1.Сущность процессов литья металлов и задача литейного производства.Литьем (или литейным производством) называют метод производства, при котором изготовляют фасонные заготовки деталей путем заливки расплавленного металла в заранее приготовленную литейную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки детали. После затвердевания и охлаждения металла в форме получают отливку-заготовку детали.Основной задачей литейного производства является изготовление литейных сплавов отливок, имеющих разнообразную конфигурацию с максимальным приближением их формы и размеров к форме и размерам детали (при литье невозможно получить отливку, форма и размеры которой соответствует форме и размерам детали).Инструментом литейного производства является литейная форма - при образующее рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом и после охлаждения получают отливку.По степени использования формы делят на : разовые; полупостоянные; постоянные;Разовые формы служат для изготовления только одной отливки и изготовляют их из кварцевого песка, зерна которого соединены каким-либо связующим веществом.Полупостоянные формы - это формы в которых получают несколько отливок (до 10-20), такие формы изготовляют из керамики.Постоянные формы - формы, в которых получают от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч отливок. Такие формы изготовляют обычно из чугуна или стали.Различные по форме, размерам и точности отливки из различных сплавов невозможно наиболее экономично получить одним и тем же Экономически целесообразно изготовлять отливку с определенными качественными свойствами каким-либо одним или двумя В настоящее время в производстве используют около литья, а в производстве приборов применяют следующие литья:1) литье в песчаные формы ("землю");2) литье в ЖСС (жидкие самоотвердевающие смеси);3) литье в оболочковые формы;4) литье в кокиль (металлические защищенные формы);5) литье по выплавляемым моделям;6) литье под давлением;7) центробежное литье;2. Отливки-заготовки деталей АСУ и ЭВМ.Отливки в АСУ и ЭВМ широко используются там, где необходимо обеспечить высокие требования к прочности и жесткости:-рамки ТЭЗов;-панелей ТЭЗов;-кронштейны и угольники рам;-корпуса различных разъемов в процессоре; теплопроводности:-корпуса реверсных электродвигателей НПМ и других электродвигателей;-радиаторы в ячейках питания для транзисторов, диодов в процессоре и внешних устройствах.Масса отливок колеблется от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов.Конфигурация отливок может быть любой, она определяется возможностью изготовления технологической оснастки - формы, литейными свойствами сплавов литья. Выбор литья в зависимости от конфигурации отливки основывается чаще всего на экономических соображениях, реже из условия высокой производительности и др.3. Основные этапы производства отливок.Последовательность производства отливок рассмотрим на примере литья в песчаные формы. Этот изучается в учебных мастерских:1. Разработка чертежа отливки.2. Изготовление модели и стержневого ящика.3. Изготовление формы из заранее приготовленной формовочной смеси.4. Сборка формы (установка ранее изготовленного из стержневой смеси стержня и соединение частей формы).5. Заливка формы ранее расплавленным сплавом или металлом.6. Охлаждение формы с отливкой.7. Освобождение отливки от формы.8. Отрезка литников и прибылей9. Отжиг отливок.10. Термообработка.11. Контроль.4. Основные свойства литейных сплавов и влияние их на качество отливок.К основным свойствам литейных сплавов относят следующие:1. Жидкотекучесть - это сплава в жидком состоянии заполнять литейную форму и воспроизводить ее очертания в отливке.Жидкотекучесть определяют по стандартной пробе в виде канала определенной длины и диаметра с литниковой чашей (рис 1).[pic]Рис.1. Простейшая проба на жидкотекучесть.Жидкотекучесть определяют по длине пути, пройденному жидким металлом до затвердевания. Чем длиннее пруток, тем больше жидкотекучесть. Высокую жидкотекучесть (>700 мм) имеют силумины, серый чугун, кремнистая латунь; среднюю жидкотекучесть (350-340 мм) имеют углеродистые стали, белый чугун, алюминиево-медные и алюминиево-магниевые сплавы; низкую жидкотекучесть имеют магниевые сплавы.С повышением температуры сплава жидкотекучесть увеличивается.2. Кристаллизация - это процесс перехода от жидкого состояния расплава к твердому состоянию с образованием структуры. Кристаллизация сплава происходит в направлении перпендикулярном поверхности теплоотвода.Скорость кристаллизации меняется от максимальной у поверхности до минимальной в центре стенки отливки (рис.2).[pic][pic]Рис. 2. Изменение кристаллической структуры по сечению отливки.1 - литейная “корка”. 2 - столбчатые кристаллы.3 - крупнозернистые кристаллы. 4 - литейная форма.Для создания равномерной кристаллической структуры желательно уменьшить толщину отливки.
1) r=r0+v0t+at^2/2 Напишем проекции на оси: ox: x=v0t (т.к. ускорение а=0) oy: y=H-gt^2/2 Найдем время, когда камень упадет: H-gt^2/2=0 t=√2H/√g Подставим это время в первое уравнение, найдем расстояние x: x(t)=v0*√2H/√g x(t)= 10м/с* √2*25м / √10м/с = 22.4 м (это расстояние, на котором упал камень) 2) vx=v0 vy=-gt По теореме Пифагора находим скорость: v=√v0^2+(gt)^2 t=√2H/√g - время находим отсюда, t = 2.23 c v=√10^2+(10*2.23)^2 = 24.4 м/с (скорость, с которой он упал) 3) Обозначим угол α. Это угол между вектором конечной скорости и ее проекцией vx. cosα= v0/v. cosα= v0/ √v0^2+(gt)^2. cosα≈ 0.41 Тогда α=65,8°
(до 10-20), такие формы изготовляют из керамики.Постоянные формы - формы, в которых получают от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч отливок. Такие формы изготовляют обычно из чугуна или стали.Различные по форме, размерам и точности отливки из различных сплавов невозможно наиболее экономично получить одним и тем же
Экономически целесообразно изготовлять отливку с определенными качественными свойствами каким-либо одним или двумя В настоящее время в производстве используют около литья, а в производстве приборов применяют следующие литья:1) литье в песчаные формы ("землю");2) литье в ЖСС (жидкие самоотвердевающие смеси);3) литье в оболочковые формы;4) литье в кокиль (металлические защищенные формы);5) литье по выплавляемым моделям;6) литье под давлением;7) центробежное литье;2. Отливки-заготовки деталей АСУ и ЭВМ.Отливки в АСУ и ЭВМ широко используются там, где необходимо обеспечить высокие требования к прочности и жесткости:-рамки ТЭЗов;-панелей ТЭЗов;-кронштейны и угольники рам;-корпуса различных разъемов в процессоре; теплопроводности:-корпуса реверсных электродвигателей НПМ и других электродвигателей;-радиаторы в ячейках питания для транзисторов, диодов в процессоре и внешних устройствах.Масса отливок колеблется от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов.Конфигурация отливок может быть любой, она определяется возможностью изготовления технологической оснастки - формы, литейными свойствами сплавов литья. Выбор литья в зависимости от конфигурации отливки основывается чаще всего на экономических соображениях, реже из условия высокой производительности и др.3. Основные этапы производства отливок.Последовательность производства отливок рассмотрим на примере литья в песчаные формы. Этот изучается в учебных мастерских:1. Разработка чертежа отливки.2. Изготовление модели и стержневого ящика.3. Изготовление формы из заранее приготовленной формовочной смеси.4. Сборка формы (установка ранее изготовленного из стержневой смеси стержня и соединение частей формы).5. Заливка формы ранее расплавленным сплавом или металлом.6. Охлаждение формы с отливкой.7. Освобождение отливки от формы.8. Отрезка литников и прибылей9. Отжиг отливок.10. Термообработка.11. Контроль.4. Основные свойства литейных сплавов и влияние их на качество отливок.К основным свойствам литейных сплавов относят следующие:1. Жидкотекучесть - это сплава в жидком состоянии заполнять литейную форму и воспроизводить ее очертания в отливке.Жидкотекучесть определяют по стандартной пробе в виде канала определенной длины и диаметра с литниковой чашей (рис 1).[pic]Рис.1. Простейшая проба на жидкотекучесть.Жидкотекучесть определяют по длине пути, пройденному жидким металлом до затвердевания. Чем длиннее пруток, тем больше жидкотекучесть. Высокую жидкотекучесть (>700 мм) имеют силумины, серый чугун, кремнистая латунь; среднюю жидкотекучесть (350-340 мм) имеют углеродистые стали, белый чугун, алюминиево-медные и алюминиево-магниевые сплавы; низкую жидкотекучесть имеют магниевые сплавы.С повышением температуры сплава жидкотекучесть увеличивается.2. Кристаллизация - это процесс перехода от жидкого состояния расплава к твердому состоянию с образованием структуры. Кристаллизация сплава происходит в направлении перпендикулярном поверхности теплоотвода.Скорость кристаллизации меняется от максимальной у поверхности до минимальной в центре стенки отливки (рис.2).[pic][pic]Рис. 2. Изменение кристаллической структуры по сечению отливки.1 - литейная “корка”. 2 - столбчатые кристаллы.3 - крупнозернистые кристаллы. 4 - литейная форма.Для создания равномерной кристаллической структуры желательно уменьшить толщину отливки.
Напишем проекции на оси:
ox: x=v0t (т.к. ускорение а=0)
oy: y=H-gt^2/2
Найдем время, когда камень упадет:
H-gt^2/2=0
t=√2H/√g
Подставим это время в первое уравнение, найдем расстояние x:
x(t)=v0*√2H/√g x(t)= 10м/с* √2*25м / √10м/с = 22.4 м (это расстояние, на котором упал камень)
2) vx=v0
vy=-gt
По теореме Пифагора находим скорость:
v=√v0^2+(gt)^2
t=√2H/√g - время находим отсюда, t = 2.23 c
v=√10^2+(10*2.23)^2 = 24.4 м/с (скорость, с которой он упал)
3) Обозначим угол α. Это угол между вектором конечной скорости и ее проекцией vx. cosα= v0/v. cosα= v0/ √v0^2+(gt)^2. cosα≈ 0.41 Тогда α=65,8°