Кокілі застосовують переважно для виготовлення дрібних і середніх за розмірами виливків з кольорових металів.

За конструкцією кокілі бувають нерознімними або витрушуваними (рис. 7, а) та рознімними з вертикальним (рис. 7, г), горизонтальним (рис. 7, в) або складним розняттям (рис.7, б).

Рисунок 7 – Схеми різних конструкцій кокілів

Нерознімні суцільні кокілі застосовуються для простих виливків. На рис. 7, а показаний такий кокіль 2. Порожнина виливка виконуються піщаним стержнем 1. Складний кокіль може мати кілька поверхонь роз’єднання. Кокіль, показаний на рис.7, б, складається з основи 1 та двох бічних частин 2 і 3. Ливникову систему виконують разом із стержнем 4.

Піщані стержні застосовують для утворення складних порожнин у виливках і там, де потрібна більш висока піддатливість. В багатьох випадках стержні роблять металевими. Вони забезпечують якісні чисті поверхні та точні розміри. Складні металеві стержні для зручності виймання їх з виливка зазвичай роблять складеними. Наприклад до таких відноситься внутрішній стержень для поршня автомобільного двигуна (рис. 8). Цей стрижень складається з трьох частин: однієї внутрішньої 1 (клиноподібної) та двох бічних 2.

Рисунок 8 – Кокіль для алюмінієвих поршнів

Для захисту поверхні кокілю від дії розплаву, регулювання швидкості охолодження виливка та покращання заповнюваності форми на робочу поверхню кокілю, металевих стержнів і ливникової системи наносять захисні покриття. Їх складають із кількох компонентів, кожний з яких має певне призначення: є розчинником (зазвичай вода), скріплювачем (рідке скло), наповнювачем (пиловидний кварц, графіт, тальк, азбест). Змінюючи теплопровідність покриття внесенням до його складу речовин з різною теплопровідністю і змінюючи товщину його шару, можна регулювати швидкість охолодження розплаву, залитого у форму, тобто керувати, до певної міри, швидкістю кристалізації і наступним охолодженням виливка. Товщина шару покриття різна: від долей міліметра (фарбування) до 5 (облицювання)...10 мм (футерування).

Це має велике значення при виготовленні виливків з чавуну, схильного до вибілу при збільшенні швидкості охолодження. На товщину вибіленого шару впливає також і температура форми. Чим вона вища перед заливанням, тим менша глибина вибіленого шару. Зазвичай температура нагрівання кокілів перед заливанням чавуну повинна бути в межах 150...350^оС. Практично така ж температура нагрівання кокілів застосовується і при литті сталі.

Через низьку стійкість кокілів при литті чорних металів застосовуються кокілі переважно для лиття сплавів з кольорових металів - мідних, алюмінієвих, магнієвих, цинкових.

1.5.2 Відцентрове лиття

Спосіб відцентрового лиття полягає в тому, що розплав заливається у форму, зазвичай металеву, яка обертається з певною швидкістю. Заповнення форми і кристалізація металу відбуваються під дією відцентрових сил, завдяки чому з розплаву видаляються гази та неметалеві домішки, які, через свою значно меншу густину порівняно з металом, зосереджуються на внутрішній поверхні виливка і потім видаляються під час обробки різанням.

---

Рисунок 9 – Схеми відцентрового лиття

Відцентровий спосіб лиття здійснюється за двома схемами. За першою відцентрову силу використовують для утворення порожнини виливка, який приймає форму циліндра. Вісь виливка збігається з віссю обертання форми. Таким чином, утворюються виливки циліндричної форми з отвором певного діаметра (втулки, труби). При цьому, вісь обертання форми може бути як горизонтальною (рис. 9, а, в), так і вертикальною (рис. 9, б).

Другу схему – центрифугування (центрифугування – cenrifugation) – застосовують для лиття фасонних виливків. Відцентрову силу використовують тільки для заповнення форми розплавом і кристалізації металу. Ливарна форма виготовляється з формової суміші або є оболонковою. На рис. 10 показана схема такої машини з вертикальною віссю обертання.

Рисунок 10 – Схема лиття центрифугуванням

Частоту обертання форми рекомендується визначати за формулою:

,

де 5520 – коефіцієнт, постійний для всіх сплавів;

 – густина металу, г/см³;

r₂ – внутрішній радіус циліндра, м.

Частоту обертання форм при литті фасонних виливків центрифугуванням можна визначити за формулою:

n = v 30 /(r),

де v – колова швидкість точки виливка, найбільш віддаленої від осі обертання, приймається рівною 3...5 м/с;

r – відстань від осі обертання до найбільш віддаленої точки виливка, м.

---

1.5.3 Лиття під тиском

Суть цього способу лиття полягає в тому, що розплав вводиться в прес-форму, зазвичай металеву, під тиском. Заповнення форми під примусовим тиском підвищує рідкоплинність металу і виливок з такою точністю відтворює всі контури форми, що необхідність у обробці різанням заготовки повністю виключається або зводиться до мінімуму. До переваг лиття під тиском відноситься також висока якість поверхні виливка, скорочення виробничого циклу, зниження трудомісткості і собівартості виливків, покращання умов праці, економія металу.

Поряд з перевагами лиття під тиском має і суттєві недоліки: висока вартість обладнання і прес-форм, що робить цей спосіб економічно доцільним тільки для дуже великих серій виливків; можливість отримання виливків тільки з легкоплавких сплавів – алюмінієвих, магнієвих, цинкових, обмежено – мідних, зокрема, латуней; підвищена небезпека утворення у виливках газової пористості внаслідок надто високої швидкості заповнення форми і неможливості виходу повітря з порожнини форми за цей короткий період.

Рисунок 11 – Схема процесу лиття під тиском на машині з холодною камерою пресування

---

Лиття під тиском здійснюється кількома способами:

• Під тиском поршня 1 з «холодної» камери пресування 2 (рис. 11) розплав, який заливається в камеру мірною ложкою, подається в порожнину прес-форми 3 (рис. 11, б). Після витримки до повного затвердіння металу (кілька секунд) прес-форма розкривається (рис. 11, в) і виливок виштовхується з неї штовхачами 4 (рис. 11, г).

• Під невеликим тиском повітря чи інертного газу (рис. 12, а). Таким способом ллють легкоплавкі сплави: цинкові, олов’яні, свинцево-сурм’яні. Стиснуте повітря чи інертний газ по трубопроводу 1 подається в тигель 2 і тисне на розплав, витісняючи його по металопроводу 3 через мундштук 4 в прес-форму 5.

• Під тиском поршня 3 (рис. 12, б), коли камера пресування 2 знаходиться в тиглі 1 з розплавом (лиття на машинах з «гарячою» камерою пресування). Рідкий метал з тигля до камери пресування надходить через отвір 4.

• Під низьким тиском (рис. 12, в). Суть цього способу полягає в тому, що розплав з роздавальної печі 1 під тиском повітря чи іншого газу піднімається по металопроводу 4 у форму 5 (зазвичай металеву), встановлену на кришці 3 печі. Після тверднення виливка тиск у тиглі 2 знімають, залишки розплаву з металопроводу зливаються в тигель. Внутрішня порожнина виливка виконується стрижнем 6. Під низьким тиском можна заливати також і звичайні піщано-глинисті форми.

Рисунок 12 – Способи лиття під тиском

---

2 ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВИБІР ЗАГОТОВКИ

2.1 Характер виробництва

Для дрібносерійного та одиничного виробництва характерне використання заготовок, виготовлених литтям в піщано-глинисті форми. Це зумовлено тим, що для цих умов виробництва економічно недоцільно виготовляти складне та дороге технологічне оснащення. В умовах серійного, великосерійного та масового виробництва рентабельні спеціальні способи лиття (в оболонкові форми, за виплавними моделями, під тиском, в кокіль, відцентрове).

2.2 Матеріали та вимоги до технологічних властивостей

Основна тенденція сучасного машинобудування – застосування матеріалів, які забезпечували б необхідні конструктивні та експлуатаційні властивості та мали підвищену оброблюваність на всіх стадіях переробки. Іншими словами, матеріали повинні мати необхідний запас визначених технологічних властивостей – рідкоплинність, зварюваність, оброблюваність різанням тощо. В багатьох випадках уже заданий конструктором матеріал деталі є визначальним при виборі технологічного способу виготовлення заготовки. Так, якщо це чавун або сталь з літерою «Л» в кінці марки, то деталь може бути виготовлена тільки литтям, а технологічний спосіб лиття буде вже залежати від ливарних властивостей цього матеріалу – рідкоплинності, схильності до усадки тощо.

2.3 Розміри, маса та конфігурація деталі

Ці фактори в багатьох випадках при виборі способу виготовлення заготовки мають визначальне значення. Так, для багатьох способів лиття розміри виливків обмежені технічними можливостями або економічною доцільністю застосування цих способів. Точно так же гарячим об’ємним штампуванням неможливо отримувати литі заготовки масою більше
1000 кг. Складні за своєю формою заготовки деталей можна отримувати тільки литтям.

2.4 Показники точності заготовок

Заготовкою в машинобудуванні прийнято називати напівфабрикат, якому подальшою механічною обробкою надаються остаточні форма, розміри та якість поверхні. В машинобудуванні основними технологічними методами виготовлення заготовок є ливарне виробництво та обробка матеріалів тиском. В кожному з цих методів є значна кількість технологічних способів, які застосовуються в залежності від багатьох факторів – типу конструкційного матеріалу, маси та розмірів деталі, характеру виробництва, можливостей підприємства тощо.

• Точність розмірів. Цей показник характеризується відхиленням дійсних розмірів заготовки від заданих на кресленні і визначається класом розмірної точності. В заготівельному виробництві встановлено 22 класи розмірної точності. Чим більший номер класу розмірної точності, тим нижча точність, тобто більші відхилення реальних розмірів від заданих (класи розмірної точності 1, 2, 3т, 3, 4, 5т, 5…22).

• Шорсткість поверхні. Цей показник передбачає шорсткості – від Ra = 2÷100 мкм (для ступіней точності поверхонь від 1…17) і
  Rz = 500÷1000 мкм (для ступіней точності поверхонь від 18…22). Точність вважається тим вищою, чим менша шорсткість.

• Припуски на обробку. Припуском називається шар металу, який знімається з поверхні заготовки при її механічній обробці. Чим менший припуск, тим вища точність заготовки.

• Напуски. Напусками називаються дрібні елементи конструкції деталі, які неможливо виконати на заготовці, наприклад, невеликі отвори, канавки тощо. Їх утворюють при наступній механічній обробці.

• Коефіцієнт точності маси (коефіцієнт точності маси – weight accuracy coefficient). Цей показник визначають як відношення маси готової деталі до маси заготовки : .

• Коефіцієнт використання матеріалу (коефіцієнт використання матеріалу – material utilization factor). Його оцінюють як відношення маси готової деталі до маси металу, що був витрачений на виготовлення заготовки з урахуванням усіх технологічних відходів : .

---

Смотрите также файлы

• Posibnuk_PVZDM_chtamp.doc

• ONDR-konsp.doc

• Пример.doc

• СРС_2_для студентов.doc

• 2лаба.docx