Құю цехын жобалау

Құю технологиясын жобалаған  кезде құйманы қалыпта құйма бірқалыпты қатаятындай етіп орналастыру және металды беру керек.

Қатаю кезінде құйманың жеке бөліктерінің орналасу дұрыстығын сыртынан берілген шеңберлер ережесі  бойынша құйма қимасына сыртынан сызылған шеңбер диаметрі төмен қимасынан жоғарғы қимасына бірқалыпты ұлғая беруі керек, өйткені құйманың әрбір жоғарғы бөлігі төменгі бөлігіне үстеме болып табылады.

Сыртынан сызылған шеңберлер  ережесі құйма конструкциясын рационалды бағалауға мүмкіндік береді. Мысалы, сфера диаметрі аз болған сайын, сол жерде шөгу үзінділерінің пайда болу мүмкіндігі азаяды.

Құйманың массивті бөліктерінде оны қоректендіру үшін үстемелерді  орнатады, ал жұқа және массивті құйманың бөліктерінің суу жылдамдығын сыртқы және ішкі тоңазытқыштар көмегімен  түзетеді.

Құю кезінде құйманы қалыпта орнатарда жазық беттерде ужималардың пайда болу мүмкіндігін ескеу керек; бұндай беттерді астыңғы жақта вертикальді немесе көлбеу орналастыру керек [7].

Күрделі құймаларды дайындау кезінде болаттың үлкен шөгуі  әсерінен, әсіресе шөгудің қалып немесе өзекшемен тоқтатылуы кезінде құймада айтарлықтай кернеулер мен жарықтар пайда болуы мүмкін. Мұны болдырмау үшін құйманы криставиналары бар опокада, яғни, соңғысы құйманың шөгуіне кедергі болмайтындай етіп орналастыру керек. Тізбектеліп қатаю үшін болат құймаларды үстемелерге әкеледі немесе құйманың массивті жерлерінде үстеменің астына әкеледі. Бұл жағдайда құйманы қоректендіретін, яғни, құйманың тізбекті қатаюын және шөгу раковиналарының концентрациясын қамтамасыз ететін құйманың қызған жері үстеме болып табылады.

Шойын құймалармен салыстырғанда  болат құймалар үшін қалыптың сұйық  металмен қалып бетін шаюын болдырмау  үшін қоспа тығыздығы жоғары болуы  керек. Әсіресе құю воронкасы  мен арналары қатты шайылады. Қалыптау қоспасының шайылған бөлшектерін қалыптан шығару үшін ашық үстемелер қолданады, құйманың жоғарғы жағында өңдеуге припускілерді үлекейту керек, ал ірі іқалыптарды құю кезінде кейде көлбеу етіп орнатады.

Бірқалыпсыз шөгуден  тұратын жарықтарды болдырмау үшін қалыптарды жұмсақ қалыптау қоспасынан жасайды. Құйма ыстық жарықтардың пайда болуын ескеретін сенімді әдіс болып өңдеу кезінде жойылатын құю қабырғаларын (ребро) қолдану болып табылады. Құю қабырғаларының қалыңдығы құйма қабырғасының қалыңдығынан 10-30% құрайды.

Шөгу ақауларының түзілуін ескерту үшін құйманың жылы бөліктеріне сыртқы және ішкі тоңазытқыштарды орнатады.

Тоңазытқыштар құйманың қалың бөлігінің суу жылдамдығын  жылдамдатады және кернеулерді, шөгу раковиналарының  көлемін төмендетеді және ыстық  жарықтардың пайда болуын төмендетеді.

Тоңазытқыштар құйылатын  немесе прокаттан жасалған болуы  мүмкін. Ішкі тоңазытқыштардың беті таза және қақтар мен қышқылдардан арылуы керек. Ішкі тоңазытқыштар құйма  металымен пісірілуі керек. Құйма  металымен пісірілмейтін ішкі тоңазытқыштарды  қолданған кезде болат пруткалар қолданады; соңғысы кесумен өңдеу кезінде құймадан тесіліп алынып тасталынады.

Сыртқы тоңазытқыштарды  құймаға пісірмеу үшін оларды әртүрлі  сырлармен сырлайды, мысалы қалыптау сырымен. Тоңазытқыштар қалыпқа  орнату алдында кірден, майдан және окалиннен жақсылап тазалану керек.     

 

 

2.3 Құю жүйелерінің  конструкциясы және есептеуі

 

Құю жүйесі металды қалыптың жазықтығына жеткізуге арналған, металл емес кірмелерді, қожды және газды ұстауға арналған арналардың жиынтығы түрінде болады. Қарапайым құю жүйесі мына элементтерден құралады: тостаған, тік арна (стояк), қож ұстағыш, қоректендіргіш және шығарғыштар. Құю жүйесінің типін таңдағаннан кейін құймаға металды беретін құю жүйелерінің элементтерінің көлденең қимасын және өлшемдерін табамыз.

Қалыптау кезінде қалыптау еңістерінің орналасу ережелерін сақтай отырып, шлак ұстағыш жоғарғы жарты  қалыпта, ал қоректендіргіш төменгіде  орналасады.

Келесі формула бойынша  қоректендіргіштің көлденең қимасының  ауданың есептейміз:

 

      ∑F_n=G/(ρτμ√2gH)=3552/(7,8*10,43*0,25√2*981*250)=2,49 см²;        (2.1)

 

      H_орт=H_т=250

 

мұндағы, G – құйма  және құю жүйелерінің элементтерінің жалпы массасы, кг;

     τ –қалып  қуысының толтыру уақыты, сек;

                 Н- балқыманың гидростатикалық  арыны, мм;

     μ- құю  жүйесіндегі жалпы шығын коэффициенті;

           ρ   - қорытпа тығыздығы, г/см².

     G=35,52кг;

μ=0,25

Н_орт=250мм;

g=9,81м/с²;

                            τ = S√G =1,75√35,52=10,43сек                    (2.2)

 

мұндағы, S – қорытпаның аққыштығын және құю жүйесінің типін ескеретін коэффициент, S=1,75;

Ірі және орташа массалық құю цехында жасалатын болашақ  құйма материалы болат болғандықтан, олардың құю жүйелерінің элементтерінің қатынасы мынадай болады:[2]

 

          F_қор : F_қож : F_тұр = (1,0÷1,5) : 1,0 : 1,0;      (2.3)

 

мұндағы, F_қор  - қоректендігіштердің көлденең қимасының ауданының қосындысы, см²;

F_қож - қож ұстағыштың көлденең қимасы, см²;

F_тұр  - тұрғыштың көлденең қимасы, см²;

 

F_қор= ∑F_n/n=2,49/4=0,62см²;                               (2.4)

 

n – қоректендіргіштер  саны.

Қоректендіргіштің көлденең қимасының мәні бойынша негізгі  өлшемдерінің анықтаймыз:

 

b_қор - 12мм;

a_қор – 16мм;     

h_қор – 5мм;

Қож ұстағыштың мәндері  келесідей:

 

F_қож = 2,49*1,0=2,49 см²;

Өлшемдері:

 

а_қож = 16 мм;

b_қож = 13мм;

h_қож = 16мм;

 

Тұрғыштың өлшемдері  келесідей анықталады:

 

F_тұр =2,49*1,0 =2,49 см²;

d_тұр = 18 мм.          

 

 

 

 

 

 

 

    

                      ΣF_қор=2,49                  ΣF_қож=1,245              ΣF_т=2,49

                      F_қор=0,62см²                    F_қож=2,49см²                  F_т=2,49см²                   

                      саны 4 дана               саны 2 дана              саны 1 дана

                                        

                                        Үстеме

                                        a=45

                                        C=0.5*a=0.5*36=18

h_пр=0,5*h_отл+2с=57,5+36=94

 

 

2.4 Технологиялық процесті баяндау.

 

Болашақ алынатын құйманың технологиялық сызбасын жасау және құрастыру өте маңызды жұмыстардың бірі. Бұл құйманың дайындалуы өте күрделі технологиялық процесс. Біріншіден, құйма берік, қатты герметикалық және коррозияға төзімді болу керек. Екіншіден, берілген салмағы бойынша және конфигурациясы бойынша өте дәл болуы қажет. Үшіншіден, құйманың технологиясын әзірлеу барысын оның дайындалуы қарапайым және өңдеу кезінде ыңғайлы болуын ескеру қажет.

Сонымен қатар, құю технологиясының  негізгі талаптарының біразы келесідей: балқыған металды қалыпқа құйған кезде оны суытып, қатайған кезде фазалық айналымдармен көлемінің азаюы және де әртүрлі шөгу ақаулары, қуыстар, жарықшалар, кернеулер құймада болмауы шарт. Осы ақауларды болдырмау үшін келесі негізгі принциптерді ескерген жөн:

• болашақ құйманың құрастырылуы барысында негізінен үлгі жабдығының дайындалуы төменгі еңбек жұмысы мен материалды қанағат етуі керек үлгі нобайы өте қарапайым болуы шарт;
• құйманың конструкциясы қалыпты құрастырғанда және дайындалғанда қарапайым болуын қамтамасыз етуіміз керек және өзекшелер саны неғұрлым аз болу керек;
• құйманың ішкі кеңістігі қарапайым пішінді болуы керек. Өзекше белгілері жеткілікті жағдайда шығыңқы болуы керек.
• құйманың ыңғайлылығына қарай қабырғаларының қалыңдығы біркелкі болуы керек;
• құйылатын бұйымның құрастырылуы барысында қортпаның құю қасиеттерін ескерген жөн;
• құйманың конструкциясы қағып түсірілгеннен кейін тазалануға және өңдеуге ыңғайлы болуы керек.

Құйманың технологиялық  процесін әзірлегенде маңызды жұмыстардың  бірі – құю қалыбын дайындау процесі. Ол үшін келесі жағдайларды қарастырамыз: қалыптау тәсілін таңдаймыз, қалыпта үлгінің орналасуын және қалыпқа сұйық металдың берілуін анықтауымыз қажет; үлгінің ажырама сызығын анықтаймыз; қалыпта өзекшелердің орналасуын дәл анықтау; құю жүйесінің конструкциясын белгілеу және және оларды есептеу керек; құйма сызбасын дайындау; опока өлшемдерін анықтау; үлгі плитасында үлгі мен құю жүйелерінің орналасуын анықтау.

Құйманы қалыпқа орналастыру  барысында құйманың негізгі бөлігі қалыптың астыңғы жағында орналасады. Құйманың осылай орналасуы металды құю кезінде металдың қатаю бағытын қамтамасыз етеді. Құйманың өңделетін бөлігі құю кезінде және қатаю кезінде төмен орналасуы керек. Құйма цилиндр пішінді болса, онда оны құю кезінде төмен вертикаль жағдайда орналастыру керек.

Сонымен қатар құйма  беттері бір жарты қалыпта орналасуы керек.

Қалып ажырамасының беттерін анықтауда келесі жағдайларды ескерген жөн:

• қалып ажырымасының беттері үлгі қалыптан еркін шығуын қамтамасыз етуі керек және өзекшелердің орналасуы ыңғайлы болуы керек .
• қалыптағы өзекшелер саны минималды және пішіні неғұрлым қарапайым болуы керек.
• таңдалған қалып ажырамасы тығыздалуға, өзекшелердің орналасу сенімділігін және оларды бақылау мүмкіндігі ыңғайлы болуы шарт. 

 

 

2.5 Құю опокаларын таңдау

 

Құю өндірісінде қалыптауды негізінен опокаларда дайындайды. Опокалардың рамкалары (тік бұрышты, квадратты, дөңгелек және фасонды) шойыннан, болаттан, алюминийден жасалады. Олардың негізгі маркасы 20Л маркалы болат. Жасалатын құйманың құю қалыбын жоғарғы және төменгі опокаларда автоматты құю тізбегінде жасаймыз.

Сондықтан опокалардың  рамкалары тік төртбұрышты, қабырғаларының үстіңгі және астыңғы жандары  шығыңқы болып келеді. Автоматты  құю тізбегіндегі опокаларда тұтқалар болмайды.

Опоканың өлшемдерін болашақ алынатын құйманың және құю  жүйелерінің элементтерінің өлшемдеріне сай таңдаймыз. Заводтан алынған мәліметтері бойынша жобаланған автоматты құю тізбегіндегі опоканың ішкі өлшемі 700х600х200/200 мм. Опоканың ішінде алты құйма, екі қожұстағыш, екі тік арна және алты қоректендіргіш орналасады. Опокада орналасқан құймалардың арасындағы арақашықтық 20мм, тік арнаның осінен құймаға дейінгі арақашықтық 50мм, қоректендіргіштің ұзындығы 60мм, бір қож ұстағыштың ұзындығы 240мм тең.

Қалыптың құрастыру  дәлдігін анықтайтын маңызды элементтер опокадағы қазықтар мен төлкелер болып табылады. Қалыптарды құрастыру кезінде қазықтарға орталықтандырады. Қазыққа орталықтандыру кезінде қазықтарды

опоканың жоғарғы құлақшаларына  бекітеді.

 

 

2.6 Астыңғы және үстіңгі  үлгі плиталарын, үлгі кешенін жобалау және таңдау

 

Астыңғы және үстіңгі үлгі плиталары және үлгі кешені А1 форматының 4 және 5 – беттерінде көрсетілген

Бұл жобада технологиясы жасалатын құйма үлгісі ажырамалы  болғандықтан плитаға үлгілер мен  құю жүйелерін орналастырамыз.

Үлгі плитасын таңдау үшін таңдалған опоканың ішкі өлшеміне сай және орталықтандырғыштардың арақашықтықтары арқылы үлгі плиталарының өлшемін аламыз. Үлгі плитасының өлшемін алған соң астыңғы үлгі плитасын берілген өлшемдерімен сызамыз.

Үлгі плитасының материалдары шойыннан жасалған. Үлгі  плитасына опоканы орналастыру үшін арнаулы қазықтар бар. Олардың біреуі орталықтандырғыш, ал екіншісі бағыттаушы. Бұл қазықтар стандарт бойынша жасалған.

Астыңғы үлгі плитасына  технологиясы жасалатын радиатордың  астыңғы жарты үлгісін орналастырамыз. Бұл астыңғы жарты үлгіні үлгі плитасына болтпен бекітеміз. Сонымен қатар астыңғы үлгі плитасында қоректендіргіш жүйесі орналасады. Бұл қоректендіргіштер үлгі плитасына болт арқылы бекітіледі.

Енді үстіңгі үлгі плитасын  құрастырамыз. Ол үшін орналастыратын үстіңгі жарты үлгі және құю жүйелерінің элементтері астыңғы үлгі плитасындағы үлгі және құю элементтерінің орналасу өлшемдерімен сай болуы керек.

Үстіңгі үлгі плитасына  үстіңгі жарты үлгі және тік арна, құйғыш, қож ұстағыштар үлгілері орнатылады Үлгі плиталарының ашық беттері кедір – бұдырсыз және берікті болуы шарт.

Машина жасаудың үздіксіз дамуы құймалар сапасының дәлдігіне  жоғары талап қойылды. Өз ретінде, құйманың сапасы және дәлдігі үлгі жабдығын жасау сапасымен өте тығыз  байланысты.

Құйма алу үшін құю  жабдығын әртүрлі материалдан жасайды. Қалыптастыру кезінде құю қалыбының жұмыс қуысын жасау үшін қажетті технологиялық айла бұйымдардан тұратын құю жабдығының бөлігін үлгі кешені деп айтамыз. Үлгі кешенінің құрамына құйма мен құю жүйесі элементтерінің үлгілері, оларды бекіту немесе орнату үшін қолданылатын үлгі плиталары, өзекше жәшіктері, кептіпргіш плиталар, өзекше мен қалыпты жинау жетілдіру және бақылау үшін арналған әртүрлі бұйымдар жатады.

Үлгі кешені келесі негізгі  талаптарды қанағаттандыруға міндетті [7]:

1) геометриялық пішіні мен өлшемдері белгілі құйма алуды қамтамасыз ету керек;

2) жоғары беріктігі  мен ұзақ уақыттылығына ие  болу, яғни өзекшелер мен қалыптардың  қажет санын жасауды қамтамасыз  ету керек;