Литниковая система: назначение, структура, классификация

Назначение Литниковая система — обеспечение оптимальных условий и продолжительности заливки формы с целью получения отливки с чёткими гранями и контурами, предотвращение попадания неметаллических включений (при заливке из поворотного ковша), а при затвердевании сплава — питание отливки для предотвращения усадочных раковин. Элементы Литниковая система в соответствии с их назначением разделяют на подводящие и питающие (в некоторых частных случаях такого разделения не существует).

Назначение литниковой системы

Литниковая система – это система каналов и резервуаров для подвода расплавленного металла в полость литейной формы, её заполнения и питания отливки при затвердевании.

Литниковая система должна обеспечивать заполнение литейной формы с необходимой скоростью, задержку шлака и других неметаллических включений, выход паров и газов из полости формы, непрерывную подачу металла к твердеющей отливке.

После окончания литья избыточный металл, заполняющий литниковую систему, застывает, сохраняя форму её каналов и образуя отход, подлежащий отделению от самой отливки.

Литниковая система: назначение, структура, классификация

Рис. 33Л. Литниковая система

1 – литниковая чаша; 2 – стояк; 3 – шлакоуловитель; 4 – питатель; 5 – выпор; 6 – прибыль.

Основными элементами литниковой системы (рис.

33Л) являются: 1литниковая чаша (воронка), которая предназначена для приёма струи расплава, вытекающей из разливочного ковша, и частичного задержания попадающего вместе с расплавом шлака; 2стояк – вертикальный или наклонный канал, передающий расплав из литниковой чаши внутрь литниковой системы; 3шлакоуловитель – горизонтальный канал, расположенный, как правило, в верхней полуформе и служащий для задержания шлака и передачи расплава из стояка к питателям; 4питатель – канал, подающий расплав непосредственно в полость литейной формы (питатель может быть как один, так и несколько, и они обычно располагаются в нижней полуформе); 5выпор – вертикальный канал для вывода газов из полости формы, сигнализации об окончании заливки, питания отливки расплавом при затвердевании; 6прибыль – резервуар с расплавленным металлом, обеспечивающий его непрерывный подвод к массивной части отливки, застывающей последней (при наличии нескольких массивных частей прибылей также может быть несколько).

Вопрос 31. Изготовление отливок по выплавляемым моделям. Сущность способа. Модельные составы. Формовочные материалы. Последовательность операций процесса литья по выплавляемым моделям. Достоинства и недостатки способа.

Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделямэто способ получения отливок изготовленных с использованием одноразовых литейных форм не имеющих плоскости разъема, рабочая полость которых получена с использованием легкоплавких моделей –для изготовления легкоплавких моделей необходимо использовать стальную неразъемную пресс-форму внутреняя полость в которой изготавливается с учетом припуска на мех. Обработку и величину линейной усадки сплавов.

В последнее время предложены новые модельные составы парафин-полиэтиленовые, церезин-полиэтиленовые и парафин-церезин-полиэтиле­новые.

Легкоплавкие модельные составы (парафин, стеарин, церезин и др.) приготовляют в водяных, глицериновых или масляных банях с электрическим или газовым подогревом; применяют также бани-термо­статы.

Пастообразные модельные составы при малом масштабе производства приготовляют вручную, при более крупном — на специальных установках

Модельные составы с высокой температурой плавления (канифоль, полистирол и др.) изготовляют в специальных поворотных электропечах, оснащенных терморегуляторами.

  • Способы изготовления моделей разнообразны. Модельный состав вводят в полость формы следующими способами: свободной заливкой, запрессовкой в пастообразном состоянии; заливкой под давлением; запрес­совкой под высоким давлением подогретых до состоянии размягчения порошка или крупки модельных составов типа пластмасс
  • В качестве формовочной смеси исп огнеупорные составляющие –песок в качестве связуещего гидрализованый раствор этил силиката ,воск с добавлением бурого угля.
  • Для изготовления оболочки керамической литниковой формы блок состоящий из моделей и литниковой системы погружают в суспензию.(песок+гидролизованный раствор этилсиликаты) с последующей обсыбкой каждого промежуточного слоя (5-7раз)

Легкоплавкий бок удаляют из формы погружая конструкцию в горячую воду.

Полученную форму устанавливают в опоку (рамку) находящуюся на поддоне укрепляя песком и выдерживаемой в печи при высокой температуре 950 град на длительное времяпосле этого горячую литейную форму заполняют расплавом отливки извлекают из формы разрушая ее механическим или химическим способом. Объем мех обработки снижается в 2-е.

Минусы – 1)самый длительный и дорогостоющий 2)ограничение номенклатуры и массы получаемых изделий 3)использование трудносерийного массовом производстве целесообразно использовать при изготовлении высоколегированных сталей.

Вопрос 32. Изготовление отливок в оболочковые формы. Сущность способа. Литейная оснастка. Формовочные смеси. Последовательность изготовления отливок литьем в оболочковые формы. Достоинства и недостатки способа.

Способ литья в оболочковые формы основан на получении разовых полуформ и стержней в виде оболочек толщиной 6-10 мм. Их изготавливают путем отверждения на металлической оснастке слоя смеси, в которой связующее вещество при нагреве вначале расплавляется, а затем затвердевает (необратимо), придавая оболочке высокую прочность.

Сущность процесса заключается в применении тонкостенных разъемных разовые формы, изготовленных из формовочной смеси. Формовочные смеси изготавливают из мелкозернистого кварцевого песка, перемешанного с термореактивной смолой. Модельную плиту нагревают до температуры 200-250 градусов.

На ее поверхность наносят разделительную смазку.

Формовочную смесь наносят на на модельную плиту и выдерживают 10-30 секунд; от теплоты модельной плиты термореактивная смола переходит в жидкое состояние, склеивая песчинки с образованием песчано-смоляной оболочковой формы (толщиной 5-10 мм) в зависимости от времени выдержки. При этом смола твердеет.

Готовые оболочковые формы снимают с металлической модели и, если они разъемные, то их склеивают. В собранные оболочковые формы заливают металл. Литьем в оболочковые формы получают ребристые цилиндры, коленчатые валы и т.д.

Способ применяют для стальных, и для алюминиевых отливок, простой конфигурации без внутренних полостей в серийном производстве. Формовочная смесь состоит из мелкозернистого песка (размер зерна 0,25…0,06мм) и термореактивной смолы — пульвербакелита. Способ обеспечивает получение шероховатости поверхности Rz =80…40 мкм, и точность — 12…14 квалитет. Способ легко можно механизировать и автоматизировать.

Литейная технологическая оснастка (модельно-опочный комплект).

Модельный комплект- комплект технологической оснастки приспособленный и инструментально необходим для изготовления литых форм и стержней. В модельный комплект включают модельные отливки и модельные плиты стержневые ящики, опоки.

Модельная отливка — приспособление с помощью которого в литейной форме получают полость с формой и размером соответствующими форме и размерами будущей отливки.

Поверхность модели должна быть гладкой и чистой что бы при ее извлечении из формы она легко отделилась от материала формы. Все размеры модели надо увеличить на величину усадки вертикальным поверхностям модели.

Предают уклон для того что бы облегчить извлечение модели из формы.

Модельная плита – плита на которой закрепляют модель и элемент системы при изготовлении литейной формы.

Стержневой ящик – приспособление в котором изготавливают стержни. Они бывают цельными и разъемными. Вертикальные поверхности стержневых ящиков для облегчения готового стержня изготавливают из дерева и из металлов.

Опока – деревянная или металлическая рамка (ящик без дна) в которой производят уплотнение формовочной смеси при изготовлении литейной формы из песчаной глинистой смеси

Формовочная смесьсодержит наполнитель — мелкозернистый кварцевый песок — 100%: связующее — пульвербакелит (фенолформальдегидная смола с добавками уротропина) — 6 — 7%; увлажнитель (керосин, глицерин) — 0,2 — 0,5%; растворитель (ацетон, этиловый спирт) — до 1,5%.

Последовательность изготовления полуформ показана на рис. 39. Металлическую модель с элементами литниковой системы закрепляют на модельной плите, нагревают до температуры 200 – 250 оС и насыпают песчано-смоляную смесь. Смола плавится, склеивает песчинки и через 15 – 25 с на модели (рис. 39, а) образуется полутвердая оболочка толщиной 6 – 12 мм.

При повороте модельной плиты на 180о (рис. 39, б) остатки смеси осыпаются. Затем модельную плиту с оболочкой помещают в печь, где при температуре 280 – 320 °С в течение 2 – 3 мин происходит окончательное твердение оболочки. После извлечения из печи оболочку (полуформу) с помощью толкателей снимают с модели (рис. 39, в).

Аналогичным способом изготавливают песчано-смоляные стержни для пустотелых отливок.

Литниковая система: назначение, структура, классификация

Рис. 39. Изготовление отливки в оболочковой форме

При сборке формы устанавливают стержень и совмещают полуформы по имеющимся на них выступам и впадинам. Скрепление полуформ производится металлическими скобами, струбцинами или склеиванием (рис. 39, г).

Собранную форму помещают в опоку, засыпают снаружи сухим песком или металлической дробью (рис. 39, д) и заливают расплавом. После затвердевания отливки (рис. 39, е) оболочковая форма легко разрушается.

Литьём в оболочковые формы получают коленчатые и кулачковые валы, шатуны, цилиндры с ребрами жесткости и другие о

Преимущества способа литья в оболочковые формы: возможность получения тонкостенных отливок сложной формы; гладкая и чистая поверхность отливок; небольшой расход смеси; качественная структура металла за счет повышенной газопроницаемости форм; широкая возможность автоматизации; небольшие допуски на обработку резанием. Недостатки: ограниченный размер отливок (до 1500 мм); высокая стоимость смесей; выделение вредных паров и газов из смесей при изготовлении форм.

Вопрос 33. Изготовление отливок литьем в кокиль. Сущность способа. Типы кокилей и материалы для их изготовления. Последовательность изготовления отливок литьем в кокиль. Достоинства и недостатки способа.

Литье в кокиль это способ получения отливок с использованием металлических многоразовых литейных форм. Для изготовления в кокили используют следующие конструкционные материалы ( серый чугун, высокопрочный,ковкий, углеродистый, легированные стали, аллюминиевые литейные сплавы

Способ изготовления кокиля литье в песчанно-глинистые фориы с последующей иех.обработкой рабочей полости кокиля.

Сущность способа заключается в применении многократно используемой литейной формы, которая формирует конфигурацию и свойства отливки. При этом способе литья либо совсем исключается применение, либо расходуется малое количество песчаных смесей лишь на изготовление разовых стержней. В связи с этим отпадает необходимость в землеприготовительных отделениях.

  1. По конструкции кокиль может быть неразъемный, вытряхиваемый, разъемный .
  2. Заполнения кокиля расплава осуществляется свободной заливкой под действием сил тяжести или гравитационных сил.
  3. Внутренних полостях отливки получают используют не металлические или оболочковые стержни

Технология получения отливок более сложная т.к теплопроводность кокиля высокое для получения качественных отливок требуемой формы необходимо сохранить жидкотекучесть расплава перед заливкой расплав перегревают на более высокую температуру и кокиль подогревают пламенем газовых горелок и рабочую пов-ть кокиля покрывают огнеупорным составми с целью получения хорошего качества отливки.

Кокиль не податлив поэтому металлический стержень и отливку извлекают из кокиля раньше т.е до того как отливка остынет до темп окружающей среды.

Температура при которой отливку извлекабт из кокиля 0.6 т плавления

Для извлечения из кокиля , кокиль снабжают выталкивателями

Достоинства: многоуровневое использование объем мех.обработки сижается вдвое на поверхности отливки имеются отливки свободные от получения более плотной мелкозернистой структуры давления и как следствие более высокие мех.св-ва

Недостатки 1)ограниченная номенклатура изделия 2) массовое производство редко. 3)целесообразно использовать кокиль из цвет сплавов 4)длительность изготовления процесса кококиля

Вопрос 34. Изготовление отливок литьем под давлением. Сущность процесса и схема процесса ( с холодной и горячей камерами прессования). Последовательность изготовления отливок литьем под давлением. Достоинства и недостатки способа.

Литьем под давлением называется способ получения фасонных отливок в металлических формах, при котором форму принудительно заполняют металлом под давлением.

Этот способ применяют в массовом производстве для тонкостенных отливок из сплавов цветных металлов (В последнее время этот метод литья начал применяться и для черных металлов).

При данном способе обеспечивается большая точность размеров отливок, последние в подавляющем большинстве случаев не требуют дальнейшей механической обработки.

Сущность литья под давлением

Выполняют машинным способом в металлические формы, называемые пресс-формами. Заполнение металлом пресс формы осуществляют после её смыкания через литниковые каналы, которые соединяют рабочую полость пресс-формы с камерой прессования машины для литья под давлением.

Читайте также:  Как выкрутить сломанный болт? способы, причины поломки, подготовка

Наружные очертания отливки образуются рабочей поверхностью сомкнутой пресс-формы, а внутренние отверстия и полости получают при помощи металлических стержней, которые извлекают из затвердевшей отливки в момент раскрытия пресс-формы.

Стержни имеют механически привод в виде реек, шестерен, зубатых секторов, клиньев, эксцентриков, кинематически связанных с механизмом раскрытия пресс формы.

Литниковая система: назначение, структура, классификация Литниковая система: назначение, структура, классификация

Рисунок 4.1 – Схема технологического процесса литья под давлением на машине с холодной камерой прессования: а – подача расплава в камеру прессования; б – запрессовка; в – раскрытие пресс-формы; г – выталкивание отливки; 1 – пресс-форма; 2 – пресс-поршень; 3 – камера прессования; 4 – стержень; 5 – толкатель

Металл заливают в камеру прессования и запрессовывают внутрь рабочей полости пресс-формы. После кристаллизации отливки происходит раскрытие пресс-формы для из-влечения отливки, при этом отдельная часть остается неподвижной, а остальные части отво-дятся гидроприводом.

Отливка удерживается в подвижной части и перемещается с ней до соприкосновения с выталкивателями, которые выталкивают отливку из подвижной части пресс-формы. Отливка может быть извлечена из раскрытой пресс формы при помощи мани-пулятора или робота.

Для предотвращения сваривания рабочей поверхности пресс-формы с отливкой и облегчения извлечения отливки полость пресс-формы покрывают составами в виде паст или распыляющих жидкостей, содержащих порошки металлов, графит, сульфид молибдена.

На машинах с холодной камерой прессования после подготовки пресс-формы 1 (рисунок 4.1, а) к очередному циклу, ее сборки и запирания с помощью запирающего механизма литейной машины в камеру прессования 3 подается доза расплава.

Затем под действием пресс-поршня 2, перемещающегося в этой камере посредством механизма прессования, через каналы литниковой системы расплав заполняет рабочую полость пресс-формы (рисунок 4.1, б).

После затвердевания и охлаждения отливки до определенной температуры извлекают стержни 4 и раскрывают пресс-форму (рисунок 4.1, в), а затем механизмом выталкивания и толкателями 5 отливку удаляют из пресс-формы (ри-сунок 4.1, г). Механизмы машины приходят в исходное состояние.

Литники и заливы отделяются, от отливки, как правило, с помощью обрезного пресса, расположенного около литейной машины, либо механизмами пресс-формы. На этом рабочий цикл завершается.

  • К основным достоинствам литья под давлением относятся:
  • · универсальность по видам перерабатываемых пластиков,
  • · высокая производительность,
  • · высокое качество получаемых изделий,
  • · возможность изготовления деталей весьма сложной конфигурации или тонкостенных изделий,
  • · отсутствие дополнительной обработки конечного продукта (за исключением операции удаления литников),
  • · полная автоматизация процесса.
  • Недостатки метода:
  • · литьевые машины являются сложными и недешевыми устройствами, насыщенными современными техническими решениями;
  • · применение термопластоавтоматов для реализации конкретного технологического процесса требует квалифицированного технико-экономического обоснования.

Источник: https://megaobuchalka.ru/10/21776.html

Создание литниковой системы

После того, как зубной техник смоделировал каркас будущего протеза, литейщик приступает к созданию литниковой системы.

Она играет важную роль в обеспечении качества литья каркаса бюгельного протеза. В процессе литья необходимо получить гладкую, не имеющую пор поверхность каркаса, которая хорошо полируется и остается блестящей при осуществлении больным ухода за протезом. Точное литье обеспечивает сохранение пружинящих свойств кламмеров, необходимых для фиксации бюгельного протеза.

Для достижения высокого качества литья необходимо соблюдать следующие требования:

1) все участки отливки при литье должны находиться в равных условиях; 2) все толстостенные участки отливки должны иметь дополнительное депо жидкого металла для устранения усадочной раковины, рыхлости и пористости металла; 3) к тонким участкам отливок должен быть подведен наиболее горячий металл. Опыты показали, что не только длина и диаметр литьевого канала, но и его направление и расположение имеют огромное значение для получения качественного литья. Направление литьевых каналов и полого пространства должны соответствовать, чтобы расплавленный металл резко не менял направление, а применяемая при литье центробежная сила способствовала уплотнению металла; 4) расплавленный металл должен течь от толстостенных участков к тонкостенным. Если деталь имеет несколько толстостенных участков, связанных посредством тонкостенных, то каждый толстостенный участок должен иметь свой литьевой канал (литникобразующий штифт).

В процессе охлаждения расплавленный металл вытягивается из литейных каналов и массивных частей. Более тонкие части модели остывают быстрее, чем более массивные.

Поэтому литники должны устанавливаться на наиболее массивных участках конструкций, например, на переходе от седловидной части к дуге протеза.

Массивные части, в которые металл может попасть только через другие, тонкие части модели, следует дополнить круглым каналонаполнителем диаметром 3 мм.

Литники представляют собой каналы, по которым расплавленный металл поступает в форму. Их моделируют в виде цилиндров диаметром не менее 2-3 мм, которые можно изготовить с помощью специального шприца с канюлями различных диаметров — от 0,8 до 4,5 мм или восковой ниткой. При отливке сложных конструкций дуговых протезов или съемных шин с многозвеньевыми кламмерами в литниковой системе рекомендуется моделировать усадочные муфты и выход для газов (выпор). Последний делают из воска в виде стержня диаметром 1,5-2 мм и приклеивают с одной стороны к каркасу, а с другой — к верхнему краю литниковой чаши.

Размер и форма литниковой системы зависит от способа плавки и заливки металла. Если плавка осуществляется в литниковой чаше, то диаметр литника не превышает 1,5 мм, если при плавке металла применяют центробежную заливку, то литник должен быть толстым (он играет роль питателя — прибыли).

Литниковая система может быть выполнена в виде литникового креста, крыльчатки или одного канала. Крестообразная система применяется при отливке сложных каркасов и съемных шин. Литники делают плоскими, толщиной 0,5-0,6 мм и шириной 1-1,6 мм. Расплавленный металл заливают в форму 3-4 широкими потоками.

  • Литниковая система: назначение, структура, классификация
  • Литье «сверху»

Крыльчатая литниковая система образуется путем приклеивания круглых восковых литников к основному стержню. Литники диаметром 3-4 мм имеют дугообразное направление (для того чтобы металл резко не менял направление потока).

Одноканальную литниковую систему применяют при центробежной или вакуумной заливке. Толстый литник диаметром 4-6 мм устанавливают по направлению вращения модели при ее заливке расплавленным металлом. Литник суживается у детали каркаса и расширяется в области литниковой чаши. В этом случае необходимости в создании усадочной муфты нет.

При изготовлении протеза нижней челюсти литье можно осуществить «сверху» и «сквозь модель». В этом случае достаточно двух литейных каналов диаметром 3,5 мм каждый. Они фиксируются непосредственно к дуге протеза. При моделировании восковой конструкции на верхней челюсти и из-за большого количества широких и дополнительных элементов на его дуге следует установить как можно более плоские литейные каналы и отливку каркаса во избежание деформации осуществлять только «сверху». В местах прикрепления литейных каналов могут возникать изъяны. Чтобы избежать этого, используются «депо» металла (усадочные муфты), действующие в качестве литейных резервуаров.

Усадочные муфты обеспечивают гомогенную отливку. Для этого необходимо, чтобы процесс кристаллизации металла происходил при постоянном поступлении дополнительного количества расплавленного металла для заполнения образующихся пустот.

Если это условие не будет соблюдено, то в середине детали, как правило, образуются так называемые усадочные раковины, ослабляющие прочность всей конструкции каркаса дугового протеза. Для предотвращения их образования на литнике вблизи детали каркаса устанавливается восковой шарик, который должен быть в 3-4 раза больше объема отливки.

Если литник короткий (2-4 мм) или широкий, усадочную муфту (прибыль) можно не устанавливать. В этих случаях ее роль выполняет сам литник или литниковая чаша.

При моделировании литниковой системы следует обращать внимание на обеспечение возможности отпилить литники от готового каркаса. Литники должны быть гладкими, поскольку неровности и шероховатости стенок литьевого канала создают завихрения в потоке жидкого металла, что отрицательно сказывается на качестве отливки.

  1. Литниковая система: назначение, структура, классификация
  2. Литье «сквозь модель»
  3. После создания литниковой системы приступают к формовке огнеупорной модели.

Источник: http://neostom.ru/protezirovanie-biugelnimi-protezami/sozdanie-litnikovoy-sistemi.html

Pereosnastka.ru

  • Типы литниковых систем
  • Категория:
  • Литейное производство

Типы литниковых систем

Литниковой системой называют совокупность каналов и резервуаров, по которым жидкий металл из ковша поступает в полость литейной формы. Литниковая система оказывает существенное влияние на качество отливок; неправильно сконструированная или неправильно рассчитанная она может явиться причиной брака отливок.

  1. Основными элементами литниковой системы являются следующие.
  2. Литниковая воронка или чаша — резервуар, предназначенный для приема жидкого металла из ковша, частичного удержания шлака (в чаше) и передачи металла в стояк.
  3. Стояк — вертикальный (иногда наклонный) канал круглого, овального или иного сечения, предназначенный для передачи металла из чаши (воронки) к другим элементам литниковой системы (шлакоуловителю, питателям).

Литниковая система: назначение, структура, классификация

Рис. 1. Элементы литниковой системы

Литниковый ход, называемый «шлакоуловителем» для чугунного литья и коллектором для цветного, — это горизонтальный канал предназначенный для удержания шлака и передачи металла стояка к питателям.

Питатели (литники) — каналы, предназначенные для передачи металла непосредственно в полость формы.

Литниковая система: назначение, структура, классификация

Рис. 2. Типы литниковых систем:
1 — чаша (воронка); 2 — стояк; 3 — литниковый ход; 4 — питатель; 5 — выпор; 6 — отливка

Литниковые системы делят на пять основных типов:
1. Верхняя литниковая система (рис. 2, а). Питатели подводят либо в верхнюю часть отливки, либо в прибыль или под прибыль.
2. Нижняя или сифонная литниковая система (рис. 2, б). Питатели подводят в нижнюю часть отливки.

3. Боковая литниковая система (рис. 2, в). Питатели подводят по разъему формы.
4. Ярусная (этажная) литниковая система (рис. 2, г). Питатели подводят к отливке на нескольких уровнях. Разновидностью ярусной литниковой системы является вертикально-щелевая (рис. 2, д).

5. Дождевая литниковая система.

Гип литниковой системы выбирают в зависимости от вида металла, конструкции отливки, положения ее при заливке и т. д.

Всегда стремятся к тому, чтобы при обеспечении необходимого качества отливки расход металла на литниковую систему был наименьшим. При соблюдении указанного условия повышается выход годного литья (отношение расхода металла на отливку к общему расходу металла с учетом литниковой системы и прибылей).

Верхняя литниковая система наиболее проста по конструкции, легко выполнима, требует незначительного расхода на нее металла. Она создает наиболее благоприятные условия для питания отливки, т.е. создает нужное для направленной кристаллизации распределение температур — повышение температур от нижней части отливки к верхней.

Однако верхняя литниковая система имеет существенный недостаток, а именно, при падении струи металла с большой высоты размывается форма, образуются засоры; металл окисляется, разбрызгивается, в нем увеличивается количество неметаллических включений. К тому же верхняя литниковая система не обеспечивает задержание шлака. Поэтому ее применяют для низких отливок небольшой массы, простой конфигурации, с малой и средней толщиной стенок.

Нижняя (сифонная) литниковая система обеспечивает спокойное заполнение формы, устраняет опасность размывания стенок и образования засоров. Однако нижний подвод металла создает неблагоприятное распределение температур по объему металла отливки (так как горячий металл поступает снизу), способствует развитию местных разогревом и внутренних напряжений.

Сифонная литниковая система сложна в изготовлении и требует повышенного расхода металла, применяется обычно для отливок средней и большой массы значительной высоты, с большой толщиной стенок.

Подвод металла по разъему является одним из самых распространенных способов заливки форм различных отливок, особенно отливок, плоскость симметрии которых совпадает с плоскостью разъема формы.

Боковая литниковая система, уменьшая (по сравнению с верхней) высоту падения металла и возможность разрушения формы, вместе с тем ухудшает условия кристаллизации и увеличивает расход металла. Она применяется для отливок небольшой высоты, средней массы, больших размеров; широко используется при машинном способе изготовления форм.

Ярусная литниковая система применяется для крупных, тяжелых отливок. Она обеспечивает лучшее питание отливки, чем сифонная литниковая система. Ярусы системы должны подавать металл в полость формы последовательно, снизу вверх.

Читайте также:  Резец отрезной токарный: конструкция, виды, режимы, назначение

Ярусная литниковая система наиболее сложна в выполнении и требует наибольшего расхода металла.

Вертикально-щелевая литниковая система, обеспечивающая спокойное заполнение формы при сохранении направленности затвердевания, используется для литья цветных сплавов.

Дождевая литниковая система применяется в основном для отливок цилиндрической формы.

Металл из стояка попадает в кольцевой коллектор, из которого через питатели, расположенные по окружности на равном расстоянии друг от друга, тонкими струйками равномерно заполняет расположенную ниже полость формы.

Металл при этом не должен разбрызгиваться, так как капли металла быстро затвердевают, окисляются и не свариваются с основным металлом, образуя дефекты в отливках, называемые королевами,

Помимо выбора типа литниковои системы, большое значение имеет выбор места подвода питателей к отливке. В зависимости от свойств сплава, конструкции отливки (габаритных размеров, толщины стенки) при подводе металла стремятся обеспечить либо направленное затвердевание, либо одновременное равномерное охлаждение различных частей отливки.

Для отливок с толстыми стенками, массивными узлами, склонных к образованию усадочных раковин, необходимо создавать условия направленной кристаллизации. Это достигается не только соответствующим расположением отливки в форме, когда более массивные части располагаются над тонкими, но и соответствующим подводом металла к наиболее массивным частям отливки.

Такой подвод металла усиливает эффект направленного затвердевания. Поэтому сталь, имеющая большую усадку и пониженную жидкотекучесть, подводится в толстое сечение под прибыли с тем, чтобы разогреть форму около прибыли и улучшить питание затвердевающей отливки. Также поступают при изготовлении отливок из специальных бронз, латуней, некоторых алюминиевых сплавов.

Иногда сталь заливают непосредственно через прибыли.

Однако, если вследствие чрезмерно большой разницы в скоростях охлаждения отдельных частей отливки возникает опасность появления напряжений и трещин, то для ослабления разницы в скоростях охлаждения металл подводят в менее массивные части отливки.

Одновременное и равномерное затвердевание и охлаждение отливки достигается подводом металла в тонкие части отливки и соответствующим расположением питателей, обеспечивающим симметричное и равномерное заполнение формы. При этом уменьшается опасность образования внутренних напряжений, коробления и трещин. Подобный подвод металла применяют при изготовлении отливок большой протяженности со стенками различной толщины.

Сужающиеся литниковые системы лучше улавливают шлак, уменьшают инжекцию воздуха, увеличивают линейную скорость прохождения металла через каналы литниковой системы. Их применяют при литье сплавов, не склонных к окислению, образующих непрочные окисные пленки.

Расширяющиеся литниковые системы уменьшают скорость движения металла, обеспечивают спокойное заполнение полости формы без окисления металла. Их применяют при литье сплавов, склонных к окислению, образующих прочные окисные пленки.

Реклама:

Источник: http://pereosnastka.ru/articles/tipy-litnikovykh-sistem

Типы литниковых систем

Выбор того или другого типа литниковой системы зависит от многих факторов, главными из которых являются: положение отливки в форме и наличие разъема формы; габаритные размеры и конфигурация отливки; предъявляемые к отливке требования (ответственная или неответственная отливка); свойства сплава; возможности питания отливки прибылями; удобство отделения питателей от затвердевшей отливки.

Верхняя литниковая система

Верхняя литниковая система (рис. 1, а) обеспечивает хорошую заполняемость при кратчайшем пути металла до формы, создает наиболее благоприятные условия для последовательной направленной кристаллизации отливки снизу к прибылям, не вызывает развития местных перегревов формы и связанных с этим дефектов.

Она наиболее проста по выполнению, легко удаляется при обрубке литья и требует наименьшего по сравнению с другими типами литниковых систем расхода металла за счет уменьшения размеров прибылей.

Основной недостаток этого типа систем — каскадный сброс расплава в форму, приводящий к его интенсивному перемешиванию и окислению, захвату воздуха, образованию пены и ее замешиванию внутрь отливки.

При верхней литниковой системе ухудшаются также условия задержания шлака в коллекторе, так как питатели большую часть времени заливки не могут работать под затопленный уровень. Кроме того, верхняя литниковая система создает опасность размыва формы и стержней падающим с большой высоты потоком металла.

Литниковая система: назначение, структура, классификация

Рис. 1.

Типы литниковых систем: а — верхняя; б — нижняя; в — боковая (по разъему); г — вертикально-щелевая; д и е — ярусные соответственно с горизонтально и вертикально расположенными питателями; ж — комбинированная; 1 — чаша; 2 — стояк; 3 — зумпф; 4 — металлоприемник (промежуточный канал); 5 — коллектор; 6 — питатель горизонтальный; 7 — отливка; 8 — прибыли; 9 — колодец (обратный стояк); 10 — вертикальная щель; 11 — шлакосборник над коллектором; 12 — шлакосборник над питателем — питающая бобышка; 13 — питатель вертикальный; 14 — выпор

Отмеченные недостатки верхней литниковой системы в значительной мере могут быть устранены при заливке форм в наклонном положении или при выполнении заливки с кантовкой. Поэтому верхнюю литниковую систему часто применяют для отливок с высотой до 100 мм, а также при литье мелких деталей в кокиль, кантовку которого обеспечивать значительно проще, чем кантовку песчаной формы.

Нижняя литниковая система

Нижняя литниковая система (рис.

1, б) в наибольшей степени обеспечивает спокойное заполнение формы расплавом, исключающее его вспенивание, разбрызгивание и окисление, хорошо задерживает неметаллические включения, находящиеся в расплаве до его поступления в форму, способствует удовлетворительной заполняемости и последовательному вытеснению воздуха и газов из полости формы. Нижняя литниковая система легко удаляется при обрубке, а расход металла на нее меньше, чем на вертикально-щелевую систему.

Однако при такой литниковой системе из-за перегрева нижних слоев формы могут нарушиться тепловой режим охлаждающейся отливки и, следовательно, самый ход последовательной направленной кристаллизации, что может привести к образованию усадочных раковин и рыхлот.

Чтобы избежать образования этих дефектов, применяют холодильники, устанавливают прибыли увеличенных размеров или доливают их горячим металлом. Но этих мер может оказаться недостаточно при литье сплавов с широким температурным интервалом кристаллизации, склонных к образованию рассеянной усадочной пористости.

Кроме того, при нижней литниковой системе трудно обеспечить заполняемость тонкостенных высоких отливок с развитой поверхностью. Поэтому при hотл/δотл > 50 (где hотл — высота отливки без прибылей; δотл — средняя толщина стенки) для обеспечения заполняемости формы применяют вертикально-щелевую или комбинированную систему.

Такой тип литниковой системы в наибольшей степени отвечает требованиям, предъявляемым к литниковым системам, и поэтому получил наибольшее распространение для литья цветных сплавов.

Боковая литниковая система

Боковая литниковая система (рис. 1, в) обеспечивает заполнение нижней части отливки сверху, а верхней части — снизу. Преимущество системы — удобство выполнения в форме.

Вертикально-щелевая литниковая система

Вертикально-щелевая литниковая система (рис.

1, г) наряду со спокойным вводом расплава в форму обеспечивает хорошую заполняемость форм тонкостенных отливок, задерживает неметаллические включения при отшлаковывании в коллекторе и вертикальном колодце, создает благоприятные условия для последовательной, Направленной снизу вверх кристаллизации отливок, обеспечивая подачу Горячего металла в верхние слои отливки и прибыль. Таким образом, этот тип литниковой системы обеспечивает лучший тепловой режим и лучшую заполняемость тонкостенных высоких отливок, чем нижняя литниковая система.

К недостаткам вертикально-щелевой системы относятся: возможность вспенивания сплава в начальный момент заполнения формы и опасность возникновения местных перегревов формы в области, прилегающей к вертикальным щелям, приводящих к образованию дефектов усадочного характера, а также сложность ее выполнения в форме и удаления при обрубке.

Вертикально-щелевая литниковая система наиболее эффективна при литье высоких тонкостенных (hотл/δотл > 50) отливок цилиндрической и коробчатой форм, а также при литье мелких и средних отливок в кокили, наклоняемые для устранения опасности вспенивания расплава в начальной стадии заполнения.

Ярусная литниковая система

Ярусная литниковая система (рис. 1, д и е) создает благоприятные условия для заполнения формы и кристаллизации отливки, так как наиболее горячие порции расплава поступают в верхнюю часть, а последовательная заливка снизу способствует спокойному заполнению и вытеснению воздуха.

Недостаток этой системы — сложность ее изготовления, так как в этом случае необходимы несколько горизонтальных разъемов формы. Преимущественное применение ярусной системы — при литье в кокили с вертикальным разъемом.

Кроме того, может использоваться при литье крупных высоких и тонкостенных отливок в песчаные формы.

Комбинированная литниковая система

Комбинированная литниковая система (рис. 1, ж), в которой сочетаются несколько типов систем, например, нижняя система с вертикально-щелевой обладает преимуществами этих систем.

В этом случае форма спокойно заполняется расплавом, рационально распределяется температура по сечению отливки и тем самым обеспечивается ее последовательная кристаллизация.

Эту систему применяют преимущественно для заливки крупногабаритных отливок сложной конфигурации в песчаных формах, особенно в тех случаях, когда площади горизонтальных сечений отливки резко меняются с ее высотой. Недостаток комбинированной системы — сложность выполнения и удаления ее при обрубке, а также повышенный расход металла.

Похожие материалы

Источник: https://www.metalcutting.ru/content/tipy-litnikovyh-sistem

Литниковая система

В получении точного литья большое значение имеет построение литниковой системы. Из многих существующих систем при отливке вкладок применяют литниковую систему, состоящую из воронки и одного или нескольких каналов, которые отходят непосредственно от нее.

Воронка

Для более легкого расплавления металла и отливки вкладки воронке следует придавать сферическую форму (рис. 80, а).

Если воронка слишком глубока, то в нижней ее части металл не расплавится и вкладка не отольется (рис. 80, б). При плоской воронке имеется опасность разбрызгивания металла во время отливки (рис. 80,в).

Размеры воронки должны быть такими, чтобы в нее можно было поместить достаточное количество металла для литья и некоторый избыток для питания отливки.

Литниковые каналы

Получение монолитного (без усадочных раковин) литья и регулирование направления усадки вкладки зависят от количества, расположения, размеров и формы литниковых каналов.

При установлении количества их необходимо исходить из формы вкладки. Для отливки вкладки с простым рельефом (1-го класса) достаточен один канал, со сложным (типа МО и сложнее) — требуется не менее двух литниковых каналов, расположенных на различных поверхностях вкладки.

Расположение литниковых каналов при отливке вкладки со сложным рельефом должно быть таково, чтобы они имели одно общее или два входных отверстия у центра воронки.

При установлении размеров литниковых каналов необходимо исходить из величины вкладки, т. е. объема металла, который нужно пропустить через них. Для отливки небольших вкладок достаточен один литниковый канал диаметром 0,5 мм, для больших — литниковые каналы диаметром не менее 0,75 мм. Длина каналов может колебаться в пределах oт 7 до 10 мм.

Длинный узкий канал может засориться во время вываривания воска и расплавленный металл не сумеет пройти в форму. Кроме того, при прохождении через длинный литниковый канал металл застывает в нем быстрее, чем в форме.

В результате в форму пройдет недостаточное количество металла, необходимого для вытеснения газов из формы и из металла, и литье будет пористым — с усадочными раковинами (рис. 81, а).

Чем короче и шире литниковый канал, тем медленнее металл будет застывать при прохождении через него, тем большее количество металла пройдет в форму до застывания и тем плотнее будет литье (рис. 81,б).

Литниковый канал не должен быть чрезмерно коротким, так как во время отливки металл может прорвать тонкую покрышку формы, а частицы упаковочной массы, смешавшиеся с металлам, загрязнят вкладку.

Литниковый канал должен быть прямым. Изогнутый литниковый канал затрудняет продвижение расплавленного металла, в результате чего возникает опасность преждевременного затвердения его в канале. Кроме того, надо иметь в виду, что изогнутый канал получают при применении изогнутого штифта, который при удалении из кюветы повреждает стенки канала или покрышку формы.

Литниковый канал должен иметь цилиндрическую форму, Расплавленный металл проходит лишь через центральную часть литникового канала.

Продвижению металла у стенок канала препятствуют, с одной стороны, силы трения, с другой — затвердение металла при соприкосновении его со стенками канала.

В связи с этим цилиндрическая форма канала как имеющая наименьшую поверхность стенок при одинаковом сечении является наиболее благоприятной. Конусовидной формы литниковые каналы непригодны.

Для получения конусовидного литникового канала, направленного основанием к опоке, потребовалось бы прикрепить к восковой модели вкладки литниковый штифт широким основанием, который практически невозможно удалить из кюветы без повреждения формы. Если узкая часть канала направлена в сторону опоки, то расплавленный металл может застыть в ней еще до заполнения формы (рис. 82).

Читайте также:  Вертикальный настольно-сверлильный станок 2м112: характеристики, паспорт

Входные отверстия литниковых каналов должны быть расположены посередине воронки, так как это место находится на самом большом расстоянии от поверхности расплавленного металла и поэтому давление массы металла при отливке здесь будет наибольшим.

Резервуары, питающие отливку (прибыли)

В уменьшении усадки отливки и регулировании направления ее большое значение имеет питание отливки, т. е. подача расплавленного металла в литейную форму.

При отливке больших вкладок типа МОД и более сложных, когда опасность деформации и образование усадочных раковин особенно велики, питание отливки должно быть усилено.

Это достигается питающими резервуарами (прибылями) шаровидной формы. Для эффективного действия их располагают по ходу литниковых каналов возможно ближе к литейной форме.

Питающие резервуары получают созданием шаровидных утолщений из воска на литниковых штифтах (рис. 83, а).

Отводные воздушные каналы

Наличие воздуха в полости кюветы во время литья может привести к частичному проникновению его в толщу металла и к образованию внутренних пор, а оставшийся на поверхности расплавленного металла воздух препятствует получению четких контуров литья.

Существует мнение, что вследствие высокой температуры полость в кювете во время отливки безвоздушна. Однако установлено, что воздушное давление в пустой форме (опоке) всегда такое же, как снаружи. Таким образом, необходимо считаться с теми остаточными газами полости, которые оказывают сопротивление металлу во время отливки.

При маленьких отливках воздушные, массы незначительны и могут быть вытеснены металлом через поры упаковочной массы. При больших отливках для удаления воздушных масс следует создавать слепые или сквозные отводные воздушные каналы.

Слепые каналы могут быть получены прикреплением к восковой модели нескольких тонких коротких разрозненных ниток или конских волосков, которые сгорают во время выжигания воска. Сквозные каналы получают прикреплением к наиболее высокой нейтральной части восковой модели стержня из воска.

Свободный конец этого стержня прикрепляют к конусу (подставке) вне центральной его части с тем, чтобы уровень выходного отверстия отводного канала в воронке был выше уровня расплавленного металла и отводной канал не был прикрыт им во время отливки (рис. 83,б).

Источник: https://ortostom.net/content/litnikovaya-sistema

Элементы литниковой системы, их взаимное расположение

Литниковой системой называют совокупность каналов и элементов литейной формы, служащих для подвода расплавленного металла в рабочую полость формы, обеспечения благоприятных условий ее заполнения, а также питания отливки при затвердевании.

Основными элементами литниковой системы являются (рис.10) литниковая чаша 1 (или воронка), стояк 2, зумпф 4, шлакоуловитель 5, питатель 6, выпор 7, прибыль 8.

1 – литниковая чаша, 2 – стояк; 3 – шлакоуловитель; 4 – питатели; 5 – выпор

6 – зумпф; 7 – рамка; 8 – полость формы, 9 – воронка

Рис.10. Элементы литниковой системы

Каждый из элементов литниковой системы имеет свое назначение, неправильное изготовление его может стать причиной брака отливки. Поэтому при серийном производстве отливок выгоднее применять заранее изготовленные модели литниковой системы, имеющие расчетную площадь и правильный профиль.

Литниковая чаша или воронка являются резервуарами, служащими для приема металла из разливочного устройства и подачи его через стояк и другие элементы литниковой системы в рабочую полость формы.

В литниковой чаше (рис.12,а) струя расплава попадает сначала в полость М, в результате чего снижается напор металла, создаются условия для частичного отделения шлаковых включений.

Тип литниковой чаши зависит от необходимого объема металла в ней. Маленькие литниковые чаши удобно делать утопленными на поверхности формы (рис.10,а), если между дном чаши и полостью формы 8 остается достаточный слой смеси.

Если дно чаши расположено близко к полости формы, то металл, заливаемый в чашу, может продавить небольшой слой смеси и разрушить верх формы.

В таких случаях литниковую чашу делают не в форме, а в отдельной небольшой рамке 7, поставленной на поверхность формы над стояком (рис.10,б).

а – литейная чаша, б – воронка

Рис.11. Заливка металла в литниковую чашу (а) и в воронку (б)

В небольших формах верхняя часть стояка заканчивается небольшой воронкой, выполняющей роль чаши (рис.10,в, рис.11,б). Литниковая воронка обычно имеет форму усеченного конуса, расширяющегося вверх, что облегчает при заливке попадание в нее струи металла.

Стояк представляет собой вертикальный (реже наклонный) прямой или изогнутый канал, служащий для подачи расплава из литниковой чаши (или воронки) к другим элементам литниковой системы: зумпфу, шлакоуловителям, питателям (рис.10,в). Для удобства удаления из формы стояки делают коническими, расширяющимися к верху.

Зумпф (рис.10,а-б) выполняется в конце стояка в виде полусферы и служит для смягчения удара падающей струи расплава, уменьшения разбрызгивания его, плавного изменения направления движения потока.

Шлакоуловитель – элемент литниковой системы для задерживания шлака, кусочков формовочной смеси и для подвода расплавленного металла из стояка к питателям. Существуют несколько конструкций шлакоуловителей: трапецеидальные, зигзагообразные, шаровые, ступенчатые.

Частицы шлака, попадая с металлом в шлакоуловитель, расположенный выше питателей, всплывают и остаются в нем, не проникая в полость формы. В кусковых формах устройство шлакоуловителя не всегда представляется возможным.

В этих случаях для подачи металла из стояка к питателям на поверхности разъема формы вырезают канал, называемый литниковым ходом.

Литниковые дроссели – местные сужения в литниковой системе в виде вертикальных щелевидных каналов, используются для регулирования скорости движения расплава и заполнения формы (рис.12).

Питатель – элемент литниковой системы для подвода расплавленного металла в полость литейной формы. Питатели чаще всего располагают в нижней полуформе под шлакоуловителем. Питатели не следует делать в том месте под шлакоуловителем, где в него входит стояк, так как возможно попадание шлака в форму.

В формах толстостенных отливок питатели прорезают в виде каналов с треугольным сечением, в тонкостенных отливках в виде широких трапецеидальных каналов (рис.10,в). Толщина таких питателей не должна превышать толщину стенки отливки, в противном случае при обрубке литника будет выламываться стенка отливки.

1 – стояк, 2 – металлоприемник, 3 – дроссель, 4 – расширяющаяся часть дросселя, 5 – лнтниковый ход, ведущий к питателям

Рис.12. Литниковая система с дросселем

Выпор – элемент литниковой системы для вывода газов из формы при заливке, контроля заполнения формы расплавленным металлом, питания отливки в момент ее затвердевания, смягчения удара струи металла в верхнюю стенку полости формы в конце ее заливки, для слива холодного металла из верхней части полости формы.

Заливка, при которой часть холодного металла сливается из полости формы через выпор, носит название заливки с перепуском. При заливке формы с перепуском уровень металла в чаше должен быть несколько выше уровня металла в выпоре.

В литейных формах, полость которых расположена в нижней опоке, выпор делают в виде стояка на противоположном от литниковой системы конце формы (рис.13, а). Такой выпор называют отводным.

Кроме того, выпор может быть питающим и сигнальным.

а – отводной выпор; б – выпор в верхней части формы; в – отливка без прибыли и отливка с прибылью

Рис.13. Устройство выпора и прибыли

В формах, полости которых расположены в верхней опоке, выпор ставят в той части полости формы, которая расположена выше всех остальных (рис.13,б). Если выпор поставлен в части формы, которая расположена ниже других, газы и шлак, всегда скопляющиеся в верхней части формы, могут не попасть в него и останутся в форме, образуя в том месте газовые или шлаковые раковины.

Прибыль. Во время усадки металла в форме в стенках отливки могут образовываться усадочные раковины. Усадочные раковины возникают там, где металл долгое время остается в жидком состоянии, т.е.

в толстых сечениях отливки (рис.13,в).

В тонких сечениях отливки раковины образоваться не могут, потому что возникающая в процессе затвердевания усадка компенсируется металлом из соседних, более толстых сечений отливки, находящихся еще в жидком состоянии.

Если во время затвердевания отливки в то место, где происходит образование усадочной раковины, своевременно добавлять жидкий металл – питать отливку, то усадочной раковины в отливке не будет. Подобный прием в производстве отливок используется как средство борьбы с усадочными раковинами.

Питание отливки в момент ее усадки осуществляется за счет жидкого металла элемента литниковой системы, устраиваемого в форме над той частью отливки, где возможно образование раковины. Такую полость в форме называют прибылью (рис.13,г).

Прибыль может питать отливку лишь в том случае, если металл в ней в момент образования раковины в отливке еще жидкий и затвердевает после питаемого узла. Следовательно, чтобы в прибыли сохранить металл в жидком состоянии, сечение и размеры ее должны быть больше размеров той части отливки, которую она питает.

При таком условии усадочные раковины будут образовываться не в отливке, а в прибыли, которая впоследствии будет срезана с отливки. Одновременно стремятся к тому, чтобы при выполнении указанных условий расход металла на прибыли был минимальным.

Типы литниковых системы. Различают несколько характерных способов подвода литниковой системы.

При сифонной заливке литники подводят к нижней части отливки (рис.14,а). Сифонная заливка обеспечивает спокойное заполнение полости формы без разбрызгивания. Однако пока расплав достигает верхней части формы, он успевает остыть, что ухудшает питание отливки из прибылей и может привести к появлению раковин в отливке.

При заливке сверху через литник, подведенный к верхней части отливки (рис.14,б), форма заполняется в направлении, противоположном направлению выхода газов, вследствие чего часть газов может попасть в отливку.

Кроме того, расплав, падая на дно формы, разбрызгивается, сильнее окисляется и может размыть форму в местах падения. Преимуществом заливки сверху является поступление горячего металла в верхнюю часть отливки и в прибыль.

Для заливки в середину литники подводят к середине отливки, на уровне 1/2 ее высоты (рис.14,в). В этом случае нижняя часть отливки заполняется как при заливке сверху, а верхняя – как при заливке снизу. Практикуется и заполнение литейной формы через несколько литников.

Например, используется расширяющаяся ступенчатая литниковая система (рис.14,г), суммарная площадь поперечного сечения литников которой больше площади поперечного сечения стояка, благодаря чему жидкий металл, поднявшись до среднего уровня, вновь поступает в стояк. Возникает циркуляция, показанная стрелками.

Обратное движение имеет место, если ступенчатая система запертая (рис.14,д).

а – сифонная заливка; б – заливка сверху; в – заливка в середину отливки;

г – ступенчатая расширяющаяся литниковая система; д – ступенчатая сужающаяся литниковая система; е – заливка через несколько самостоятельных литников; ж – сифонная ступенчатая литниковая система

Рис.14. Подвод металла к отливке

Ступенчатая литниковая система может быть разделена на несколько отдельных стояков (рис.14,е), заполнение которых происходят в соответствующем порядке.

Сифонная заливка металла через ступенчатую литниковую систему (рис.14,ж) обеспечивает благоприятное распределение температуры в отливке.

Источник: https://studopedia.net/5_75232_elementi-litnikovoy-sistemi-ih-vzaimnoe-raspolozhenie.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector