4.Моделирование и расчёт процесса затвердивания.

Разбитые на сетку отливка вместе с литниково-питающей системой.

 

Наглядное изображение пористости

5. Описание конструкции модели и стержневых ящиков.

В массовом и крупносерийном производстве наибольшее распространение получили металлические и пластмассовые модельные комплекты. Это обусловлено тем, что металлическая оснастка  по сравнению  с деревянной имеет большую начальную размерную точность, которую она сохраняет в течении длительной эксплуатации . 
При проектировании модели необходимо стремиться к простоте конструкции, отвечающей выбранному технологическому процессу получения формы. Она должна быть легкая, прочная и достаточно жесткая.
Модель изготавливаем цельнолитой. Материал СЧ15. Размеры модели приводим с учетом усадки сплава.
Точность монтажа литниковой системы ±0.5 мм.
Модель крепится болтами и  штифтами по месту. Крепления моделей питателя, шлакоуловителя.

Стержневой ящик состоит из двух половинок: правой и левой. Половинки центрируются с помощью специального выступа на одной из половинок и соответствующей впадины на другой. Скрепляются половинки специальными скобами, которые не допускают раскрытия половинок стержневого ящика во время формовки. После окончания формовки скобы снимаются, половинки рассоединяются, и стержень выкладывают на драйер.

Металлические модели и стержневые ящики изготавливают из литых заготовок путём  их механической обработки.

6. Выбор формовочных и стержневых смесей.

Формовочная смесь :
Формовочная смесь:
1) Оборотная формовочная смесь                                          90 – 95%(от массы ЕФС);
2) Свежий кварцевый песок 1К1О202 по ГОСТ 2138-98        3 – 5 % (от массы ЕФС);
3) Связующее – бентонитовая глина П2Т1 по ГОСТ 28177-89       1,5 -- 2 %(сверх 100%);
4) Специальные добавки, которые формируют технологические требования смесей: уголь гранулированный по ТУ 12-1 – 76                                  0,5%(от массы ЕФС);
крахмалит                                                                     0,015 – 0,05% (от массы ЕФС);
5) Вода                                                                                                     до влажности 4%;

Для приготовления стержневой смеси используются бегуны типа 15101. Данный смеситель изготавливается в 2-х исполнениях:

1. с объемными дозаторами для отработанной смеси
2. с весовыми дозаторами

Объем замеса: 0.3 м3
В качестве стержневой используем смесь для стержней в холодной оснастке(ХТС).
Стержневая смесь:
1)Наполнитель – кварцевый песок 1К1О202 по ГОСТ 2138-98                             100%
2)Связующее – Фуритол 127                                                      1.5 -2%(от массы песка)
3)Катализатор – ортофосфорная к-та                         45 – 50 %(от массы связующего)

Физико – механические свойства формовочной смеси :

1. Предел прочности на сжатие сырых  образцов: 0.12 – 0.14 МПа.
2. Прочность сырых образцов  на разрыв не менее 0,12 МПа.
3. Газопроницаемость не менее 90 ед.
4. Уплотняемость 25 – 40% .
5. Содержание влажности  ( до необходимой  уплотняемости ) 3,2 – 3,8 %.
6. Общая глинистая составляющая 11- 14%.
7. Содержание углерода 1,5 – 2,6 %.
8. Концентрация водородных ионов (pH): 9,3 – 10,5.
9. Предел прочности в зоне конденсации влаги не менее 0,015 МПа.
10. Текучесть при статическом уплотнении не ниже 65%.
11. Формуемость  не ниже 75%.
12. Осыпаемость не более 1 %.

Физико-механические свойства стержневой смеси:

1. Предел прочности на сжатие сырых  образцов – 0,007-0,008 МПа.
2. Прочность на растяжение в сухом состоянии – 0,8-1,2 МПа.
3. Влажность – 2,8-3,4 %.
4. Газопроницаемость в сухом состоянии – не ниже 150 ед.

Порядок приготовления смеси.

1. Приготовление формовочной смеси производится в бегунах мод. 115 ориентировочная производительность одних бегунов 30т смеси в час
2. Состав одного замеса формовочной смеси приведен в табл.1.
3. Перед пуском бегунов визуально убедиться  в чистоте чаши бегунов через смотровую
дверку, стоя на площадке бегунов ;  проверить закрыты ли отверстия для взятия пробы формовочной смеси и выпуска смеси.
4. Включить бегуны с соблюдением всех требований согласно ИОТ №256. Количество оборотной смеси с кварцем песком на один замес определяется  объемом дозатора, ориентированного на массу 1400 кг. Дозирование и загрузка осуществляется автоматически.
5. Дозирование сухого песка производится на транспортируемою из – под выбивной решетки оборотную  смесь из расходуемого бункера через шайбу с ориентировочным диаметром  отверстие 26 мм , в расчете на 70 кг. Шибер подачи песка сблокирован с ленточным конвейером  и перекрывает подачу песка при его остановке.
6. Дозирование глинистой составляющей в количестве  21 кг. На один замес осуществляется автоматически с помощью реле времени из расходного бака над бегунами по трубопроводу, обеспечивающему подачу глинистой суспензии  с ориентировочным расходом 0,006 м3 / с  (6  л / с)
7. Дозирование угля гранулированного осуществляется автоматически с помощью объёмного дозатора из расходного бака над бегунами.
8. По аналогии производится дозирования крахмалита в количестве  0,28 кг.
9. Время перемешивания составляющих при работе в автоматическом  режиме определяется с момента прекращения подачи глинистой суспензии до момента открытия разгрузочной дверки  и должно составлять 45 – 50. Общее время приготовления одного замеса 70 с.
10. Воду добавляют до достижения необходимой влажности 2,8-3,5%.
11. В случае несоответствия влажности формовочной смеси  корректируется доза глинистой суспензии изменением времени дозирования в большую сторону при плохой влажности и в меньшую сторону  при повышенной влажности.
12. Выгрузка готовой формовочной смеси из бегунов осуществляется автоматически на ленточный конвейер ЛК 35 (ЛК5) для транспортирования на участок формовки.
13. В процессе работы следить за работой всего смесеприготовительного оборудования и приготовительного участка , их работа должна быть согласованной.
14. В процессе работы осуществлять постоянный визуальный контроль за наличием отработанной смеси в резервном бункере.  
15. В процессе работы строго соблюдать правила техники безопасности.

7. Выбор оборудования.

Для плавки чугуна марки СЧ15 используют в основном вагранки. Это обусловлено рядом  условий:
-дешевизна процесса плавки и плавильного оборудования;
-можно получить качественную отливку без каких-либо дополнительных обработок;
-возможность получения заданных технологических, физических и механических свойств.

В настоящее время около 95% вторичной плавки чугуна осуществляется в вагранках(в основном на промышленных заводах Беларуси). Нельзя предполагать, что вагранка в ближайшее время будет полностью вытеснена другими плавильными печами, особенно в связи с растущей конвейеризацией литейного производства, в условиях которого непрерывный выпуск металла из плавильной установки имеет существенное значение.    

Для налаживания производства данного типа отливок используется комплексная автоматическая литейная линия ИЛ225. Она предназначена для изготовления отливок из стали и чугуна в сырых одноразовых формах в условиях массового и крупносерийного производства.

Техническая характеристика линии ИЛ225:
1)Размеры опоки:    в свету – 1000*800 мм;
высота – 350 мм;
габариты в плане – 1450*1060 мм;

2)Производительность цикловая – 240 форм/ч;
3)Наибольшее усилие прессования – 2350 кН;
4)Давление прессования – до 4 МПа;
5)Наибольшая металлоемкость формы – 70 кг;
6)Скорость движения опок по роликовым конвейерам – 4 – 6.75 м/мин;
7)Скорость охлаждения формы – 30 – 90 мин;
8)Число комплектов опок – 100;
9)Число комплектов подопочных плит – 90;
10)Установленная мощность – 115 кВт;
11)Расход формовочной смеси – 75 – 110 м3/ч;
12)Число операторов – 5;
13)Габаритные размеры линии – 65200*9300*6855 мм;
14)Общая масса линии – 220 т;

Вся линия разделена на 5 технологических участков:
1)формовка
2)сборка форм
3)заливка
4)охлаждение
5)выбивка

Технологический цикл изготовления отливок на линии разделен на следующие составляющие:
1)формовка нижних и верхних полуформ;
2)простановка стержней в нижние полуформы;
3)2-хкратная кантовка верхних полуформ;
4)сборка форм;
5)укладка форм на подопочные плиты;
6)прижим собранных полуформ перед заливкой;
7)заливка;
8)охлаждение форм;
9)снятие форм с подопочных плит;
10)выдавливание кома из опок;
11)выбивка форм;
12)разъединение (распаровка) комплекта пустых опок;
13)очистка опок;
14)подача опок на участок формовки

Все технологические участки соединены между собой посредством приводных и неприводных роликовых конвейеров.

Изготовление форм и стержней осуществляется на формовочном участке линии. Формы на данной линии изготавливаются методом верхнего прессования при нижнем расположении модельного комплекта. Равномерность уплотнения смеси в форме обеспечивается использованием дифференциальной многоплунжерной головки и дополнительной вибрацией. Для данной линии используется автомат формовочный прессовый В440М1

Технические характеристики автомата В440М1:
1)Производительность -  240 полуформ/ч;
2)Усилие прессования -   2350 КН;
3)Давление прессования – 4 МПа;
4)Расход формовочной смеси – 80 м3/ч;
5)расход сжатого воздуха – 12.5 – 16.5 м3/мин;
6)Габаритные размеры:   длина – 4000 мм;
ширина – 4000 мм;
высота – 6625 мм;
7)Масса – 38000 кг

Автомат имеет механизм засыпки, состоящий из бункера и питателя, который служит для равномерного распределения смеси по всему объему опоки. Он выполнен в виде сварного короба со встроенным цилиндром, перемещающим питатель на наполнительную рамку. Прессовая дифференциальная головка состоит из верхней и нижней плит и 35 гидроцилиндров.

Работа автомата: Опока с помощью толкателя поступает на наполнительную рамку. Рамка опускается вместе с опокой на модельный комплект. Одновременно происходит обдувание и опрыскивание модели разделительным составом. В комплект питатель при ходе вперед подает и равномерно распределяет формовочную смесь по всему объему. Вернувшись в исходное положение, питатель дает сигнал на включение прессования. С помощью рычажного механизма подвижная плита с дифференциальной головкой опускается и уплотняет смесь. После прессования толкатель пустой опокой выталкивает смесь на рольганг линии.

Для изготовления стержней используется машина стержневая пескодувная 8-мипозиционная автоматическая 4509С.

Техническая характеристика машины 4509С:
1)Наибольший объем стержня – 10 дм3;
2)Габаритные размеры ящика:     длина – 600 мм:
ширина – 400 мм:
высота – 100 мм:
3)Цикл производительности – 100 съемы/ч;
4)Объем рабочего резервуара – 25 дм3;
5)Габаритные размеры машины:     длина – 4700 мм;
ширина – 3850 мм;
высота – 2900 мм;
6)Масса – 14000 кг

Механизм надува состоит из резервуара, в который встроены пескострельная гильза, клапаны вдува и выхлопа. Поворотный стол выполнен из 8-мигранной литой тумбы, вращающейся на вертикальной стойке. К каждой грани крепятся кронштейны, на которых размещаются стержневые ящики. Печь состоит из пода и колпака с электронагревательными элементами. Под выполнен из огнеупора, колпак – сварной. Узел разборки и выдачи стержней состоит из следующих механизмов:
А) подъема верхней половины ящика
Б) выталкивания стержней из верхней и нижней половин ящика
В) выдачи стержней на рольганг

Нагретый до Т-ры 180-2700С в печи ящик подается на позицию надува I. Одновременно с надувом открывается шиберный затвор, гильза загружается очередной порцией смеси. Поворотный стол подает ящик на позицию II. Эта позиция свободна и может использоваться для замены ящиков.
Позиции III – VII –позиции отверждения стержней.

Оборудование:

1. Бегуны смешивающие мод. 115.
2. Барабанный  магнитный сепаратор мод. СМ-63.
3. Полигональное сито с диаметром ищеек   2,2 мм.
4. Система ленточных конвейеров, КЛ-116, В-800, В-1000.
5. Совок для отбора по ориентировочными размерами 130 * 100 * 40 мм.
6. Секундомер.
7. Бункер для хранения оборотной смеси.
8. Набор шайб с отверстиями для дозирования сухого кварцевого  песка.
9. Автоматическая система раздачи смеси по бункерам  с ЛК10.
10. Расходный бак над бегунами для подачи  глинистой суспензии, ориентировочной объем 8м³.
11. Емкость для замера удельного веса глинистой составляющей объемом не менее 0,0015 м³. (1,5 л) высотой 300мм.
12. Емкость для дозирования жидкой противопригарной эмульсии , ориентировочный объем 0,001 м³ (1л).
13. Емкость для хранения крахмалита объемом 0,001 м³ (1л).
14. Резервный бункер для  хранения оборотной смеси, ориентировочный объем 20 м³.
15. Лопата совковая с длиной черенка не менее 1,6 мм  ГОСТ 19596.

 

1<<перейти к странице >> 3