Файл: Сосненко, М. Н. Развитие литейного производства.pdf

выполняемые операции — использованием большого количества разнообразной модельно-литейной оснаст­ ки, приспособлений и инструментов. Чтобы обеспечить высокое качество отливок, литейщикам приходится использовать большое количество разнообразных спе­ циальных (цирконовый песок, синтетические смолы и др.) и вспомогательных (жеребейки, шпильки, капро­ новый шнур, восковые фитили, асбестобитумный шнур, прокладочная глина, клеи и др.) материалов.

Чтобы механизировать производство отливок, по­ высить, их выпуск и качество, в современных литейных цехах осуществили специализацию труда. Процесс литья расчленен на отдельные технологические ста­ дии ('СМ. рис. 2), выполняемые коллективом литейщи­ ков различных профессий (формовщик, стерженщик, плавильщик, обрубщик и другие). С учетом этого, крупные и механизированные литейные цехи подраз­ деляются на несколько отделений, в каждом из кото­ рых производятся вполне определенные технологичес­ кие операции.

В смесеприготовнтельном отделении готовят фор­ мовочные и стержневые смеси, литейные краски и дру­ гие составы, необходимые для изготовления форм и стержней. При этом исходные материалы (свежие пески, глины, связующие и др.) поступают сюда со склада формовочных материалов, а также с участка выбивки отливок (бывшая в употреблении горелая смесь). В стержневом отделении изготовляют и сушат стержни, которые затем передают в формовочно-сбо­ рочное отделение. Там изготовляют, упрочняют и соби­ рают формы, готовят их к заливке. Нередко в этом же отделении осуществляют заливку форм, охлаждение и выбивку отливок и горелой смеси из опок. В плавиль­ ном отделении в вагранках, электрических и других печах расплавляют исходные металлические шихтовые материалы, а затем специальными методами обработ­ ки (легированием, рафинированием, модифицирова­ нием, дегазацией и др.) приготовляют требуемый по химическому составу и свойствам расплав. При этом необходимые для плавки материалы доставляют со склада шихты. В заливочном отделении литейные фор­ мы с помощью разливочных ковшей заполняют рас­ плавом. Ремонт и сушку ковшей производят в ковшо-

23

вом отделении. В очистном отделении из отливок вы­ бивают стержни и очищают их поверхности от при­ ставших и пригоревших формовочных материалов. В обрубном отделении с поверхности отливок удаляют заусенцы и заливы, придают им товарный вид.

Процесс получения отливок заканчивается их при­ емкой, во время которой контролируют размеры и соответствие качества техническим условиям (химиче­ ский состав, механические свойства и др.). Прошед­ шие контроль отливки направляют на склад, а затем

вмеханический цех завода для дальнейшей обработки. Чтобы отливки во время их хранения и транспортиро­ вания не ржавели, а значит, и не теряли хорошего то­ варного вида, многие отечественные чугунолитейные цехи (московского завода «Станколит», Коломенского завода тяжелых станков и др.) производят их грунто­ вание. Эта операция заключается в декоративной от­ делке и последующем покрытии не подвергающихся механической обработке поверхностей отливок специ­ альными густыми красками-грунтами. Разработанные

впоследние годы безвоздушный и электрофизические - методы грунтования обеспечивают высокое качество покрытия при минимальном расходе грунта, а также

благоприятные санитарно-гигиенические условия тру­ да при выполнении этой операции.

Модели и стержневые ящики изготовляют в мо­ дельном цехе, который на крупных заводах является самостоятельным цехом, а на мелких входит в состав литейного цеха.

«Биография» промышленных машин (станки, тур­ бины, автомашины и т. д.) начинается в конструктор­ ском отделе машиностроительного завода или в спе­ циальном конструкторском бюро, где создают их проект, производят необходимые расчеты и изобра­ жают на бумаге в виде чертежей машину в целом и ее отдельные детали. На чертеже (рис. 5, а), с учетом назначения и условий работы детали (рис. 5,6), кон­ структор указывает ее форму, материал и размеры, знаками в виде треугольника с рядом стоящей цифрой отмечает требуемый класс шероховатости поверхно­ стей, подлежащих механической обработке (VI, Ѵ2, ѴЗ — очень шероховатая поверхность, Ѵ4, Ѵ5, \у6 — менее шероховатая поверхность, Ѵ7— .V14—

24

Рис. 5. Схема разработки технологического процесса получения

поверхность с весьма низкой шероховатостью). Шеро­ ховатость поверхности деталей и отливок характери­ зуется высотой неровностей, допускаемых на их по­ верхностях. Требуемая шероховатость, поверхностей деталей достигается путем соответствующей механи­ ческой обработки отливки (точением, 'фрезерованием, шлифованием и др.).

Процесс производства машины начинается в тех­ нологическом отделе завода, где выбирают методы изготовления деталей и их сборки, а также в техноло­ гических бюро отдельных цехов (литейный, кузнеч­ ный и др.), производящих заготовки деталей машин (отливки, поковки и др.).

Задача технологического бюро литейного цеха за­ ключается в проектировании процесса получения от­ ливки (рис. 5, в). Она решается технологом-литейщи­ ком на основе чертежа детали (рис. 5, а). Разработка технологического процесса начинается с установления требований, предъявляемых к детали, а следовательно, и к отливке. В ходе дальнейшей работы технолог вно-

25

сит изменения в конструкцию детали: упрощает внеш­ ние и внутренние очертания путем ликвидации отвер­ стий малого диаметра, зубьев шестерен, мелких вые­ мок и пазов, которые более легко могут быть получены при последующей механической обработке. Далее тех­ нолог выбирает рациональное положение отливки в форме во время ее заливки, назначает величину при­ пусков на механическую обработку отливки, выбирает плоскость разъема модели и формы. На вертикальные поверхности модели он назначает формовочные укло­ ны для облегчения ее извлечения из формы, намечает число стержней, необходимых для оформления отвер­ стий, внутренних полостей и наружных очертаний от­ ливки, а также параметры (высота, зазоры, уклоны) их знаков; выбирает тип литниковой системы и т. д.

В результате творческой работы технолога появ­ ляется чертеж модельно-литейной технологической разработки (рис. 5, г), направляемый в модельный цех для изготовления модели и стержневого ящика.

Труд литейщиков нелегок, требует подлинного мас­ терства, напряженной мысли. Особенно ответственна роль технолога-литейщика, разрабатывающего про­ цессы получения отливки. В современных условиях, когда технология, наука и техника достигли высокого уровня развития, ему приходится творчески решать многие задачи теории и практики. От принятых тех­ нологом решений зависят качество и себестоимость от­ ливки, а следовательно, технико-экономические пока­ затели работы литейного цеха. Вот почему разработка технологического процесса литья доверяется наиболее квалифицированным литейщикам, имеющим не только большой производственный опыт, но и солидную тео­ ретическую подготовку. Последнее особенно необхо­ димо, так как работа технолога базируется на знании и правильном использовании государственных стан­ дартов (ГОСТ), технических условий (ТУ) и другой документации, регламентирующей современное литей­ ное производство. Технолог, кроме того, должен хоро­ шо знать существующие в цехе производственные усло­ вия (типы формовочных и стержневых машин, грузо­ подъемность мостовых кранов, размеры опок и т, д.)

Приступая к разработке технологии, технолог дол­ жен сделать квалифицированный анализ литейной тех

26

Рис. 6. Отливка станины зубофрезерного станка модели Д-32 и литейная форма для ее получения:

с) — нетехнологично; б) — более технологично.

нологичностн конструкции детали. Под литейной тех­ нологичностью конструкции понимают выбор такой геометрической формы и такого материала литой де­ тали, которые, не снижая общих конструктивных тре­ бований, способствуют получению необходимого коли­ чества отливок с заданными эксплуатационными свой­ ствами и точной геометрией при наименьших затратах на их производство. При наличии недочетов в конст­ рукции детали технологу необходимо найти решения, позволяющие так ее улучшить, чтобы максимально упростить процессы получения отливок. В качестве примера из практики московского чугунолитейного ор­ дена Ленина завода «Станколит» на рис. 6 приводятся два варианта технологии получения отливки станины (масса отливки 1290 кг) — по неудачной и улучшен­ ной конструкциям детали. Изменение конструкции этой

27

Рис. 7. Отливки детали «корпус крышки»:

а) — из стали; б) — из ковкого чугуна.

детали позволило отказаться от сложной формовки в трех опоках, снизить число устанавливаемых в форму стержней, сократить другие материальные затраты.

На рис. 7 показаны две отливки детали «корпус крышки» из двух литейных сплавов. Поправка конст­ руктора, ошибочно принявшего в качестве материала отливки сталь, технологом-литейщиком, предложив­ шим заменить сталь ковким чугуном, позволила без ущерба для работоспособности детали резко повысить экономичность процесса получения детали (табл. 2).

Таблица 2

Показатели производства отливки детали «корпус крышки»

28

Рис. 8. Варианты расположения моделей на плитах:

а) — неэкономично; 6) — экономично.

Сложность процессов литья сильно затрудняет ра­ боту технолога, которому нелегко сразу найти опти­ мальные решения. В качестве примера на рис. 8 по­ казаны первоначальные и повторные варианты распо­ ложения моделей на плитах. Исправив свою ошибку, изменив в ходе производства расположение моделей на плитах, технолог добился максимально полного использования объема и металлоемкости формы. На металлоемкость форм также оказывают влияние пра­ вильный выбор и рациональное размещение в них эле-

29

а) б)

Рис. 9. Способы размещения прибылей в форме:

а) — над отливкой; б) — в стержне.

ментов питания отливки. Правильно поступил техно­ лог, разместив прибыль 3 в песчаном стержне 2 (рис. 9), так как ее расположение над отливкой 1 кро­ ме снижения металлоемкости формы потребует при­ менения более высокой верхней опоки и большего рас­ хода смеси, что увеличит трудоемкость формовочных работ.

Технологи завода «Компрессор» А. И. Гурко и С. С. Жуковский предложили новую технологию от­ ливки блоков цилиндров холодильных компрессоров марки АУ-150 и 2-АВ-15. Раньше отливаемые заводом блоки имели до 35% брака, который обнаруживали лишь при механической обработке. Основными видами брака были газовые и песчаные раковины на зеркале цилиндров; кроме того, значительное количество ци­ линдров не выдерживало гидравлических испытании и давало течь при давлении воды в 15—20 ат из-за на­ личия микропор в стенках цилиндров. Основной при­ чиной повышенного брака была несовершенная конст­ рукция литниковой системы с излишне увеличенным сечением основного элемента — питателя. Заливка блоков производилась через шесть эллиптических пи­ тателей общей площадью около 1300 мм2, однако это расчетное сечение питателей оказалось неэффектив­ ным, так как расплав помимо питателей свободно про­ ходил в зазор между центровым стержнем и формой, а чрезмерно большая скорость заливки способствова­ ла возникновению дефектов: попадая в форму с боль-

30

Рис. 10. Новая конструкция литниковой системы при получении отливки блока цилиндра компрессора

в песчано-глинистой форме.

шой скоростью, расплав засасывал воздух, что приво­ дило к образованию газовых пузырей. Кроме того, при этом получалась неоднородная структура металла по сечению отливки.

Для снижения брака и уменьшения массы прибы­ лен авторами была предложена новая конструкция

31

ЛИТЕЙЩИКИ

ЛОМАЮТ СУШИЛА----------------------------------------

современных литейных цехах широко применяют В наиболее экономичные сырые песчано-глинистые

формы, которые можно использовать без дополнитель­ ного упрочения — сразу после изготовления. Недо­ статком сырых форм является невысокая прочность, из-за чего их применяют для получения мелких и сред­ них отливок, масса которых обычно не выше 300 кг.

Учитывая это, при производстве более крупных от­ ливок издавна применяли (частично применяют и в настоящее время) более прочные сухие песчано-гли­ нистые формы. Однако большая длительность (6— 48 час.) сушки форм в громоздких сушильных печах, связанная со значительным расходом топлива и зага­ зованностью литейных цехов, коробление рабочей по­ верхности формы при сушке, снижающее точность и качество поверхности отливок, а также большая дли­ тельность цикла получения форм (при производстве крупных отливок она достигает 3—5 суток) не позво­ ляют считать технологию литья в сухие песчано-гли­ нистые формы рациональной.

Литейщикам удалось отказаться от сухих форм только в 50-е годы, когда были освоены новые связую­ щие материалы (быстротвердеющие крепители СП и СБ на основе сульфитной барды, жидкое стекло и др.). Их стали применять вместо традиционного, издавна «прописанного» в литейных цехах связующего мате­ риала — формовочной глины. Новые составы формо­ вочных смесей со связующими СП и СБ позволили ли­ тейщикам быстро освоить скоростную технологию по­