На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти готовые бесплатные и платные работы или заказать написание уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов по самым низким ценам. Добавив заявку на написание требуемой для вас работы, вы узнаете реальную стоимость ее выполнения.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Быстрая помощь студентам

 

Результат поиска


Наименование:


реферат Получение заготовок литьем

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 25.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Национальный  исследовательский университет  информационных технологий, механики и оптики
Санкт-Петербургский  государственный университет
информационных  технологий, механики и оптики 
 
 
 

Реферат 

Получение заготовок  литьем 
 
 
 
 

                                                      Преподаватель:  Архипов В.А.
                                                      Выполнил:  Барвиш Б.С. 
                                                      Факультет : ТМиТ
                                                      Группа : 2651 

Санкт-Петербург 2010
Содержание:
Введение. Основные понятия.......................................................................................................3
Способы получения  заготовок.....................................................................................................3
Сущность процессов  литья металлов и задача литейного  производства................................5
Основные этапы  производства отливок.....................................................................................6
Основные свойства литейных сплавов и влияние их на качество отливок..............................7
Литейные сплавы и их характеристика.......................................................................................9
Основные способы  литья...........................................................................................................10
    Литье в ЖСС....................................................................................................................10
    Литье в оболочковые формы........................................................................................11
    Литье в кокиль...............................................................................................................12
    Литье по выплавляемым моделями............................................................................13
Изготовление  и  заливка литейной формы..............................................................................14
Технологические требования к конструкции отливок.............................................................16
Заключение.................................................................................................................................17
Список литературы.....................................................................................................................19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение. Основные понятия
Целью данного  реферата является подробное рассмотрение такого способа получения заготовок  как литье, выявление плюсов и минусов данного способа, сравнение различных разновидностей литья между собой.
Я считаю, что  выбор способа заготовки в  машиностроении очень важен так  как в настоящее время средняя  трудоемкость заготовительных работ  в машиностроении составляет 40 - 45% общей  трудоемкости производства машин. Поэтому  наиболее рациональный подход к изготовлению заготовок облегчает дальнейшее изготовление, ускоряет этот процесс  и как следствие уменьшает  себестоимость детали.
Итак для начала основные понятия о которых в  дальнейшем пойдет речь:
     Заготовкой называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь. Различают три основных вида заготовок: машиностроительные профили, штучные и комбинированные. Машиностроительные профили изготавливают постоянного сечения (например, круглого, шестигранного или трубы) или периодического. В крупносерийном и массовом производстве применяют также специальный прокат. Штучные заготовки получают литьем, ковкой, штамповкой или сваркой. Комбинированные заготовки - это сложные заготовки, получаемые соединением (например, сваркой) отдельных более простых элементов. В этом случае можно снизить массу заготовки, а для более нагруженных элементов использовать наиболее подходящие материалы.
     Заготовки характеризуются конфигурацией  и размерами, точностью полученных размеров, состоянием поверхности и  т.д.
     Формы и размеры заготовки в значительной степени определяют технологию как  ее изготовления, так и последующей  обработки. Точность размеров заготовки  является важнейшим фактором, влияющим на стоимость изготовления детали. При этом желательно обеспечить стабильность размеров заготовки во времени и  в пределах изготавливаемой партии. Форма и размеры заготовки, а  также состояние ее поверхностей (например, отбел чугунных отливок, слой окалины на поковках) могут  существенно влиять на последующую  обработку резанием. Поэтому для  большинства заготовок необходима предварительная подготовка, заключающаяся  в том,. что им придается такое  состояние или вид, при котором  можно производить механическую обработку на металлорежущих станках. Особенно тщательно эта работа выполняется, если дальнейшая обработка осуществляется на автоматических линиях или гибких' автоматизированных комплексах. К операциям  предварительной обработки относят  зачистку, правку, обдирку, разрезание, центрование, а иногда и обработку технологических баз.
     Способы получения заготовок
     Основные  способы производства заготовок - литье, обработка давлением, сварка. Способ получения той или иной заготовки  зависит от служебного назначения детали и требований, предъявляемых к  ней, от ее конфигурации и размеров, вида конструкционного материала, типа производства и других факторов.
     Литьем  получают заготовки практически  любых размеров как простой, так  и очень сложной конфигурации. При этом отливки могут иметь  сложные внутренние полости с  криволинейными поверхностями, пересекающимися  под различными углами. Точность размеров и качество поверхности зависят  от способа литья. Некоторыми специальными способами литья (литье под давлением, по выплавляемым моделям) можно получить заготовки, требующие минимальной  механической обработки.
     Отливки можно изготавливать практически  из всех металлов и. сплавов. Механические свойства отливки в значительной степени зависят от условий кристаллизации металла в форме. В некоторых  случаях внутри стенок возможно образование  дефектов (усадочные рыхлоты, пористость, горячие и холодные трещины), которые  обнаруживаются только после черновой механической обработки при снятии литейной корки. .
     Обработкой  металлов давлением получают машиностроительные профили, кованые и штампованные заготовки.
     Машиностроительные  профили изготавливают прокаткой, прессованием, волочением. Эти. методы позволяют получить заготовки, близкие  к готовой детали по поперечному  сечению (круглый, шестигранный, квадратный прокат; сварные и бесшовные трубы). Прокат выпускают горячекатаный  и калиброванный. Профиль, необходимый  для изготовления заготовки, можно  прокалибровать волочением. При изготовлении деталей из калиброванных профилей возможна обработка без применения лезвийного инструмента.
     Ковка применяется для изготовления заготовок  в единичном производстве. При  производстве очень крупных и  уникальных заготовок (массой до 200...300 т) ковка - единственный возможный способ обработки давлением. Штамповка  позволяет получить заготовки, более  близкие по конфигурации к готовой  детали (массой до 350...500 кг). Внутренние полости поковок имеют более  простую конфигурацию, чем отливок, и располагаются только вдоль  направления движения рабочего органа молота (пресса). Точность и качество заготовок, полученных холодной штамповкой, не уступают точности и качеству отливок, полученных специальными методами литья.
     Обработкой  давлением получают заготовки из достаточно пластичных металлов. Механические свойства таких заготовок всегда выше, чем литых. Обработка давлением  создает волокнистую макроструктуру металла, которую нужно учитывать  при разработке конструкции и  технологии изготовления заготовки.
     Сварные заготовки изготавливают различными способами сварки-от электродуговой до электрошлаковой. В ряде случаев•сварка упрощает изготовление заготовки, особенно сложной конфигурации. Слабым местом сварной заготовки является сварной  шов или околошовная зона. Как  правило, их прочность ниже, чем основного  металла. Кроме того, неправильная конструкция  заготовки или технология сварки могут привести к дефектам (коробление, пористость, внутренние напряжения), которые  трудно исправить механической обработкой.
     Комбинированные заготовки сложной конфигурации дают значительный экономический эффект при изготовлении элементов заготовки штамповкой, литьем, прокаткой с последующим соединением их сваркой. Комбинированные заготовки применяют при изготовлении крупных коленчатых валов, станин кузнечно-прессового оборудования, рам строительных машин и т.д.
     Перспективно  в настоящее время получение  заготовок из пластмасс и порошковых материалов. Характерной особенностью таких заготовок является то, что  они по форме и размерам могут  соответствовать форме и размерам готовых деталей и требуют  лишь незначительной, чаще; всего отделочной обработки.
     Выбор способа получения заготовки  — всегда очень сложная, подчас трудноразрешимая задача, так как часто различные  способы могут надежно обеспечить технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Таким образом, выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, обеспечивающим высокое качество детали, производительным, нетрудоемким процессом. Оценку Целесообразности и технико- экономической эффективности применения того или иного способа необходимо производить с учетом всех его недостатков и преимуществ. 

     Примерная структура производства заготовок  в машиностроении
Вид заготовок Доля заготовок
%
Вид заготовок Доля заготовок,
%
Сварные конструкции  50 Поковки:  
Отливки 39,65 штампованные 8,2
в том числе из:   из слитков 2,1
чугуна 28.28 Изделия из металлических порошков 0,05
стали 9,3
цветных металлов 2,07

Сущность  процессов литья металлов и задача литейного производства

 
     Теперь  остановимся более подробно на таком  способе заготовок как литье.
     Литьем (или литейным производством) называют метод производства, при котором  изготовляют фасонные заготовки  деталей путем заливки расплавленного металла в заранее приготовленную литейную форму, полость которой  имеет конфигурацию заготовки детали. После затвердевания и охлаждения металла в форме получают отливку-заготовку  детали.
     Основной  задачей литейного производства является изготовление литейных сплавов  отливок, имеющих разнообразную  конфигурацию с максимальным приближением их формы и размеров к форме и размерам детали (при литье невозможно получить отливку, форма и размеры которой соответствует форме и размерам детали).
     Инструментом  литейного производства является литейная форма - приспособление образующее рабочую  полость, при заливке которой  расплавленным металлом и после  охлаждения получают отливку.
     По  степени использования формы  делят на :
      разовые;
      полупостоянные;
      постоянные;
     Разовые формы служат для изготовления только одной отливки и изготовляют  их из кварцевого песка, зерна которого соединены каким-либо связующим  веществом.   
     Полупостоянные  формы  - это формы в которых  получают несколько отливок (до 10-20), такие формы изготовляют из керамики.
     Постоянные  формы - формы, в которых получают от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч отливок. Такие формы  изготовляют обычно из чугуна или  стали.
     Различные по форме, размерам и точности отливки  из различных сплавов невозможно наиболее экономично получить одним  и тем же способом. Экономически целесообразно изготовлять отливку  с определенными качественными  свойствами каким-либо одним или  двумя способами. В настоящее  время в производстве используют около 15 способов литья, среди них:
     1) литье в песчаные формы ("землю");
     2) литье в ЖСС (жидкие самоотвердевающие  смеси);
     3) литье в оболочковые формы; 
     4) литье в кокиль (металлические  защищенные формы);
     5) литье по выплавляемым моделям; 
     6) литье под давлением; 
     7) центробежное литье; 

Основные  этапы производства отливок

 
     Последовательность  производства отливок рассмотрим на примере литья в песчаные формы. Этот способ изучается в учебных  мастерских:
      Разработка чертежа отливки.
      Изготовление модели и стержневого ящика.
      Изготовление формы из заранее приготовленной формовочной смеси.
      Сборка формы (установка ранее изготовленного из стержневой
      смеси стержня  и соединение частей формы).
      Заливка формы ранее расплавленным сплавом или металлом.
      Охлаждение формы с отливкой.
      Освобождение отливки от формы.
      Отрезка литников и прибылей
      Отжиг отливок.
      Термообработка.
      Контроль.

Основные  свойства литейных сплавов и влияние  их на качество отливок

 
     К основным свойствам литейных сплавов  относят следующие:
     Жидкотекучесть - это способность сплава в жидком состоянии заполнять литейную форму  и воспроизводить ее очертания в  отливке. Жидкотекучесть определяют по стандартной пробе в виде канала определенной длины и диаметра с  литниковой чашей (рис 1).
      Рис.1. Простейшая проба на жидкотекучесть.
     Жидкотекучесть  определяют по длине пути, пройденному  жидким металлом до затвердевания. Чем  длиннее пруток, тем больше жидкотекучесть. Высокую жидкотекучесть (>700 мм) имеют  силумины, серый чугун, кремнистая латунь;
     среднюю жидкотекучесть (350-340 мм) имеют углеродистые стали, белый чугун, алюминиево-медные и алюминиево-магниевые сплавы;
     низкую  жидкотекучесть имеют   магниевые  сплавы.
     С повышением температуры сплава жидкотекучесть увеличивается.
     Кристаллизация - это процесс перехода от жидкого  состояния расплава к твердому состоянию  с образованием структуры. Кристаллизация сплава происходит в направлении  перпендикулярном поверхности теплоотвода. Скорость кристаллизации меняется от максимальной у поверхности до минимальной  в центре стенки отливки (рис.2).  

     
     Рис. 2.  Изменение кристаллической  структуры по сечению отливки.
     1 - литейная “корка”.  2 - столбчатые кристаллы.
     3 - крупнозернистые кристаллы. 4 - литейная форма.
     Для создания равномерной кристаллической  структуры желательно уменьшить  толщину отливки. Наилучшие свойства имеют сплавы при мелкокристаллической (мелкозернистой) структуре. Изменением скорости охлаждения невозможно достигнуть равномерной структуры. С целью  получения мелкозернистой структуры  в сплавы вводят особые добавки - модификаторы для силумина АЛ -2  - натрий, для  серого чугуна - магний.
     Процесс кристаллизации и кристаллическое  строение отливки зависят от ее формы, температуры заливки сплава, от марки  сплава, от вида литейной формы.
     Усадка - свойство металлов и сплавов уменьшать  свои размеры и объем при затвердевании  и охлаждении. При затвердевании  отливки выделяются также ранее  растворенные расплавом газы. Усадка может способствовать образованию  усадочных раковин, а выделяющиеся при охлаждении отливки газы способствуют образованию газовых раковин.
     В затвердевшем сплаве  окислы, нитриды, более тугоплавкие соединения и  др., являются телами, нарушающими сплошность и единообразие его структуры. Неметаллические  включения неблагоприятно оказываются  на физико-химических свойствах,
     Ликвация. При охлаждении сплава в форме  вследствие неодинаковой удельной массы, неодинаковой температуры кристаллизации составляющих сплава в отдельных  участках возникает химическая неоднородность - ликвация. Ликвация зависит от скорости охлаждения большая скорость охлаждения способствует получению более однородного  по химическому составу отливки, к получению отливки с лучшими  механическими свойствами.

Литейные  сплавы и их характеристика

 
     Чугун - многокомпонентный сплав железа с углеродом и другими компонентами (углерода 2-4%).На характер кристаллизации  чугуна влияют содержание элементов (C, Si, Mn, P, S ) и скорости охлаждения. При этом структура и свойства чугунов различны:
     - если весь углерод кристаллизуется в виде графита, а металлическая основа в виде феррита, то получают серый чугун,
       -если же весь углерод кристаллизуется в составе цементита Fe3C , то получают белый чугун.
     В половинчатом чугуне находятся одновременно графит и свободный цементит. Получающиеся при кристаллизации структуры можно  существенно изменить последующей  термообработкой.
     Чугун широко применяют благодаря хорошим  технологическим свойствам (хорошая  жидкотекучесть и обрабатываемость резанием) и малой относительной  стоимости.
     Стали - железоуглеродистые сплавы, содержащие до 2% С. Кроме углерода в сталях содержатся Mn, Si, S, P, N, H, O и другие элементы. Стали с добавкой Cr, Ni, Mo, V, W имеют особые физические, физико-химические свойства или повышенную прочность. В производстве применяют три группы литейных сталей: конструкционные, инструментальные и легированные. Литейные свойства сталей ниже литейных свойств чугунов,  легированные стали имеют плохие литейные свойства. При усадке получают раковины и пористость.
     Плотные (без пор и раковин) отливки  получают при правильной их конструкции, то есть когда есть прибыль или  обеспечено направленное затвердевание. Усадка в твердом состоянии может  вызвать горячие или холодные трещины, коробление отливок, высокие  внутренние напряжения и изменение  литейных размеров.
     Алюминиевые сплавы - сплавы основной составной  частью которых является алюминий. В качестве дополнительных компонентов, создающих те или иные специфичные  технологические свойства, применяют  кремний, медь, магний, титан, натрий, марганец.
     Добавка кремния улучшает литейные свойства, добавка меди улучшает обрабатываемость резанием, магний увеличивает коррозионную стойкость и прочность.
     Магниевые сплавы - сплавы на магниевой основе и в зависимости от требуемых  свойств содержащие добавки: марганец, алюминий, цинк, цирконий и другие редкоземельные элементы. Литейные свойства удовлетворительные.
     Медные  сплавы -  сплавы не медной основе с  добавками различных элементов; различают две основные группы медных сплавов:
     латуни - сплав меди с цинком;
     бронзы - сплав меди с другими (Кроме цинка) элементами.
     Литейные  свойства - удовлетворительные.
     Титановые сплавы - сплавы на основе титана, содержащие добавки, которые создают особые свойства. Литье этих сплавов связано  с большими технологическими трудностями (из-за активного взаимодействия расплава с материалами формы).

Основные  способы литья

 
     Литье в ЖСС.
     Литье в песчаные формы обеспечивает невысокое  качество поверхности (ниже Rz =320 мкм), низкую точность (ниже 16 квалитета), трудно автоматизируется и не обеспечивает удовлетворительные условия труда. Для получения  более высоких качественных показателей  применяют литье в формы из жидких самоотвердевавщих смесей (ЖСС).  Этот способ литья применяют в  любом виде производства.
     Формовочная смесь состоит из связки - жидкой композиции и  огнеупорной составляющей - наполнителя. Наполнителем являются мелкозерничтые кварцевые пески  и феррохромовый шлак. В жидкую композицию входит жидкое стекло, поверхностно-активные вещества и вода.
     Для приготовления формовочной смеси - ЖСС - используют специальные установки (рис.4. 1).
       

     Рис. 4. Схема получения оболочки бункерным способом.
     Сначала в растворомешалке тщательно  перемешивают песок и шлак в течение 1-1,5 мин, затем - жидкая композиция и  производят перемешивание 1,5-2 мин. При  этом образуется пенообразная масса, имеющая  жидкотекучесть.
     Модели  и стержневые ящики изготовляют  из дерева и металла. Поверхность  деревянных моделей и стержневых ящиков покрывают нитрошпаклевкой  и затем красят нитрокраской, так  как ЖСС обладает повышенной прилипаемостью к дереву.
     Изготовление  форм и стержней длится несколько  секунд путем подачи под действием  собственной массы ЖСС на модель или в стержневой ящик. Для их легкого отделения от застывшей  формы модели и подмодельные плиты  покрывают разделительным покрытием. Изготовление формы занимает несколько  секунд. Затем форму подвергают сушке.
     Дальнейшие  операции: сборки и заливки формы  и другие делают также как и  при литье в песчано-глинистые  формы. Так как заливку металла  осуществляют в сухую форму, теплопроводность которой меньше чем теплопроводность сырой формы, то можно получать более  тонкие стенки.
     Применение  способа. Способ применяют для изготовления больших корпусов приборов из чугуна и алюминиевых сплавов с толщиной стенки 4...6 мм, точностью 14...16 квалитета, шероховатостью поверхности Rz =80...40 мкм, Процесс мощно легко механизировать в автоматизировать.
     Литье в оболочковые  формы.
     Этот  способ является, как и предыдущие, способом литья в разовые формы. Для изготовления тонких оболочковых  форм нужно в 20-30 раз меньше формовочных  материалов, чем для песчаных или  форм из ЖСС. Способ применяют для  стальных, и для алюминиевых отливок, простой конфигурации без внутренних полостей в серийном производстве.
     Формовочная смесь состоит из мелкозернистого  песка (размер зерна 0,25...0,06мм) и термореактивной  смолы - пульвербакелита.
     Способ  обеспечивает получение шероховатости  поверхности Rz =80...40 мкм, и точность - 12...14 квалитет. Способ легко можно  механизировать и автоматизировать.
     Применяют следующие способы:
     -бункерный; 
     -прессования  через резиновую диафрагму;
     -пескодувный.
       В основе бункерного способа  положен принцип поворотного  бункера
     Порядок получения оболочки следующий (рис. 4.2).
       

                Рис. 4. 2 Схема получения оболочки бункерным способом.
     Нагретую  до 200оС и смазанную разделительным слоем (силикововый лак №5) модель закрепляют на съемной крышке бункера, затем бункер поворачивают на 180о  и формовочная смесь попадает на модель, пульвербакелит расплавляется  и склеивает песчинки, образуя  оболочку. Толщина оболочки зависит  от времени выдержки формовочной  смеси на модели. В течение 15-20 с  образуется оболочка толщиной 8-12 мм. Затем  бункер поворачивают в исходное положение, нерасплавленная смесь ссыпается  вниз, а модель с оболочкой помещают в электропечь с температурой 250-300о С, где происходит окончательная  полимеризация пульвербакелита. Наилучшее  качество отливок получают при использования  вибрации бункера, несколько хуже при  прессовании оболочек через резиновую  диафрагму.
     Полученную  оболочку снимают с модели специальными механизированными выталкивателями, встроенными в модельную плиту.
     Затем оболочковые полуформы склеивают  клеем БФ-2 или №88 в нагретом состоянии, а перед заливкой зажимают пневматическими  зажимами с резиновыми амортизаторами или устанавливают в рабочем  положении в формовочном ящике  с помощью песка или металлической дроби
     Литье в кокиль.
     В приборостроении литье в кокиль (кокиль - это металлическая форма, имеющая защитную огнеупорную облицовку  на рабочей поверхности) применяют  для отливки толстостенных деталей  из алюминиевых или магниевых  сплавов, реже из чугуна в серийном и массовом производстве.
     Экономическая целесообразность кокильного литья  зависит от стойкости металлической  формы 
       На рис.5 представлена конструкция створного кокиля с одной вертикальной плоскостью разъема.
     Отверстия в отливках оформляют металлическим  или песчаным стержнями. Металлические  стержни применяют для неглубоких отверстий, имеющих конусность 10о. В остальных случаях применяют сухие песчаные стержни. Рекомендуют применять также оболочковые стержни.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.