Технологический процесс изготовления отливок «КОРПУС ДАТЧИКА»

              Основные преимущества и недостатки  литья под давлением.

   Сочетание таких особенностей  в литье под давлением, как  использование  металлической  формы и высокого избыточного  давления, действующего на металл  в форме, позволяет получать  отливки с достаточно высокими  механическими свойствами, высокой  размерной точностью и малой  шероховатостью поверхности. Отливки,  полученные литьём под давлением,  соответствуют 15-12-му квалитетам  размерной точности ( можно добиться размерной точности до 11-12 квалитетов). Шероховатость поверхности соответствует   Ra 10- Ra 5,0. Прочностные свойства отливок, изготовленных литьём под давлением, на 15- 20% выше по сравнению с их предлагаемым изготовлением в песчаных формах. Как правило, литые детали, полученные литьём под давлением, не подвергают механической обработке, за исключение посадочных мест.

      К преимуществам  литья под давлением можно  отнести:

   1. Полное исключение формовочных  и стержневых смесей, а также  трудоёмких операций формовки, сборки  и выбивки форм;

   2. Возможность изготовления  отливок с малой толщиной стенок  ( до 0,5 мм) и отверстиями диаметром до 1,0 мм;

 

   3. Возможность изготовления  отливок с элементов резьбовых  соединений (особенно литых деталей  из цинковых сплавов – барашковые  и колпачковые гайки, винты и т.п.)

   4. Возможность комплексной   автоматизации производственного  процесса;

   5. Возможность изготовления  армированных отливок. Армирование  отливок при литье под давлением  решает определённые конструкторские  задачи, такие как:

           - Местное  увеличение прочности литой детали  и изменение в отдельных элементах  детали физических, механических, и  химических свойств( износостойкости, электромагнитных, теплофизических свойств и т.п.)

           - Экономия  дефицитных материалов;

           - Формирование  сложных внутренних полостей, системы  разветвлённых, изогнутых каналов  и т.д.

     Литьё под давлением  (по сравнению с литьём в  песчаные формы) снижает трудоёмкость  изготовления отливок в 10-20 раз,  а готовых деталей, прошедших  механическую обработку, в 5-8 раз.

      К недостаткам  литья под давлением можно  отнести:

    -Достаточно высокую  стоимость пресс-форм, сложность  и длительность их изготовления( стоимость пресс-форм в среднем в 3-5 раз выше стоимости кокиля, что необходимо учитывать при выборе способа литья: кокиль – литьё под давлением)

   - Невысокую стойкость пресс-форм, особенно при литье сплавов  с высокой температурой плавления  ( при литье медных сплавов стойкость составляет 5-20 тыс. запрессовок);

   - Трудность выполнения отливок  со сложными полостями и поднутрениями;

   - Неподатливость металлической  формы ( возникновение внутренних напряжений);

 

   - Ограничение номенклатуры  отливок как по конструкции, так и по применяемому сплаву;

   - Ограничение по серийности  производства (серее не менее  5000-10000 шт.;  если исключит из  процесса механическую обработку,  то серия изготовления по целесообразности  применения уменьшается до 3000-4000 шт.);

     Кроме этого, сплавы  для литья под давлением должны  обладать определёнными свойствами:

   - Узким интервалом кристаллизации, необходимым для получения отливок  с равномерной плотностью;

   - Достаточными прочностью и пластичностью при высоких температурах во избежании разрушения отливки при её извлечении из формы;

   - Высокой жидкотекучестью;

   - Малой степенью привариваемости к материалу формы;

   - Стабильным химическим  составом при длительной выдержке  в раздаточных печах;

 

                Целесообразность и область применения.

   Литьё под давлением является  основным способом изготовления  отливок из алюминиевых, магниевых,  цинковых и медно-цинковых сплавов  в массовом их производстве (корпуса  карбюраторов, блоки цилиндров, головки  блока цилиндров и т.п.). Масса  отливок, изготавливаемых литьём  под давлением, находится в  пределах от нескольких кг  с габаритами до 600-800 мм, но самый  распространённый развес отливок  от 0,15 до 0,2 кг.

    Литьём под давлением  изготавливают цилиндрические  и  конические зубчатые колёса  диаметром  12- 15 мм ( шириной от 1,5 до 20 мм) из цинковых, алюминиевых, магниевых и медных сплавов. Отливки зубчатых колёс, как правило, не подвергаются механической обработке, т.е. верхний прочный слой не снимается, что резко увеличивает износостойкость зубчатых колёс. Так, прочность и износостойкость зубчатых колёс из медных сплавов, соизмеримы с прочностью и износостойкостью зубчатых колёс из углеродистой стали.

      Применение чугуна  и стали для изготовления отливок  литьё под давлением ограничено  из-за низкой стойкости пресс-форм. Чугуны вообще при литье под  давлением применяются  из-за  возникновения в отливках горячих  трещин и отбела их поверхности. Для изготовления тонкостенных отливок из стали, литьё под давлением применяют в основном марки стали:

20Л; 10Х18Н9ТЛ и 20Х13Л.  Пресс-формы  в данном случае изготавливают  из спечённых тугоплавких   сплавов на основе молибдена  и вольфрама.

       Основным  требованием  к конструкции литых деталей,  изготавливаемых литьём под давлением,  является литьём под давлением,  является выполнение по возможности  наименьшей толщины их стенок. В случае недостаточности   прочности и жёсткости стенок  следует укреплять их рёбрами  жёсткости. Толщина рёбер жесткости  при этом должна составлять 0,8 -0,9 толщины стенки.

       Исходя из вышеописанного, выбираю машину с горизонтальной  холодной камерой прессования,  модели А711А07.

 

1.3.2.  Описание  основных технологических этапов, применяемых материалов, оборудования  и т.п.

     Материал пресс-формы.

Пресс-форма во время работы испытывает ударное  действие струи расплавленного металла  и влияния резкого изменения  температуры. Через определенное время  динамические и термические напряжения приводят к появлению на поверхности  пресс-формы трещин, выводящие ее из строя.

Практическим  путем установлено, что оптимальным  материалом для изготовления пресс-форм является тегированная сталь 3Х2В8Ф. Для 

придания  необходимых служебных свойств  подвергают термической  и химико-термической  обработке – низкотемпературному  ционированию  на глубину 0,05 – 0,2 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Подготовка формы.

   На данном этапе производится установка формы на машину, проверка надёжности крепления формы к машине, плотности закрытия формы, работоспособности ходовых частей формы. Производится регулировка упоров выталкивателей, хода раскрытия формы до полного выталкивания отливки удобного положения для извлечения её из полости формы, ход и центрирование прессующего поршня в камере. Так же проверяется и регулируется полный рабочий цикл машины, смазываются ходовые части и проверяется состояние автоблокировки шторы.

        2. Приготовление сплава и плавка возврата металла.

 Для приготовления  сплава АК-12М2, в качестве шихтовых  материалов применяют: 

• чушковый силумин Сил-О, Сил-ОО, маркировка на торце чушек буквами «С» белого цвета;
• сплав алюминиевый, литейный в чушках марки АК12, маркировка две вертикальные полосы: белая и красная;
• возврат собственного производства.

 

Плавка шихтовых материалов осуществляется в шахтных  печах для плавки алюминиевых  сплавов. Примесями, содержащимися  в исходном материале, пренебрегли.

1. Плавка металла.

Включить плавильную печь ванную. Подать на загрузочную  площадку печи мостовым краном Q = 5 тн. шихтовые материалы.

Загрузить шихтовые материалы в плавильную печь и приступить к плавке металла. Довести температуру металла  до 770 –780⁰С.

Контроль  температуры металла проводить  термопарой погружения. Залить образцы  на химанализ.

                                     

2. Подготовить раздаточный ковш к разливке металла.

а)  Проверить  состояние футеровки, очистить ковш от настылей, шлака.

б)   Перед наполнением жидким металлом ковш подогреть до температуры 300-400⁰С.

3. Краном установить к печи ковш под сливную летку. Наполнить ковш жидким металлом. Провести обработку жидкого металла азотом. Снять шлак с поверхности металла. Транспортировать ковш с металлом к раздаточным печам краном Q = 5 тн. Разлить металл по раздаточным печам.
4. Перед заполнением жидким металлом произвести подготовку тиглей раздаточных печей.

а)  Вновь  устанавливаемые чугунные тигли  очистить от остатков формовочной смеси.

б)  Обдуть сжатым воздухом.

в)  Нанести  равномерно защитную обмазку толщиной 5-10 мм.

 

Состав  обмазки:

Шамот молотый  или мертиль                                                     - 10%,

Порошок магнезитовый                                                               - 70%,

Жидкое  стекло                                                                              - 12%,

Кремнефтористый натрий                                                            - 8%,

Вода                                                                                сверх    - 100%.

Произвести  сушку обмазки тигля путем  установки тигля в раздаточную  печь и ее подключение.

Режим сушки: выдержать обмазанный тигель на воздухе 3-4 часа, затем сушить в раздаточной  печи не менее 4-5 часов. Нанести равномерный  слой защитной краски и просушить.

5. Заливка форм.

 

а) Подготовка машины.

Произвести  технический осмотр и обслуживание машины. Машина литья под давлением  модель А711А07.

Установить  наполнительный стакан и прессующий поршень необходимого диаметра.

Установить  время выдержки в пресс-форме.

б) Подготовка пресс-формы.

Осмотреть пресс – форму. Очистить пресс-форму  от смазки и налипшего металла. Проверить  движение всех частей на ручном управлении. При обнаружении неисправностей не приступать к работе до их устранения. Нагреть пресс-форму. Температура  подогрева пресс-формы 180⁰ – 200⁰ С. Разогрев пресс-формы пресс-формы производить газовой горелкой. Раскрыть пресс-форму и обдуть сжатым воздухом.

Нанести пульверизатором смазку на рабочую  полость пресс-формы и обдуть сжатым воздухом. Смазать пресс-поршень. Закрыть пресс-форму.

в) Изготовление отливок на машине литья под давлением  с горизонтальной камерой прессования.

Залить  металл в камеру прессования.

Произвести  запрессовку сплава удалить пресс-остаток.

После кристаллизации и охлаждения отливки раскрыть пресс-форму  и извлечь отливку с литниковой системой.

Произвести  контроль поверхности отливок и  разбраковать их. Смазать нижний поршень  и опустить в положение заливки.

Очистить  пресс-форму от заливов и обдуть сжатым воздухом.

Закрыть пресс-форму и повторить переходы.

Наименование  материала АК 12М2 ГОСТ 1583 – 93.

Литейная  усадка  - 0.5%; жидкотекучесть – 350 мм; герметичность –высокая;

обрабатываемость  резанием – удовлетворительная; свариваемость  – хорошая; рабочая температура  детали до 200^оС; температурный интервал кристаллизации 610 – 675 ^оС.

 Масса  детали                                                                               1,65 кг;

Масса отливки                                                                              2,0 кг;

Количество  гнезд в пресс-форме                                                1;

Норма расхода                                                                               2,2;

Температура металла при заливке                                              680⁰С;

Диаметр пресс-поршня                                                                  50 мм;

Время выдержки                                                                             30 сек.

6. Очистить деталь от литника.
7. Сложить в тару и отправить в механический цех для дальнейшей обработки.

 

Технологический процесс изготовления отливки «Корпус» на машине ЛПД модели А711А08 представлен  в таблице 5

Таблица5

Материал	Наименование, марка	Сплав АК12М2 ГОСТ1583-93
Масса	Отливки Литниковой системы Ж. металл на отливку Ж. металл на форму	0.35 кг 0.1 кг 0.47 кг   1.11кг
Норма расхода	Свежих материалов Возврат Общая	0.82 кг 0.37 кг 1.2 кг
Нагрев формы	Температура	120..180оС
Способ охлаждения	Естественный	-
Заливка	Емкость ковша Количество ковшей Температура металла Выдержка отливки Количество отливки	1.5 кг 1 шт. £ 660оС 4 с. 1 шт.
Площадь поверхности		800 см2
Операция 010	Плавильно-запрессовочная машина	Машина ЛПД моделиА711А08
Операция 020	Термообработка отливки	Печь ПН 34
Операция 030	Обрубка отливки	Пресс гидравлической модели 6493
Операция 040	Очистка	Камера АМ 590.00.00
Операция 050	Контроль	Контрольный стол
Операция 060	Транспортирование	Эл.погрузчик ЭП-103