствованием традиционных и появлением новых способов литья, непрерывно повышающимся уровнем механизации и автоматизации технологических процессов, специализацией и централизацией производства.

     Важнейшим направлением повышения эффективности  производства являются улучшение качества, надежности, точности и шероховатости  поверхностного слоя отливок с максимальным их приближением к форме готовых  деталей, устранение вредного воздействия на окружающую среду и улучшение условий труда.

     Для изготовления отливок применяют  множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и прочее. Область  применения того или иного способа  литья определяется объемом производства, требованиями к  геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами. 
 
 
 
 
 

     Литье под давлением.

     Сущность  литья под давлением (рис. 1) заключается в изготовлении отливок в металлических формах (пресс-формах) заполнением расплавом под действием внешних сил гравитации, а затвердевание отливки протекает под избыточным давлением. После затвердевания отливку извлекают из пресс-формы.

     Отличительные особенности литья  под давлением.

     Значительное  давление на расплав обеспечивает высокую  скорость движения потока расплава в  пресс-форме (до 120 м/с). Форма заполняется за десятые и сотые доли секунды, что позволяет получать отливки с толщенной стенки менее 1 мм.

     Высокая скорость впуска расплава в полость  пресс-формы не позволяет воздуху  и продуктам разложения смазочного материала полностью удалиться  из полости пресс-формы. Они попадают в расплав, что приводит к образованию  воздушной пористости и снижению плотности и герметичности отливок  и пластических свойств сплава.

     Высокая кинетическая энергия движущегося  расплава и статическое давление на него в момент окончания заполнения полости пресс-формы способствуют получению поверхностного слоя отливки с весьма малой шероховатостью.

     Высокая интенсивность теплового взаимодействия между расплавом, отливкой и пресс-формой способствует изменению структуры  в поверхностных слоях отливки, повышению ее прочности.

     Давление , прикладываемое к расплаву при заполнении полости пресс-формы, позволяет регулировать продолжительность заполнения и изменять количество теплоты, отводимой от расплава за время ее заполнения.

     Для изготовления оливок литьем под давлением  применяют специальные машины литья  под давлением с холодной (горизонтальной или вертикальной) и горячей камерами прессования. 

     Машины  с горизонтальной холодной камерой  прессования

     На  машинах с горизонтальной холодной камерой прессования (рис. 1) порцию расплавленного метала заливают в камеру прессования (4) (рис. 1,а), которую плунжером (5) под давлением от 40 до 100 МПа подают в полость пресс-формы (рис. 1, б), состоящей из неподвижной (3) и подвижной (1) полуформ. Внутреннюю полость в отливке получают стержнем (2). После затвердевания отливки пресс-форма раскрывается (рис. 1, в), стержень (2) и отливка (7) выталкивателями (6) удаляется из рабочей полости пресс-формы. Перед заливкой пресс- форму нагревают до температуры 120-320 °С.  
 

             

             а)                                     б)                              в)

     Рис. 1. Схема процесса изготовления отливок  на машинах литья под давлением  с горизонтальной холодной камерой  прессования. 

     После удаления отливки рабочую поверхность  пресс-формы обдувают воздухом и  смазывают специальными материалами  для предупреждения приваривания отливки  к пресс-форме. Воздух и газы удаляют  через каналы глубиной 0,05 – 0,15 мм. И  шириной 15 мм, расположенные в полости разъема пресс-формы, или вакуумированием рабочей полости перед заливкой расплавленного метала. Такие машины применяют для изготовления отливок из медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов массой до 45 кг. 
 

     Машины  с горячей камерой  прессования.

     На  машинах с горячей камерой  прессования (рис. 2) камера прессования (2) расположена в обогреваемом тигле (1) с расплавленным металлом. При  верхнем положении плунжера (3) расплавленный метал через отверстие (4) заполняет камеру прессования. При движении плунжера вниз отверстия перекрываются, сплав под давлением 10 – 30 МПа заполняет полость пресс-формы (5). После затвердевания отливки плунжер возвращается в исходное положение, остатки расплавленного метала из канала сливаются в камеру прессования, а отливка из пресс-формы удаляется выталкивателями (6).  

       

     Рис. 2. Схема процесса изготовления отливок  на машинах с горячей камерой  прессования. 

     Такие машины используют при изготовлении отливок из цинковых и магниевых  сплавов массой от нескольких граммов  до 25 кг.

     При литье под давлением температуру  заливки сплава выбирают на    10 – 20 °С выше температуры ликвидуса.

     Литье под давлением используют в массовом и крупносерийном производствах  отливок с минимальной толщиной стенок 0,8 мм, с высокой точностью  размеров и минимальной шероховатостью поверхности за счет точной обработки и тщательного полирования рабочей полости пресс-формы; без механической обработки или с минимальными припусками, что резко сокращает объем механической обработки отливок; с высокой производительностью процесса.

     Недостатки  литья под давлением – высокая  стоимость пресс-форм и оборудования; размеры и масса отливок ограничены мощностью машины; наличие воздушной  пористости в массивных частях отливок, снижающей прочность деталей.

     В настоящее время работают автоматизированные установки литья под давлением. В которых автоматически производятся смазывание пресс-форм, регулирование их теплового режима, подача расплавленного метала в камеру прессования, извлечение отливки и транспортирование ее к обрезному прессу для удаления литников.

     Совершенствование этого способа литья направлено на предупреждение образования газовой  и усадочной пористости. Известны следующие направления: вакуумирование полости пресс-формы; заполнение полости формы кислородом при изготовлении отливок из алюминиевых сплавов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Литье под низким давлением.

     Суть  процесса (рис. 3) состоит в заполнении полости литейной формы расплавом с последующим затвердеванием отливки при воздействии избыточного давления воздуха или газа. Термин «низкое давление» подразумевает обычно избыточное давление менее 0,1 МПа.

     Способ  позволяет получать тонкостенные (до 1,5 – 2 мм) отливки сложной конфигурации, плотные, без усадочной и газовой  пористости и раковин из алюминиевых, магниевых, медных сплавов и стали. 

     

Рис. 3. Схема технологического процесса литья  под низким давлением. 

     Тигель  с расплавов (8) герметически закрывают  крышкой (4), в которой установлен металлопровод (7) из жаростойкого материала. Литейную форму (2) со стержнем (1), установленную на крышке, соединяют с металлопроводом литниковой втулки (3).

     Воздух  или инертный газ под небольшим  давлением поступает по трубопроводу (6) внутрь камеры установки и завит  на зеркало расплава. В следствии этого расплав поступает в форму снизу через металопровод (7), литник (9) со скоростью, регулируемой давлением в камере установки.

     По  окончании заполнения формы и  затвердевания отливки, автоматически  открывается клапан (5), соединяющий  камеру установки с атмосферой. Давление воздуха в камере падает и незатвердевший расплав из металлопровода сливается в тигель. После этого форма раскрывается, отливка (10) извлекается и цикл повторяется.После этого форма раскрывается, отливка (10) извлекается и цикл повторяется.

     При литье под низким давлением отливку  можно изготовлять к кокиле, песчаной или комбинированной форме (кокиль и песчаные или оболочковые стержни), а также в керамической или оболочковой форме. Песчаные и керамические формы применяют редко, чаще применяют кокили или кокили с песчаными и оболочковыми стержнями, так как процесс сборки кокиля легче автоматизировать.

     Развитием способа под низким давлением  является литье с противодавлением (рис. 4).

     

     Рис. 4. Схема установки для литья  с противодавлением. 

     Установка для литья с противодавлением состоит из двух камер (а) и (б). в камере  (а) располагается тигель (7) с расплавом (6). Воздух в камеры (а) и (б) попадает через вентиляции (9,8 и 10). В камере (6) находится форма (3), обычно металлическая. Камеры разделены крышкой (4), через нее проходит металлопровод (2), соединяющий тигель (7) и форму (3). Жесткая фиксация камер осуществляется прихватами (5).

Информация о работе Литейное производство