34. Специальные способы литья (кокильное, по выплавляемым моделям)

• Название: 34. Специальные способы литья (кокильное, по выплавляемым моделям)
• Дата: 01.12.2020
• Размер: 471.17 Kb.
• Имя файла: 7.docx
• Тип: Документы; #155536

34. Специальные способы литья (кокильное, по выплавляемым моделям).

При литье в кокиль отливки получают путём заливки расплавленного металла в металлические формы – кокили. По конструкции различают кокили: - вытряхные; - с вертикальным разъёмом; - с горизонтальным разъёмом. Полости в отливках оформляют песчаными, оболочковыми или металлическими стержнями. Для удаления воздуха и газов из полости формы выполняют вентиляционные каналы. Отливки из рабочей полости удаляют выталкивателями. Рабочую поверхность кокиля и металлических стержней очищают от ржавчины и загрязнений. Затем на рабочую поверхность кокиля наносят теплозащитные покрытия для предохранения его стенок от воздействия высоких температур. Теплозащитные покрытия наносятся пульверизатором на предварительно подогретый до 140-180 ºС кокиль слоем толщиной 0,3-0,8 мм. Заключительная операция – нагрев кокиля до 150-350 ºС.

Кокильное литьё применяют в массовом и серийном производстве. При литье в кокиль сокращается расход формовочной и стержневой смесей. Затвердевание отливок происходит в условиях интенсивного отвода теплоты, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства. Кокильные отливки имеют высокую геометрическую точность размеров и малую шероховатость поверхности, что снижает припуски вдвое по сравнению с литьём в песчаные формы. Недостатки: высокая трудоёмкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность изготовления сложных отливок.

Литьё по выплавляемым моделям

Этим способом отливки получают путём заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям погружением в керамическую суспензию с последующей обсыпкой и отверждением. Разовые выплавляемые модели изготавливают в пресс-формах из модельных сплавов, состоящих из парафина, стеарина и т.д. Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают в пресс-формы. После затвердевания модель 1 выталкивается в ванну с холодной водой (рис. 3.2). Затем модели собирают в модельные блоки 2 с общей литниковой системой

Рисунок. 3.2. Устройство литниковой системы.

Формы по выплавляемым моделям изготавливают погружением модельного блока в керамическую суспензию с последующей обсыпкой кварцевым песком. Затем модельные блоки сушат 2-2,5 ч. На модельный блок наносят 4-6 слоёв огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя. Модели из форм удаляют выплавлением в горячей воде. Затем оболочки 3 ставят вертикально в опоке и вокруг засыпают сухой кварцевый песок 4, после чего прокаливают не менее 2 ч при 900-950 ºС. Формы сразу после прокалки заливают расплавленным металлом 5. После охлаждения отливки форма разрушается. Керамическая суспензия позволяет точно воспроизвести контуры модели, а образование неразъёмной литейной формы с малой шероховатостью поверхности способствует получению отливок с высокой точностью размеров. Заливка расплавленного металла в горячие формы позволяет получать сложные по конфигурации отливки с толщиной стенки 1-3 мм.

7. Структурная схема технологической системы механической обработки

заготовок методом сверления. Ее характеристика.

7.1. Обработка осевым инструментом. Характеристика метода сверления

Сверление – это способ образования сквозных и глухих цилиндрических отверстий в сплошном металле заготовки рис. 1.



Рисунок 1. Параметры сечения срезаемого слоя при сверлении

Процесс стружкообразования при сверлении протекает в более тяжелых условиях по сравнению с точением, так как при сверлении более стеснен выход стружки и затруднен подвод смазывающей охлаждающей жидкости в зону резания. При сверлении обеспечивается точность обработки не выше 12-14-го квалитета и шероховатость поверхности мкм. Для получения отверстий более высокой точности и малой шероховатости поверхности после сверления на том же станке выполняются зенкерование и развертывание.

Для сверления используются сверлильные и редко – токарные станки. В качестве инструмента при сверлении применяется сверло. На сверлильных станках сверло совершает вращательное (главное) движение резания и продольное (движение подачи) вдоль оси отверстия, заготовка неподвижна. При работе на токарных станках вращательное (главное) движение совершает обрабатываемая деталь, а поступательное движение вдоль оси отверстия (движение подачи) совершает сверло.

К конструкциям деталей, обрабатываемых сверлением, предъявляется ряд требований, обеспечивающих их технологичность при обработке. Технологичной является конструкция детали, у которой отверстия выполняются сквозными, если к ним предъявляются высокие требования по точности; форма и размеры дна глухих отверстий соответствуют форме и размерам стандартного сверла; поверхность, в которую врезается сверло, перпендикулярна направлению его движения; отсутствуют глубокие сквозные, глухие отверстия и отверстия с выточками; отверстия в детали с несколькими соосными отверстиями должны располагаться так, чтобы их диаметры уменьшались в одном направлении.

Параметрами режима резания при сверлении являются:

а) глубина резания – это расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, мм

- при сверлении;

- при рассверливании;

где – диаметр сверла, мм;

– диаметр отверстия, мм.

б) подача – путь сверла вдоль оси за один его оборот, мм/об;

Так как режущих кромок у сверла две, то иногда определяют подачу на зуб:

, мм/зуб.

в) Скорость резания – окружная скорость наиболее удаленной точки от оси сверла, м/мин:



где – частота вращения сверла, об/мин.

9. Структурная схема технологической системы механической обработки заготовок методом развертывания. Ее характеристика.

Зенкерование и развертывание

Это виды обработки применяются для получистовой и чистовой обработки отверстий, предварительно полученных сверлением, отливкой, штамповкой и т.п.

Рисунок 3. Элементы режима резания и срезаемого слоя при зенкеровании (слева) и развертывании (справа)

Зенкерование – получистовая обработка рис. 3, левый, обеспечивающая по точности обработки 8-9 квалитет и шероховатость поверхности мкм.

Развертывание – чистовая обработка отверстий рис. 3 правый, обеспечивающая по точности 6 – 8 квалитет и шероховатость поверхности до мкм.

Зенкерование и развертывание выполняется на сверлильных станках.

Зенкерование осуществляется режущим инструментом – зенкером, который внешне похож на спиральное сверло, но в отличие от него имеет 3-4 режущие кромки и не имеет перемычки. Рабочая часть зенкера состоит из режущей и калибрующей частей. Угол при вершине зенкера 2 = 60–120 в зависимости от обрабатываемого материала.

Режущим инструментом при развертывании является развертка, рабочая часть которой тоже состоит из режущей и калибрующей частей. Развертка имеет 6 – 12 режущих кромок, за счет чего она может лучше центрироваться в отверстии и этим обеспечивается более высокая точность обработки и лучшая шероховатость поверхности. Угол при вершине развертки может быть 2 = 1 – 90 в зависимости от обрабатываемого материала. Изготавливаются зенкеры и развертки из быстрорежущей стали, а также могут оснащать пластинами из твердых сплавов.

Глубина резания при зенкеровании назначается в пределах = 0,5 – 5 мм, при развертывании – = 0,05 – 0,3 мм.

На сверлильных станках производят сверление, зенкерование, развертывание, зенкование, цекование, нарезание резьбы и обработку сложных комбинированных поверхностей (рис. 4).



Рисунок 4. Схемы обработки поверхностей на сверлильных станках

Сверлением (рис. 4, а) получают сквозные и глухие цилиндрические отверстия. Рассверливание (рис. 4, б) спиральным сверлом производят для увеличения диаметра отверстия. Диаметр отверстия под рассверливание выбирают так, чтобы поперечная режущая кромка в работе не участвовала. Зенкерование (рис. 4, в) также применяют для увеличения диаметра отверстия заготовки. В отличие от рассверливания зенкерование обеспечивает большую производительность и точность обработки.

Развертыванием (рис. 4, г) получают высокую точность и малую шероховатость обработанной поверхности. Развертывают цилиндрические и конические отверстия. Для развертывания конических отверстий цилиндрические отверстия в заготовке сначала обрабатывают коническим ступенчатым зенкером (рис. 4, м), а затем конической разверткой (рис. 4, н) со стружкоразделительными канавками и окончательно – конической разверткой (рис. 4, о) с гладкими режущими кромками.

Зенкованием обрабатывают цилиндрические (рис. 4, д) и конические (рис. 4, е) углубления под головки болтов и винтов. Обработку ведут зенкерами специальной конструкции, называемыми зенковками. Некоторые зенковки (рис. 4, д) имеют направляющую часть, которая обеспечивает соосность углубления и основного отверстия. Цекованием (рис. 4, ж, з) обрабатывают торцевые плоскости, которые являются опорными поверхностями головок болтов, винтов и гаек. Перпендикулярность торца основному отверстию достигается наличием направляющей части у цельной цековки (рис. 4, ж) и у пластинчатого резца (рис. 4, з). Нарезание резьбы (рис. 4, к) производят метчиком. Комбинированным инструментом получают сложные поверхности (рис. 4, и, л). Рассмотренные схемы обработки применяют и на станках с ЧПУ.

13. Инструментальные материалы: минералокерамика, синтетические

материалы и абразивные материалы. Их характеристика и область

применения.

Минералокерамика (режущая керамика). Основой минералокерамики является корунд (оксид алюминия ) – минерал кристаллического строения, состоящий из оксида алюминия. Получают корунды из глинозема в электропечах при высокой температуре, в связи с чем их принято называть электрокорундами. При добавке стекла, как связки, получают минералокерамические пластины марки ЦМ 332 (HRА 93, = 12500C, = 0,4 ГПа).

Оксиднокарбидная керамика (керметы) получается введением в состав основы (оксида алюминия) легирующих добавок – карбидов хрома, титана, вольфрама, молибдена – ВОК60 (HRА 92, = 12000C, = 0,6 ГПа).

Керамические материалы не имеют связующей металлической фазы, что снижает их разупрочнение при перегреве и делает возможным их применение при высоких скоростях резания. Недостатками являются их низкая прочность при изгибе, повышенная хрупкость и низкая теплопроводность. Высокая термостабильность в сочетании с высокой твердостью обеспечивает применение керамического инструмента для чистовой обработки заготовок повышенной твердости и прочности на высоких скоростях резания. Минералокерамика применяется в основном для чистовой обработки.

Синтетические материалы. К ним относятся искусственные алмазы и нитрид бора.

Нитрид бора – это искусственный минерал, не имеющий природного аналога, полученный в результате синтеза азота и бора. В зависимости от технологии производства образуются кристаллы кубического или гексагонального строения. Гексагональные – предпочтительнее, так как имеют лучшие физико-механические свойства. На их основе создан целый ряд материалов с торговым названием композиты. Например, эльбор (композит 01), который по твердости уступает только алмазу, а его теплостойкость в 2 раза выше, чем у алмаза (16000С). К этой же группе относится белбор (композит 02), гексонит (композит 10). Соединение кубического нитрида бора и оксида алюминия образует композит 05, твердость которого близка к твердости алмаза, а теплостойкость около 1800 С.

Для кубического нитрида бора характерны высокая химическая устойчивость, термостабильность. Однако, сравнительно низкая прочность и повышенная хрупкость позволяют применять такой инструмент только для чистовой обработки заготовок из хрупких твердых материалов (высокопрочные чугуны, закаленные стали).

Абразивные материалы. Абразивные материалы применяют для абразивной обработки, включающей шлифование, доводку, притирку и др. Они представляют собой мелкозернистые или порошковые вещества естественного или искусственного происхождения с высокой твердостью, температуростойкостью и износостойкостью. Абразивные материалы используют для изготовления инструментов для окончательной обработки деталей, когда к ним предъявляют повышенные требования по точности и шероховатости обработанных поверхностей. Естественные абразивные материалы (наждак, кварц, корунд) находят ограниченное применение в связи с неоднородностью их свойств. В промышленности в основном применяются искусственные абразивные материалы – электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, окись хрома и т.д.