Контрольная работа: Виготовлення виробів литтям

Контрольная работа: Виготовлення виробів литтям

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра експлуатації гідромеліоративних систем

Контрольна розрахункова робота з дисципліни

“Основи промислової технології і матеріалознавства”

Виготовлення виробыв литтям

Виконав:

Студент 1 курсу Групи ЕП - 13

Мазурок А.А.

Ост. № з/к 38

Перевірив: Романюк І.В.

Рівне-2006

Зміст

1. Виготовлення виробів литтям

1.1 Загальні відомості про виготовлення виробів литтям

1.2 Ливарні сплави та їх властивості

1.3 Лиття в разові ливарні форми

1.4 Лиття в багаторазові ливарні форми

2. Підготовлення металевих форм до заливання розплавом

2.1 Лиття в кокіль

2.2 Дефекти відливків та їх виправлення

3. Скло та скловироби

4. Особливості оформлення комплектів документів на процеси кування та штампування

5. Розрахунок матеріального балансу технологічних процесів

5.1 Економічна ефективність технологічних процесів

5.2 Висновки за результатами розрахунків

Список використаної літератури

1. Виготовлення виробів литтям

1.1 Загальні відомості про виготовлення виробів литтям

Лиття - один з найдавніших і найпоширеніших способів виготовлення виробів і заготівок для деталей машин і механізмів.

Литтям називають виготовлення заготівок для виробів заповненням, наперед виготовлених ливарних форм, розплавленим металом, сплавом або іншим конструкційним матеріалом.

Після кристалізації й охолодження металу або сплаву виріб витягують з форми та передають на механічне оброблення.

Відливками називають вироби, виготовленн литтям.

Ливарні форми можуть бути разовими та багаторазовими. Разові форми використовують лише один раз; для звільнення відливка від форми останню руйнують. Багаторазові форми використовують сотні й тисячі разів; відливки витягають з форми витрушуванням або виштовхуванням.

Перші вироби, отримані литтям, належать до ІІІ-ІІ тис. до н. е. Спочатку вироби виливали з бронзи, потім із чавуну. Значного розвитку чавунне лиття набуло в ХІІІ-ХІУ ст. Деталі, вилиті зі сталі, отримали лише в XIX ст., з алюмінієвих і магнієвих сплавів - кілька десятків років тому. Тепер виливають відливки з нержавіючих і жароміцних сталей, магнітних та інших сплавів з особливими властивостями,

Найдавнішим виробом, отриманим литтям, який маємо в Україні, дзвін. Його відлито у 1341 р. Тепер він знаходиться на дзвіниці Свято-Юрського собору у Львові. Маса цього дзвону становить 415 кг.

Галузь машинобудування, яка займається виготовленням виробів литтям, називають ливарним виробництвом.

Жодна галузь машино - та приладобудування не обходиться без деталей, виготовлених литтям. Частка деталей, виготовлених литтям, у машинах становить близько 50%, а у верстатах - близько 80%. Литтям виготовляють блоки циліндрів і поршні двигунів внутрішнього згоряння, лопат газових турбін тощо.

Найбільшу кількість відливків - близько 70% загальної маси - виливають із сірого чавуну, далі йдуть сталеві відливки, відливки з мідних, алюмінієвих та інших сплавів.

1.2 Ливарні сплави та їх властивості

Чисті метали мають незначні ливарн властивості, тому з них не виготовляють відливків. Із сплавів для виготовлення відливків використовують лише ті, які мають добрі ливарні властивості.

Ливарними сплавами називають ті сплави, як мають добрі ливарні властивості.

До них належать чавуни, сталі, бронзи, сілюміни тощо.

Найважливіші ливарні властивості сплавів - текучість розплаву, усадка, ліквація, температура плавлення.

Текучістю називають здатність розплаву швидко заповнювати порожнину ливарної форми.

Текучість сплавів залежить від температури нагрівання: з підвищенням температури текучість розплавів зростає. У процес виготовлення відливків використовують сплави з оптимальною економічно вигідною температурою плавлення.

Усадкою називають властивість розплавів зменшувати свій об'єм при охолодженні від температури заливання до кімнатної.

Усадка залежить від хімічного складу сплаву, температури заливання розплаву та інших чинників. Розрізняють усадку об'ємну та лінійну.

Ліквацією (від лат. “liquatio" - розтоплення, розплавлення) називають неоднорідність хімічного складу сплаву в різних частинах відливка після кристалізації й охолодження до кімнатної температури.

Ліквація залежить від хімічного складу сплавів швидкості охолодження відливка. Так, у чавунах і сталях сірка, фосфор вуглець збираються у верхній і центральній частинах відливка. Важкі компоненти сплавів збираються у нижній частині відливка. Ліквації запобігають перемішуванням розплавів перед заливанням у форми та прискореним охолодженням у процесі кристалізації.

Ліквація істотно впливає на властивост відливка: чим вона менша, тим кращі механічні властивості відливка.

1.3 Лиття в разові ливарні форми

Найпоширенішими способами лиття в разові форми лиття в піщано-глиняні форми; лиття в оболонкові форми та у форми, виготовлені за моделями, які витоплюються, розчиняються або перетворюються на газ. Найбільшу кількість відливків виробляють у піщано-глиняних формах.

1.4 Лиття в багаторазові ливарні форми

Спільним недоліком способів лиття в разов ливарні форми є те, що форми використовують лише один раз і для того, щоб витягнути відливок, форму руйнують.

У формах багаторазового використання можна виготовити сотні тисяч штук відливків. Ці форми виготовляють із чавуну, сталі, алюмінієвих та інших сплавів.

Використання багаторазових форм у ливарному виробництві має ряд переваг порівняно з литтям у разові форми:

відсутність стрижневих і фермових сумішей, модельно-опокового обладнання, дільниць для звільнення форми від моделі та вибування форм;

зменшення кількості пилу в ливарному цеху та поліпшення санітарних умов праці;

обслуговування багаторазових форм не потребу фахових робітників;

вища продуктивність праці;

отримані відливки мають велику щільність, а також точність розмірів і малу шорсткість поверхні, що скорочує або зовсім вилучає механічне оброблення їх на різальних верстатах.

Проте лиття в металеві форми має недоліки: велику вартість металевих форм, через що їх застосовують лише в серійному та масовому виробництві; деякі форми трудно виготовити для відливків складної конфігурац тощо.

Серед відомих способів лиття в багаторазов форми найширше застосовують лиття в кокіль, відцентрове лиття, лиття під тиском тощо.

2. Підготовлення металевих форм до заливання розплавом

Перед заливанням розплаву у форму на внутрішню поверхню, яка контактує з розплавом, наносять вогнетривке покриття або спеціальну фарбу, щоб збільшити тривалість використання форми, поліпшити поверхню відливка, полегшити звільнення відливка від форми, а в разі отримання сталевих відливків - запобігти поверхневому гартуванню.

Потім форми нагрівають до температури 100-300°С. Нагрівання форми полегшує заповнення її розплавом і. захищає від передчасного руйнування внаслідок великої різниці температури форми та розплаву.

Металеві форми на відміну від разових не газопроникні, тому для запобігання утворенню браку у форми вставляють газовиводи у вигляді трубок або форму чи розплав вакуумують.

2.1 Лиття в кокіль

Кокілем (від франц, "coquslle " - черепашка, мушля) називають ливарну форму багаторазового використання, у якій отримують відливки.

Форма може бути суцільною або збірною. Суцільн кокілі використовують для виготовлення малих відливків простої форми. Великі та складні, відливки отримують у збірних кокілях, які складаються з двох півформ. Внутрішн поверхні відливків виготовляють за допомогою стрижнів, які в складній форм можуть бути розбірними. Найчастіше кокілі виготовляють із чавуну та сталі.

Перед заливанням розплаву на внутрішню поверхню кокілю наносять покриття, пульверизатором або помазком і вставляють газовиводи на глибину 0,2-0,5 мм

Після кристалізації розплаву й охолодження відливок, виштовхують або витрясають з кокілю. Унаслідок швидкого охолодження відливки, отримані в кокілях, мають дрібнокристалічну структуру і відповідно добрі механічні властивості.

В одному кокілі можна виготовити 300-500 сталевих відливків масою 100-150 кг, 5000 дрібних відливків з чавуну або кілька десятків тисяч відливків з алюмінієвих сплавів.

Лиття в кокіль - дуже продуктивний спосіб виготовлення відливків. Залежно від обсягу виробництва всі операції лиття в кокіль виконують ручним, механізованим та автоматизованим: способами. Отриман відливки мають дуже точні: розміри, і малу шорсткість поверхні, що зменшує або зовсім вилучає механічне оброблення на різальних верстатах.

Недоліком цього способу є велика вартість кокілів і труднощі в процесі виготовлення тонкостінних відливків.

Лиття під тиском називають спосіб виготовлення відливків, при якому форму заповнюють розплавом під тиском поршня.

Лиття під тиском - один з найпродуктивніших способів виготовлення невеликих точних за розмірами відливків в основному із сплавів кольорових металів.

Відливки отримують у сталевих прес-формах. Розплав заповнює прес-форму під тиском поршня до 300 МПа. Після кристалізац розплаву й охолодження відливка прес-форма розкривається і відливок виштовхується в контейнер. При цьому способі лиття можна виготовити відливки з малими отворами (діаметром до 2 мм), різзю та малою товщиною стінок (близько 0,5 мм).

Прес-форму заповнюють розплавом за частки секунди. Одночасно закупорюються газовиводи прес-форми і з її порожнини не повністю витісняється повітря та гази, що утворилися в процесі випаровування та згоряння покриття. Це спричинює утворення газових включень у відливках. Для запобігання цьому прес-форму та розплав перед заливанням вакуумують.

Відливки в прес-формах виготовляють на поршневих машинах. Найчастіше застосовують поршневі машини з холодною та гарячою камерами стискання.

1. Машини з холодною камерою стискання. ЇХ застосовують для виготовлення відливків з алюмінієвих, магнієвих і мідних сплавів, а також із сталі та чавуну.

Машина складається з прес-форми та камери стискання. Камери стискання можуть бути горизонтальними та вертикальними. Тиск поршня на розплав у машині з горизонтальною камерою стискання нижчий, ніж з вертикальною, і становить 40-200 МПа, Машини з горизонтальною камерою стискання застосовують частіше. Вони простіші в обслуговуванні й мають на 10-20% більшу продуктивність.

На машинах з горизонтальною камерою стискання розплав заливають у камеру стискання міркою і подають поршнем до прес-форми, яка складається з рухомої та нерухомої частин.

Після кристалізації розплаву й охолодження відливка, яке триває кілька секунд, прес-форма розкривається; рухома частина прес-форми відходить вліво, відливок разом із литником відокремлюється від форми штовхачами і падає в контейнер. І все починається спочатку: підготовлення форми до заливання розплаву, заливання розплаву в камеру стискання тощо.

2. Машина з гарячою камерою стискання. У цих машинах камера стискання розмішена безпосередньо в тиглі з розплавом і зазнає його дії. Тиск поршня на розплав становить 10-30 МПа. Ці машини застосовують для виготовлення відливків із цинкових, магнієвих і алюмінієвих сплавів, які мають невисоку температуру плавлення. Тиглі виготовляють із матеріалів, які є корозієстійкими в цих розплавах. На цих машинах виготовляють відливки від кількох грамів до 25-30 кг. Це дуже продуктивні машини (понад 3000 відливків за 1 год).

Недоліками, лиття під тиском є малі розміри відливків (максимальна маса, відливка 50 кг), їх пористість, велика вартість складність виготовлення прес-форм.

2.2 Дефекти відливків та їх виправлення

Контроль якості відливків починають із зовнішнього їх огляду, потім перевіряють їх розміри, механічні властивості, хімічний; склад та структуру.

Якщо відливки не відповідають вимогам; кажуть, що вони браковані. Основними причинами отримання бракованих відливків порушення технології виготовлення ливарних форм, заливання їх розплавом та звільнення відливків від форм.

Браковані відливки мають дефекти, основними з яких є раковини (газові, усадкові, шлакові та ін), тріщини (гарячі, холодні), пошкодження поверхні відливків (пригар,, оксидні плівки, спаї тощо), невідповідність форми, розмірів і маси відливка кресленню виробу (перекіс, недоливи, переливи, короблення тощо)

Раковини виникають з різних причин. Так, газові раковини мають відливки, виготовлені в сирих формах або у формах, як мають велику здатність виділяти гази та низьку здатність пропускати їх. Погано розкиснений розплав також спричинює утворення газових раковин. Під час різкого переходу від тонкої частини виливка до товстої виникають усадкові раковини та нещільність. Причиною утворення усадкових раковин є надто перегрітий розплав, шлакові раковини спричинені недосконалістю конструкції шлаковловлювачів.

Тріщини у відливках виникають унаслідок недостатньо податливості форм і стрижнів та нерівномірного охолодження. У першому випадку утворюються гарячі тріщини, у другому-холодні.

Дефекти поверхні спричинені недостатньою вогнетривкістю фермової та стрижневої сумішей. Унаслідок цього виникає пригар.

Доливання форми прохолодним розплавом призводить до утворення спаю, який погіршує міцність виробу.

Невідповідність форми, розмірів і маси відливка кресленню виробу може виникнути з багатьох причин: неточно складена форма і вставлені стрижні (буде перекіс), заливання форми прохолодним розплавом (зменшиться його текучість), нерівномірне охолодження окремих частин відливка (спричинить виникнення внутрішніх напружень і, як наслідок, - короблення).

Дефекти поділяють на виправні та невиправні.

Не виправні дефекти мають великі розміри. Виправляти такі дефекти економічно невигідно. Відливки з такими дефектами переплавляють.

Виправні дефекти мають малі розміри, їх економічно, вигідно виправляти.

3. Скло та скловироби

Скло - це твердий прозорий аморфний матеріал, який отримується охолодженням склоутворюючих сплавів різного хімічного складу. Основу його складають неорганічні окиси, які знаходяться в кварцовому піску, кварцитах або піщинках, мірабліте (у вигляді натрію або кальцієва соди), поташі або калієвої селітри, меле, вапняку, мармуру, доломіту, магнезиту, польових шпатах та ін. У складі скла входять різні домішки: освітлювачі (для видалення газових крапель, хлористий натрій, плавиковий шпат, триоксид миш‘яку та ін), глушител (для виробництва непрозорого скла, сполучення фтору і фосфору); барвники (сполучення кобальту, хрому, срібла, золота, оксиди заліза, міді, та інший металів); безбарвники (для надання скломасі безкольорового вигляду); наповнювачі (скляний бій).

Виробництва скла включає склад шихти, ретельне подрібнення, змішування і варку в печах при температурі до 1600ُС. Отриману скломасу охолоджують до температури, при якій виникає найбільш сприятлива для формування виробів. Будівельне скло і скловироби отримують витяжкою, прокаткою, пресуванням і відливкою, після чого для зменшення крихкості піддають опалюванню. Випалене скло ріжуть на листи (листове), сортують і упаковують для відправки споживачам.

Властивості скла, а відповідно, його сорт визначають хімічним складом, будовою, методами обробітку і наявності дефектів (подряпин, нших включень, газових крапель і т.д.)

Виробництво випускає скло віконне, візерункове, вітринне, арматурне і інше.

Скло віконне (ГОСТ 111-78) призначене для вставлення скла у віконні рами, вітражі, балконні двері, світлових і світло ліхтарів, теплиць, оранжерей, та інших прозорих огорожних конструкцій промислових, сільськогосподарських, житлових та суспільних приміщень та споруд. Виробляється товщиною від 02 до 6 мм, розміром від 500 на 400 до 1600 на 2200 мм, трьох сортів (вищої категорії, 1-го та 2-го сортів). Віконне скло виготовляють прозорим та безкольоровим, допускається зеленуватий та голубуватий відтінок.

Скло листове візерункове (ГОСТ 5533-86) призначене для заповнення світлових щілин і пристроїв для внутрішніх огороджень в приміщеннях і спорудах різного значення. Виготовляють скло товщиною від 3,5 до 7 мм, довжиною від 600 до 2500 мм, шириною від 400 до 1600мм, 1-го,2-го сортів безкольорове та кольорове з візерунком на одній або двох сторонах.

Страницы: 1, 2