Введение

Цель проведения лабораторных работ по курсу «Литейное производство» студентами специальности «Металлургия» уровня подготовки бакалавр – закрепление теоретических знаний приобретаемых во время прослушивания курса лекций. Задачи лабораторных работ: приобретение практических навыков, связанные с изготовлением литейных форм, исследованием свойств формовочных материалов, расчетом параметров установок специальных видов литья.

Лабораторный практикум занимает 18 часов.

Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен изучить ее описание, ознакомиться с рекомендованной литературой и составить краткий конспект с указанием цели работы, технологических параметров основных процессов, схем установок и приборов. По результатам проведенной работы студенты оформляют отчет в соответствии с требованиями настоящих методических указаний. Лабораторная работа считается зачтенной после защиты ее у преподавателя, проводящего лабораторные занятия.

Лабораторная работа № 1. Изготовление литейных форм по постоянным разъемным моделям

Цель работы – изучение технологии изготовления литейных песчано-глинистых форм по разъемной модели.

Работа рассчитана на 2 часа.

Оборудование, инструмент и материалы. Модель разъемная; подмодельный щиток; опоки; формовочная смесь; серебристый графит; сита для просева смеси с размерами ячеек 3-4 мм и 8-10 мм; набойки и трамбовки; гладилки; душники; клещи для извлечения отливок из форм; молоток; жидкий металл для заливки форм.

1.1 Основные теоретические положения

Изготовление разовых литейных форм называют формовкой. Это трудоемкий и ответственный этап всего технологиче­ского цикла изготовления отливок, который в значительной сте­пени определяет их качество. При формовке выполняют следующие технологические операции:

• уплотнение смеси, позволяющее получить точный отпечаток модели в форме и придать ей необходимую прочность в сочетании с податливостью, газопроницаемостью и другими свойствами;

• устройство в форме вентиляционных каналов, облегчающих выход из полости формы образующихся при заливке газов;

• извлечение модели из формы;

• отделку и сборку формы, включая установку стержней.

Разовые литейные формы позволяют получать практически любые по конфигурации, сложности и массе отливки. В зависимо­сти от размеров, массы и толщины стенки отливки, а также марки литейного сплава его заливают в сырые, сухие или химические твердеющие формы. В сырых формах изготовляют мелкие и сред­ние отливки. В других случаях перед сборкой полуформы высу­шивают на всю глубину или на 20–30 мм от поверхности, обеспе­чивают химическое твердение смеси в опоке. Литейные формы делают вручную, на формовочных машинах, полуавтоматических и автоматических линиях.

Несмотря на механизацию и автоматизацию производственных процессов, изготовление форм вручную часто наиболее целесообразно в условиях единичного, а иногда и мелкосерийного производства. Доля отливок, получаемых в формах, изготовленных таким образом, в настоящее время составляет 80 %. Существует множество технологических вариантов формовки, наиболее рас­пространенным из которых является получение форм в парных опоках по разъемной модели. Разъемную модель применяют, как правило, в тех случаях, когда модель не имеет плоской поверх­ности (рис. 1.1а).

Нижнюю половину модели, не имеющую центрирующих шипов, ставят плоскостью разъема на подмодельный щиток (рис. 1.1б); на поверхность модели наносят тонкий слой серебристого графита. Устанавливают нижнюю опоку. Через сито с размером ячеек 3–4 мм на модель наносят облицовочную формовочную смесь толщиной 20–30 мм, после чего смесь уплотняют руками вокруг всей модели. Остальной объем опоки заполняют наполни­тельной смесью. Клиновым концом трамбовки смесь уплотняют сначала у стенок опоки, а затем в средней части, после добавле­ния смеси выше края опоки уплотняют тупым концом трам­бовки.

Излишек смеси срезают линейкой. Душником накалывают вен­тиляционные каналы.

Заформованную опоку переворачивают на 180° и разъемом вверх устанавливают на предварительно подготовленное место. Формовочную смесь по разъему заглаживают гладилкой. На ниж­нюю половину модели по центрирующим шипам устанавливают верхнюю половину модели и модели шлакоуловителя, стояка и выпоров (рис. 1.1в). Поверхность разъема формы посыпают тон­ким слоем сухого кварцевого песка, для того чтобы формовочная смесь в верхней опоке не прилипала к смеси в нижней опоке. Верхнюю опоку устанавливают по центрирующим штырям на нижнюю опоку.

1 – литниковая чаша; 2 – стояк; 3 – шлакоуловитель; 4 – питатель; 5 – выпор; 6 – вентиляци­онный канал; 7 – нижняя половина модели; 8 – верхняя половина модели; 9 – нижняя опока; 10 – стержень; 11– верхняя опока

Рисунок 1.1 - Формовка в опоках по разъемной модели

Затем производят наполнение и уплотнение смеси в верхней опоке. После уплотнения вокруг стояка гла­дилкой прорезают литниковую чашу. Модели стояка и выпоров раскачивают и удаляют из верхней полуформы. Верхнюю опоку снимают, переворачивают на 180° разъемом вверх и устанавли­вают на предварительно подготовленное место. Из полуформ после легкого раскачивания удаляют половины моделей и модель шла­коуловителя. В нижней полуформе гладилкой прорезают пита­тели. Обе формы отделывают и припыливают из мешочка сереб­ристым графитом (если в форму заливают чугун), тальком или цементом с целью получения отливок с более чистой поверх­ностью.

В нижнюю полуформу устанавливают стержень и закрывают ее верхней полуформой (рис. 1.1г). Полуформы скрепляют ско­бами или же на верхнюю полуформу устанавливают груз для пре­дотвращения ухода жидкого металла через разъем формы во время заливки.