Реферат: Анализ и экономическая оценка механообработки

Величину припуска на механическую обработку принимают в зависимости от размеров отливки, состава сплава, из которого она изготовлена, от сложности ее конфигурации, положения в форме и от характера производства (индивидуальное, серийное или массовое). Модели и стержневые ящики делают цельными и разъемными, состоящими из двух и более частей, в зависимости от сложности конфигурации отливки. Для легкости извлечения модели из форм вертикальным стенкам модели придают конусность — так называемые формовочные уклоны. Уклоны в деревянных моделях делают от l до 3', в металлических моделях — от 0,5.

На моделях изготовляют стержневые знаки. Знаками называют выступающие части модели, образующие углубления в форме для установки стержней при ее сборке.

Для индивидуального и мелкосерийного производств отливок модели и стержневые ящики изготовляют из дерева, а для массового производства — из металла и

пластических масс.

Для изготовления металлических моделей применяют чугун, алюминиевые сплавы, бронзу, латунь и сталь. Наибольшее применение получили алюминиево-кремниевые и алюминиево-медные сплавы, имеющие малый удельный вес, легко поддающиеся механической обработке и устойчивые в эксплуатации. 0 п о к и. Приготовление форм из формовочных смесей производится набивкой земли в специальные жесткие рамки, называемые опоками. Опоки изготовляются (отливаются) из стали, чугуна и алюминиевых сплавов.

Для изготовления форм и стержней применяют формовочные и стержневые смеси, состоящие из различных формовочных материалов—песка, глины, связующих и противопригарных добавок.

Формовочный песок состоит из зерен кварца SiO_s различной вели­чины. Пески в основном используются с содержанием SiO₂ более 90%, Формовочные глины состоят из одного или нескольких глинистых минералов и примеси других минералов. Согласно ГОСТ 3226—57, формовочные глины в зависимости от минерального состава разделяют на два вида: формовочную обыкновенную, содержащую каолинит, гидрослюдистые минералы, и формовочную бентонитовую, содержа­щую монтмориллонит, бейделлит и ферримонтмориллонит. Формовочные материалы и смеси, как правило, должны обладать прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью и другими свой­ствами.

7. Литьё под давлением

Процесс литья под давлением состоит в том, что расплавленный металл вводят в металлическую форму под давлением поршня или сжа­того воздуха. С увеличением давления повышается и жидкотекучесть металла, заливаемого в форму. Детали, получаемые литьем под дав­лением, имеют чистую поверхность и точные размеры в пределах

±0,03—0,08 мм, поэтому почти полностью исключа­ется их механическая об­работка или она сводится в основном к доводке раз­меров деталей шлифовкой. При этом Детали можно получить в готовом виде с резьбой, отверстиями и весьма тонкими приливами и выступами.

Металл в деталях получает мелкозернистую структуру и большую плотность вследствие быс­трого охлаждения в ме­таллической форме. Проч­ность деталей, получаемых этим методом, выше, чем отлитых в земельные фор­мы. Этим способом отли­вают мелкие тонкостен­ные детали из алюминие­вых, магниевых и медных сплавов. В последнее время литьем под давлени­ем получают детали из ста­ли.

Для литья под давлением применяют машины поршневого действия с горячей и холодной замерами, машины компрессо­рного действия с неподвижной и подвижной камерами сжатия (рис. 6). Машины поршневого действия с горячей камерой сжатия (рис. 6, а) применяют) для отливки деталей из сплавов, имеющих температуру плавлением до 450° конструкции эти машины разделяют на ручные, полуавтоматы и автоматы, все они работают по одному принципу. В чугунную ванну 3 заливают жидкий металл. Для поддержания постоянной температуры металла ванну подогревают. Жидкий металл из ванны через отверстия 2 заполняет полость цилиндра и подводящий канал Ь. При повороте пусковой рукоятки обе половины формы закрывают­ся. Одновременно с закрытием формы штуцер 6 прижимается к устью ходового канала формы 7. Затем автоматически выключается пневма­тический цилиндр, под действием которого поршень поднимается и форма закрывается, освобождая отливку. После этого форму обдувают и операцию заливки повторяют. Производительность полуавтомати­ческих машин до 250 и автоматических до 1000 заливок в час. Давление достигает от 6 до 25 от (6-10⁵ ^25-10⁵ м/и*² ).

Машины компрессорного действия нашли широкое применение для получения отливок из алюминиевых сплавов. Схема компрессорной машины с неподвижной камерой и с закрытой ванной приведена на рис. 85,6. Она работает по следующему принципу. Через отверстие 2 заливают жидкий металл в камеру сжатия 5 и закрывают ее пробкой. Через отверстие 3 подается сжатый воздух от компрессора, который давит на поверхность металлической ванны и вытесняет металл через патрубок 4 в мундштук 6 и форму 7. Производительность машины сос­тавляет от 60 до 500 заливок в час. Основным недостатком этой маши­ны является окисление большой поверхности металла воздухом, пос­тупающим от компрессора.

Наиболее широкое применение получили машины компрессорного! действия с подвижной камерой сжатия (рис. 6,в). В чугунной ванне / расположена подвижная камера сжатия 2, на конце которой при­креплен мундштук 3; на другом конце камеры имеется отверстие 4* После включения пускового механизма камера поднимается тягами из ванны и мундштук подходит к устью ходового канала формы 5, при этом отверстие 4 вплотную подходит к втулке 6. Затем включается воздух, который вгоняет расплавленный металл в форму. После уда­ления отливки и обдувки формы операция повторяется. Произво­дительность таких машин от 50 до 500 отливок в час; давление приме­няют от 10 до 100 am .

Машины поршневого действия с холодной камерой сжатия широкое используют для получения отливок из тугоплавких цветных сплавов.! Схема устройства этой машины показана на рис. 85,г. Металл зали­вают дозировочным ковшом в цилиндр /, после чего поршень 2 впрес­совывает его в форму 3. Избыток металла остается на нижнем поршне 4. Затем поршень 2 отходит в верхнее положение. Остаток металла 5 нижним поршнем 4 удаляется из цилиндра. Форму открывают и отлив­ки 6 удаляют. Давление в таких машинах составляет от 100 до 800 am .

8. Центробежное литье

При центробежном литье жидкий металл заливается во вращающую­ся форму, в которой под воздействием центробежной силы распреде­ляется по внутренней поверхности и затвердевает. Величина центро­бежной силы, которая действует на металл при вращении формы, определяется по формуле

Следовательно, центробежная сила прямо пропорциональна массе вращающегося расстоянию от оси вращения и квадрату числа Вращение формы может производиться_r вокруг вертикальной горизонтальной или наклонной оси и, таким образом,применяется также при отливке фасонных Деталей, телами вращения. В этом случае ось вращения падать с геометрической осью отливаемых деталей формами для отливки деталей, располагаются симметрично по пери­ферии вращающейся планшайбы, а заливка производится при помощи радиальных или тангенциальных питателей, литейным каналом, совпадающим с осью форм металлом с вертикальной и горизонтальной осями вращения представлены на рис. 7

Способом центробежного литья с вертикальной осью вращения отливают детали небольшой длины: венцы червячных шестерен, бан­дажи и др. На центробежных машинах с горизонтальной осью вращения отливают детали большой длины: чугунные водопроводные, канализационные трубы, стальные стволы орудий, гильзы цилиндров двигателей, втулки и др.

При центробежном литье применяют металлические формы (изло­жницы) и земляные формы.

При заливке в металлические формы чугунные отливки получают­ся с поверхностным отделом на некоторую глубину и поэтому они под­вергаются последующему отжигу. Их нагревают до температуры 850— 950° и медленно охлаждают до 300—350^е . При заливке земляные формы отливки получаются без отдела и не требуют отжига

9. Литье по выплавляемым моделям

В последние годы для получения различных фасонных отливок из тугоплавких и твердых сплавов широко применяют литье по вы­плавляемым моделям. Точность отливок по этому методу составляет 0,04—0,05 мм на 25 мм длины.

Чистота поверхности отливок соответствует V4—б классам. Отлитые детали, как правило, не подвергаются механической обработ­ке и лишь в некоторых местах шлифуются. По этому способу отливает­ся различный инструмент (фрезы, метчики, сверла), лопатки газовых турбин и другие детали, изготовление которых путем механической обработки является сложной и дорогой операцией, а иногда и невоз­можной.

Для изготовления выплавляемых моделей применяют стеарин, парафин, церезин, полистирол, канифоль, петролатум и другие мате­риалы. Например, для получения тонкостенных моделей применяют модельный состав КПЦ, состоящий из 50% канифоли, 30% полистирола и 20% церезина. Хорошими свойствами обладает модельный состав, состоящий из 50% парафина, 25% стеарина и 25% петролатума.

Модельный состав должен обладать невысокой температурой плав­ления, достаточной пластичностью, прочностью, склеиваемостью при этом он должен быть безвредным.

Расплавление модельного состава производят в водяных ваннах или специальных термостатах. Расплавленный модельный состав за­прессовывают в металлические прессформы при помощи воздушного пресса сжатым воздухом под давлением 4—5 am (4- 10⁶ -f-5-10⁶ w.

После затвердевания модельного состава из прессформы извле­кают модели и производят приклеивание их к литниковой системе.

Литниковые системы, подобно моделям, отливают в специальные формы. На полученный блок наносят огнеупорные покрытия. Для на­несения покрытий используют молотый кварцевый песок, или квар­цевую муку, а иногда и молотый плавленый кварц, растворенный з гидролизированном этилсиликате и жидком стекле. Покрытия нано­сят путем неоднократного погружения блока моделей в раствор, в ре­зультате чего на поверхности блока образуется огнеупорная корочка толщиной от 1,0 до 2,0 мм.