Технологический процесс изготовления отливок «КОРПУС ДАТЧИКА»

Zn  - 0.5 %;

Ni  - 0.3 %

Сплавы  на основе Al – Si обладают хорошими литейными свойствами: высокой жидкотекучестью, малой литейной усадкой, пониженной склонностью к образованию горячих трещин.

       

       Механические свойства сплава АК-12М2.

Предел  прочности  - s_в= 26,5 кг/мм²;

Относительное удлинение – 1,5%;

Твердость по Бриннелю – НВ= 83,4 кг/мм²;

          Физические свойства сплава АК-12М2                              

          Плотность – 2.66-3 г/см³;

Удельное  сопротивление (при 20^оС) – 0.0457 Ом*мм²/м;

Коэффициент теплопроводности – 0.36 ккал/см*сек*^оС.

          Технологические свойства сплава  АК-12М2

Литейная усадка  - 0.5%; жидкотекучесть – 350 мм; герметичность –

высокая; обрабатываемость резанием – удовлетворительная; свариваемость  – хорошая; рабочая температура  детали до 200^оС; температурный интервал кристаллизации 610 – 675 ^оС.

 

                      1.2.2. Классификация отливки по  массе. 

   За основу классификации  отливок по массе можно взять  классификацию литейных цехов,  принятую для определения производства  литья. Литьё по массе отливок  подразделяют на пять групп:  мелкое, среднее, крупное, тяжелое,  особо тяжелое.

     Граничные значения  по массе литья для определения  той или иной группы зависят  от серийности производства литья.  Причём при крупносерийном и  массовом производстве отливок  граничные значения массы, определяющие  ту или иную группу, на порядок  меньше, чем при индивидуальном  производстве. Литая деталь Корпус  датчика, при крупносерийном производстве  и массе до 10 кг, является мелкой.

 

                  1.2.3. Классификация по условиям  применения.

   В зависимости от назначения  литых деталей и требований, предъявляемых  к ним (требования указаны в  нормативно-технической документации  и рабочем чертеже детали), отливки  подразделяются на три группы  ответственности: общего, ответственного  и особо ответственного назначения.

     Литая деталь «Корпус  датчика» относится ко 2-ой группе  ответственности -  отливки ответственного  назначения.

  

1.2.4. Классификация  отливок по конструктивно-технологической  сложности изготовления.

     В основу классификации  отливок по конструктивно-технологической  сложности изготовления взята  классификация, установленная прейскурантом  оптовых цен заготовок. Для  отливок определено шесть групп  сложности. Чем выше численное  значение группы, тем сложнее  отливка.

         Та или  иная группа сложности отливок  определяется по классификационным  признакам девяти факторов сложности,  характерных для всех отливок.  Факторы сложности исходят из  конструкции и условий работы  литой детали. К ним относятся:

         - Сложность  конфигурации поверхности литой  детали;

         - Масса  литой детали;

         - Максимальный  габаритный размер детали;

         - Толщина  основной стенки литой детали;

         - Характеристики  выступов, углублений, отверстий и  т.п. литой детали, выполняемых  литьём.

        - Количество  стержней или вкладышей, используемых  при изготовлении литейных форм  на одну отливку;

        - Наличие и  характер механической обработки  поверхностей отливки;

        - Ответственность  назначения литой детали;

        - Особые технические  требования, предъявляемые к литой  детали.

      По каждому из  девяти факторов сложности отливки  также определено шесть групп  сложности. Та или иная группа  сложности по любому из девяти  факторов определяется по их  классификационным признакам. Общая  же сложность конструкции отливки  является приведённой. Её определяют  сопоставлением групп сложности  каждого из девяти факторов  сложности.

       Граничные значения  классификационных  признаков  по факторам сложности зависят  от применяемого способа литья.  Поэтому группа сложности отливки  назначается для конкретного  способа литья.

 

        1.2.4.1. Определения  сложности по фактору конфигурации  поверхности.

       Основными классификационными признаками, определяющими группу сложности по фактору конфигурации поверхности литой детали являются:

    - Наличие поверхностей  сложной конфигурации;

    - Наличие выступов, углублений, отверстий и т.п.

    - Наличие полостей открытой, полузакрытой или закрытой форм.

      Отливка Корпус  датчика относится ко 2-ой группе  сложности. 

 

      1.2.4.2. Определение  сложности по факторам массы  и габаритного размера.

       Группа сложности  по фактору массы определяется  исходя из принципа: чем больше  масса, тем выше сложность.  Граничные значения массы в  каждой группе сложности зависят  от способа литья.

     Отливка Корпус датчика массой 2 кг, относится к 1-ой группе сложности.

 

      1.2.4.3. Определения  сложности по факторам толщины  стенки, характеристик выступов  и впадин, количества используемых  стержней.

    Группу сложности по  толщине основной стенки определяют  исходя из принципа: чем тоньше  стенки отливки, тем сложнее  её изготовить.

     Отливка Корпус датчика  с толщиной основной стенки  7, 5 мм относится к 4-ой группе сложности.

      Классификация сложности  отливок по характеристике выступов  и углублений в их конструкциях  при литье под давлением за  основу классификации сложности  отливок принято количество углублений, полученных неподвижными частями пресс-формы.   

Отливка Корпус датчика относится  к первой группе сложности.

   

      1.2.4.4. Определение  сложности по факторам механической  обработки, ответственности и  техническим требованиям.

   Классификация сложности  по характеру механической обработки  основана на количестве и точности  обрабатываемых поверхностей. Данная  Отливка «Корпус датчика»  не  подвергается механической обработке.

      Классификация сложности  отливок по особым техническим  требованиям основывается на  количестве и качестве предъявляемых  требований к отливке. Так как  особые технические требования  к отливке не предъявляются,  то она относится ко 2-ой группе  сложности.

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Обоснование и назначение способа  литья.

 

     Выбор способа литья  и оформление технологического  процесса изготовления отливки  определяются следующими факторами:

     - Типом сплава, его  температурой плавления, литейными  свойствами; зависимостью его обрабатываемости  от способа литья.

    - Серийностью производства  литой детали;

    - Конструкцией литой  детали, её сложностью, габаритными  размерами, массой, толщиной стенок  и т.п.

    - Особыми требованиями  к параметрам точности литой  детали и соответственно к  параметрам точности отливок.

    - Особыми требованиями  к механическим, химическим и  специальным  свойствам литой  детали (прочность, термостойкость, герметичность и т.п.)

    - Производительными возможностями  литейного цеха –этот фактор очень часто определяет выбор технологического процесса.

    Значительное влияние  на выбор способа литья оказывает  серийность производства отливок.  Очень многие способы литья  ограничены значением 

 

минимального выпуска отливок. Например, литьё под давлением  применяется только при серийном, крупносерийном и массовом производстве.

      При выборе способа  литья с учётом серийности  их производства необходимо произвести  дополнительный анализ выпуска  других отливок, однотипных по  массе, габаритам и сплаву

    Некоторые способы литья  ограничены в применении литейного  сплава для изготовления отливок.  Например, литьё под давлением   используется в основном для  изготовления отливок из легкоплавких  цветных сплавов (алюминиевых,  магниевых, цинковых  и прочие).

    Большое влияние на  выбор способа литья оказывает  геометрическая форма литой детали, толщина её стенок и развитость  её поверхности . Чем развитее поверхность отливки, тем меньше значение её приведённой толщины R, тем сложнее отливка, тем сложнее её изготовит.

      Способ литья в  свою очередь оказывает существенное  влияние на свойства сплава  отливки, его плотность, газонасыщенность , микроструктуру и т.д.

      Повышенные требования  к точности отливок ограничивают  выбор способа литья. В данном  случае применяют литьё по  выплавляемым моделям, жидкую  штамповку, литьё под давлением.

     Исходя из вышеописанного, для изготовления отливки Корпус  датчика из алюминиевого сплава  АК-12М2, при мелкосерийном  производстве, я выбираю способ литья- литьё под давлением.

    

        1.3.1. Характерные  особенности способа литья под  давлением.

    Литьё под давлением  является одним из наиболее  совершенных способов массового  производства отливок. При этом  способе достигается хорошая  заполняемость литейной формы,  высокая размерная и поверхностная  точности отливок.

      При литье под  давлением применяется металлическая  форма многоразового использования,  которая называется пресс-формой. Эта форма заполняется расплавов  под действием внешней силы, значительно  превосходящей силу тяжести. Затвердевание  отливки в пресс-форме происходит  при избыточном давлении. Заполнение  пресс-формы расплавом и поддержание  избыточного давления осуществляется  специальным узлом прессования,  который включает в себя камеру  прессования и поршень. Камера  прессования соединена с полостью  пресс-формы литниковым ходом  (целевым питателем).

      Пресс-формы для  литья под давлением представляют  собой сложный и точный инструмент. Для обеспечения необходимой  точности размеров отливки, размеры  рабочих поверхностей пресс-формы  выполняются по 8-ому квалитету, а посадочные размеры сопрягаемых частей- по 8-6-му квалитетам с параметром шероховатости поверхности Ra 2,5- Ra 0,63.

     Технология литья  под давлением отличается очень  коротким циклом и реализуется  в специальных машинах. По устройству  узла прессования машины литья  под давлением могут быть:

     - С вертикальной горячей  камерой прессования;

     - С вертикальной холодной  камерой прессования;

     - С горизонтальной  холодной камерой прессования;

      Машины с горячей  вертикальной камерой прессования  применяются для изготовления  отливок из сплава с низкой  температурой плавления ( цинковые, свинцово- сурмянистые и магниевые сплавы). Преимуществом этих машин является то, что раздаточная печь с устройствами дозирования и запрессовки находится непосредственно в машине. Поэтому их производительность очень высока и достигает 1000-3600 запрессовок в час.

       Технологические  возможности машин с холодной  горизонтальной камерой прессования  более широкие. Эти машины позволяют  получать 

достаточно габаритные, сложные  отливки из сплавов с более высокой

температурой плавления. В основном в машинах этого типа изготавливают  отливки из алюминиевых сплавов, латуней и магниевых сплавов.

      В машинах с  горизонтальной камера прессования затруднительно изготовления крупногабаритных отливок коробчатого типа. Для изготовления отливок данного типа применяют ся машины с вертикальной холодной камерой прессования и центральным расположением литникового хода.

 

 

 

 

 

 

Особенности литья под давления.

   Особенности литья под  давлением обусловлены условиями  заполнения пресс-формы и питания  отливок. Сплав заполняет  пресс-форму  за доли секунды (0,1- 0,6 с) при  скорости до 120 м∕c. При таких условиях заливки только часть газов (воздух и пары смазочного материала) удаляется из формы через венты ( порядка 10-30%). В форме образуется воздушно- металлическая эмульсия, которая затем затвердевает. Поэтому отливки имеют специфический дефект- газовую пористость. Их нежелательно подвергать термообработке.

     Вследствие гидравлического  удара поверхностный слой отливки  ( порядка 0,02- 0,2 мм) получается плотным без газовых раковин. Это необходимо учитывать при назначении механической обработки и припусков на эту обработку.

     В толстых стенках  отливки могут возникать усадочные  раковины. Во избежание их возникновения  толщину стенок отливки при  литье под давлением не рекомендуется  выполнять  выше 6 мм.

     Под действием гидравлического  удара пресс-формы по разъёму  могут разойтись. Это приводит  к разбрызгиванию сплава и  к образованию в дальнейшем  заливов, а также к снижению  размерной точности отливок.

     Для предупреждения  преобразования газовых раковин  в отливках при

                                                            

литье под давлением могут производиться:

      - Вакуумирование полости пресс-формы и жидкого расплава;

      - Увелечение сечения питателей, чтобы они затвердевали позднее отливки (это позволяет сделать допрессовку жидкого сплава в тело затвердеющей отливки);

      - Заполнение полости  пресс-формы перед началом запрессовки  кислородом ( до полного вытеснения  воздуха); кислород после запрессовки  расходуется на окисление небольшой  части расплава с образованием  оксидов, а основной источник образования газовой пористости- азот – в данном случае отсутствует.