v Важным показателем качества является пористость, вскрываемая при механической обработке и являющаяся причиной брака. Так как пористость всегда имеет место при литье сложных тонкостенных деталей, то необходимо применять конструктивные меры для предупреждения вскрытия пор. В этом случае для уменьшения влияния воздушной пористости на качество необходимо устранять механическую обработку отливок, предусматривать отливку отверстий. А при необходимости механообработки назначать припуск не более 0,5 мм.
v Преимущества.
Ø Автоматизация трудоемкой операции заливки формы.
Ø Возможность регулирования скорости потока расплава в полости формы изменением давления в камере установки.
Ø Улучшение питания отливки.
Ø Снижение расхода металла на литниковую систему.
v Недостатки.
Ø Невысокая стойкость части металлопровода, погруженной в расплав, что затрудняет использование способа литья для сплавов с высокой температурой плавления.
Ø Сложность системы регулирования скорости потока расплава в форме, вызванная динамическими процессами, происходящими в установке при заполнении ее камеры воздухом, нестабильностью утечек воздуха через уплотнения, понижением уровня расплава в установке по мере изготовления отливок.
Ø Возможность ухудшения качества сплава при длительной выдержке в тигле установки.
Ø Сложность эксплуатации и наладки установок.
Литье под давлением
v Сущность процесса заключается в получении отливок путем заливки расплавленного металла в металлическую форму (пресс-форму) под принудительным внешним давлением от 30 до 100Мпа. Конечное давление на расплав может достигать 490Мпа. Давление снимается после полного затвердевания отливки в пресс-форме.
v Материалы и оснастка.
Ø Пресс-форма.
Ø Смазка (машинное масло).
Ø Прессующая машина.
v Основные технологические операции.
Ø Очистка пресс-формы.
Ø Нагрев пресс-формы до 120…220°С и покрытие поверхности смазкой.
Ø Сборка пресс-формы.
Ø Залив расплавленного металла в камеру прессования и запрессовка расплава под давлением в полость пресс-формы.
Ø Охлаждение и затвердевание отливки под внешним давлением.
Ø После затвердевание отливки внешнее давление снимается и извлекается отливка.
v Область применения. Используется для изготовления отливок цветных металлов сложной конфигурации с тонкими стенками массой до 45кг. Применяется в машиностроении.
v Преимущества.
Ø Получают сложные тонкостенные отливки.
Ø Низкая шероховатость поверхности, следовательно, снижается механическая обработка отливок на 90-95%.
Ø Высокая точность геометрических размеров.
Ø Мелкозернистая структура.
Ø Улучшенные санитарно-гигиенические условия.
v Недостатки.
Ø Высокая стоимость пресс-формы, сложность ее изготовления.
Ø Наличие газовоздушной пористости.
Ø Ограничение номенклатуры получения отливок по размерам и массе.
Литье по выплавляемым моделям
v Сущность процесса заключается в изготовлении отливок заливкой расплавленного металла в тонкостенные, неразъемные, разовые литейные формы, изготовленные из специальной огнеупорной смеси по разовым моделям. Разовые выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах из модельных составов. Перед заливкой модель удаляется из формы выплавлением, выжиганием и т.д. Для устранения остатков модельного состава и упрочнения форма нагревается и прокаливается. Заливка осуществляется в разогретые формы для улучшения наполняемости.
v Материалы и оснастка.
Ø Модельная форма состоит из модельного состава(парафин, стеарин, церезин, канифоль и т.д.).
Ø Формовочная смесь: 2ч. пылевого кварца, 1ч. связующего материала.
Ø Пресс-форма для изготовления моделей.
Ø Литейная форма.
Ø Вибрационная установка.
v Основные технологические операции изготовления форм и отливок.
Ø Приготовление модельного состава.
Ø Изготовление моделей отливки и элементов литниковой системы или секции моделей.
Ø Сборка моделей или секций моделей в блоки.
Ø Изготовление литейной формы.
Ø Подготовка литейных форм к заливке и заливка металла в горячую форму.
Ø Затвердевание и охлаждение отливки в форме.
Ø Снятие формы с отливки.
v Область применения. Этим способом можно отливать изделия из различных сплавов любой конфигурации 1…5 групп сложности массой от нескольких грамм до 250кг с толщиной стенок от 1мм. Припуск на механическую обработку составляет 0.2-0.7мм. Применяется в различных областях машиностроения.
v Преимущества.
Ø Можно получать отливки из тугоплавких изделий.
Ø Получают конфигурации отливок 1…5 групп сложности.
Ø Высокая точность геометрических размеров и малая шероховатость поверхности.
v Недостатки.
Ø Длительность процесса.
Ø Дороговизна.
Экструзия
Экструзия это непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (головку), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы. В промышленности переработки полимеров методом экструзии изготавливают различные погонажные изделия, такие, как трубы, листы, пленки, оболочки кабелей и т. д. Основным технологическим оборудованием для переработки полимеров в изделия методом экструзии являются одно - и многочервячные экструдеры. Главным требованием, предъявляемым к червячным машинам, является гомогенизация расплава, как по массе, так и по температуре при максимальной производительности и равномерное распределение различных добавок.
Экструзией можно получать непрерывные изделия — пленки, профили самого разнообразного типа, листы, трубы и шланги, а также объемные изделия. Масса погонного метра изделий, полученных методом экструзии, может составлять от нескольких граммов до 100 кг и более; получены пленки шириной до 25 м и трубы диаметром до 1,2 м.
Недостатки экструзии — сложность управления процессом и высокая стоимость оборудования.
Экструзия является одним из самых дешевых методов производства широко распространенных пластических изделий, таких, как пленки, волокна, трубы, листы, стержни, шланги и ремни, причем профиль этих изделий задается формой выходного отверстия головки экструдера. Расплавленный материал при определенных условиях выдавливают через выходное отверстие головки экструдера, что и придает желаемый профиль. Схема простейшей экструзионной машины показана на рис.8.
Рис 8. Схематическое изображение простейшей экструзионной машины
1 — загрузочная воронка; 2 - шнек; 3 - основной цилиндр; 4 — нагревательные элементы; 5 — выходное отверстие головки экструдера, а — зона загрузки; б — зона сжатия; в - зона гомогенизации
В этой машине порошок или гранулы компаундированного пластического материала загружают из бункера в цилиндр с электрическим обогревом для размягчения полимера. Спиралевидный вращающийся шнек обеспечивает движение горячей пластической массы по цилиндру. Поскольку при движении полимерной массы между вращающимся шнеком и цилиндром возникает трение, это приводит к выделению тепла и, следовательно, к повышению температуры перерабатываемого полимера. В процессе этого движения от бункера к выходному отверстию головки экструдера пластическая масса переходит три четко разделенные зоны: зону загрузки (а), зону сжатия (б) и зону гомогенизации.
Каждая из этих зон вносит свой вклад в процесс экструзии. Зона загрузки, например, принимает полимерную массу из бункера и направляет ее в зону сжатия, эта операция проходит без нагревания. В зоне сжатия нагревательные элементы обеспечивают плавление порошкообразной загрузки, а вращающийся шнек сдавливает ее. Затем пастообразный расплавленный пластический материал поступает в зону гомогенизации, где и приобретает постоянную скорость течения, обусловленную винтовой нарезкой шнека. Под действием давления, создаваемого в этой части экструдера, расплав полимера подается на выходное отверстие головки экструдера и выходит из него с желаемым профилем. Из-за высокой вязкости некоторых полимеров иногда требуется наличие еще одной зоны, называемой рабочей, где полимер подвергается воздействию высоких сдвиговых нагрузок для повышения эффективности смешения. Экструдированный материал требуемого профиля выходит из экструдера в сильно нагретом состоянии (его температура составляет от 125 до 350°С), и для сохранения формы требуется его быстрое охлаждение. Экструдат поступает на конвейерную ленту, проходящую через чан с холодной водой, и затвердевает. Для охлаждения экструдата также применяют обдувку холодным воздухом и орошение холодной водой. Сформованный продукт в дальнейшем или разрезается или сматывается в катушки.
Процесс экструзии используют также для покрытия проволок и кабелей поливинилхлоридом или каучуком, а стержнеобразных металлических прутьев — подходящими термопластичными материалами.
Список литературы
1) Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: В3-х т. Т.1.-5-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 788 с.
2) Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: В3-х т. Т.1.-6-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 584 с ил.
3) Дальский А.Н., Арутюнова И.А., Технология конструкционных материалов, Учебник. – М.: Машиностроение 1985. – 450 с.
4) Дьячков В.Б., Специальные металлорежущие станки общемашиностроительного применения: справочник В.Б.Дьячков, Н.Ф.Кобатов, Н.У.Носинов., М.: Машиностроение 1983. – 288 с.
5) www.cnit.susu.ac.ru
