Файл: Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов.pdf

Отношение называют гравитационным коэффициентом. Он

показывает, во сколько раз металл утяжеляется при данном режиме вращения.

Л. С. Константинов экспериментально установил, что для всех сплавов высокое качество отливки (хорошие механические свой­ ства и хорошая чистота поверхно­ сти) может быть достигнуто, если величина центробежной силы, дей­ ствующей на жидкий металл, будет такой, что эффективная плотность металла составит 340 г/см3.

ного значения, но для толстостенных отливок это важно, так как центробежная сила на наружной поверхности отливки достигает такой величины, что может произойти разрыв прилегающей к из­ ложнице поверхности металла, в отливке образуется трещина. По­ этому при большой толщине стенок отливки необходимо изменять скорость в процессе вращения формы. Вначале форму следует зали­ вать при минимальной скорости, затем по мере заливки формы и уве­ личения толщины стенки отливки скорость можно увеличивать до максимума, при котором поверхностный слой не будет поврежден.

При литье фасонных отливок скорость необходимо подбирать такой, чтобы было обеспечено заполнение формы и точное воспроиз­ ведение контуров отливки. Опытом установлено, что наилучшие ре-

417

зультаты достигаются, если скорость формы подбирается таким об­ разом, чтобы окружная скорость точки отливки, наиболее удален­ ной от оси вращения, составляла 3—5 м/с.

Окружная скорость v любой точки вращающегося тела опреде­ ляется по формуле

Например, требуется определить угловую скорость вращения формы на центробежной машине с вертикальной осью (рис. 239). Принимаем величину окружной скорости 5 м/с, а расстояние от оси вращения до наиболее удаленной от нее точки равным 0,35 м. Тогда после подстановки в формулу (19) получим

ТТТТТГчв = 137 об/мин.

§ 2. ФОРМЫ И МАШИНЫ

Формы для центробежного литья делят на м е т а л л и ч е с к и е и ф у т е р о в а н н ы е различными составами (песчаные). Форму выбирают в зависимости от геометрических размеров изготовляемой отливки, ее материала и производственной программы. Металличе­ ские формы целесообразно применять для изготовления большого числа одинаковых отливок без затрудненной усадки, когда наруж­ ный контур не мешает извлечению отливки из формы. Футерован­ ные песчаные формы целесообразно применять для отливок с затруд­ ненной усадкой, когда конфигурация их мешает извлечению из металлической формы, и для получения небольшой партии чугунных отливок без отбела.

Металлическую форму перед заливкой нагревают газовыми го­ релками или другим способом до 150—200 °С. После заливки их охлаждают до 150—200° С проточной водой в ванне либо обрызги­ ванием, для чего машины оборудуют специальной системой охлаж­ дения. Стойкость охлаждаемых металлических форм невелика. На­ пример, при литье труб массой до 50 кг форма выдерживает 400— 500 заливок, а при литье более крупных труб — только 200—300 за­ ливок. Это объясняется тем, что при интенсивном водяном охлаж­ дении в металлических формах (изложницах) возникают трещины, вследствие чего уменьшается их стойкость.

С у х и е т е п л о и з о л я ц и о н н ы е п о к р ы т и я при­ меняют для создания постоянного теплового режима формы, увеличе­ ния ее стойкости, а при литье чугуна — для получения отливок без отбела. В качестве сухих покрытий используют пылевидные огне­ упорные материалы, которые наносят на рабочую поверхность

418

формы. К таким материалам относятся кварцевый песок, фосфорит­ ная мука и др. Присыпка па поверхности формы удерживается цент­ робежной силой. Обычно присыпку вводят в форму по желобу при вращении формы с постоянной скоростью.

При пылевидном покрытии снижается скорость охлаждения отливки, но полностью избежать отбела чугуна не удается, кроме того, отливка получается несколько шероховатой, поэтому припуск на обработку должен быть не менее 4 мм. Применение присыпки увеличивает стойкость формы до 7 раз. При литье цилиндрических втулок со стенками толщиной 10—12 мм и диаметром до 100 мм стойкость формы может быть доведена до 3500 заливок чугуна. При литье цветных сплавов не рекомендуется присыпать формы.

Футерованные формы обычно изготовляют внемашины.Поэтому требуется несколько сменных форм. Песчаные формы можно футеро­ вать обычной формовочной смесью, стержневыми и специальными смесями. Сухие формы применяют для литья труб и фасонных деталей. Футерованные формы изготовляют несколькими способами: уплотнением на специальной пуансоно-шнековой машине, накат­ кой песчаной смеси на поверхность формы и пескодувным методом.

Машины для центробежного литья тел вращения бывают двух типов: шпиндельные и роликовые. Для литья коротких втулок, гильз, колец применяют шпиндельные машины с горизонтальной осью вращения, для литья длинных труб — роликовые машины с горизонтальной осью вращения, а для изготовления фасонных отливок — машины с вертикальной осью вращения.

На рис. 240 приведена шпиндельная центробежная машина для литья втулок, гильз, маслот. На этой машине можно изготовлять

419

цилиндрические заготовки диаметром до 300 мм и длиной до 350 мм; максимальная масса отливки 100 кг.

Машина состоит из изложницы 4, вала 3 с подшипниками, при­ вода, ограждения 8 с устройством для охлаждения изложницы, заливочного желоба 10, станины. Толщину стенок изложницы выби­ рают в зависимости от наружного диаметра отливки:

от него через ременную передачу и ступенчатые шкивы 2 передается движение полому валу 3, на котором закреплена металлическая форма-изложница 4. Вал машины имеет две опоры 6 на подшипни­ ках качения. Скорость вращения вала 625, 1000 и 1610 об/мин. Быструю остановку изложницы осуществляют колодочным тормо­ зом 11. Внутренняя поверхность формы имеет небольшой конус для легкого извлечения из нее отливки. Форма охлаждается водой и закрывается крышкой 5 с отверстием диаметром, равным внутрен­ нему диаметру отливки. Для предотвращения отбела торцовой части отливки в крышке делают проточку а, в которую набивают огне­ упорную массу. Крышку крепят специальными гайками со срезан­ ными фланцами. Металлическая форма находится внутри защит­ ного кожуха 7. На передней торцовой части кожуха установлена на петлях дверца 9 с отверстием для прохода заливочного желоба 10.

§ 3. ОСОБЕННОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ВТУЛОК, КОЛЕЦ, ТРУБ

Отливка чугунных втулок в металлических формах. Скорость вращения изложницы выбирают по указанным ранее в § 1 зависимо­ стям.

Процесс литья состоит из следующих операций.

1.Подготовка формы. Перед заливкой форму очищают от остат­ ков теплоизолирующей присыпки струей сжатого воздуха или щет­ кой и нагревают до 150—200° С. Такую температуру поддерживают

ипри следующих заливках. Затем форму закрывают крышкой, кото­ рую тщательно закрепляют, чтобы она не открывалась при враще­ нии формы.

2.Покрытие изложницы теплоизоляционным слоем. Включают двигатель, приводят форму во вращение и с помощью совка засы­ пают покрытие. Толщина теплоизолирующего слоя зависит от тол­ щины стенки отливки втулки:

Присыпка должна быть хорошо просушена и Просеяна через мел­ кое сито (№ 0063; 005).

3. Заливка форм. Перед заливкой желоб нагревают и вводят в изложницу так, чтобы металл, заливаемый в желоб, не застывал.

420

Желоб должен быть установлен по возможности низко, чтобы уменьшить высоту падения металла. Заливочный ковш следует футе­ ровать по шаблону соответственно объему отливки. Этим обеспе­ чивается приблизительное дозирование металла по объему. Металл не должен переливаться через край желоба. Продолжительность заливки 5—10 с для отливок массой до 10 кг, а для более крупных отливок не более 15 с. Температура чугуна при заливке в форму не должна быть чрезмерно высокой, так как это вызывает появление пригара, усадочной пористости и других дефектов в отливках. Ин­

заливки медленно отодвигают желоб. Изложница вращается до тех пор, пока температура отливки не снизится до 700° С. Для ускорения

охлаждения отливку после затвердевания обдувают сжатым воз­ духом, включают охлаждение и останавливают машину. Затем сни­ мают крышку изложницы и отливку удаляют клещами или толка­ телем. Форму продувают сжатым воздухом, и все операции повто­ ряют вновь.

При работе с футерованными крышками (для предупреждения отбела отливок с переднего торца) необходимо иметь несколько крышек для обеспечения ритмичной работы.

Для отливок чугунных маслот и втулок без отбела применяют формы, футерованные формовочной смесью, прочность которых должна быть 0,4—0,5 кгс/см2, влажность 4—4,5%.

Для нанесения футеровки изложницу с двумя крышками уста­ навливают на ролики центробежной машины. Внутрь вращающейся изложницы засыпают формовочную смесь, которая под действием центробежной силы распределяется неровным слоем по поверхности изложницы. Внутри изложницы двумя домкратами закрепляют скребок, плавно перемещающийся по вертикали. Этим скребком 1 рассчитанная доза формовочной смеси распределяется при вра­ щении изложницы, и образуется профиль наружной поверхности втулки (рис. 241, а). При опускании скребка слой смеси уплотня­ ется и прочно удерживается на стенках изложницы. Окончательную

421