Технология изготовления литых заготовок

Отливки из стали, чугуна и цветных металлов получают залив­кой жидкого металла в формы, изготовленные из песчаных формо­вочных и стержневых смесей или из металла (чугуна).

Допуски и припуски для стальных отливок, получаемых в пес­чаных формах, должны отвечать III классу точности по ГОСТ 2009—55, а для чугунных отливок — III классу точности по ГОСТ 1855—55.

Песчаные формы и их элементы получают ручной формовкой в земле или машинной формовкой в опоках. При использовании песчаных форм достигается хороший отвод газов, выделяемых из жидкого металла в период остывания отливки, но заготовки в этом случае имеют большие и неравномерные припуски на об­работку, обусловленные малой точностью форм и необходимостью

создания литейных уклонов, обеспе­чивающих беспрепятственную выемку модели из формы. С учетом металла, идущего в прибыльную часть отлив­ки и на систему литников, коэффициент его использования при заливке в песчаные формы не превышает 0,6— 0,65. Кроме того, при заливке жидкого металла в песчаные формы часть песка попадает в металл и там ос­тается (пригорает). Очистка отливок от пригоревшего песка — весьма тру­доемкая операция. Полностью очис­тить отливку от песка не всегда уда­ется, поэтому при обработке загряз­ненных песком поверхностей прихо­дится удалять слой отливки, что требует применения специальных ре­жимов резания. На необрабатываемых поверхностях частички пес­ка остаются и в процессе работы могут попасть в смазку. Особенно опасна неполная очистка внутренних полостей корпусов редукто­ров, необрабатываемых поверхностей крупных зубчатых колес и других деталей.

Рис. 12. Песчаная форма для отливки ходового колеса крана:

/ — металлическая опока; 2 — форма; 3 — стержни; 4 — отливаемая деталь; 5 — прибыльная часть; 6 — газовые каналы; 7 — трубка для подвода

жидкого металла; 8 — литниковая чаша

Указанных недостатков не имеет отливка в кокиль, однако здесь затруднен отвод газов из расплавленного металла. Поэтому иногда применяют отливку в комбинированные полукокильные формы. Применение кокильного литья позволяет уменьшить на 20—25% отходы металла в стружку и соответственно снизить трудоемкость механической обработки. За счет уменьшения в 2—4 раза размеров форм увеличивается съем годного литья с 1 м² формовочной пло­щади и повышается производительность труда рабочих.

Фасонные отливки из стали широко применяются при произ­водстве специальных кранов (разливочных, ковочных, козловых для ГЭС). Из стальных отливок изготавливают грузовые барабаны, канатные блоки, балансиры, зубчатые и ходовые колеса, корпуса подшипников, тормозные шкивы и т. д. Отливки делаются из угле­родистых сталей 25JI-II; 35JI-II; 55-JI по ГОСТ 977—65* и ле­гированных сталей 35ХНЛ, ХГСЛ и др.

Песчаная форма для отливки заготовки детали типа ходового колеса крана (рис. 12) состоит из разъемной металлической опоки/, песчаной формы 2, песчаных стержней 3, керамических трубок 7 для подвода жидкого металла к отливаемой детали 4 и литниковой чаши 8. В верхней части отливок находится прибыльная часть 5, в которой скапливаются шлаковые и га­зовые включения. Для улучшения от­вода газов из отливки в форме сделаны газовые каналы 6. Прибыльная часть отливки отрезается ацетилено-кислород- ным пламенем после выбивки отливки из формы.

Рис. 13. Кокильно-песчаная форма для отливки барабана:

1— поддон; 2 — нижняя часть; 3, 4 — средние части; 5 — стояк; б—литниковая чаша; 7 — шлаковик

Литые заготовки из чугуна приме­няются для изготовления деталей, не подвергающихся ударам и деформациям растяжения: корпуса редукторов, бара­баны, канатные блоки, тормозные ко­лодки, звездочки цепей подвесных кон­вейеров, корпуса подшипников сколь­жения, буксы роликов конвейеров и др.

Для отливок применяется чугун серый марок от СЧ15-32 до СЧ28-48 и высокопрочный чугун марки ВЧ40-10.

При отливке барабана в полукокиль- ную форму (рис. 13) на поддоне 1 уста­навливают песчаный стержень № 4, центральный песчаный стержень № 3 и нижнюю часть 2 металлического (чу­гунного) кокиля. Затем форму наращи­вают до проектного положения, уста­навливая последовательно стержни № 2 и /, а также части кокиля 3 и 4. В верх­ней части формы устанавливают песча­ный стержень № 5, который представ­ляет собой литниковую сетку, стояк 5 для подвода жидкого металла, шлаковик 7 и литниковую чашу 6. Для улучшения газопроницаемости стержня его цент­ральная часть заполняется шлаком, а для уменьшения пригара наружные поверхности стержня окра­шивают противопригарными (графито-бентонитовыми) красками. Жидкий чугун заливают при температуре 1220—1350° С. При этом чем тоньше стенка отливки, тем выше в целях повышения теку­чести жидкого чугуна должна быть температура металла. В чугун­ных деталях ПТМ толщина стенок должна быть не менее 10 мм.

В конструкциях подъемно-транспортных машин применяются детали из бронзы марок БрОЦН 10-2-1,5, ОЦС5-5-5, БрАЖ9-4 и латуни марок ЛМцС58-2-2, ЛАЖМцбб-б-3-2.

Технология получения литых заготовок из бронзы и латуни при отливке в песчаные формы и в кокиль аналогична технологии получения литых заготовок из чугуна.

Для получения литых заготовок втулок, вкладышей из бронзы и латуни широко применяется центробежный способ, дающий ка­чественные плотные отливки без рыхлостей и газовых раковин. Расплавленный металл (рис. 14) через воронку 1 заливают во вращающиеся разъемные чугунные вкладыши 3, закрепленные в из­ложнице (корпусе) 4 клином 2. Вращение изложнице сообщается от электродвигателя через клиноременную передачу, ступенчатый шкив 10 и вал 8, опирающийся на подшипники станины 7. Под

действием центробежной силы металл отбрасывается к стенкам вкладышей и застывает. Толщина стенки отливки определяется количеством металла, поступившего в изложницу После засты­вания отливка выталкивается из изложницы с помощью выталки­вателя 9 и упорной шайбы 6. Для этой цели выталкиватель соеди­няется со штоком поршня пневматического цилиндра. Вращаю­щийся корпус 4 укрыт кожухом 5.

Рис. 14. Машина для центробежной отливки втулок и вкладышей:

1 — воронка; 2 — клин; 8 — чугунные вкладыши; 4 — корпус изложницы; 5 — кожух; 6 — упорная шайба; 7 — станина; 8 — вал; 9 — выталкиватель; 10 — ступенчатый шкив

Гладкие втулки получают непосредственно в изложнице, что удобно при большом числе отливаемых однотипных втулок/'При мелкосерийном производстве и ремонтах требуется большое число типоразмеров втулок и вкладышей при небольшом количестве отливок каждого типоразмера. Применение сменных вкладышей позволяет в одной изложнице получать 5—6 типоразмеров _t отливок.

Скорость вращения изложницы зависит от внутреннего диа­метра отливаемых втулок и находится в пределах от 940 (для втулок диаметром 80 мм) до 500 об/мин (для втулок диаметром (280 мм).

При конструировании литых деталей необходимо учитывать требования литейной технологичности отливок — в них не должно быть резких переходов от тонких стенок к толстым во избежание

образования трещин и местных скоплений металла, приводящих к образованию усадочных раковин й пористости.

Отливка деталей из пластических масс (вкладышей, втулок) производится по специальным технологическим процессам в соот­ветствии с составом пластмассы, ее физическими и технологиче­скими свойствами.