Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,442

ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ (УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ)

Чернышов Е.А. 1 Паньшин В.И. 1
1 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Литейное производство – это сложный и трудоемкий процесс, сущность которого заключается в получении жидкого расплава необходимого состава и качества и заливки его в заранее приготовленную форму. В процессе перехода металла из жидкого состояния в твердое происходит кристаллизация и затвердевание и последующее охлаждение металла, формируются физико-механические и служебные свойства и дефекты отливок. Поэтому решение вопросов повышения качества отливок начинается на стадии проектирования конструкции детали и технологического процесса литья. На этой стадии формируются основные затраты на изделие. Отсюда видно как важна консолидация творческих усилий конструктора детали и технолога литейщика.

Конструктор, назначая марку сплава и проектируя конструкцию детали, уделяет внимание конструктивной прочности, условиям работы, требованиям технологии механической обработки и ее внешнему виду. Инженер-литейщик, изучая спроектированную деталь, обращает внимание на другие вопросы: пытается анализировать литейные свойства сплава; условия формирования отливки в процессе теплопередачи, кристаллизации, затвердевания и охлаждения; сложность конфигурации и толщину стенок отливки; наличие выступов, впадин и горячих узлов; возможность обеспечения направленного или одновременного затвердевания. Другими словами, технолог-литейщик оценивает возможность получения детали тем способом литья, который обеспечивает необходимое качество и минимальные затраты. После этого он может предложить конструктору внести необходимые изменения в конструкцию детали еще на стадии ее проектирования. К сожалению, это не всегда удается, так как на практике технолог часто имеет дело с уже готовыми чертежами, поступившими в технологическое бюро литейного цеха. И тогда технолог-литейщик обязан учесть все эти особенности при проектировании литейной технологии, используя в первую очередь, основные принципы и положения теории и технологии литейного производства. Кроме профессиональных знаний инженер-литейщик должен иметь достаточно широкий кругозор в области естественных наук: физики и химии (в процесс плавки и формирования поверхности отливки), физической химии, сопротивления материалов, теплообмена и теплопередачи, реологии и др.

За последние годы освоено и разработано много различных технологических процессов литья, однако основным способом получения отливок остается литье в песчаные формы. Именно поэтому в данном учебном пособии вопросы проектирования литейной технологии рассматриваются применительно к этому способу литья.

Пособие состоит из 7 глав и приложения. В первой главе приводятся основные сведения о литейной форме и формовочных материалах, основных технологических операциях изготовления литейной формы. Особое внимание уделено составам и свойствам формовочных и стержневых смесей. Дано краткое описание прогрессивных способов формообразования.

Вторая глава посвящена основным принципам проектирования литейной технологии и сопровождается большим количеством графического материала, поясняющего правила изображения и выполнения элементов литейной формы в соответствии с существующими стандартами. Приведены примеры и рекомендации технологического исполнения деталей, и особенности проектирования.

В третьей главе приведены общие сведения о прибылях, направленности затвердевания и радиусе питания, правилах установки прибылей и методика их расчета, которая подкреплена конкретными примерами.

Основные принципы проектирования литниковых систем рассмотрены в четвертой главе, в которой указаны требования к месту подвода металла к отливке, к литниковым системам и анализ ее отдельных элементов. Приведены оптимальные температурные режимы заливки форм и методика расчета заливки металла из поворотного и стопорного ковшей.

Проблема повышения качества отливок, снижения брака и дефектов всегда находятся в центре внимания литейщиков, а в настоящее время от решения этих вопросов зависит конкурентоспособность литейной продукции. Поэтому пятая глава содержит краткие сведения о классификации дефектов, возможных причинах возникновения и мерах по их предупреждению и исправлению.

Шестая глава посвящена наиболее важному этапу процесса проектирования литейной технологии: анализу технологичности отливки. В начале главы приводятся примеры улучшения конструкции детали с целью получения ее методом литья, а затем даны задачи по оценке технологичности отдельных деталей.

В начале седьмой главы показаны правила нанесения технологических указаний на чертеж детали: положение отливки в форме при заливке, плоскость разъема модели и формы, величины припуска на механическую обработку и технологического напуска, необходимые сведения об изготовлении и установке стержней, прибылей и холодильников, места подвода и размеров сечений отдельных элементов литниковой системы и др. В заключительной части этой главы студентам предлагаются примеры и задания для самостоятельной разработки литейной технологии отливок разнообразных по массе, конфигурации и виду сплава.

Расчеты продолжительности затвердевания и охлаждения отливки в разовой форме, силы, действующие на верхнюю полуформу, теплофизические свойства металлов, формовочных и стержневых смесей, необходимые сведения для определения величины припуска на механическую обработку приведены в приложении.

По окончании каждой главы приводятся контрольные вопросы для лучшего усвоения материала.

Отличительной особенностью настоящего издания является наличие большого количества примеров и задач, схем и рисунков и ценных подробностей практической стороны проектирования литейной технологии. По мнению авторов до настоящего времени учебной литературы с такой постановкой вопросов и методикой их изложения в центральных издательствах не выходило.

Учебное пособие адресовано прежде всего студентам для более глубокого освоения теоретических курсов и приобретения практических навыков при выполнении курсового и дипломного проектирования, бакалаврской выпускной работы и магистерской диссертации. Оно может быть полезно и преподавателям машиностроительных и металлургических специальностей. В то же время авторы надеются, что данное учебное пособие может быть использовано дипломированными специалистами, недавно покинувшими стены высших учебных заведений и не имеющих достаточного опыта и навыков в проектировании литейных технологий. Помочь студентам и выпускникам приобрести необходимые навыки, закрепить и дополнить на практике теоретические знания – главная цель настоящего пособия.

При его написании авторы обобщили литературные данные и использовали свой производственный и педагогический опыт по вопросам, изложенным в настоящем издании.

Учебное пособие посвящено памяти одного из основоположников теории и практики литейного производства профессора, доктора технических наук, заслуженного деятеля науки и техники Российской Федерации Антона Абрамовича Рыжикова, внесшего большой вклад в теорию и технологию литейного производства.

Учебное пособие имеет гриф «Допущено учебно-методическим образованием в области металлургии для студентов высших учебных заведений», выпущено в издательстве «Машиностроение», М. 2011. – 288 с.


Библиографическая ссылка

Чернышов Е.А., Паньшин В.И. ЛИТЕЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ПРИМЕРАХ И ЗАДАЧАХ (УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ) // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 2-2. – С. 245-247;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=6553 (дата обращения: 21.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252