Характеристика, сущность и типы литейного производства. Способы литья: в песчаные и оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением. Элементы литейной формы и литейные сплавы, требования к сплавам и их эксплуатационным свойствам.
В первой половине XIX в. художественное литье еще не было прерогативой какого-то одного железоделательного завода, оно выпускалось на многих уральских предприятиях (первые образцы лить Воткинского завода относятся к 30-м годам XIX в.), литье выпускалось как на частных, так и на казенных заводах - Каменском, Кушвинском, Верх-Исетском и многих других, в том числе и на Воткинском. Но литье из чугуна занимало лишь определенную часть заводской продукции и вовсе не было специализацией какого-либо металлургического предприятия. Поэтому количество заводов, где занимались литьем резко сокращается. Процесс изготовления любой детали из чугуна состоял из нескольких этапов: изготовление модели, которую затем отправляли формовщику для получения отпечатка в земляной форме, полученная форма сушилась и заливалась расплавленным металлом, после затвердевания земляная форма разрушалась и полученная отливка извлекалась извлекалась из формы, которая подвергалась тщательному осмотру с последующей обрубкой литников. Один из этапов в подготовке литейной отливки - формовка, она имеет целью приготовить формы для отливки в них расплавленного металла.Тяжелым и безрадостным был труд до революции, но стремление к красоте жило у рабочего человека, несмотря ни на что он любил свой завод, свою работу, гордился ею. Его натруженные руки могли изготовить не только многопудовый якорь, сложный механизм, но и изготовить маленький подсвечник-якорь, отлить ажурную полочку, изящное кресло, да так, чтобы этими изделиями любовался не только сам автор, его дети, внуки и правнуки.
План
Содержание
Введение
Характеристика литейного производства
Сущность литейного производства
Типы литейного производства
Элементы литейной формы и литейные сплавы
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Рабочие Воткинского завода издавна владели сложным искусством обработки металла. Здесь существовало высокоразвитое литейное производство, где отливали детали для нужд завода. В первой половине XIX в. художественное литье еще не было прерогативой какого-то одного железоделательного завода, оно выпускалось на многих уральских предприятиях (первые образцы лить Воткинского завода относятся к 30-м годам XIX в.), литье выпускалось как на частных, так и на казенных заводах - Каменском, Кушвинском, Верх-Исетском и многих других, в том числе и на Воткинском. Но литье из чугуна занимало лишь определенную часть заводской продукции и вовсе не было специализацией какого-либо металлургического предприятия. Стремительный подъем чугунного художественного литья, захвативший в первой трети XIX в. многие уральские заводы, стал постепенно спадать к середине столетия. Этому были две причины: спад монументально-декоративных форм чугунного художественного литья и не на каждом заводе были необходимые условия для выпуска высокохудожественного чугунного литья. Поэтому количество заводов, где занимались литьем резко сокращается. В развитие уральского художественного чугунного литья вмешиваются производственно-технические условия и экономика. Оно стало затухать там, где было искусственным или случайным и, наоборот, развивалось и расцветало там, где для этого были необходимые предпосылки и условия. (Павловский Б. В. 1975, с. 58-59). Поэтому, в отличие от каслинского, воткинское бытовое литье всегда играло роль подсобного производства, было невелико по количеству, но оно все же сохранилось на заводе. В основной массе оно достигло высокого художественного уровня, но некоторые образцы отличались техникой исполнения и совершенством.
Литье - это совокупность всех процессов получения металлических изделий путем выливания расплавленного металла, внутренняя полость которой соответствует отливаемому предмету. Процесс изготовления любой детали из чугуна состоял из нескольких этапов: изготовление модели, которую затем отправляли формовщику для получения отпечатка в земляной форме, полученная форма сушилась и заливалась расплавленным металлом, после затвердевания земляная форма разрушалась и полученная отливка извлекалась извлекалась из формы, которая подвергалась тщательному осмотру с последующей обрубкой литников.
Для того, чтобы получить отливку желаемой формы, брали готовый образец, чем и объясняется довольно широкое распространение в среде рабочих пепельниц, декоративных блюд и других бытовых предметов с нехарактерными для Воткинска мотивами. Многие эти предметы были отлиты на Воткинском заводе по образцу каслинского литья. С особым успехом выполнялись в Каслях произведения анималистичекого жанра (изображения животных).
Одна из причин этого успеха состояла в том, что в создание этих произведений мастера вкладывали свои наблюдения за жизнью уральской природы. Это же можно сказать и про оригинальное самобытные изделия воткинцев. Здесь изготавливали и пепельницы в форме головы коровы, кошки. На рамках фотографий порой можно было увидеть целую картину лесной жизни, подсмотренную автором и затем талантливо переданную в металле. Среди традиционно воткинских бытовых изделий отметим прежде всего печные дверцы. В фондах краеведческого музея имеется одно из таких изделий, на котором представлено изображение силуэта заводской башни- главного въезда на территорию завода. Еще одним характерным предметом чугунного литья являются подсвечники в форме якоря, которые отличались тонкостью, качеством отделки и исполнения. Надо отметить, что мотив якоря был, видимо, одним из влюбленных на заводе среди рабочих, т.к он встречается даже в деревянной резьбе наличников домов Воткинска.
В начале XIX в.на заводе занимались изготовлением бытового литья. В 1810 г. На Воткинский завод прибыл скульптор Карл Пост, к нему для усвоения навыков работы по камню и металлу были прикреплены дети мастеровых Василий Быстров и Иван Степанов. В 1816 году для обучения медальерному искусству были направлены школьники Александр Шемякин и Григорий Попов, которые проходили подготовку при Екатеринбургском монетном дворе.
Перед составителями данного католога вставала сложная интересная задача - попытаться найти где -либо в архивных документах конкретное упоминание о воткинском чугунном бытовом литье.
Просматривая дела государственного архива Свердловской области фонда №24, был обнаружен очень интересный документ: «Сличительные ведомости о денежных оборотах, ведомости о доходах и общим отчетом по заводам Камского-Воткинского горного округа на 1892г.». где есть упоминание о чугунном бытовом литье. В деле приведена таблица об изготовлении на заводе чугунных вещей, там записаны такие данные: колосников (для печей) изготовлено 5 на сумму 12руб. 64 коп., рамок - 1, блюд чугунных - 1 на сумму 3 руб. Рамки, колосники, блюда - типичные образцы литья воткинских рабочих.
В следующем деле № 3769 приведены данные по литейному цеху завода, указан состав формовочной земли для литья. На заводе оно состояла из кокса, каменного русского угля, журавлинского песка, белой глины. Один из этапов в подготовке литейной отливки - формовка, она имеет целью приготовить формы для отливки в них расплавленного металла. После формовки деталь просушивают, сушка могла происходить различными способами, самый простой из них - специально приспособленные листы с горячими угольями сверху. Формовку производили в опоках II и V категорий - специальных деревянных ящиках, разделенных на две разные половины, либо с помощью модельных досок. В опоки засыпали формовочную землю, которую тщательно трамбовали вручную. Этим обстоятельством как раз и объясняется то, что изделия воткинских местеров отличались меньшей тщательностью исполнения - поверхность некоторых изделий шероховатая, изображения не четкие. Дело в том, что в Каслях земляные породы, из которых изготовляли литейные формы имели высокое качество. При высокой вязкости и плотности, они хорошо пропускали газы от расплавленного чугуна. Наряду с этим каслинский чугун с большим содержанием кремния, по сравнению с другими, давал чрезвычайную тонкость отливки. При отливке воткинского чугуна случалось, что газы не удалялись полностью, а оставаясь в отливке, образовывали дефекты. Формовка художественного литья очень сложна, т.к. здесь очень мало геометрически правильных плоскостей и формы собирались из отдельно заформованных частей, сама же формовка требовала от рабочей большего опыта и художественного вкуса.
Воткинское литье находило свое распространение только в пределах заводского поселка, не шло на рынок.
Краткая характеристика процесса получения отливок и работы отделений литейного цеха.
Сущность литейного производства
Литейное производство - отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок.
Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300 т, длиной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных станов, турбинные лопатки и т. д.).
Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иного способа литья определяется объемом производственным требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами.
Типы литейного производства
Литейное производство характеризуется трудоемкостью и номенклатурой выпускаемой продукции.
Различают следующие основные типы литейного производства: единичное, серийное и массовое.
Единичное производство характеризуется выпуском в небольших количествах самого разнообразного литья. Производство отдельных отливок может периодически повторяться.
Серийное производство характеризуется периодичным выпуском литья ограниченной или широкой номенклатуры значительными или небольшими партиями.
Массовое производство характеризуется непрерывным выпуском в больших количествах определенной номенклатуры литья. Примером массового производства может служить выпуск в огромных количествах однообразных отливок литейными цехами автомобильных и тракторных заводов.
Серийность производства оказывает большое влияние на выбор методов изготовления форм, на характер применяемого оборудования и работу литейного цеха. Если единичное производство характеризуется применением ручных методов труда, малой механизацией производственных процессов, незначительным количеством применяемой оснастки, то в массовом и серийном рационально применять наиболее технически совершенное и высокопроизводительное оборудование, большое количество специальных приспособлений.
Элементы литейной формы
Литейная форма - это система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. На рис. 2, а показана литейная форма для тройника (рис. 2, б). Форма обычно состоит из нижней 2 и верхней б полуформ, которые изготовляют по литейным моделям 7 (рис. 2, г) в литейных опоках 5, 5. Литейная опока - приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении формы. Верхнюю и нижнюю полуформы взаимно ориентируют с помощью цилиндрических металлических штырей 4, вставляемых в отверстия приливов у опок. Для образования полостей, отверстий или иных сложных контуров в формы устанавливают литейные стержни 7, которые фиксируют с помощью выступов (стержневых знаков), входящих в соответствующие впадины в форме. Литейные стержни изготовляют по стержневым ящикам (рис. 2, д). Для подвода расплавленного металла в полость литейной формы, ее заполнения и питания отливки при затвердевании используют литниковую систему 8-11. После заливки расплавленного металла, его затвердевания и охлаждения форму разрушают, извлекая отливку (рис. 2, е)
ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ
Для производства отливок используются сплавы черных металлов: серые, высокопрочные, ковкие и другие виды чугунов;
углеродистые и легированные стали; сплавы цветных металлов;
медные (бронзы и латуни), цинковые, алюминиевые и магниевые сплавы; сплавы тугоплавких металлов: титановые, молибденовые, вольфрамовые и др.
Литейные сплавы должны обладать высокими литейными свойствами (высокой жидкотекучестью, малыми усадкой и склонностью к образованию трещин и др.); требуемыми физическими и эксплуатационными свойствами. Выбор сплава для тех или иных литых деталей сложной задачей, поскольку все требования в реальном учесть не представляется возможным
Вывод
Тяжелым и безрадостным был труд до революции, но стремление к красоте жило у рабочего человека, несмотря ни на что он любил свой завод, свою работу, гордился ею. Его натруженные руки могли изготовить не только многопудовый якорь, сложный механизм, но и изготовить маленький подсвечник- якорь, отлить ажурную полочку, изящное кресло, да так, чтобы этими изделиями любовался не только сам автор, его дети, внуки и правнуки.
Коллекция предметов воткинского чугунного литья в фондах Удмуртского республиканского краеведческого музея пока невелика. Она отображает многообразие форм и назначение предметов, формировалась на протяжении более чем 20 лет. Подобная коллекция не единственная в Удмуртии. Интересные образцы чугунного литья выставлены в экспозиции «Выставки истории Воткинского машиностроительного завода»,имеются подобные образцы у воткинских коллекционеров, краеведов, кроме того, до сего времени в семьях потомственных воткинских рабочих сохранились единичные экземпляры и даже небольшие коллекции, формировавшиеся на протяжении длительного времени.
