Разработка технологии производства отливки 'Патрубок КЗК 0106207'

Разработка технологии производства отливки 'Патрубок КЗК 0106207'

Введение

На данном этапе развития техники, и всеобщей компьютеризации производства, машины являются неотъемлемой частью любого вида производства. Повышая производительность труда и качество выпускаемой продукции, машины обеспечивают высокие темпы развития всех отраслей народного хозяйства.

Литейное производство является одной из важнейших отраслей машиностроения. В различных конструкциях современных машин и приборов около 70% по массе деталей представляют собой отливки из стали, чугуна, медных, алюминиевых, магниевых и других сплавов. Особенно большое место занимают отливки в конструкциях металлургического оборудования, турбин, кузнечно-прессовых машин, металлорежущих станков. В такой отрасли, как станкостроение, литые детали составляют до 90% общей массы заготовок. Широкому распространению литейное производство обязано своими преимуществами по сравнению с другими способами изготовления заготовок. С помощью различных методов литья можно из любых металлов и их сплавов получать изделия сложной конфигурации, большинство из которых невозможно получить, например, штамповкой, ковкой или механической обработкой.

Масса отливок может изменяться в значительных пределах - от нескольких граммов до десятков и даже сотен тонн. Стоимость литой заготовки или детали, как правило, меньше, чем изготовленные другими методами. Отливка может представлять собой вполне законченную деталь или заготовку, подвергаемую затем механической обработке.

Коэффициент использования металла при изготовлении литых заготовок приблизительно в два раза выше, чем при производстве их из проката или поковок.

Следует отметить, что отливки могут быть получены с минимальными припусками на обработку. А это означает снижение себестоимости изделия за счёт сокращения затрат на обработку резанием и уменьшения расхода металла.

В результате технического прогресса в литейном производстве решены задачи получения отливок из новых труднообрабатываемых сплавов, необходимых для таких отраслей, как ракетостроение, радиоэлектроника, приборостроение, атомная энергетика и др.

В настоящее время производится большая работа по дальнейшему увеличению выпуска отливок и совершенствования технологии и оборудования литейного производства, внедряются созданные на научной основе технологические процессы, разработанные с помощью электроники.

1. Техническо-экономическое обоснование выбора технологического процесса

Для разработки технологического процесса, был получен чертёж детали «Патрубок». Основными процессами литейного производства являются: плавка сплава, изготовление форм, заливка сплава в формы, охлаждение, выбивка, очистка, обрубка отливок, термическая обработка и контроль качества.

Чугун плавят в вагранке, электрических и пламенных печах. Плавильные печи должны обеспечивать: получение металла требуемого химического состава, низкий удельный расход топлива и электроэнергии, заданную температуру, минимальное насыщение металла вредными газами и примесями.

Серый чугун СЧ 20 для отливки «Патрубок» плавят в индукционной печи. В настоящее время индукционные печи находят широкое применение в металлургии и машиностроении. В лабораториях используют высокочастотные печи емкостью от нескольких грамм до 100 кг, в литейных цехах низко- и среднечастотные печи до 2-6 т; наиболее крупные печи имеют емкость до 60 т. Плавка характеризуется небольшим угаром легирующих элементов, высоким электрическим к. п. д. точным регулированием температуры металла. Недостатком печей является холодный, плохо перемешиваемый шлак, что не позволяет проводить процессы рафинирования. Стойкость футеровки в печах невысокая.

Для изготовления форм под отливку применяют автоматическую линию импульсной формовки с допрессовкой «Мультоматик».

В условиях массового производства автоматические линии обладают высокой производительностью. Практически полностью устраняют ручной труд, позволяют получить отливки высокого качества.

Процесс изготовления литейных форм называется формовкой. Он осуществляется в формовочных отделениях литейного цеха. Стержни изготовляют в стержневом отделении и подают на сборке формы в формовочное отделение. Изготовление форм, стержней и сборка формы - наиболее ответственные этапы производства отливок. Более 80% отливок получают в разовых литейных формах, так как стоимость их изготовления достаточно низкая, вместе с тем в них можно получить практически любую по конфигурации, сложности и массе отливку из наиболее распространенных черных и цветных сплавов.

Однако, прочность и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчано-глинистых формах. Во многих случаях не удовлетворяют требованиям современного машиностроения. В связи с этим всё более широко применяют специальные виды литья. Но и литьё в песчано-глинистые формы имеет ряд преимуществ. Его применяют: в мелкосерийном и индивидуальном производстве, при литье крупных отливок, при большом количестве стержней, в массовом и крупносерийном производстве при высокой степени механизации. Себестоимость отливок зависит от стоимости формовочной и стержневой смесей и других затрат.

2. Анализ технологичности конструкции отливки

У отливки «Патрубок» КЗК 0106207 плоскость разъема проходит по оси симметрии цилиндра, затем от центра цилиндра проходит до оси симметрии ребра жёсткости и далее идёт по этой оси. Отливка имеет один стержень, выполненный из горячетвердеющей смеси. Она состоит из пересечения прямоугольников и цилиндра, тем самым, представляя сложное геометрическое тело с разными размерами.

Данная отливка изготовляется из серого чугуна СЧ20. Серый чугун с пластинчатым графитом широко распространён как материал для получения самых разнообразных отливок. Основными потребителями его являются различные отрасли машиностроения (автомобильная, тракторная, станкостроительная и др.)

Литейные свойства серого чугуна значительно лучше, чем других сплавов. Это позволяет применять его для тонкостенных отливок и определяет сравнительную простоту технологических процессов и высокий коэффициент выхода годного сплава. У серого чугуна небольшая усадка по сравнению со сталью, что уменьшает возникновение напряжений в отливке. Наличие кремния и марганца повышает механические и литейные свойства чугуна. Присутствие серы снижает литейные свойства чугуна, делает его вязким, плохо заполняющим форму, увеличивает вероятность образования горячих трещин в отливке. Фосфор снижает сопротивление отливок ударным нагрузкам, увеличивает хрупкость отливки, но он повышает литейные свойства, улучшает жидкотекучесть.

Данная отливка относится к ІІІ группе сложности. Отливки ІІІ группы сложности - отливки средней сложности. Они имеют коробчатую, цилиндрическую или смешанную форму. Наружные поверхности прямолинейные или криволинейные с наличием рёбе, муфт, фланцев с отверстиями и углублениями сравнительно сложной конфигурации. Внутренние полости в отливках средней сложности гладкой прямолинейной или одно/двумя криволинейными поверхностями с незначительными выступами и углублениями, с небольшими по высоте рёбрами, перемычками с выходом на поверхность отливки.

Требования к отливке «Патрубок» КЗК 0106207 не высокие, она не ответственная. На поверхности отливки допускаются одиночные раковины глубиной не более 1 мм. диаметром не более 2 мм. в количестве не более 5 штук. Кучно расположенные раковины, трещины, вмятины, заусенцы и другие поверхностные дефекты не допускаются.

Отливка достаточно технологична.

3. Выбор формовочных и стержневых смесей. Технология их изготовления

.1 Формовочные смеси

В смесях в качестве основных формовочных материалов применяют кварцевый песок и глину. Очень крупные пески используют при получении отливок массой свыше 1000 кг, средний песок - для мелкого и среднего литья.

Из глин предпочтительнее марки с высокой прочностью в высушенном состоянии. Формы обычно изготовляют из смесей с повышенным содержанием глины, так как после сушки они должны обладать высокой прочностью.

В смеси вводят также вспомогательные материалы: сульфитно-спиртовую барду и другие связующие материалы для увеличения прочности формовочной смеси; древесные опилки, торф и другие органические вещества для улучшения податливости и газопроницаемости форм; магнезит, хромит, графит и другие огнеупорные материалы для увеличения термохимической устойчивости смесей и для регулирования скорости затвердевания отливок.

Рекомендуемая наименьшая толщина слоя облицовочной смеси характеризуется следующими данными: для мелких форм 10-20 мм; средних 20-30 мм; крупных 30-50 мм. Для получения чистой поверхности отливок, увеличения поверхностной прочности и предохранения от осыпаемости на поверхность сухих форм наносят противопригарные краски и припылы.

Оборудование для подготовки смеси:

Магнитный сепаратор ЭПР-20.

Инерционное сито мод.13516.

Аэратор мод.16136.

Охладитель мод.11315.

а) ленточные конвейера для формовочной автоматической линии «Мутьтоматик 40.5», формовочных машин мод.91271 БМ.

б) ленточные конвейера системы отвала с линии «Мультоматик 40.5».

Бункера-накопители отработанной смеси.

Бункера - отстойники готовой формовочной смеси.

Ленточные питатели.

Смесители АМК 2000Н.

Подготовка исходных материалов.

Выбитая формовочная смесь и просыпь с автоматической формовочной линии «Мультоматик 40.5», формовочных машин мод. 91271 БМ транспортируется системой ленточных конвейеров и подаётся в бункера накопители над смесителями.

Примечание: на пути подачи отработанная смесь подвергается магнитному сепарированию, двойному просеву, охлаждению, увлажнению с доведением до температуры 30°С и влажности 1,5 - 2,5 %

Глина формовочная бентонитовая поставляется в порошкообразном виде.

Сухой песок ленточными конвейерами подаётся в бункер над смесителями

Приготовление формовочной смеси.

Состав замеса для приготовления формовочной смеси приведён в таблице 1.

Таблица 1

Материалы:

. Песок кварцевый 1К016 ГОСТ 2138-84.

. Пульвербакелит СФП 011Л ТУ 6-05-1370-90.

. Карбамидно-фурановая смола КФ-90 ТУ 6-05-1785-83 (допускается замена смолой КРАФЗ ТУ 64-5312-06-93).

. Катализатор КЧ-41 ТУ 6-05-1950-83.

. Графит серебристый ГЛ2, ГЛ3 ГОСТ 5279-74.

. Сурик железный ГОСТ 8135-74.

. Стеарат кальция ТУ 6-14-722-76.

. Карбамидно-фурановая смола КФ-40 ТУ 6-05-1785-83.

. Мочевиноформальдегидная смола М3 ТУ 6-05-1596-72.

Подготовка и хранение исходных материалов:

Перед употреблением в производство песок должен быть просушен в агрегате для сушки и охлаждения песка в кипящем слое.

Связующие хранятся в закрытых ёмкостях при температуре не ниже 5°С и не выше +30°С. Срок хранения не более четырёх месяцев со дня отгрузки.

Катализатор хранить в закрытых бочках. Срок хранения 6 месяцев со дня изготовления.

По истечению срока хранения связующие и катализатор проверяются на соответствие контролируемым параметрам лабораторией ЦЗЛ.

Сурик железный, стеарат кальция должны поступать в многослойных бумажных мешках.

Пульвербакелит поступает в закрытых полиэтиленовых пакетах.

3.2 Стержневые смеси

Материалы, их хранение.

Песок формовочной марки ГОСТ2138-91 с температурой спекаемости не ниже 1430˚С, влажностью до 0,5%. Песок должен храниться в бункерах, исключая засорение песка посторонними примесями. Он просеивается через сито с ячейкой 3*3 мм и подаётся ленточными транспортёрами.

Смола фенолформальдегидная марки СФ-0.15, СФ-0.11 ГОСТ18694-80 представляет собой чешуйки (пластины) размером 25-30 мм, толщиной 2-3мм. Смола должна храниться в упакованном виде в крытых проветриваемых складских помещениях, исключающих попадание прямых солнечных лучей и атмосферных осадков на расстоянии не менее 1 метра от нагревательных приборов при температуре не выше 25С. Не допускается хранение смолы в одном помещении с легковоспламеняющими и самовозгорающимися веществами. В цех завозится в таре завода изготовителя.

Утропин технический ГОСТ1381-73 представляет собой кристаллический порошок белого цвета. Он должен храниться в сухих складских помещениях. Для приготовления горячеплакированной смеси уротропин технический применяется в виде водного 33% раствора.

Стеарат кальция по ТУ6-14-722-76 представляет собой порошкообразное вещество.

Кислота борная ГОСТ18704-78.

Вода техническая.

Состав стержневой смеси:

Смесь №1

Таблица 2

Состав разделительного покрытия приведен в таблице 3

Таблица 3

3.3 Приготовление формовочных и стержневых смесей

Формовочные и стержневые смеси приготовляют из свежих песчано-глинистых формовочных материалов, добавок и отработанной смеси. В зависимости от массы отливок расход формовочных смесей колеблется от 400 до 1400 кг, а свежих материалов от 600 до 1000 кг на 100 кг годных отливок.

Технологический процесс приготовления формовочных смесей складывается из следующих основных операций: 1) предварительной обработки свежих формовочных материалов и добавок; 2) предварительной обработки отработанной формовочной смеси; 3) приготовления смеси из предварительно подготовленных свежих и отработанных формовочных смесей, добавок и связующих.

Порядок загрузки составляющих смеси. Сначала загружают сухие материалы: песок, глину и отработанную формовочную смесь. Сухую смесь перемешивают примерно 1-3 минуты и затем увлажняют. В случае применения глинистой эмульсии (раствора глины в воде или же глиноугольной эмульсии) влажность регулируют добавлением раствора эмульсии и воды. После увлажнения смесь еще раз перемешивается в течение нескольких минут. Связующие обычно загружают последними. Продолжительность перемешивания составляет для смеси: наполнительной 3-4 мин, 3-6 минут и облицовочной 6-10 мин.

4. Выбор технологических режимов изготовления форм и стержней с указанием оборудования

.1 Техническая характеристика линии Мультоматик

Основные технические данные линии «Мультоматик»

Таблица 4

9       Формовочная смесь а) влажность,(%) б) сырая прочность,()

в) газопроницаемость, (ед.)3,3 - 3,5

,9 - 1,1

4.2 Подготовка к формовке

Ознакомиться со сменным заданием.

Подготовить модельную оснастку в соответствии со сменным заданием, проверить исправность моделей; качество формообразующей поверхности, наличие выпоров, газоотводов, элементов литниковой системы и их крепление.

Проверить качество и состояние вент. Венты на формообразующих поверхностях и подмодельной плите должны быть выполнены заодно с основными поверхностями. Щели вент не должны быть забиты формовочной смесью, изношены.

Проверить состояние и наличие уплотнительных жгутов в наполнительной рамке и подмодельных плитах. Обо всех неисправностях и не комплектностях модельной оснастки доложить мастеру с записью в сменном задании и журнале. До устранения всех недостатков модели на формовку не подавать. По неисправной оснастке формовка запрещается.

Очистить модельный корпус от пыли и грязи.

Установить решётку в корпус механизма перемещения модельной оснастки. Решётка в корпус должна садиться заподлицо с ладом.

Проверить состояние втулок и штырей в модельном корпусе и посадочных отверстий в подмодельных плитах. При необходимости их заменить.

Установить и закрепить четыре болта модельной плиты "верха" и "низа" к корпусу механизма перемещения модельной оснастки.

Корпус с модельными плитами установить на механизм перемещения модельной оснастки.

Проверить состояния втулок и штырей на опоках. Опоку с залитыми штырями и втулками снять.

Проверить наличие и исправность инструмента и приспособлений (гладилка, оправка, шаблоны, вентиглы, жеребейки и др.)

Подать литейные стержни на участок формовки - сборки. Площадки литейного конвейера очистить от остатков формовочной смеси, сплесов, газоотводные пазы на площадках литейного конвейера должны быть чистыми и находиться ниже опорной поверхности.

4.3 Изготовление форм

С накопителя пустых опок по рольгангу подать пару пустых опок на распаровщик опок.

С распаровщика, попеременно, опоку "верха" и опоку "низа" подать в формовочный автомат.

Нанести разделительное покрытие (керосин + жировая смазка) на модели механизмом распыления. Разделительное покрытие наносить после каждого съёма.

Подъёмным столом импульсного агрегата произвести "спаривание"модельной плиты с опокой и дальнейшим ходом стола произвести полную сборку технологической системы: модельная плита + опока + наполнительная рамка. Подать смесь в дозатор.

Установить дозатор над технологической системой.

Произвести засыпку технологической системы смесью при помощи дозатора.

Установить импульсную головку над технологической системой, при этом дозатор возвращается в первоначальное положение.

Прижать технологическую систему к импульсной головке. Заполнить импульсную головку сжатым воздухом до давления

-9Мпа. Контроль давления сжатого воздуха производится манометром.

Произвести уплотнение формовочной смеси потоком сжатого воздуха (импульсом).

После выдержки 2-3сек. произвести разгерметизацию технологической системы и опустить стол, при этом готовая полуформа зависит на механизме перемещения опок.

Произвести нижнюю протяжку модели.

Готовую полуформу подать под механизм срезки излишков формовочной смеси.

Срезать излишки смеси. Высота слоя формовочной смеси над ладом опоки после срезки не должна превышать 2-3 мм. На автомате "вниз" выставить механизм фрезеровки чаш в соответствии с положением стояк.

Перекантовать готовую полуформу на 180 градусов.

Приёмным столом кантователя опустить полуформу и передать на рольганг выдачи готовых полуформ.

Для изготовления полуформы "низа" повторить все позиции.

Данные операции выполняются в автоматическом режиме.

4.4 Сборка форм

Произвести осмотр готовой полуформы. Полуформа не должна иметь механических повреждений, трещин, слабо уплотнённых мест.

При наличии дефектов на формообразующих поверхностях в полуформах "верха" или "низа" форму забраковать, пробив кувалдой верхнюю полуформу или забив стояк формовочной смесью. Забракованная форма проходит по всему технологическому потоку, без заливки, на выбивку. Проколоть выпоры, газоотводы в полуформе "верха" вениглой.

Установить литейные стержни в полуформу "низа", если это предусмотрено технологией. Перед установкой стержней в форму, опорную часть стержня зачистить отработанным шлифовальным кругом или счёткой-смёткой. Затем обдуть полуформы струёй сжатого воздуха.

На подстояковую часть полуформы "низа" положить стеклофильтровальную сетку размером 160*160мм (если предусмотрено технологией).

Полуформа "верха" подать в механизм сборки форм, подъёмным столом поднять вверх, зажать, при этом подъёмный стол опускается.

Перекантовать полуформу "верха" на 180 градусов, оформить чашу оправкой. Поверхность чаши должна быть гладкой, хорошо уплотнённой без остатков формовочной смеси. Полуформу "низа" подать на сборщик.

Полуформу "низа" подъемным столом поднять вверх. При этом полуформы "низа" и "верха" соединяются между собой.

Произвести разжим крепления полуформы "верха".

Опустить спаренные полуформы "верха" и "низа" подъёмным столом.

Манипулятором собранную форму установить на свободную площадку литейного конвейера.

Произвести чековку форму скобой.

Литейным конвейером подать собранную форму на участок заливки.

5. Выбор плавильного агрегата и расчет шихты

Плавильным агрегатом для получения жидкого металла является индукционная тигельная печь для плавки чугуна ИЧТ-31/7.1.

Характеристики ИЧТ-31/7.1:

номинальная емкость (т) - 31.

номинальная мощность печного трансформатора (кВ*А) - 7100.

производительность печи в режиме нагрева чугуна с 1350ºС до 1450ºС (т/час) - 14,2.

номинальная температура нагрева чугуна (ºС) - 1450.

максимально допустимая (кратковременная) температура нагрева чугуна (ºС) - 1500.

межремонтный цикл работы печи (месяц) - 3-6.

общая масса печи с расплавленным металлом (т.) - 94.

Индукционные печи и плавка в них.

В настоящее время индукционные печи находят широкое применение в металлургии и машиностроении. В лабораториях используют высокочастотные печи емкостью от нескольких грамм до 100 кг, в литейных цехах низко- и среднечастотные печи до 2-6 т; наиболее крупные печи имеют емкость до 60 т. Плавка характеризуется небольшим угаром легирующих элементов, высоким электрическим к. п. д. точным регулированием температуры металла. Недостатком печей является холодный, плохо перемешиваемый шлак, что не позволяет проводить процессы рафинирования. Стойкость футеровки в печах невысокая.

Для обеспечения заданного химического состава и качества выплавляемого чугуна следует рассчитать шихту по принятому химическому составу жидкого чугуна с учетом угара элементов при плавке.

Шихту рассчитывают на 100 кг. металлической завалки. Масса металлической шихты или завалки на данную программу складывается из масс:

годных отливок, необходимых по программе на месяц, квартал, год или плавку;

бракованных отливок - брака внутреннего или внешнего, т.е. обнаруженного в литейном и механическом цехах;

литников, выпоров, прибылей;

угара и механических потерь металла при разливке.

Масса литников колеблется в пределах

для мелких отливок 20-80%;

для средних отливок 15-25%;

для крупных отливок 5-15% от массы отливки.

Угар примесей в чугуне зависит от абсолютного содержания их в шихте и от режима плавки.

Серый чугун СЧ20 используемый для отливки Патрубок КЗК 0106207 должен иметь следующий состав:

Таблица 5

Угар элементов при плавке в дуговой печи:10% Si; 20% Mn; 30% S;5% С; 30%Сr.

Рассчитаем состав шихты, т.е. определим процентное содержание компонентов в шихте. В соответствии с заданием шихту составляем из компонентов с учетом имеющихся шихтовых материалов и химического состава подбираем массу отдельных компонентов.

Содержание элементов проверяем расчетом (таблица 6)

Содержание в чугуне основных элементов (%) выражается следующими уравнениями:

С = (1,3+0,00238*tme+0,027*Мnme-0,317*Sime-0,33*Pme-0,365*Sme)*ά*β*γ;= 0,24+1,093*Siш-0,08*CaCO3-0,064*FeO;= -0,013+0,852*Mnш+0,006*CaCO3-0,002*FeO;= -0,008+1,349*Sш+0,018*CaCO3-0,003*FeO;

Таблица 6 - Расчёт шихты

6. Выбор и расчет литниковой системы

Важным условий получения качественной отливки является правильное устройство литниковой системы. Литниковая система служит для плавного подвода жидкого металла в полость литниковой формы и питания отливок в процессе затвердевания.

Правильно построенная литниковая система должна обеспечивать хорошее заполнение формы расплавом и питание отливки в процессе ее затвердевания; способствовать получению отливки с точными размерами, без поверхностных дефектов (засоров, ужимин, шлаковых включений и др.) и направленному затвердеванию отливки, расход металла на литниковую систему должен быть минимальным.

Литниковые системы с подводом жидкого металла по плоскости разъема наиболее просты, их широко применяют для большинства отливок. При использовании этой литниковой системы следует учитывать массу расплава и его давление на стенки формы, которое зависит от стояка.

При расчете литниковой системы сначала находим сечение питателя, а затем размеры остальных элементов литниковой системы: стояка и шлакоуловителя.

Сечение питателя находим по формуле:

где G - масса отливки, г;

ρ - плотность расплава, г/см3, (для чугуна ρ = 7 г/см3);- продолжительность заливки, с;

μ - коэффициент расхода;- ускорение свободного падения, g = 981 см/с2;- расчетный статический напор, см.

Неизвестными в формуле являются: HP, μ, t.

Расчетный статический напор зависит от размера отливки и его определяют из соотношения:

где Н - высота стояка от места подвода расплава в форму, см;

С - высота отливки, см;

Р - высота отливки от места подвода расплава в форму, см;

 см

Продолжительность заливки мелких отливок массой до 100 кг:

 с

- коэффициент, учитывающий толщину стенок отливки.

 с

Коэффициент расхода, характеризующий общее гидравлическое сопротивление формы движущемуся расплаву:

где μ1 - коэффициент расхода литниковой системы (μ1 =0,75-0,85);

μ2 - коэффициент, зависящий от размера отливки (μ2 =0,40-0,55).

Подставляя значения HP, μ, t, ρ в формулу, получим:

 см2

Т.к. в форме шесть питателей, то площадь одного составляет:п =6,66/6 = 1,11 см2

По найденной суммарной площади поперечного сечения питателей Fn находим суммарную площадь шлакоуловителей Fшл и площадь стояка Fст для средних и крупных отливок:

Площадь шлакоуловителей:

 см2

Т.к. в форме шесть шлакоуловителей, то площадь поперечного сечения одного будет равна:

 см2

Площадь стояка:

 см2

Диаметр верхнего сечения стояка рассчитывается по формуле:

 =>

 см

отливка стержневой смесь шихта

Расчет чаши-воронки произведем по формуле:

где DВ - верхний диаметр чаши-воронки, см;В - высота чаши-воронки, см

 см.

7. Расчет веса груза

При заполнении формы расплав создает давление на стенки формы, пропорциональное плотности и высоте его столба. Это может привести к тому, что под давлением расплава верхняя опока приподнимется, в результате между верхней и нижней полуформами образуется щель, через которую расплав может вытечь, силу действия на верхнюю опоку определим как:

где ρСТ - плотность стержневой смеси, (ρСТ = 1,6 кг/дм2);- коэффициент, учитывающий гидравлический удар, (k = 3);- высота верхней полуформы, дм (высота верхней полуформы для линии Мультоматик Н = 3 дм);

ρМ - плотность жидкого металла, (для чугуна ρМ =7 г/см3)СТ - объем стержня без знака, дм3;

 дм3

ОТЛ - площадь отливки горизонтально плоскости разъема, дм2;

 дм2

Т.к. отливок шесть, то

 дм2

ЛИТ - площадь литниковой системы горизонтально плоскости разъема, дм3;

 дм2

- масса опоки + смеси, кг;

 кг

кН

8. Назначение и обоснование выбора технологического процесса на выбивку, обрубку, очистку и грунтовку отливок

8.1 Подготовка к работе

Ознакомление со сменным заданием под роспись. Осмотреть рабочие место, привести его в порядок, убрать все лишние из-под ног, освободить проходы, площадки.

Проверить и подготовить к работе инструменты и приспособления, убедиться в их исправности. Установить тару для приема брака, литников и годного литья. При очистке литья в галтовочном барабане, загрузку барабана производить на 0.7 - 0.8 его объема отливками одной технологической группы.

Разобрать литье на эпрон-конвейере, поступающее с линии Мультоматик, при остановленном эпрон-конвейере. Сбросить литники, сплесы в бадью для скапа. Условно-годные отливки затарить в бадью с учетом развеса, конструкции и технологического процесса очистки. В одну бадью складывать отливки одного наименования и одной технологической группы. Отливки, предназначенные для очистки в проходной дробеметной, камере передать на эпрон-конвейер камеры. Отливки с неудаленной литниковой системой складывать в отдельную бадью. Заполненные бадьи с отливками передать на соответствующую технологическую операцию (переход):

Бадью с браком - в изолятор с браком.

Бадью с литниками - в цех для подготовки шихты.

Бадью с отливками - на очистку.

Бадью отливок с неотделенной литниковой системой - на провальную решетку. Заполненную остатками стержней и формовочной смесью бадью вывезти в отвал.

8.2 Выбивка отливок

На практике часто применяют высокотемпературную выбивку отливок. Отливки выбивают при температуре 700-750 оС, а затем охлаждают в коробах, колодцах и другом охладительном оборудовании. Выбивать отливки следует при температуре, обеспечивающей достаточную их прочность. В поточно-массовом производстве температуру выбивки можно регулировать скоростью формовочного конвейера и его длинной. Если отливка в форме не успеет охладиться за проход конвейера от заливочной ветви до выбивной решетки, то приходится охлаждать ее за два прохода или удлинять конвейер, либо устанавливать роликовый конвейер для снятия залитых форм с конвейера.

Процесс выбивки отливок заключается в том, что затвердевшие и охладившиеся до заданной температуры отливки извлекают из формы. Форму разрушают и из отливки удаляют стержни, а также отделяют литники и прибыли, после этого выполняют очистку наружной и внутренней поверхностей отливки от пригоревшей смеси. Выбивка относится к числу наиболее трудоемких и тяжелых операций при производстве отливок, так как из формы выделяется большое количество теплоты, газов и пыли. Поэтому автоматизация и механизация выбивных и очистных работ в литейных цехах является задачей первостепенной важности .

Для выбивки отливок из форм чаще всего используют механические - эксцентриковые и инерционные решетки. Эти решетки наиболее экономичны, кроме того, они работают с меньшим шумом.

8.3 Очистка отливки

Перед очисткой отливки предварительно осматривают: отливки с явным браком (недолив формы, обвал формы, спои и др.) откладывают и они на очистку не поступают. Технологический процесс очистки отливки включает следующие операции: удаление стержней из отливок; отделение летников, выпоров и прибылей, очистку от приставшей формовочной смеси; удаление заусенцев и окалины после термической обработки, правку отливок после термической обработки и их окрашивание (если эти операции предусмотрены технологией); окончательный контроль качества отливок после очистки и обрубки.

Удаление стержней из отливок является трудоемкой операцией. Трудоемкость выбивки стержней из отливок во многом зависит от вторичной прочности стержневой смеси, конфигурации полости отливки, напряженного состояния стержня в отливке. Стержни, изготовленные из смесей на органических связующих (маслах, их заменителях, синтетических смолах) обладают низкой вторичной прочностью, хорошей выбиваемостью. Поэтому во многих случаях стержни, особенно простые, выбивают из отливок в процессе отделения отливки от формовочной смеси на выбивной решетке, при очистке отливок в дробеметных установках. Однако достаточно стержни даже из смесей на синтетических смолах выбивают на выбивных установках.

Стержни из жидкостекольных смесей, ЖСС, ПСС, песчано-глинистых смесей обладают худшей выбиваемостью, чем стержни с органическими связующими.

Для выбивки стержней из отливок используют вибрационные или водоструйные установки.

Существует много способов очистки отливок от пригоревшего песка и окалины. Это: во вращающихся барабанах, в барабанах непрерывного действия, дробеструйная очистка, дробеметная очистка, в барабанах периодического действия, гидроабразивная очистка.

.4 Обрубка отливок

Для обрубки заусенцев в местах отливок, недоступных для зачистки абразивами, применяют пневматические рубильные молотки с коротким ходом (до 100 мм) для мелких отливок, с длинным ходом для крупных отливок. Производительность молотка во многом зависит от выбора формы зубила. Высокой стойкостью обладают зубила, изготовленные из стали 4ХС, 6ХС, 7ХС. Рабочая кромка зубила должна иметь твердость НRС 58-61. В последнее время для обрубки и зачистки стали применяют электрифицированные молотки.

Отливки зачищают абразивными кругами с целью удаления заливов, заусенцев, перекосов и неровности поверхности. Отливки обрабатывают абразивным инструментом на керамической, бакелитовой и вулканической связке. Обдирку отливок выполняют на станках шлифовальных с гибким валом, подвесных маятниковых наждачных, стационарных обдирочно-зачистных, а в крупносерийном и массовом производстве также в полуавтоматах и автоматах.

Шлифовальные станки с гибким валом применяют для прямой и торцовой обдирки отливок. Поверхности отливок зачищают после обрубки или удаления небольших остатков литников и других приливов на отливке. Крупные и средние отливки зачищают в поточном производстве подвесными маятниками наждачными станками.

На стационарных обдирачно-зачистных станках удаляют остатки литников, приливов и заусенцев. При зачистке используют манипуляторы, роботы или специальные приспособления, прижимающие отливки к вращающемуся абразивному кругу.

Для удаления заливов, остатков литников, пригара от отливок массой 1500-5000 кг в мелкосерийном и серийном производстве используют механизированные комплексы, на которых зачистка отливок производится шлифовальным кругом. Все движения шлифовального круга, необходимые для выполнения обработки отливки, выполняются специальными механизмами, работой которых оператор управляет с пульта.

9. Определение расходов основных материалов на годовую программу

Определяем фонд рабочего времени в часах

где ФР - число рабочих дней.

где ФК - число календарных дней в году, (ФК = 365 дней);

ДН - число нерабочих дней (выходных), (ДН = 111 дней);

ДП - число праздничных дней, (ДП = 8 дней).

 дней

 часов.

Цикловая производственная линия Мультоматик 110 форм/час

Расход смеси на одну форму:

Формовочной - 602 кг;

Стержневой - 10,2 кг.

Расход смеси на производство партии отливок:

формовочной

т;

стержневой

т.

В состав формовочной смеси для линии Мультоматик входит на 1000 кг смеси:

Состав формовочной смеси приведён в таблице 7.

Таблица 7

В состав бентонитоугольной суспензии входит на 100 кг: воды - 62,5 кг, бентонита - 25 кг, гранулированного угля - 12,5 кг.

Расход каждого составляющего составляет:

отработанной смеси - 1654,5 т;

кварцевого песка 1к02 - 145,4 т;

Глина бентонитовая - 41,3 т;

крахмалита - 0,312 т.

Связующие «КО» - 3,32

Расход составляющих бентонитоугольной суспензии составляет:

воды - 49,5 т;

бентонита - 19,8т;

гранулированного угля - 9,9 т.

Список использованной литературы

1.      Грачёв В.А., Чёрный А.А. Современные методы плавки чугуна. - Саратов, 1973.

.        Дмитрович А.М. Справочник литейщика. - Мн.: Выш. шк., 1989.

.        Сосненко М.Н. Современные литейные формы. - М.: Машиностроение, 1967.

.        Справочник по чугунному литью./ Под ред. Н.Г. Гиршовича. 3-е изд. Л.: Машиностроение. 1978.

.        Титов Н.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства. М.: Машиностроение. 1985.

.        Македонский Н.В. Металлургия литейного производства. Лабораторный практикум. - Мн.: Выш. шк., 1966.