Литьё в кокиль. Типы кокилей.

Кокиль—это литейная форма, изготов­ленная из металла. Основные достоинства кокилей по сравнению с песчаными формами — более высокие произво­дительность труда, точность отливок, качество их поверх­ности.

Кокили бывают неразъемные (вытряхные) и разъемные (рис. 2.6). Все применяемые типы кокилей могут быть одногнездные и многогнездные (т. е. для получения одной отливки или нескольких), немеханизированные (ручные), механизированные, автоматизированные и автоматические. Материалы, используемые для изготовления кокилей, должны хорошо противостоять термическим ударам, возни­кающим при заливке металла, иметь высокие механические свойства при повышенных температурах, хорошо обрабаты­ваться, быть недефицитными и недорогими. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет чугун, иногда используют сталь, алюминиевые и другие сплавы. Для мелких отливок из чугуна и стали материалом кокилей является чугун, леги­рованный хромом и никелем. Кокили для средних и круп­ных отливок из черных сплавов изготавливают из сталей, легированных хромом, молибденом и никелем. Формы для отливок из алюминиевых и магниевых сплавов выполняют из серого чугуна, а также из алюминиевых сплавов.

Рис. 2.6. Разновидности кокилей: а—вытряхной; б— с горизонтальной плоскостью разъема; в — с верти­кальной плоскостью разъема; г—створчатый с верти­кальной плоскостью разъема; д — створчатый с гори­зонтальной плоскостью разъема

Удаление газа из рабочей полости кокиля во время за­ливки металла осуществляется по разъему формы. Кроме этого, в плоскости разъема делают специальные каналы, а в стенках формы — вентиляционные пробки, через которые дополнительно удаляется газ.

Подвод металла в кокилях осуществляют сверху, снизу (сифоном) или сбоку через щелевые питатели. При подводе металла сверху возможно его разбрызгивание в полости формы. Поэтому такой подвод осуществляется для неслож­ных отливок, имеющих небольшую высоту.

Рис.2.7. Кокиль с зигзагообразным стояком и щелевым питателем.

При подводе ме­талла снизу (сифоном) металл поступает плавно (рис. 2.7). Для ослабления удара падающей струи применяют зигзаго­образные стояки.

Для предотвращения физико-химического взаимодей­ствия металла с формой на рабочую поверхность кокиля на­носят огнеупорное покрытие (кистью или пульверизатором). Полости, выполняющие литниковую систему, выпоры, прибыли и т. п., окрашивают более толстым слоем краски или покрывают специальными обмазками, чтобы предотвратить чрезмерное охлаждение металла при движении в каналах литниковой системы. В качестве огнеупорной основы красок используют пылевидный кварц, шамот, графит, окись цинка, тальк и другие материалы, связующим чаще всего является жидкое стекло. При литье сплавов на основе титана на ра­бочие поверхности кокилей напыляют плазменным методом вольфрам и молибден. При литье чугунных отливок хоро­шие результаты наблюдаются, если кокиль коптят ацетиле­новым пламенем.

Перед заливкой металла кокиль должен быть подогрет до необходимой температуры.

Билет 8

1. Индексация моделей литейных машин.

В литейных цехах машиностроительных предприятий можно встретить более 350 типоразмеров различного литейного оборудования и более 800 автоматических литейных линий. Такая обширная номенклатура технологического оборудования литейного производства требует определенного их условного обозначения.

Для обозначения моделей литейных машин принята пятизначная система индексации, например, индекс 22 2 1 1.

Первая цифра индекса показывает технологическую группу, которая обозначается цифрами 1... 11.

Если первая цифра: 1- то оборудование предназначено для подготовки формовочных материалов и приготовления смесей;

2 - для изготовления литейных форм и стержней;

3- для выбивки литейных форм и стержней;

4- для очистки отливок;

5- для литья в оболочковые формы;

6 - для литья по выплавляемым моделям;

7 - для литья под давлением;

8 - для литья в кокиль;

9 - для центробежного литья;

10 - для модифицирования, дозирования и заливки; 1 1 - прочее оборудование.

Вторая цифра показывает – технологический вид: 1 – вибростолы; 2 – формовочные машины; 3 – стержневые машины; 4 – пескометы и т. д

Третья группа цифр – конструктивный тип: 1 – пневмовстряхивающие машины без поворота платформ; 2 – тоже с поворотом платформ и т. д.

Четвертая и пятая цифры – типоразмер литейных машин или оснастки.

1. Ковочное оборудование. Основные операции ковки.

См. билет №6

1. Расточные станки: устройство, назначение.

Для получения отверстий путем сверления, зенкерования, расточки или развертывания в крупных литых заготовках применяют расточные станки, которые бывают горизонтально- и вертикально-расточные. На рис 5.27 показан общий вид горизонтально-расточного станка модели 262Г.

Рис. 5.27. Общий вид горизонтально- расточного станка модели 262Г

На литой станине 1 укреплена передняя стойка 2, по направляющем которой может вертикально перемещаться шпиндельная бабка 3 с горизонтально расположенным шпинделем 4, который получает главное (вращательное) движение резания (12,5 … 1600 мин^-1) и осевую (2,2…1760 мм/мин) подачу, параллельную плоскости стола. На шпинделе закрепляется борт-штанга с расточным резцом, второй конец поддерживается специальным люнетом 6 задней стойки 7. Обрабатываемую деталь (литые крупные корпуса редукторов, станины, массивные блоки двигателей и т. д.) укрепляют на столе 5, имеющем продольную и поперечную подачи. Движения подач на станке осуществляется как вручную, так и механически. Во время расточки отверстий вершина резца описывает круговую траекторию и вместе со шпинделем получает продольную подачу. Иногда продольную подачу сообщают обрабатываемой заготовкой вместе со столом; в этом случае шпиндель и резец получают только вращательное движение. Растачивание отверстий может производиться как резцами, установленными в борт-штанге, так и сверлами, зенкерами и развертками, закрепляемыми в шпинделе станка.

Билет 9

1. Кинематическая схема цепи подач токарно – винторезного станка.

Цепь подач на токарно-винторезных станках связывает вращение шпинделя (заготовки) с перемещением суппорта (инстру-мента) и позволяет получить различные подачи инструмента и нарезать резьбу резцом с определённым шагом. Для осуществления движения подачи и нарезания резьбы вращение вала VI производится от шпинделя V через подачу z₁₅/z₁₁ или звено увеличения шага резьбы z₃₉/z₁₂. Движение с VI-го вала на вал VIII передается напрямую через зацепление z₁₃/z₈ или через реверс подачи z₁₄/z₁₀∙z₉/z₈, используемый при нарезании левых резьб. Далее движение на вал IX коробки подач передается через гитару сменных шестерен с колёсами а, в, с. Особенностью данного станка является то, что при выполнении всех токарных работ и нарезании метрических и дюймовых резьб на гитаре сменных шестерен ставят колеса с постоянными числами зубьев а = 32, в = 87, с = 36, а при нарезании модульных и питчевых резьб – а = 39, в = 81, с = 30.

В кинематической схеме станка есть звено увеличения шага резьбы, состоящее из передачи z₃₉/z₁₂ используемое только при включенном механизме перебора (муфте М1), для получения резьбы с увеличенным шагом и при нарезании многозаходных резьб. Шаг резьбы при этом по сравнению с передачей через z₁₅/z₁₁ увеличива-ется в 16 раз. Рассмотрим передачу вращения от входного вала IX коробки подач на ходовой вал XIV станка при включённых муф-тах М2, М3, М5 (как показано на схеме). Для этого случая передаточ-ное отношение коробки подач примет вид:

		·		· (3.2)
iкп =

Уравнение кинематического баланса цепи для продольных S_пр. и поперечных подач S_поп. имеет вид:

1об.шп. ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ·
(3.3)

где m – модуль реечного колеса и рейки; t_х.в. – шаг ходового винта поперечной подачи в мм (поз. 75 рис. 1.3).

В этом случае вал IX, на котором находится колесо «с» гитары сменных шестерен, напрямую соединен с валом Х и движение предается сразу на вал ХII посредством зубчатых колес 7, 40, 41, и 43, жестко закрепленных на валу Х, и двух двойных блоков зубчатых колес Б6 и Б7 соответственно с колесами 3, 4 и 79, 42. Поскольку муфта М5 включена, то вращение передается блоку зубчатых колес Б8 вала ХIII с колесами 73 и 74. С помощью зацепления этих колёс с колёсами 47 и 48 на валу ХI при включенной муфте М3 может быть получено восемь различных скоростей вращения.

1. Литьё по выплавляемым моделям.

См. Билет №1(1 вопрос)

1. Диффузионная сварка.

Диффузионная сварка - способ соединения разнородных и однородных металлов, сплавов, неметаллических материалов в твердой фазе, осуществляемый путем диффузии атомов через поверхность стыка

Диффузионная сварка производится в вакууме или бескислородной среде. Образуется монолитное соединение. Диффузионной сваркой соединяются около 700 пар однородных и разнородных материалов, например, медь, серебро, титан, сталь, никель, твердые сплавы, керамика, КМК, стекло и т.д.

Параметры технологии процесса диффузионной сварки:

температура сварки до 0,7-0,8 Т плавления;

удельное усилие сжатия до 1-2 кгс/мм2;

время нагрева деталей до температуры сварки;

время охлаждения изделия;

степень разряжения в вакуумной камере от 0,1 до 5·10-3 мм рт с

Преимущества процесса сварки:

возможность получения соединений однородных и разнородных материалов;

малые деформации свариваемых деталей (5-7%);

безотходная технология;

экологически чистый процесс работы машин для диффузионной сварки;

отсутствуют расходные материалы (дорогостоящие припои, флюсы, пасты);

возможность получения соединения с большой площадью сварной зоны (ограничивается усилием привода сжатия установки);

единственно надежные способ получения гибких медных шин, связей, компенсаторов путем омоноличивания мест под болтовое соединение;

замена пайки на диффузионную сварку экономит дорогостоящие припои, значительно улучшает качество соединений: обеспечивает стабильный электрический контакт, переходное сопротивление соединения отсутствует, прочность, термическая и коррозионная стойкость увеличивается, внешний вид изделия безупречный, отсутствует окалина и следы побежалости;

диффузионная сварка меди с серебряной и никелевой фольгой заменяет гальванические покрытия

Билет 10

1. Оборудование для конденсаторной электроконтактной сварки.

Конденсаторная сварка-вид аккумулированной сварки. Энергия в конденсаторах накапливается при их зарядке от источника постоянного тока, а затем в процессе их разрядки преобразуется в теплоту, используемую для сварки. Конденсаторную сварку применяют в производстве электроизмерительных и авиационных приборов, часовых механизмов, фотоаппаратов, радиоламп и т.д.

К оборудованию для конденсаторной сварки предъявляют требования стабильности электрических характеристик и точной дозировки тока, а также стабильности сил сжатия. Конденсаторные машины обычно состоят из батареи конденсаторов, выпрямительных устройств, сварочного трансформатора, переключателя тока, разных вспомогательных устройств.

1. Последовательность изготовления литейной формы ручной формовкой в двух опоках.

В зависимости от материала, из которого изготовлены формы, они бывают разовые, неоднократно – и многократно используемые.

Разовые формы служат для изготовления только одной отливки. При извлечении отливки форма разрушается. Разовые формы изго-товляются из песчано-глинистой, песчано-смоляной и других смесей.

Неоднократно используемые формы (полупостоянные) изготовляют из высокоогнеупорных материалов (шамота, магнезита и др.). Эти формы выдерживают несколько десятков заливок.

Многократно используемые формы (постоянные), к которым относятся металлические формы. Их изготовляют из сплавов различных металлов. В такой форме может быть получено от нескольких сотен до десятков и сотен тысяч отливок.

В настоящее время для получения большинства отливок (около 80 %) используют песчаные формы. На рис. 3.1 изображены эскизы отливки, модели, стержня и разовой литейной формы. Форма состоит из двух полуформ 5 и 6, которые своими внутренними поверхностями и стержнем 4 образуют полость 7. Газопроницаемость смеси в форме повышают накалыванием вентиляционных каналов 10.

Рис. 3.1. Эскизы отливки (а), модели (б), стержня (в) и литейной формы (г) в сборе

Для вывода газов и воздуха из формы при ее заливке изготавливают выпор 3, по которому одновременно ведут контроль заполнения формы металлом.

Для заполнения полости формы литейным сплавом используется литниковая система. Она должна иметь, по возможности, малую массу и легко отделяться от отливки. Схема типовой литниковой системы для отливок из стали и цветных металлов приведена на рис. 3.2. Для отливок из серого чугуна шлакоуловитель не предусма-тривается. Литниковая система состоит из литниковой чаши 1, стояка (вертикального конического канала) 2, шлакоуловителя 3 и питателей 4).

Литниковая чаша служит для приема жидкого металла из ковша, частичного удержания шлака и передачи металла в стояк. В ней ослабляется динамический напор струи и частично отделяется от металла шлак. С целью экономии металла при производстве мелкого литья чашу заменяют конической воронкой.

Стояк 2 – вертикальный канал кру-глого, овального или иного сечения, который служит для передачи расплава из чаши к шлакоуловителю.

Рис. 3.2. Литниковая система

Шлакоуловитель 3в сечении бывает коническим или трапецеидаль-ным. Его располагают в верхней поло-вине формы. В шлакоуловителе металл тормозится, так как сечение его больше, чем у питателей. В результате этого шлаковые и земляные включения успе-вают всплыть на поверхность металла и задержаться в шлакоуловителе. Чаша, стояк и шлакоуловитель располагаются в верхней полуформе.

Питатель 4служит для подвода жидкого металла непосред-ственно в полость формы. В зависимости от конфигурации отливки может быть несколько питателей. Питатель располагается в нижней полуформе.

Во избежание брака в отливках литниковая система должна быть заполнена жидким металлом на протяжении всего времени заливки формы. Разрыв струи приводит кзасасыванию воздуха и шлака в полость формы и к образованию оксидных плен. Для обеспечения непрерывности заливаемого металла между элементами литниковой системы соблюдается определенное соотношение.

Для формирования внутренних полостей в отливках используют стержни (рис. 3.1, в). Стержни при заливке формы испытывают значительную тепловую и механическую нагрузку со стороны заливаемого сплава. Поэтому они изготавливаются из смесей, содержащих специальные крепители. Для их изготовления применя-ются стержневые ящики.