Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Выбивка отливок — технологическая операция разрушения литейной формы и извлечения затвердевшей отливки после её охлаждения до заданной температуры. Это один из наиболее трудоёмких и запылённых этапов литейного производства: от соблюдения температурного режима и правильного выбора оборудования напрямую зависят качество поверхности, отсутствие трещин и деформаций в готовой детали. Механизация и автоматизация выбивки снижают долю ручного труда и существенно улучшают условия работы персонала.
После заливки расплава в песчаную форму металл затвердевает и охлаждается. Однако приступать к выбивке немедленно после затвердевания недопустимо: в этот момент сплав имеет ещё недостаточную прочность и чувствителен к термическим напряжениям. При слишком ранней выбивке даже небольшие нагрузки при извлечении и транспортировании вызывают трещины, вмятины и нарушение контура отливки.
Поэтому перед выбивкой отливку выдерживают в форме до достижения температуры выбивки — значения, зафиксированного в технологической карте. При этой температуре металл уже обладает достаточной прочностью, а формовочная смесь теряет связующие свойства и легко разрушается. Чем выше температура выбивки, тем короче производственный цикл, однако тем выше риск дефектов.
Технологический процесс выбивки включает три последовательных этапа: разрушение формы и удаление формовочной смеси; освобождение внутренних полостей отливки от стержней; транспортировка отливки на последующие операции — обрубку и очистку.
Правильно назначенная температура выбивки — ключевой технологический параметр. Слишком ранняя выбивка нарушает размеры и контур отливки, вызывает горячие трещины. Слишком поздняя — снижает производительность цеха и замедляет оборот опок. Продолжительность выдержки в форме определяется толщиной стенок, свойствами сплава, конфигурацией отливки и типом литейной формы.
Продолжительность охлаждения небольших тонкостенных отливок в форме исчисляется минутами. Массивные отливки массой 50–60 т охлаждаются несколько суток или недель. Для ускорения процесса крупные формы вентилируют принудительно — продув воздуха через каналы в массиве формы.
Ручная выбивка применяется исключительно в единичном производстве для небольших форм. Форму подвешивают на цепях или балансире, после чего ударами кувалды по боковинам опоки разрушают формовочную смесь. Выбитые отливки падают на стационарную решётку. Метод тяжёл физически, сопровождается высоким пылеобразованием и практически вытеснен механизированными методами во всех видах серийного производства.
Выбивные решётки — основной вид оборудования для механизации выбивки отливок. Решётка представляет собой раму с прутковым или листовым полотном, установленным на амортизаторах. Под действием вибрации формовочная смесь разрушается и проваливается сквозь щели полотна на конвейер, а освободившаяся отливка и опока остаются на решётке. По принципу возбуждения колебаний различают три типа выбивных решёток.
При выбивке прессованных опочных форм применяют прошивной пресс: гидравлический пуансон выдавливает ком формовочной смеси с отливкой из опоки целиком. Затем освободившийся ком поступает на инерционную выбивную решётку, где смесь дробится и удаляется. Этот способ типичен для автоматических формовочных линий с высокой производительностью.
В современных автоматических формовочных линиях выбивка полностью интегрирована в общий конвейерный процесс. Автоматические выбивные устройства не только разрушают форму, но и выполняют распаровку верхней и нижней опок, их возврат к формовочным машинам и транспортировку отливок в люльках подвесного конвейера к операциям обрубки и очистки. Применяются решётки проходного исполнения, у которых под действием вибрации отливки движутся вдоль полотна и самостоятельно выгружаются с конвейера, что исключает операцию ручной разгрузки и повышает производительность участка.
Выбивка стержней — отдельная и нередко более трудоёмкая операция по сравнению с разрушением внешней формы. При охлаждении металл охватывает стержень и за счёт усадки обжимает его, что существенно затрудняет извлечение. Труднее всего удаляются песчано-глинистые стержни и стержни из смесей на жидком стекле; стержни на органических связующих (ХТС, Cold-box) разрушаются значительно легче — связующее выгорает при нагреве металлом.
Стационарные пневматические вибрационные машины применяются для выбивки стержней из мелких и средних по массе отливок. Отливка зажимается в тисках машины, пневматический вибратор передаёт ей колебания, под действием которых стержневая смесь разрушается и высыпается через отверстия в отливке. Механическую выбивку стержней производят при температуре отливок 250 °C и выше.
В гидроочистных камерах стержни и остатки формовочной смеси разрушаются и вымываются мощной водяной струёй, выбрасываемой из сопла диаметром 4–8 мм под давлением до 30 МПа. Одновременно с удалением стержней происходит очистка наружной поверхности отливки. Промытый и разделённый по фракциям песок может повторно использоваться в производстве после регенерации. Гидравлическую выбивку проводят при температуре отливок не выше 60–75 °C — перед подачей в камеру отливку необходимо охладить до этого диапазона.
Электрогидравлический способ основан на явлении высоковольтного электрического разряда между погружёнными в воду электродами. В зоне разряда мгновенно образуются пузырьки водяного пара с давлением до 15 ГПа, возбуждающие ударную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью. Ударная волна разрушает стержневую смесь без прямого контакта инструмента с поверхностью отливки, что позволяет эффективно удалять труднодоступные стержни в сложных внутренних полостях. Установки работают с напряжением разряда около 30 кВ и применяются для отливок из стали, чугуна и цветных сплавов.
Производительность электрогидравлических установок составляет 3–12 т чугунных отливок в час. Согласно ГОСТ 23484-79 «Установки электрогидравлические для выбивки стержней. Технические требования», температура отливок на входе в установку должна быть не выше 80 °C; удельное электрическое сопротивление воды в технологической ванне — не ниже 15 Ом·м. Метод обеспечивает высокую производительность, исключает пылеобразование и тяжёлый ручной труд.
Отработанная формовочная смесь, просыпавшаяся сквозь полотно решётки, поступает на ленточный транспортёр и направляется в систему регенерации: охлаждение, магнитная сепарация (удаление металлических включений), просев и восстановление связующих свойств. Регенерированный песок возвращается в формовочный процесс, снижая потребление свежих материалов и объём твёрдых отходов производства.
Применение автоматических выбивных установок, оснащённых системами отсоса пыли и газа, позволяет значительно улучшить санитарно-гигиенические условия на участке. Выбивные решётки большой грузоподъёмности оснащаются пыле- и звуконепроницаемыми накатными кожухами, мелкие и средние установки — вентиляционными зонтами и боковыми отсосами.
Участок выбивки является одним из наиболее вредных в литейном цехе по совокупности опасных и вредных производственных факторов. Их перечень установлен ГОСТ 12.3.027-2004 «Работы литейные. Требования безопасности» (введён в действие с 1 января 2006 г., действующий).
Выбивка отливок — одна из наиболее ответственных операций технологического цикла литейного производства. Правильно назначенный температурный режим исключает трещины и деформации: для чугуна — 400–500 °C, для стандартных стальных отливок — 500–700 °C, для алюминиевых сплавов — 200–300 °C. Для механизации применяют три типа решёток: эксцентриковые (мелкие формы), инерционные (средние) и инерционно-ударные (крупные). Для удаления стержней из сложных полостей применяют пневматические вибромашины (при температуре отливки от 250 °C), гидравлические камеры (давление до 30 МПа, диаметр сопла 4–8 мм, температура отливки до 60–75 °C) и электрогидравлические установки (не выше 80 °C согласно ГОСТ 23484-79). Механизация выбивки снижает пылевую нагрузку, устраняет тяжёлый ручной труд и ускоряет оборот опок.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.