2.4 Способы получения литых заготовок

2.4.1 Литье в песчано-глинистые формы

В общем производстве литых заготовок этот способ занимает основной объем, что объясняется его технологической универсальностью. Способ экономически целесообразен при любом характере производства, для деталей любых масс, конфигурации, габаритов, всех литейных сплавов. С увеличением серийности производства используются более точные, но дорогие модели, качественные формовочные смеси, машинная формовка. Этим достигается снижение массы заготовки, повышение коэффициента массовой точности, уменьшение объема последующей механической обработки.

В единичном и мелкосерийном производстве модели и стержневые ящики выполняются деревянными, в крупносерийном и массовом производстве – в основном металлическими и пластмассовыми. Металлические модели имеют более высокую точность и меньшую шероховатость поверхности, что позволяет примерно на 10% снизить припуски отливок на механическую обработку, гарантированно получать их при машинной формовке с точностью по 14 – 16 квалитетам (9 – 14 классы точности по ГОСТ 26645-85). Применение деревянных моделей и ручной формовки в мелкосерийном и единичном производстве не позволяет получить отливки точнее 15 – 17 квалитетов. В общем случае шероховатость поверхности отливки составляет R_z = 320…80 мкм. Во всех случаях более точными получаются отливки простой формы и в условиях массового и автоматизированного производства.

Несмотря на универсальность и относительную дешевизну способ литья в песчано-глинистые формы имеет определенные недостатки:

- повышенную трудоемкость;

- большой грузопоток вспомогательных материалов;

- увеличенный объем последующей механической обработки (в стружку уходит 15 – 25% массы отливки);

- вредные условия труда (запыленность и загазованность, большие физические нагрузки и др.).

Поэтому более быстрыми темпами развиваются специальные виды литья, особенно в условиях серийного и массового производства, когда экономически оправданы первоначальные вложения в необходимое для этих видов технологическое оборудование и существенна достигаемая экономия в механической обработке более точных отливок.

2.4.2 Литье в оболочковые формы

Этот механизированный способ обеспечивает высокую точность размеров и низкую шероховатость поверхностей. Изготавливаются отливки из любых литейных марок чугуна, стали, цветных сплавов, массой до 25…30 кг с точностью размеров 11– 15 квалитетов (5т – 11 классы точности по ГОСТ 26645-85) и шероховатостью поверхностей R_z = 160…20 мкм, а при снижении требований к точности – до 100 кг. Литейная форма изготавливается по горячей металлической модели, формовочная смесь содержит мелкозернистый кварцевый песок и органические связующие – термореактивные смолы, например, пульвербакелит (3 – 9% от массы песка). Оболочковая форма состоит из двух полуформ с горизонтальной или вертикальной плоскостью разъема и стержней.

Преимущества литья в оболочковые формы по сравнению с литьем в песчано-глинистые смеси:

- экономия металла до 30 – 50%;

- уменьшение припусков на механическую обработку приблизительно в два раза;

- уменьшение расхода формовочных материалов в 10 – 20 раз;

- уменьшаются затраты труда на обрубку и очистку отливок в среднем на 50%.

К недостаткам способа относятся:

- работа с горячей модельной оснасткой требует применения металлической модели;

- высокая стоимость оснастки, оборудования, расходных материалов (главным образом, пульвербакелита), что приводит к повышению стоимости отливок по сравнению с их получением литьем в песчано-глинистые смеси.

Рациональность перевода литья с песчано-глинистых на оболочковые формы определяется количеством получаемых отливок, на практике принято считать критической программой годового выпуска таких отливок не менее 200 шт. В этом случае в большей мере сказывается экономия в механической обработке более точных отливок и в трудоемкости выбивки, обработки и зачистки отливок.

Технологические требования к конструкции литой детали при использовании литья в оболочковые формы в целом такие же, как и при литье в песчано-глинистые смеси, однако специфика изготовления оболочковых форм привносит и ряд дополнительных требований:

- для свободного съема оболочки с модели стенки последней должны иметь конструктивные уклоны в пределах 0,5 – 5⁰;

- толщину стенок не рекомендуется принимать менее 2,0 – 2,5 мм для мелкого литья и 3 – 4 мм для среднего литья; оптимальная толщина стенок 2 – 8 мм;

- при толщине стенок 10 – 12 мм можно выполнять отверстия диаметром до 6 мм, при большой толщине стенок отверстия малого диаметра выполнять нецелесообразно;

- не рекомендуется переводить на литье в оболочковые формы глубокие коробчатые конструкции, так как из-за текучести песчано-смоляной оболочки (до отверждающей термообработки) отливки получаются разностенными.

Лекция 6