Авторы: Соколов Александр Петрович, Филиппенко Николай Григорьевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №1 (60) январь 2014 г.

Дата публикации: 29.12.2013

Статья просмотрена: 657 раз

Библиографическое описание:

Соколов А. П., Филиппенко Н. Г. Технология изготовления литейных форм для получения газифицируемых моделей // Молодой ученый. — 2014. — №1. — С. 120-122.

В этой статье описывается выбор и апробация способа и технологии создания объемных газифицированных моделей.

Ключевые слова: Полистирол, газифицированные модели, литье

Свыше 75 % отливок всех металлических деталей получают, используя песчаные формы. Горения связующих материалов формовочного песка, прямой контакт металла с поверхностью формы, недостаточное газопроводность песка приводит к образованию значительных неровностей, пор, газовых включений на поверхностях деталей, что снижает качество получаемой заготовки.

Между тем, несмотря на более чем 50-летнюю, со времени своего возникновения, технологию получения металлических отливок высокой точности и сложности, литье по моделям из пенопласта, называемое литьем по газифицируемым моделям (ЛГМ), не получило широкого распространения (годовой объем в мире этим способом составляет 1,5 млн. тонн). [1]

Литьё по газифицируемым моделям — технология, позволяющая получить отливки по точности равные литью по выплавляемым моделям при уровне затрат сопоставимом с литьем в землю. Его главным достоинством стала повышенная точность литья при значительном уменьшении затрат на оборудование и материалы по сравнению с технологией литья по выплавляемым моделям (Рис.1).

Коленвал впереди.JPG

Рис. 1. Литьё и газифицируемые модели

Способ литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) обладает рядом преимуществ:

-           исключаются из производственного процесса стержневое, формовочное и смесеприготовительное оборудование;

-           применяется сухой кварцевый песок, а форма упрочняется с помощью вакуума;

-           сокращается количество технологических операций и оборудования для финишной обработки отливок;

-           открывается возможность комплексной автоматизации всего технологического процесса;

-           используется недорогая и сравнительно простая оснастка;

-           снижаются требования к квалификации рабочих и обслуживающего персонала;

-           создаются экологически чистые цеха и участки высокой культуры производства;

-           улучшаются условия труда.

Важнейшим этапом при ЛГМ является проектирование пресс-формы. Шероховатость поверхности модели (табл. 1) зависит от качества рабочей поверхности пресс-формы.

Таблица 1

Шероховатость модели объемной плотностью 25 кг/м3 в зависимости от рабочей поверхности пресс-формы

Класс шероховатости пресс-формы

3

4

5

6

7

8

Класс шероховатости модели

3

4

4

5

5

6

Технология ЛГМ продолжает активно развивается во всем мире, но многие российские компании продолжают использовать устаревшие методы литья — более дорогие, требующие больше усилий и времени. Проектировании процесса также сопряжено с проблемами связанными с расчетом площади поверхности и объема спроектированной модели. Данные характеристики необходимы для расчета расходных материалов (термокраска, формовочный песок, гранулы полистирола). Определение количества данных материалов на практике определяется эмпирически методом проб и ошибок, поэтому внедрению современного способа литья по ЛГМ мешает отсутствие единой методики расчета (рис.2) и укоренившиеся стереотипы [2].

Рис. 2. Эмпирическая схема движения материалов при литье по газифицированным моделям

Предприятие ООО «Ленское ремонтное электромеханическое предприятие» в процессе освоения данной технологии столкнулось с трудностями:- образование литейных раковины, — загазованность детали, — не соответствие шероховатости поверхности отливок конструкторским разработкам, повышенные расходы дорогостоящих расходных материалов в процессе изготовления форм и моделей.

Сегодня программное обеспечение позволяет заменить физический прототип пресс-формы ее виртуальным аналогом, а в процессе компьютерного анализа электронного образца решать те задачи, для выполнения которых раньше требовались натурные испытания. В отличие от физической модели, которая часто может быть изготовлена только после завершения всех этапов проектирования и подготовки производства, виртуальный прототип создается сразу после выработки основных требований к детали и формирования концептуальной технологии ее литья. Далее по мере детализации технологии литья может модифицироваться и виртуальный прототип конструкции пресс-формы. Таким образом, процесс проектирования новой пресс-формы сопровождается виртуальным макетированием, что позволяет оптимизировать ее конструкцию и технологию получения параллельно с их разработкой и тем самым своевременно обнаруживать и исправлять возможные ошибки [3].

На сегодняшний день существует достаточное количество разнообразных программ для 3D моделирования: Компас 3D,AutoCAD,T-FLEX CAD,SolidWorks и т. д. Поскольку большинство из них является проприетарным ПО (программное обеспечение, являющееся частной собственностью авторов или правообладателей) они зачастую не удовлетворяют критериям пользователей. В связи с этим применение ПО «Компас» в качестве основного средства моделирования целесообразно в связи с широким распространением программного продукта в России, возможностью формирования сборочной единицы из ранее смоделированных моделей, простотой моделирования изделий, а его наличие как базового, практически на всех промышленных предприятиях не требует дополнительных финансовых затрат на приобретение ПО.

Рис. 3. Программный продукт «Компас 3D», «AutoCAD», «NX (Unigraphics)»

В связи с изложенными авторами было определено следующее:

-          решение задач по проектированию объемных моделей может быть выполнено с применением программного продукта «Компас 3D»;

-          использование созданных моделей с помощью указанного программного обеспечение позволяет произвести вычисление поверхности и объёма детали, что дает возможность расчета необходимого количества расходных материалов и в процессе проектирования;

-          было принято решение об использовании этого же ПО в качестве основного при выполнении работ по созданию обучающего комплекса промышленного предприятия ООО «Ленское ремонтное электромеханическое предприятие».

Литература:

1.       Дорошенко В. С. Современная технология производства металлических отливок по моделям из пенопласта Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, г. Киев http://www.markmet.ru/forum/viewtopic.php?f=4&t=8

2.       Шуляк В. С.. Литьё по газифицируемым моделям. — СПб.: НПО «Профессионал», 2007. — 408 с.

3.       Изготовление комплексов ЛГМ http://www.cf.spb.ru/s/35

Основные термины (генерируются автоматически): газифицируемым моделям, рабочей поверхности пресс-формы, выплавляемым моделям, расходных материалов, «Ленское ремонтное электромеханическое, ремонтное электромеханическое предприятие», металлических отливок, Шероховатость поверхности модели, поверхности отливок конструкторским, Похожая статья, газифицированным моделям, получения металлических отливок, объемных газифицированных моделей, расчета расходных материалов, Технология изготовления литейных, качества рабочей поверхности, физический прототип пресс-формы, повышенная точность литья, в качестве основного, расходных материалов в процессе.

Ключевые слова

Полистирол, газифицированные модели, литье

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос