ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2019
Просмотров: 721
Скачиваний: 1
10. Литейное производство. Литейные сплавы и их свойства.
Литейные сплавы получают сплавлением двух или нескольких металлов и неметаллов. Такие сплавы должны обладать хорошей жидкотекучестью и теплопроводностью, повышенной пластичностью и др.
Практическое значение литейных сплавов определяет то, что они по некоторым свойствам (прочности, твердости, способности воспроизводить очертания литейных форм, обрабатываемости режущим инструментом и др.) превосходят чистые металлы.
Важное место в литейном производстве занимают сплавы с особыми физическими свойствами (к примеру, электропроводностью, магнитной проницаемостью и др.).
Для производства фасонных отливок применяют серые, высокопрочные, ковкие и другие чугуны, углеродистые и легированные стали, сплавы алюминия, магния, меди, титана и др.
Получение качественных отливок без раковин, трещин и других дефектов зависит от литейных свойств сплавов. К основным литейным свойствам сплавов относят жидкотекучесть, усадку сплавов, склонность к образованию трещин, газопоглощение и ликвацию. Жидкотекучесть — способность расплавленного металла течь по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры отливки.
Учитывая зависимость от жидкотекучести сплава выбирают минимальную толщину стенок отливок. При изготовлении мелких отливок из серого чугуна в песчаных формах минимальная толщина стенок составляет 3-4 мм, для средних — 8—10 мм, в для крупных — 12—15 мм; для стальных отливок, соответственно, 5—7, 10—12, 15—20 мм.
Усадка — процесс уменьшения объёма отливки при охлаждении, начиная с некоторой температуры жидкого металла в литейной форме до температуры окружающей среды.
Газопоглощение—способность литейных сплавов в расплавленном состоянии растворять водород, азот, кислород и другие газы. Степень растворимости газов зависит от состояния сплава: с повышением температуры твердого сплава она увеличивается незначительно, несколько возрастает при плавлении и резко повышается при перегреве расплава
Ликвация — неоднородность химического состава в различных частях отливки. Различают ликвации зональную и дендритную (внутризеренную).
Зональная ликвация — это в объёме всей затвердевшей литой детали. Дендритная химическая неоднородность - ликвация — химическая неоднородность в пределах одного зерна (дендрита) сплава. Ликвация зависит от химического состава сплава, конфигурации отливки, скорости охлаждения и других факторов.
11. Элементы литейной формы. Модельные комплекты. Ледниковая система.
Основные элементы литейной формы
Литейная форма (рис. 12) состоит из
нижней 1 полуформ
верхней 2 полуформ
отливки 3
стержня 5
и литниковой системы 6.
Верхняя и нижняя полуформы состоят из уплотненной песчаной смеси, называемой формовочной смесью, и металлических (иногда применяют другие материалы) рамок, называемых
нижней 9
верхней 7 опоками.
ушки 8 с отверстиями для штырей
Перед заливкой форму нагружают грузом 4.
Полость Литейной формы выполняется по модели 10, которая по своей конфигурации соответствует будущей отливке.
Стержень 5 изготавливают
в стержневом ящике 12;
стержневые знаки 11
Модель и стержневой ящик составляют единое целое и называются модельным комплектом.
Модельный комплект – оснастка, включающая приспособления, необходимые для образования рабочей полости литейной формы при ее формовке.
Модельный комплект включает литейную модель, модели литниковой системы, стержневые ящики, модельные плиты, контрольные и сборочные шаблоны. Литейная модель – приспособление, с помощью которого в литейной форме получают отпечаток, соответствующий конфигурации и размерам отливки. Стержневой ящик – формообразующее изделие, имеющее рабочую полость для получения в ней литейного стержня нужных размеров и очертаний из стержневой смеси. Модельные плиты формируют разъем литейной формы, на них закрепляют части модели и элементы литниковой системы.
Литниковая система – это система каналов и резервуаров для подвода расплавленного металла в полость литейной формы, её заполнения и питания отливки при затвердевании. – литниковая чаша; 2 – стояк; 3 – шлакоуловитель; 4 – питатель; 5 – выпор; 6 – прибыль.
12. Литье в песчаные формы.
Сущность процесса заключается в изготовлении отливок свободной заливкой расплавленного металла в песчаную форму. После затвердевания и охлаждения отливки осуществляется ее выбивка с одновременным разрушением формы. Способ ЛПФ наиболее распространенный.
Песчаная форма(ПФ) – разовая литейная форма, изготовленная из уплотненной формовочной смеси. ПФ состоит из двух полуформ. Для образования отверстий применяются песчаные стержни.
Формовочная смесь – кварцевый песок, 3 – 5% огнеупорная глина, каменноугольная пыль (для повышенной податливости формы), древесные опилки для образования пористости.
Стержневая смесь – более прочная на порядок формовочной смеси, т.к. в нее добавляют упрочнители (олифа).
Применяют во всех областях машиностроения. Получают отливки любой конфигурации 1…6 групп сложности. Точность размеров соответствует 6…14 группам. Параметр шероховатости Rz=630…80мкм. Можно изготавливать отливки массой до 250т. с толщиной стенки свыше 3мм.
Преимущества. Конфигурация 1…6 групп сложности. Возможность механизировать производство. Дешевизна изготовления отливок.
Возможность изготовления отливок большой массы. Отливки изготовляют из всех литейных сплавов, кроме тугоплавких.
Недостатки. Плохие санитарные условия. Большая шероховатость поверхности.
Толщина стенок > 3мм. Вероятность дефектов больше, чем при др. способах литья.
13.Специальные способы литья.
В оболочковые формы, по выплавляемым моделям, кокильное, под давлением, центробежное и другие.
Литье в оболочковые формы - процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, изготовленных по горячей модельной оснастке из специальных песчано-смоляных смесей. Формовочную смесь приготовляют из мелкого кварцевого песка с добавлением термореактивных связующих материалов.
Литье по выплавляемым моделям – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, рабочая полость которых образуется благодаря удалению (вытеканию) легкоплавкого материала модели при ее предварительном нагревании.
Литье в металлические формы (кокили) получило большое распространение. Этим способом получают более 40% всех отливок из алюминиевых и магниевых сплавов, отливки из чугуна и стали. Литье в кокиль – изготовление отливок из расплавленного металла в металлических формах-кокилях. Формирование отливки происходит при интенсивном отводе теплоты от расплавленного металла, от затвердевающей и охлаждающейся отливки к массивному металлическому кокилю, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства, чем у отливок, полученных в песчаных формах.
При центробежном литье сплав заливается во вращающиеся формы. Формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок. Центробежным литьем изготовляют отливки в металлических, песчаных, оболочковых формах и формах для литья по выплавляемым моделям на центробежных машинах с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Металлические формы изложницы изготовляют из чугуна и стали. Толщина изложницы в 1,5…2 раза больше толщины отливки. В процессе литья изложницы снаружи охлаждают водой или воздухом.
Литьем под давлением получают отливки в металлических формах (пресс-формах), при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляют под давлением. Отливки получают на машины литья под давлением с холодной или горячей камерой прессования. В машинах с холодной камерой прессования камеры прессования располагаются либо горизонтально, либо вертикально.
Электрошлаковым литьем Сущность процесса электрошлакового литья заключается в переплаве расходуемого электрода в водоохлаждаемой металлической форме (кристаллизаторе). При этом операции расплавления металла, его заливка и выдержка отливки в форме совмещены по месту и времени.
Непрерывное литье. Используют при получении отливок с параллельными образующими из чугуна, медных, алюминиевых сплавов. Отливки не имеют неметаллических включений, усадочных раковин и пористости, благодаря созданию направленного затвердевания отливок.
14. Классификация движений на металлорежущих станках.
Основные движения
Движение резания непосредственно обеспечивает процесс снятия слоя металла в виде стружки. Это движение в большинстве случаев сообщается инструменту, в некоторых случаях обрабатываемой детали, а иногда детали и инструменту одновременно. Движение резания всегда осуществляется от механического привода.
Движение подачи обеспечивает непрерывность процесса снятия стружки. Движение подачи также может сообщаться инструменту, детали или тому и другому одновременно.
Вспомогательные движения
Движения для настройки станка на заданные режимы резания
Движения для наладки станка в соответствии с размерами и конфигурацией обрабатываемой детали
Движения управления станком в процессе работы необходимы для включения, выключения и реверсирования приводов движения и подачи, для управления приводами взаимосвязанных движении и для управления вспомогательными приводами станка.
Движения для закрепления и освобождения рабочих органов станка
Обеспечивающие принудительную смазку узлов станка, подачу охлаждающей жидкости в зону резания, отвод стружки. и т. д.
Взаимосвязанные движения
Эти движения требуют особой настройки и поэтому в общем случае их следует называть взаимосвязанными. В зависимости от характера и назначения взаимосвязанные движения могут быть подразделены на пять видов.
Движение обкатки или огибания используется в специализированных станках для нарезания всех видов зубчатых колес, червяков, шлицевых валов и других аналогичных деталей.
резцом на токарно-вннторезных станках
и при фрезеровании.
Движение образования архимедовой спирали необходимо при нарезании торцовых резьб на токарных станках.
Движение образования сложных поверхностей используется при обработке конусов.
Движение деления может иметь особую связь с основными движениями, обеспечивая делительные повороты обрабатываемой детали на необходимый угол в определенные периоды работы станка.
15.Элементы режимов резания. Расчетные формулы.
Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания. К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания.
Для проведения расчетов необходимо иметь паспортные данные выбранного станка, а именно - значения подач и частот вращения шпинделя, мощности электродвигателя главного движения. При отсутствии паспортных данных расчет выполняется приблизительно, в проделах тех подач и частот вращения шпинделя, которые указаны в справочной литературе.
b – ширина среза (наибольшая длина контакта поверхности резания с режущей кромкой инструмента
t – величина слоя между обрабатываемой и обработанной поверхностями снимаемая за 1-н проход инструмента. При обработке наружного диметра t уменьшается на 2, внутреннего увеличивается на 2.
L – линейные размеры.
V м/мин расстояние в метрах резания, которая проходит обрабатываемая поверхность относительно неподвижного резца, за 1 мин. (или подвижный резец проходит по поверхности обработки за 1 минуту).
V зависит от N об/мин D – мм обрабатываемой поверхности или условный диаметр вращающего инструмента.
при точении или расточке резцов берется
наибольший диаметр обрабатываемой.
фрезы
Подачей называется путь, пройденный какой-либо точкой режущей кромки инструмента, относительно заготовки, за один оборот заготовки (режущего инструмента), либо за один двойной ход режущего инструмента.
n – частота вращения реж. инструмента. Z – число зубьев.
При черновой max, при чистовой от Ra
S – скорость подачи мм/об. расстояние в миллиметрах на которое передвигается каретка суппорта за 1 об шпинделя. (So)
Sm – скорость подачи мм/мин где движение шпинделя и движение подачи не связанно, мм по движению подающих узлов за 1 минуту (минутная подача)
S2x мм/2х двойной ход строгальные и долбежные
Sz – мм/зуб если So=0.40 мм/об то подача для сверла с 2-мя режущими кромками в перерасчёте на 1 режущую кромку 0.20.
черновая обработка t >2;
получистовая и чистовая обработка t = 2,0 - 0,5;
отделочная обработка (3,2 мкм і Ra > 0,8 мкм) t = 0,5 - 0,1.
При сверлении глубина резания t=0,5·D, при рассверливании, зенкеровании и развертывании t=0,5·(D-d) мм, где
D - диаметр осевого инструмента,
d - диаметр предварительно полученного отверстия, мм.
Периодом стойкости (стойкостью) режущего инструмента называется время его непрерывной работы между двумя смежными переточками. Выбор значения периода стойкости режущего инструмента рекомендуется сделать из следующего ряда:
15;30;45;60;90;120 мин.
16. Передаточное отношение. Виды передач.
Передаточное отношение – это отношение мгновенных угловых или линейных скоростей ведущего и ведомого звеньев. u = ω1/ω2.
Зубчатая и червячная передачи. Зубчатая передача является связующим звеном двух или более валов, либо вала с рейкой. Зубчатая передача от ведущего вала к ведомому служит для того, чтобы крутящие моменты и угловые скорости этих валов находились в требуемом отношении по величине и направлению.
Передаточным отношением зубчатой пары называется отношение угловых скоростей сопряженных зубчатых колес. В зависимости от числа ступеней, участвующих в изменении угловой скорости между ведущим и ведомым валами, зубчатые колеса разделяются на одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые и т. д.
Ременные передачи. Ременная передача осуществляется при помощи двух шкивов, закрепленных на валах, и надетого на эти шкивы с натяжением бесконечного ремня, имеющего прямоугольное, трапециевидное и реже круглое сечение (плоские, клиновые и круглые ремни. Наибольшее распространение получили плоские ремни — кожаные, хлопчатобумажные, пропитанные резиной, или хлопчатобумажные тканые.
Для создания и поддержания натяжения ремня в плоскоременной передаче применяют натяжной ролик
Цепная передача. Применяемые в станках цепи по характеру выполняемой работы делятся на три основные группы: приводные, грузовые и тяговые. Приводные цепи в большинстве случаев осуществляют передачу от источника движения или какого-либо передаточного механизма к приемному узлу станка. Цепи могут работать с большими скоростями (до 30 м/сек), как при малых, так и при больших межцентровых расстояниях. Приводные цепи имеют ту особенность, что одной цепью можно соединить и приводить в движение одновременно несколько валов.