Литье по газифицируемым моделям - Курсовая работа

Способ литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) основан на применении отличного от традиционного подхода к формообразованию. При традиционном подходе форма изготовляется по удаляемой из нее после формовки модели. Это обусловливает применение сложной оснастки, приводит к удорожанию процесса изготовления форм, снижает размерную точность получаемых отливок и повышает общую трудоемкость их изготовления. При литье по газифицируемым моделям формы изготовляются по моделям, которые не удаляются, а остаются в форме, подвергаясь затем газификации в процессе ее заливки сплавом. Применение отдельных модификаций ЛГМ позволяет изготовлять отливки, по точности не уступающие отливкам, полученным литьем под давлением, а по качеству поверхности - полученным кокильным литьем при несравнимо меньших затратах на производство.Модели изготовляются из пенополистироловых блоков механической обработкой, а для отливок сложных конфигураций из вспененного полистирола - в специальных пресс-формах. Процесс изготовления формы сводится к засыпке модели в опоке сухим песком при равномерном уплотнении его вибрацией. а б Отливка (а) и модель из пенополистирола (б), применяемая при ее изготовлении Отсутствие разъема формы и модели обеспечивает повышенную точность отливки и исключает образование облоев и дефектов, связанных со смещением полуформ. При индивидуальном и мелкосерийном производстве крупных отливок применяют цельные, не извлекаемые из формы пенополистироловые модели, разъемные газифицируемые модели, извлекаемые из формы модели из пенополистирола, частично извлекаемые и комбинированные, состоящие из деревянной извлекаемой модели с отъемными частями из пенополистирола.отливка плавление пенополистирол испарение Основным материалом для изготовления моделей является пенополистирол. Пенополистирол получают при суспензионной полимеризации стирола. Гранулы пенополистирола подвергают тепловой обработке в присутствии порообразователя. При этом объем гранул увеличивается в 30-40 раз, а плотность падает с 600 до 18-25 кг/м3.В процессе нагрева при температуре выше 80 °С пенополистирол переходит из стеклообразного состояния в эластичное, а при температуре выше 239 °С - в вязкотекучее. Температуру, равную 239 °С, считают температурой плавления пенополистирола Тм. При температуре 340 °С пенополистирол начинает интенсивно испаряться. Поэтому эту температуру считают температурой кипения пенополистирола. Шуляка, при температуре 700 °С содержание паров составляет 87 %, газов - 11 % и твердой фазы - 2 % [7].Максимальная скорость заполнения формы должна быть ограничена исходя из следующих положений. Количество жидкой фазы в конце заливки увеличивается с ростом скорости заполнения формы. Жидкая фаза имеет тенденцию скатываться на зеркале расплава на периферию, т.е. к границе модели и формы.При литье алюминиевых сплавов процесс деструкции модели сводится к плавлению модели и испарению жидкой фазы. Скорость плавления модели в зависимости от плотности пенополистирола рпп, кг/м3, температуры сплава Тсп и толщины зазора S, мм, можно рассчитать по формулеДля вычисления скорости сплава в полости формы VM справедлива следующая формула: (2.3) где Snum - суммарная площадь сечения питателей литниковой системы; р - расстояние от уровня подвода сплава до верхней точки полости формы; Для строгого ее применения необходимо определить или оценить влияние величины противодавления Рф. Величина Рф имеет наибольшие значения в начальный период заливки, а затем убывает. Как показывают экспериментальные данные, величина Рф превышает атмосферное давление не более чем на 0,002 МПА при достаточно высокой суммарной газопроницаемости стенки формы.При разработке технологического процесса изготовления отливок при литье по газифицируемым моделям необходимо решить следующие вопросы: • определить способ изготовления формы; • определить метод изготовления формы; • решить вопросы питания отливки, обосновать конструкции прибылей и выполнить их расчет; При серийном производстве и массе отливок из железоуглеродистых сплавов до 500 кг, а из алюминиевых сплавов - до 100 кг отливки изготовляют в формах из песка, который уплотняют вибрацией. Формы изготовляют с применением облицовочной и наполнительной смеси, а для отливок массой более 500 кг - с применением холодно твердеющих и жидких самотвердеющих смесей, а в качестве наполнительной смеси используют сырую песчано-глинистую смесь.Построение чертежа отливки проводится в соответствии с общими принципами, рассмотренными в учебнике «Технология литейного производства». На обрабатываемых поверхностях необходимо предусмотреть припуски на механическую обработку, а также технологические напуски на стенках отливки для обеспечения направленного затвердевания. На отдельных поверхностях следует предусмотреть уклоны, необходимые для извлечения модели из пресс-формы. В соответствии с ГОСТ 26645-85 при литье по газифицируемым моделям в зависимости от размеров и сложности отливок их точность соответствует классам точности от пятого до четырнадцатого. Припуск на механ

Содержание

Введение

1. Сущность и технологические схемы процесса

2. Анализ процессов происходящих при формировании отливок

2.1 Пенополистирол

2.2 Деструкция пенополистирола

2.3 Оптимальная скорость заливки

2.4 Кинетика плавления и испарения пенополистирола

2.5 Расчет литниковых систем

3. Технология изготовления отливок. Расчет основных технологических параметров

3.1 Выбор способа изготовления отливок и формы

3.2 Построение чертежа отливки

3.3 Выбор положения отливки в форме

3.4 Конструирование литниковых систем

3.5 Модельные блоки

3.6 Конструирование прибылей

Заключение

Список использованной литературы

Способ литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) основан на применении отличного от традиционного подхода к формообразованию. При традиционном подходе форма изготовляется по удаляемой из нее после формовки модели. Это обусловливает применение сложной оснастки, приводит к удорожанию процесса изготовления форм, снижает размерную точность получаемых отливок и повышает общую трудоемкость их изготовления. При литье по газифицируемым моделям формы изготовляются по моделям, которые не удаляются, а остаются в форме, подвергаясь затем газификации в процессе ее заливки сплавом. Это позволяет эффективно решить проблему повышения точности отливок при издержках производства, меньших, чем при обычном литье в песчано-глинистые формы. Впервые данный способ литья был применен американским архитектором Г. Шроером для изготовления художественной отливки. Газифицируемая модель была изготовлена из пенополистирола. Патент на способ литья по пенополистироловым моделям был получен в США в 1958 г. После этого способ начал широко распространяться во всех промышленно развитых странах. В 1968 г. в ФРГ, Англии, США и Японии было изготовлено 350000 т отливок с использованием данного способа литья. Диапазон массы изготовляемых отливок - от нескольких килограммов до десятков тонн. К настоящему времени разработано около 20 различных модификаций технологического процесса изготовления отливок при ЛГМ, создано технологическое оборудование, обеспечивающее получение отливок из разных сплавов при индивидуальном, серийном и массовом производстве. Применение отдельных модификаций ЛГМ позволяет изготовлять отливки, по точности не уступающие отливкам, полученным литьем под давлением, а по качеству поверхности - полученным кокильным литьем при несравнимо меньших затратах на производство.

В СССР освоение процесса литья по газифицируемым моделям было начато в 1963 г. инженером А.Р. Чудновским, которому было выдано авторское свидетельство на отечественный вариант ЛГМ. В 1965 г. при НТО «Машпром» был создан Комитет литья по газифицируемым моделям, который функционирует до настоящего времени. Комитет провел большую работу по организации и координации научно-исследовательских работ и пропаганде нового метода литья. Промышленное применение ЛГМ осуществлено на многих предприятиях. Разработаны теоретические основы производства отливок в формах из песка без связующих компонентов, теория формирования отливок, созданы новые марки /шейного пенополистирола ПС-1, ПС-4, ПСБ и ПСВ-Л. Применение ЛГМ позволило по сравнению с обычным процессом литья в песчано-глинистые формы снизить трудоемкость изготовления модели ка 30 % и трудоемкость формовки - на 25 %. При этом повысилась точность отливок. Разработаны процессы получения отливок в вакуумированных формах из песка (ГАМОЛИВ) и с применением вакуума и заливки форм под регулируемым давлением (ГАМОДАР). В настоящее время отмечается повышенный интерес к ЛГМ в связи с возросшими требованиями к качеству литья и гибкостью данной технологии при сравнительно низких затратах на ее внедрение.