ҚҰЮ Өндірісі зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдiстемелiк нұсқаулықтар Павлодар (07) кбт 34. 61 я 7 л 64 С. Торайғыров атындағы пму ғылыми кеңесі ұсынған

Қазақстан республикасының бiлiм және ғылым министрлiгi
С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттiк университетi
Металлургия, машинажасау және көлік факультеті
Металлургия кафедрасы

ҚҰЮ ӨНДІРІСІ

зертханалық жұмыстарды орындауға арналған

әдiстемелiк нұсқаулықтар

Павлодар
УДК 621.74 (07)

КБТ 34.61 я 7

Л 64
С. Торайғыров атындағы ПМУ ғылыми кеңесі ұсынған

Пiкiрсарапшы:

техника ғылымдарының кандидаты, Әбдірахманов Е.С.

Кұрастырушылар: Сүйiндiков М.М., Түсіпбекова М.Ж., Быков П.О.

Л 64 Құю өндірісі. Зертханалық жұмыстарды

орындауға арналған әдістемелік нұсқаулықтар /

Құрастырушылар Сүйiндiков М.М., Түсіпбекова М.Ж.,

Быков П.О. – Павлодар: С. Торайғыров атындағы ПМУ,

2006. – 24 б.

Әдістемелік нұсқауларда “Құю өндірісі“ пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындауға арналған нұсқамалар келтірілген. Жұмыстар басынан аяғына дейін құйма өндіру кезеңдерінің біртұтас технологиялық тізбегін құрап негізгі әдіс, амалдарды қамтиды.

Әдістемелік нұсқаулар “Металлургия” мамандығының мемлекеттік стандарты ҚР МЖМБС 3.08.084 – 2004 және “Технологиялық машиналар және жабдықтар” мамандығының стандарты ҚР МЖМБС 3.08.099 – 2004 талаптарына сәйкес әзірленді.

УДК 621.74 (07)

КБТ 34. 61 я 7

мемлекеттiк университетi, 2006
Кіріспе
Құю өндірісі – металдарды өңдеу технологиялық әдістерінің бірі болып табылады. Құю өндірісінде алдын-ала дайындалған қалыпқа балқыған сұйық металды құю арқылы құйма деп аталатын өнім алынады. Құйма көп жағдайда одан әрі механикалық жону арқылы дайын бөлшекке айналатын дайындама есебіндегі өнім болып саналады.

Құю әдісі арқылы массасы бірнеше грамнан жұздеген тоннаға дейін тартатын, өлшемдері бірнеше сантиметрден ондаған метрге дейін жететін, қалындығы 0,5-500 мм шамасындағы пішіні өте күрделі құйма бөлшектер жасалады.

Құйма жасауға құюдың әртүрлі әдістері қолданылады. Олар – құм-балшық қалыпқа құю, қабыршақ қалыпқа құю, балқитын үлгі бойынша құю, кокильге құю, центрден тепкіш күшпен құю және т.б. әдістер. Осылардың әрқайсысын қолдану үшін өндіріс көлемін, құйманың өлшемдерінің дәлдігі мен бет тазалығына қойылатын талаптарды, экономикалық тиімділікті басшылыққа алу керек.

Құю өндірісінің өнімі ретінде құйманың сапасы құю өндірісі технологиясының әр кезеңінде біртіндеп қалыптасады. Сол себепті құйма жасау технологиялық үрдісінің жекелеген амалдарын, оларда қолданылатын материалдар мен жабдықтарды жетік меңгеру құю өндірісін оқудағы басты мақсат.

№ 1 Зертханалық жұмыс. Бірқолданбалы құм – балшық қалыптарда құйма өндіру технологиясы
1.1 Жұмыс мақсаты

Құйма жасау үрдісімен, құйма өндіру кезеңдерімен, қолданылатын жабдықтармен танысу.

1.2 Негізгі теориялық мағлұматтар

Құю әдісі дайындама өндіру әдістерінің көп тараған түрі болып табылады. Құю әдісінде ішкі қуысының пішіні алынатын құймаға сәйкес болатын арнаулы қалыпқа балқыған металл құю арқылы құйма дайындамасы жасалады. Осылай алынған дайындама құйма деп аталады. Құйманы әртүрлі әдіспен алады: құм-балшық қалыпта, қабыршақ қалыпта, балқитын үлгі бойынша, кокильге құйып, қысыммен құю арқылы және т.б. Осы әдістерді таңдағанда жасалатын құйманың сапасына қойылатын талаптар, экономикалық тиімділігі сарапқа салынады.

Ең көп тараған әдіс - құм-балшық қалыпқа құйып құйма жасау. Оның себебі аталмыш әдістің басқалармен салыстырғанда қарапайым, әмбебап және арзан болуында.

Бірқолданбалы деп аталатын құм-балшық қалыпта құйма жасаудың технологиялық үрдісі мынадай кезеңдерден тұрады: құйма жасау технологиясын әзірлеу, үлгі жинағын жасау, қалып және өзекше қоспаларын дайындау, құю қалыбы мен өзекшелерді жасау, металл қорытпасын балқыту, қалыпқа металл құю, құйманы қағымдау, оны тазалау және сапасын бақылау.

Құйма жасау технологиясын әзірлеу кезеңінде құйманың сызбасын әзірлейді. Құйманың сызбасын дайын бөлшек сызбасы бойынша әзірлейді. Осы сызбаны әзірлеу кезінде үлгінің ажырау бетін, қалыптау кезіндегі үлгінің орналасуын, металл құю кезіндегі құйманы жонуға арналған әдіп, металдың шөгу коэффициенті, өзекше белгісі, қалыптау көлбеулігі тағайындалып, құю жүйесі жобаланады. Құйма сызбасын әзірлеу соңында қалыпқа металл құю температурасы, қалып және өзекше қоспаларының құрамы және басқадай қажет болатын деректер беріледі.

Үлгі жинағын жасау кезеңінде құйма үлгісін, үлгі тақтасын және өзекше жәшігін жасайды.

Сонымен бірге опокалар, кептіргіш тақталар, шаблондар және т.б. құралдар дайындалады.

Қалып және өзекше қоспаларын дайындау кезеңінде осы қоспалардың құрамындағы материалдар өз тәртібімен араластырылып дайындалады. Қалып қоспасының негізін құраушыларына кварц құмы, балшық, су және әртүрлі қосымша заттар жатады. Қоспа дайындау үшін араластырғыш жүгірткілер (бегун) қолданылады.

Қалып және өзекше жасау кезеңі. Құю қалыбын жасау үрдісін қалыптау деп атайды. Құю өндірісінде қолмен, машинамен және автоматпен қалыптау қолданылады. Қолмен қалыптауды жекелеген және ұсақ сериялы өндірісте – машинамен қалыптауды сериялы және ірі сериялы және жаппай өндірістерде қолданады. Қолмен қалыптауда тығыздағыштар, ал машинамен қалыптауда сілкілегіш, баспалаушы және т.б. машина түрлері пайдаланылады.

Өзекше жасау үшін өзекше жәшіктері немесе шаблондар қолданады. Дайындалған өзекшелерді арнаулы пештерде (кептіргіштерде) кептіріп, олардың беріктігін, газ өткізгіштігін жоғарылатып, газ бөлгіштігін азайтып алады. Қалып пен өзекшені жинастырмай тұрып олардың бетіне графит, тальк сияқты заттардың ұнтағын сеуіп, сол арқылы күйе жабысудың мүмкіндігін азайтады. Осыдан кейін қалыптың ішіне өзекшелерді орнатып (керек болса), жинастырған соң, қысып бекітеді. Жиналған қалып одан әрі металл құюға жіберіледі.

Металл қорытпаларын балқыту кезеңінде қажет болатын құрамдағы қорытпаларды пештерде балқытып қорыту орындалады. Балқыту пештері электр қуатымен, жалынмен қыздырылатын болып келеді.

Шойын және болат құйма жасауға арналған материалдар есебінде құйылма немесе қайта өңделетін шойындар, болат және шойын сынықтарын, ферроқорытпалар, отын және қождауыштар пайдаланылады. Түсті металдардан жасалатын құймаларға кесек түріндегі түсті металдар, лигатуралар, қождауыштарды алады. Осы материалдардың жалпылай атауы шикіқұрамдық материалдар деп аталады. Қождауыштар металл бойындағы кірінді, араласқан бөтен заттарды металл бетіне қож етіп шығаруға арналған. Балқыған металдың құяр алдындағы температурасы қалыпты толық толтыруға мүмкіндік беретіндей жеткілікті деңгейде болуы керек. Осылай әбден қызған металды пештен шөмішке ағызып, қалыптарды құю учаскесіне жеткізеді.

Қалыптарды құю кезеңінде дайын тұрған қалыптарды сұйық металмен толтыру жұмысы атқарылады. Қалыпқа құйылған металл біртіндеп жылуын жоғалтып суынып, қатаяды.

Қалыптағы металл әбден қатайған соң қалыпты бұзып (қағымдап), ішінен құйманы шығарып алады. Қалыпты қағымдау үшін арнаулы қондырғылар – торлы дірілдеуіштер қолданылады. Қалыптан шыққан құймалардың құю жүйелерін бөліп, сыртқы беттеріп қырнап, қажап күйе жабысқан қоспа қалдықтырынан тазалайды. Құйманың сыртқы бетін тазалауға айналып тұратын барабан (даңғыра) қолданылады.

Құйма жасаудың барлық амалдары орындалып болған соң оның сапасын бақылайды. Ол үшін құйманың өлшемдері мен дене тұтастығы тексеріледі, ішкі және сыртқы ақауларды (шөгу қуыстарды, жарықшақтар және т.б.) іздестіреді, механикалық қасиеттері мен құрылымын зерттейді.

Керек болған жағдайда құймаларды термиялық өңдеуден өткізеді.

Осылардың бәрі орындалып біткенде құйманы одан әрі механикалық өңдеуге (жонуға) жөнелтеді. Механикалық өңдеуден өткен құйма дайын бөлшекке айналады.
1.3 Қолданатын жабдықтар, аспаптар мен материалдар

Құйма үлгілері, үлгі тақталары, опокалар, араластырғыш жүгірткілер, кварц құмы, балшық, су – қалып және өзекше қоспаларын жасауға; балқыту пеші, шикіқұрам материалдары (кесек металдар, сынықтар, қождауыштар), шөміш – сұйық металл қорытпасын дайындауға және құюға; тығыздағыштар немесе қалыптаушы машиналар, тегістеуіштер, ілмектер, балға, графит ұнтағы – қалып жасауға; тоқпақ немесе металл арасы, қажауыш даңғыра, тазалауыш қажақ қондырғысы – құйманы қырнап, тазартуға.

1.4 Жұмысты орындау тәртібі

Оқытушының тікелей жетекшілігімен құйма жасау амалдарының барлығымен және оған қажет жабдықтармен мұқият танысу және мыналарды орындау керек:

үлгі жинағын және қалыптау құрал-саймандарын дайындау;
қалып және өзекше қоспасын дайындау;
құю қалыбын және өзекшелерді жасау;
сұйық металл қорытпасын дайындау;
қалыпқа сұйық металды құю;
қатайған құйманы қалыптан қағымдап шығару;
құйманы қырнау және тазарту;
құйманың сапасын бақылау.

Есеп жазу мазмұны:

құйма жасау технологиясын сипаттап жазу;
құйма жасау амалдарының орындалу тәртібін көрсету;
құйманың, үлгінің, өзекшенің нобай сызбаларын салып келтіру.

Бақылау сұрақтары

Құйма жасау технологиялық үрдісі қандай амалдардан құралады?
Қалыптау деген не?
Қалып қоспасын дайындауға қандай материалдар пайдаланылады?
Қалып және өзекше қоспасын дайындауға, құйма қалыбын жасауға қандай құрал-жабдықтар қолданылады?
Құйманы қалыптан қағымдап шығарғаннан кейін қандай амалдар орындалады?

№ 2 Зертханалық жұмыс. Алюминий қорытпаларын кедергілі электр пешінде балқыту

2.1 Жұмыс мақсаты

Металл қорытпаларын кедергілі электр пешінде балқыту үрдісімен, балқыту кезіндегі жекелеген амалдар түрімен, қолданылатын жабдықтармен, шикіқұрамды есептеу жолдарымен танысу.

2.2 Негізгі теориялық мағлуматтар

Балқыту деп металдарды қайта қорыту және соның нәтижесінде қажет болған құрамдағы сұйық күйдегі өнім алу үрдісін айтады.

Алюминий қорытпаларын дайындау үшін тигельді индукциялы, отынды, электрлі пештер және т.б. пештер қолданады.

Кедергілі электр пештерінің алюминий қорытпаларын балқытуға арналған түрлері:

САТ (сопротивления –алюминиевая -тигельная);
САН (сопротивления – алюминиевая - наклоняющаяся) және басқалар.

САН электр пештерінде (2.1 сурет) металды пеш күмбезінің (3) астында орналасқан қыздырғыш элементтер (1) қыздырады. Пеш былаушасына (2) терезе (4) арқылы шикіқұрам салынады. Металды құйып алу үшін пешті еңкейтеді немесе отбақырмен қасықтап алады.

1 – қыздырғыш элементтер;

2 – былауша;

3 – күмбез;

4 – шикіқұрам салатын терезе.

2.1 сурет – Кедергілі электр пеші
Алюминий қорытпасының шикіқұрамына алғашқы (таза) және қайтарма металдар мен қорытпалар, өз өндірісінің қалдықтары, әртүрлі лигатуралар (қоспалаушы қорытпалар) кіреді.

САН пештерінде балқыту жұмысы келесідей орындалады.

Алдымен пешті (жөндеуден кейін) кептіреді де ылғалын әбден құрғату үшін 900°С температураға дейін асықпай жайлап қыздырады. Одан әрі пеш табанына (былаушасына) есептеп анықталған құрамдағы шикіқұрам салынады да электр көзіне қосылады. Шикіқұрамды балқытып, белгіленген температураға дейін металды әбден қыздырады. Содан кейін металл қорытпасының құрамын есепте берілген деңгейге дейін жетілдіріп, тазарту жүргізеді (зиянды заттардан, қосындылардан тазартады) және модифицирлейді (металдың кристалл түйірлерін кішірейтіп, механикалық қасиеттерін жақсарту үшін қосымша заттар енгізу). Пешке шикіқұрам материалдарын салғанда оңай балқитын заттарды пеш табанына бірінші кезекте, ал қиын балқитындарын соңынан температурасы жоғарырақ үстіңгі жағына салу керек.
2.3 Шикіқұрам есептеу

Шикіқұрам есептеу үшін шикіқұрам материалдарының өздерінің және дайындалатын қорытпаның химиялық құрамдарын түгелдей білу қажет. Сонымен қатар, қолданылатын пештің түріне, балқыту тәсіліне және тазарту әдісіне тәуелді болатын әрбір элементтің күйіп жоғалу пайызын есепке алу керек.

Мысал үшін, АЛ5 таңбалы алюминий қорытпасының шикіқұрамын есептеуді талқылайық. Есептеулер 100 кг қорытпа үшін жүрзізіледі.

АЛ5 қорытпасының химиялық құрамы мынадай: 5% кремний; 0,4% магний; 1,25% мыс; қалғаны – алюминий.

Шикіқұрамдық материалдар: алғашқы алюминий кесектері, лигатуралар алюминий-магнийлі (90% Al, 10% Mg), алюминий-мысты (50% Al, 50%Cu) және кесек силумин (87% Al, 13%Si).

Элементтердің күйіп жоғалу пайыздары: кремний - 1 %; магний - 3%; мыс - 1% және алюминий - 1%.

Элементтердің күйіп жоғалатын бөлігінің орнын толтыру үшін шикіқұрам мөлшерін мына формуламен есептелген шамаға артық алу керек
m=(m_эл·к_ж)/100,
мұндағы m_эл – қорытпадағы химиялық элементтің мөлшері, %;

к_ж – химиялық элементтің балқу кезінде күйіп жоғалу

пайызы, %.

Бұл мысалда кремний, магний, мыс және алюминийдің m шамасын есептеу керек. Есептеулер нәтижесі 2.1 кестесіне жазылады.

2.1 кестесі – Шикіқұрамның есептелген құрамы

	Si	Mg	Cu	Al	Барлығы
Орташа химиялық құрам, %
100 кг шикіқұрамға шаққандағы массасы, кг
Күйіп жоғалу, %
Күйіп жоғалу, кг
Шикіқұрамның есептелген құрамы, кг

Пешке салынатын кесек силумин мен лигатураның мөлшері анықталады

m_i=(m_эл.шқ·100)/n_эл
мұндағы m_эл.шқ – шикіқұрамға кіретін әрбір элементтің

Si, Mg, Cu мөлшері, кг;

n_эл – силумин мен лигатура құрамындағы әрбір

элементтің (Si, Mg, Cu) мөлшері, %.

Қарастырып отырған мысалда силумин мөлшері 38,85 кг; алюминий – магнийлі лигатура 4,12 кг; алюминий - мысты лигатура 2,524 кг.

Шикіқұрамға қосылатын силуминнің, алюминий – магнийлі және алюминий – мысты лигатуралардың мөлшерлері анықталып болған соң шикіқұрамға кіретін кесек алюминийдің мөлшері есептеледі

m_Al= m_Al.шқ – (m_Al-сил+m_{Alал-маг}+m_{Alал-мыс}),
мұндағы m_Al.шқ – шикіқұрамдағы алюминий мөлшері, кг;

m_Al-сил – силуминдегі алюминий мөлшері, кг;

m_{Alал-маг} – алюминий-магнийлі лигатурадағы алюминий

мөлшері, кг;

m_{Alал-мыс} – алюминий-мысты лигатурадағы алюминий

мөлшері, кг.

Силумин мен лигатурадағы алюминий мөлшері келесі формула бойынша есептеледі (шикіқұрамға кіретін әрбір компонентке)
m_Ali=m_i-n_i
мұндағы n_i – силумин мен лигатурадағы әрбір элементтердің

(Si, Mg, Cu) мөлшері, кг.

Осы мысалда силуминдегі алюминий мөлшері 33,8 кг; алюминий – магнийлі лигатурадағы алюминий 3,708 кг; алюминий – мысты лигатурадағы алюминий 1,262 кг. Кесек алюминийдің мөлшері 55,513 кг.

Табылған деректер 2.2 кестеге жазылады.

2.2 кесте – 100 кг шикіқұрамға кіретін материалдар мөлшері

Кесек алюминий, кг	55,513
Силумин, кг	38,85
Алюминий – магнийлі лигатура, кг	4,12
Алюминий – мысты лигатура, кг	2,524
Барлығы, кг	101,007

Жауапты қорытпаларды дайындағанда шикіқұрам материалдарымен қоса кіретін зиянды кірінділер мөлшері де тексеріледі. Шикіқұрам компоненттерінің әрбіреуімен келіп қорытпаны ластайтын осы кірінділердің мөлшері есептеліп олардың сол қорытпа үшін рұқсат етілген шамасымен салыстырылады. Есептелген шамасы сол рұқсат етілген шамадан аспауы керек.

2.4 Қолданылатын жабдықтар, құралдар мен материалдар

Кедергілі электр пеші, шикіқұрамдық материалдар, кесек алюминий, силумин, лигатуралар және таза металдар (магний, мырыш және т.б.), қождауыштар, құйғы шөміш, термопара.

2.5 Жұмысты орындау тәртібі

Оқытушы немесе өндірістік оқу шеберінің жетекшілігімен қажетті құрамдағы алюминий қорытпасының шикіқұрамын есептеп, қорытпаны балқытады.

Балқыту тәртібі:

пештің күйін тексеріп, балқытуға дайындау;
берілген құрамдағы шикіқұрамды пешке салу;
пешті іске қосып, қорытпа балқыту;
балқыту соңында қолданатын технологиялық амалдарды жүргізу (тазалау және модифицирлеу);
тағайындалған температураға дейін қыздырылған (температураны термопара көмегімен өлшейді) және химиялық құрамы жетілдірілген балқыманың бетіне жиналған қожды түсіреді;
сұйық металл шөмішке құйылып одан әрі қалыпқа құюға жіберіледі.

Есеп жазу мазмұны:

сұйық металл дайындау тәртібін қысқаша сипаттап жазу;
шикіқұрам есебін жасап келтіру.

Бақылау сұрақтары

Балқыту үрдісі деген не?
Шикіқұрам деген не? Алюминий қорытпасының шикіқұрамына кіретін материалдар қандай?
Қорытпаларды балқыту тәртібі қандай?
Алюминий қорытпаларын балқыту үшін керек шикіқұрам есептеулері қалай жасалады?

№ 3 Зертханалық жұмыс. Құю қалыптарын қолмен қалыптау

3.1 Жұмыс мақсаты

Қолмен қалыптау технологиясымен танысу. Опокаларға салып қалып жасауға машықтану.

3.2 Негізгі теориялық мағлұматтар

Металл құйып жасап алу үшін қолданатын қалыптардың көп таралған және әмбебап түрі бір қолданбалы қалыптар болып есептеледі. Бір қолданбалы – деп аталатын себебі – ішіндегі құйманы шығарып алу үшін қалыпты бұзуға тура келеді. Демек, қалып бір – ақ мәрте қолданылады, ал келесі құйма үшін қалып қайта жасалу керек. Бір қолданбалы қалыптар балшық араластырған құмнан жасалады: құм (кварц құмы) – қалыпты отқа төзімді ету үшін, балшық - құм түйіршіктерін біріктіру үшін қосылады. Қалып қоспасын дайындар алдында балшықты су қосып езіп алады.

Қалып жасау үшін арнаулы құрал-жабдықтар қажет. Оларға үлгі, опока және әртүрлі саймандар жатады.

Үлгі металдан, ағаштан немесе пластмассадан жасалуы мүмкін. Үлгі құйма бойынша жасалады, себебі – үлгінің өлшемдері алдымен қалыпқа, одан кейін құйылған металға көшеді. Дұрыс жасалған үлгінің бойында құймаға қарағанда мынадай өзгешелігі болу керек. Біріншіден, металдың суығанда шөгіп көлемін азайтатын қасиетін ескеріп үлгіні сәл үлкен етіп жасайды. Мысалы, сұр шойынның шөгу коэффициенті - 1%, болаттікі - 2%, түсті металдардың көбінде - 1,5% шамасында болғандықтан үлгінің өлшемдерін құйманың өлшемдерінен 1, 2 немесе 1,5%-ке (металына қарай) үлкейтіп алу керек. Екіншіден, тығыздалған қалыптан үлгіні тартып шығарып алғанда қалыптың ішкі қабырғасын зақымдап алмау үшін үлгінің тік қабырғаларын сәл көлбеу етіп жасайды. Көлбеулік шамасы үлгі қабырғаларының биіктігіне байланысты 0°30' - 3° аралығында болады. Үшіншіден, құйманың жонып өңделетін беттері бар болса, онда үлгінің сол беттеріне әдіп қосып сәл қалың етіп жасайды. Бұл жердегі әдіп дегеніміз – құйманың жонып алынатын қабаты. Төртіншіден, жасалмақшы құйманың іші қуыс болып келсе, онда сол қуыстың тұсында үлгінің бүйірі шығынқы етіп жасалады. Үлгінің бұл шығыңқы бөлігін өзекшенің белгісі деп атайды.

Опока – шойыннан, болаттан немесе алюминийден жасалған, ішіне қалып қоспасын салып тығыздауға арналған түпсіз жәшік түріндегі жабдық.

Шағын және орташа құймаларды дайындау үшін қолмен қалыптау әдісі қолданылады. Құйманың күрделілігіне қарай екі, үш кейде одан да көп опока қолданып жүргізіледі.

Қалып қоспасын жүгірткі (бегун) деп аталатын араластырғыштың көмегімен дайындайды. Ол үшін араластырғышқа белгілі бір пропорцияда құм, су араластырған саз және басқа арнаулы шикізаттар салынады.
3.3 Қалып жасау технологиялық үрдісі

Қалыптау амалдарының жалпы тәртібі 3.1-суреттте көрсетілген:

а) үлгіні тақтаға қою;

б) үлгінің бетіне қаптаушы қоспа себу;

в) астыңғы опокаға қоспа себу;

г) астыңғы опокадағы қоспаның артығын қырып түсіру;

д) астыңғы опоканы аударып қою;

е) астыңғы опокаға үстіңгі опоканы, тіктүтікті орнатып, қаптаушы қоспа себу;

ж) үстіңгі опокаға қоспа тығыздалғанан кейін тіктүтікті алып желдеткіш тесіктер жасау;

з) үстіңгі опоканы алып аударып қою;

и) металл жібергіш арна ою;

к) үлгіні шығарып алу;

л) жиналған, металл құюға дайын қалып.

1 Жұмыс орнын қалып жасауға дайындау (тақтаны қалып жасайтын столға қою, опоканы тақтаның үстіне орналастыру, үлгіні опоканың ішіне салу).

2 Опокаларды қоспамен толтырып, қоспаны әбден тығыздайды. Опоканы біртіндеп, қабат-қабат етіп қоспа салып жақсылап тоқпақпен тығыздап отырады. Әрбір қабаттың қалыңдығы 50 мм шамасында болғаны дұрыс. Тығыздау жұмысы мынадай талапқа сай етіліп жүргізілуі тиіс: тығыздалған қоспа сұйық металдың әсерінен шайылып немесе салмағынан отырып кетпеуі және әр қабаттың тығыздығы біркелкі болуы тиіс.

Алдымен астыңғы опоканы, ал үстіңгісін соңынан қалыптаған дұрыс.

3 Қалыпты шаншып желдеткіш тесіктер жасайды. Үлгі орналасқан тұстарды айналдыра істіктің көмегімен тескілеп газ шығаратын каналдар істейді. Желдеткіш тесіктердің бір-бірінен алшақтығы 30-45 мм, ал үлгінің бетінен қашықтығы 10-50 мм шамасында болады. Үлгіге тақау орналасқан тесіктердін диаметрі 1,5-3 мм, тысқары орналасқандарының диаметрі 6-10 мм болып келеді.

1 – тақта; 5 – тығыздағыш тоқпақ;

2 – үлгі; 6 – үстіңгі опока;

3 – астыңғы опока; 7 – тіктүтік үлгісі;

4 – елек; 8 – қадалық.
3.1 сурет - Қос опокада ажырамалы үлгі қолданып қалыптау амалдарының тәртібі
4 Опокаларды ажыратып көтергіш ілгектің көмегімен үлгіні қалыптан шығарып алады. Ол үшін ілгекті жоғары тартып ұстап, ағаш балғашамен үлгіні ақырын соққылап отыру керек.

5 Құю жүйесінің арналарын ойып жасайды. Бұл жерде айта кететін бір жәйт – құю жүйесінің тіктүтігі үстіңгі опоканы тығыздау кезінде (3.1-сурет) үлгі (тік таяқша) бойынша жасалады. Соңынан, үстіңгі опоканы түсіріп таяқшаны алғаннан кейін тіктүтіктің кіре беріс жоғарғы жиегін кертіп кеңейтіп құйғы (воронка) жасайды. Құю жүйесінің қалған арналарын қалыптың екі жартысының беттесер жағынан ояды.

6 Қалыптың зақымданған жерлерін түзеп, ішіне түскен қоқыстан тазартады. Үлгіні шығарғанда зақымданып құлаған жерді қоспаның өзімен жапсырып сылайды да ішіндегі қоқысты ілмек қасықпен шығарады.

7 Графит немесе көмір ұнтағы салынған шағын шүберек қалтаны сілкілеп қалыптың ішкі бетіне графит шаңын қондырады.

8 Қалыпты жинайды. Егер өзекше қолданылатын болса оны астыңғы қалыптың белгісіне жайлап орналастырады да үстіңгі қалыппен жабады.

9 Қалыпты құрғатып (кептіріп) немесе ылғалды күйінде металл құяды. Зертханада металды қолмен тасымалданатын шөміш (ожау) арқылы құяды. Құю кезінде шөміштің ернеуі қалыпқа жақын ұсталып, қалып толғанша металл үздіксіз ағып тұруы тиіс. Құяр алдында шөміштегі металдың бетін қождан тазартуды ұмытпаған жөн.

10 Құйма суып қатқаннан кейін оны қалыптан қағымдап ажыратып алады.
3.4 Қолданылатын жабдықтар, құралдар мен материалдар

Құйма үлгісі, тақта, металл балқытатын пеш, опокалар, қоспа араластырғыш (жүгірткі), қоспа салатын күрек немесе қалақ, тығыздағыш тоқпақ, тегістегіштер, екі басты қасықшалар, ілмек, істік, көтергіш ілгек, құйманы ұстауға арналған қысқыш, ағаш балға, қалып қоспасы, графит ұнтағы, балқыған металл.

3.5 Кауіпсіздік шаралары

Кездейсоқ шыны немесе темір сынықтарына қолды жарақаттап алмау мақсатымен қалып қоспасын опокаға күрекше не қалақтың көмегімен салған дұрыс. Саусақтарды жаншып алмау үшін опоканы тығыздағанда, оны аударып-төңкергенде абайлап қимылдаған жөн. Металл құяр алдында үстіңгі опоканы жүкпен бастырып қою керек, олай етпесе құйылған металл оны көтеріп кетуі ықтимал. Қалыпқа балқыған металл құю кезінде металдың ұшқыны мен тамшыларынан сақ болған дұрыс. Қалыпты бұзып құйманы ажыратып алу үшін қысқаштарды пайдалану керек.

3.6 Жұмыстың орындалу тәртібі

қалып қоспасын дайындау;
қалып жасау;
дайын қалыпқа балқыған металл құю;
суыған құйманы қалыптан ажыратып алу.

Түсініктеме мазмұны:

үлгі бойынша қалып жасау технологиясын сипаттап жазу;
үлгі, қалып және жасап алынбақшы құйманың нобайсызбасын салу;
алынған құйманың сапасын сипаттап жазу;
атқарылған жұмысты қорытындылау.

Бақылау сұрақтар

Бір қолданбалы қалыптар деген не?
Қалып жасауға арналған құрал-жабдықтар қандай?
Үлгінің атқаратын қызметі қандай? Үлгіні қандай материалдардан жасайды?
Үлгі өлшемдері мен құйма өлшемдерінің айырмашылығы қандай болады? Әдіп, көлбеулік және өзекше белгісі дегендер не?
Опока деген не және ол қандай материалдардан жасалады?
Қалып қоспасының құрамы қандай болады?
Қалып жасау амалдарының орындалу тәртібін айтып бер. Қалып жасауға пайдаланылатын құрал-саймандардың аты мен атқаратын қызметін айтып бер.

№ 4 Зертханалық жұмыс. Құю қалыптарын машинамен қалыптау

4.1 Жұмыс мақсаты

Машинамен қалыптау технологиясымен танысу.

4.2 Негізгі теориялық мағлұматтар

Машинамен қалыптаудың қолмен қалыптауға қарағанда экономикалық және технологиялық артықшылықтары бар (өнімділігі мен өнім сапасы жоғары). Сол себепті оны сериялы және жаппай өндірісте қолданады.

Машинамен қалыптауда құйма жасауды үлгі тақтасын қолданып жұптасқан (екі) опокада қалыптау арқылы орындайды. Машинамен қалыптаудың негізгі амалдарына жататындар: опокаға қалып қоспасын салып тығыздау және үлгіні жартықалыптан шығару.

Машиналар опокадағы қоспаның тығыздығының біркелкі болуын қамтамасыз етіп, соның арқасында құйманың бойындағы ужиминдер, жуандау, құмды және газды қуыстар сияқты ақауларды азайтады.

Үлгіні жартықалыптан механикаландырған түрде шығару қалыптың зақымдануынан сақтайды.

Машинамен қалыптаудағы қоспаны тығыздау әдістерінің негізгі түрлеріне баспалау, сілкілеу және құм лақтыру, құм үрлеу жатады.

Қалыптау машиналары келесідей жіктеледі:

қалып қоспасын тығыздау әдісі бойынша (баспалаушы, сілкілеуші және құм лақтырушы машиналар);
жүк көтергіштігі бойынша;
беріліс жүйесіне қарай;
жартықалыптан үлгіні шығару тәсіліне қарай (қадауша көтергішпен, тартушы тақта көмегімен, бұрмалы немесе аудармалы үстел көмегімен).

Ең көп тарағандар – пневматикалық қалыптау машиналары.

Осы уақытқа дейін кеңінен қолданып жүрген машиналар түрі – сілкілеуші қалыптау машиналары. Олар құрылымы жағынан сан алуан түрлі болып келеді (қосымша баспалаумен немесе онысыз және т.б.).

271 үлгідегі қосымша баспалаумен сілкілеуші қалыптау машинасының (4.1 сурет) құрылымы мен жұмыс жасау тәртібін қарастырып көрейік. Сілкілеуші және баспалаушы тетіктер машинаның станинасына (түптұрағына) орнатылған. Сілкілеуші үстелге 7 сұғындыра қысылған баспалаушы піспек станинамен (түптұрақпен) бірге құйылған цилиндрдің 10 ішінде қозғалады.

Тізе тұсындағы түймешені 8 басқанда машина қозғалысқа келеді. Сығылған ауа сілкілеуші үстелдегі түтіктердің ішімен цилиндрге 10 жетеді. Сілкілеуші үстелдің сол жағында орналасқан дірілдеткіш (вибратор) автоматты түрде өзі қосылады. Машинаның түптұғырына бекітілген бағанға 2 үстіңгі жағынан бұрмалы траверса 4 кигізілген. Жұмыс орнына қарай бұрылған траверсаның дұрыс тұруы тірекке 3 барып тірелген кезінде белгілі болады. Траверсаның алдыңғы ұшында баспалаушы тақташа 5 бекітілген.

4.1 сурет – 271 үлгідегі қалыптау машинасы

Машинаның көтеріп – тартқыш тетіктері түптұғырға орнатылып, өзара теңгермелеуші біліктің аспалары және иіндері арқылы жалғасқан.

Жартықалыпты көтере –тартқанда үстелдің бұрыштарындағы төрт көтергіш қадаушалар 9 барлығы бір уақытта бірге көтеріле бастайды.

Үлгіні тартып шығаруды жайлап орындау үшін бағанға 2 бекітілген ыдыстан 1 қадаушаларды көтеру тетіктеріне май келіп тұрады. Машина жұмысын басқаруды ауа бөлгіштің тұтқасын 6 «баспалау» («прессование»), «тарту» («вытяжка») және «дірілдету» («вибрация») белгілерінің біреуіне қарай бұрып қойып атқарады.

Жұмыс кезінде қалыптау амалдары мынадай кезекпен орындалады:

үлгі әбзелдерін тазарту және оны бөлектегіш затпен жабу;
үлгі тақтасының үстіне опоканы қою және оны қалып қоспасымен толтыру;
қалып қоспасының үстіңгі қабаттарын баспалаушы тақташамен сығымдап қосымша тығыздау;
дірілдеткішті және қадаушаларды көтеру тетігін іске қосу;
жартықалыпты үлгі тақтасынан ажыратып алу;
жартықалыпты қалып жиналатын орынға жеткізу.

4.3 Қолданылатын жабдықтар, құралдар мен материалдар

Үлгілер, үлгі тақталары, балқыту пеші, опокалар, араластырғыш жүгірткілер, күрекше, 271 үлгісіндегі қалыптау машинасы, ыстық құйманы ұстауға керек қысқаштар, балғаша, қалыптаушы материалдар, графит, қалыпқа құятын сұйық металл.

4.4 Жұмысты орындау тәртібі

1) қалып қоспасын дайындау;

берілген құйма алуға арналған қалыпты машинамен жасау;
дайын қалыпқа балқыған сұйық металл құю;
суыған құйманы қалыптан шығару.

Есеп жазу мазмұны:

жұмыс мақсаты;
сілкілеуші қалыптау машинасының құрылымының қысқаша сипаттамасы;
машинамен қалыптау технологиясын сипаттап жазу;
құйма үлгісінің, құю жүйелерінің нобай сызбалары.

Бақылау сұрақтар

Бірқолданбалы қалып деген не?
Үлгі не үшін қолданылады?
Опока деген не?
Машинамен қалып жасаудың амалдары қандай тәртіппен және қалай орындалады?
Сілкілеуші қалыптау машиналарының құрылымы қандай?

№5 Зертханалық жұмыс. Өзекше жасау

5.1 Жұмыс мақсаты

Ажырамалы жәшікке салып өзекше жасау процесімен танысу.

5.2 Негізгі теориялық мағлұматтар

Өзекше құйманың қуыстарын жасау үшін қолданылады. Өзекшені ажырамайтын тұтас және ажырамалы жәшіктерде салып дайындауға болады. Ең жиі кездесетін ажырамалы жәшіктер екі бөліктен тұрады да тиекшелердің, қапсырмалардың, ілгектердің көмегімен ұқыптап дәл және берік сенімді етіп жиналады. Өзекшені жасау жұмысы белгілі бір тәртіппен жүргізіледі (5.1 сурет).

5.1 сурет –Ажырамалы жәшікте өзекше жасау нобайы

Өзекше жасайтын жәшіктің 1 ішін тазалап, керосинге малынған матамен сүртіп, графит ұнтағын себелеп қондырады. Тиекшенің 2 және тесіктің 3 көмегімен жәшіктің екі жартысы дәлдеп жинақталады да қапсырмалармен 8 қысып бекітіледі. Жиналған жәшікті көлденең тақтаға 7 тігінен орнатып өзекше қоспасымен толтырып әбден тығыздайды. Беріктігі мен қатаңдығын күшейту мақсатымен өзекшенің ортасына сымтемір 5 орналастырады. Өзекшенің ашық бетін тегістегеннен кейін желдеткіш тесіктер 6 жасалады. Дайын өзекшені 4 жәшіктен босатып алып кептіруге жібереді. Қыздырғыш шкафтың ішіне қойып кептіру арқасында өзекше әбден қатайып беріктігі артады.
5.3 Қолданылатын жабдықтар, саймандар мен материалдар

Өзекше жасалатын жәшіктер, қалақша, тығыздағыш тоқпақ, тегістегіштер, екі басты қасықша, істіктер, ағаш және металл балғалар, қоспа араластырғыш, қоспа жасайтын материалдар.

5.4 Қауіпсіздік шаралары

Қоспа араластырғыш қондырғыны тек оқытушының немесе оның көмекшісінің рұқсатымен ғана іске қосады. Дайын қоспаны түсіріп алу үшін алдымен араластырғышты тоқтату керек. Өзекше қоспасының құрамында теріге зиянды заттар болуы мүмкін, сондықтан қоспаны жәшікке қалақшамен салған дұрыс.

5.5 Жұмысты орындау тәртібі

араластырғышқа салып өзекше қоспасын дайындау;
жәшіктерді, саймандарды және жұмыс орнын дайындау;
Өзекше жасау;
кептіру, кептірілген өзекшенің сапасын бағалау. Байқалған ақаулардың пайда болу себебін анықтау.

Түсініктеме мазмұны:

Өзекше жасау технологиясын сипаттап жазу;
жәшік пен өзекшенің суретін салып келтіру;
Өзекше қоспасының құрамын кесте түрінде беру;
атқарылған жұмысты қорытындылау.

Бақылау сұрақтары
1) Өзекшенің атқаратын қызметі қандай?

Өзекше жәшіктерінің қандай түрлері бар?
Өзекше жасау жұмысының орындалу тәртібін айтып бер.
Өзекшеге сымтемір салудың және тесіктер жасаудың мақсаты не?

№ 6 Зертханалық жұмыс. Құйма жасаудың ақтық амалдары

6.1 Жұмыс мақсаты

Құйма жасаудың ақтық амалдарымен танысу.

6.2 Негізгі теориялық мағлұматтар

Құйма жасау технологиясының ақтық амалдарына қағымдау, тазалау, бөлу, қырнау, термиялық өңдеу және ақау бақылау мен оларды түзету жатады. Орташа есеппен алғанда ақтық амалдарға құйма жасау жұмыстарына жұмсалатын уақыттың 25-50 пайызы кетеді.

Қалыпқа металл құйғаннан кейін оның ішіндегі құйма қағымдау температурасына дейін суытылады.

Құйманы қағымдау - әбден қатайып, суыған құйманы қалыпты бұзып, оның ішінен шығару үрдісі. Құйманы қағымдап шығаруды арнайы қағымдаушы қондырғылардың немесе пневматикалық құралдың көмегімен және т.б. жолдармен атқарады. Ал, құйманың ішінен өзекшені шығару жұмысын дірілдеткіш – пневматикалық және гидравликалық құрылғылар қолданып істейді.

Құйманы бөлу – құймамен бірге құйылған құю жүйесін, газ шығарғыштарды бөліп тастау үрдісі. Бөлу амалын пневматикалық шапқылармен, таспалы және дискілі аралармен, газды откескішпен орындайды. Шойын құймалардың құю жүйесін қалыптан шыққан бетінде өзекшені түсірмей тұрып балғамен ұрып, бөліп түсіреді. Болат құймалардың құю жүйесі мен үстемені газды немесе жалынды откескішпен бөліп алады. Таспалы және дискілі аралармен алюминий, магний, мыс қорытпаларынан жасалған құймалардың құю жүйесін бөледі.

Бөлу амалынан кейін құймаларды қырнап, ұсақ қылауларды, шорларды, құю жүйесінің қалдықтарын қырқып тазартады. Қырнау жұмыстарын аспалы және тұрақты қажақ дөңгелектерімен, пневматикалық шапқылармен, газ-жалынды откескіштермен атқарады.

Құйманы тазалау – құйма бетіне жабысқан қоспа қалдықтарын кетіру үрдісі. Оны қажалтқыш даңғыралардың, гидроқұматқыштар мен бытыралақтырғыштардың ішінде және химиялық немесе электрохимиялық өңдеумен орындайды.

Құйманың сапасын бақылау кезінде ондағы ақауларды тексереді. Құйманың ақаулары сыртқы (құм қуыстары, қисаңдық, құйылымсыздық және т.б) және ішкі (шөгу және газ қуыстары, ыстық және суық жарықшақтар, т.б) ақаулар болып бөлінеді.

Сыртқы ақаулар құйма қалыптан шыққан соң немесе оны тазартқаннан кейін көзге көрініп шығады.

Ішкі ақауларды радиографиялық (рентгеноскопия және басқалар) немесе ультрадыбыстық әдістер қолданып дефектоскопия жолымен табады.

Құйма бойындағы жарықшақтарды люминисцентті бақылау, магниттік немесе түсті дефектоскопия арқылы анықтайды.

Құйманың жауапты деген тұстарындағы болмашы ақауларды арнаулы жақпа заттарды жағып, әртүрлі сұйық заттарды сіңіріп, газ немесе электрмен пісіріп түзетеді.

6.3 Қолданылатын жабдықтар, құралдар мен материалдар

Құм-балшықты қалыпта жасалған құйма, әртүрлі қорытпалардан жасалған құю жүйесі бар құйма, қажалтқыш даңғыра, зімпара, балға, қажақ дөңгелек.

6.4 Жұмысты орындау тәртібі

қалыптағы құйманы құю жүйесімен бірге қағымдап шығару;
құймадан құю жүйесін бөлу;
құйманы қырнау;
қажалтқыш даңғыраға салып құйманы тазалау;
құйманың сыртқы ақауларын қарап бақылау.

Есеп жазу мазмұны:

құймаларды ақтық өңдеу амалдарын орындау тәртібін сипаттап жазу;
құйма мен құю жүйесінің нобай сызбасын салып келтіру.

Бақылау сұрақтары

Құймаларды ақтық өңдеу амалдарын тізіп айтып бер.
Қағымдау амалы не үшін керек?
Бөлу және қырнау амалдарын қолдануды айт.
Тазалау амалын қалай атқарады?
Ақауларды анықтау әдістері туралы айтып бер.

Әдебиет
1 Воздвиженский В.М., Грачев В.А., Спасский В.В. Литейные сплавы и плавка их в машиностроении. – М. : Машиностроение, 1984. – 432 с.

2 Емельянова А.П. Технология литейной формы. – М. : Машиностроение, 1986. – 224 с.

3 Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздiк: Металлургия және кен iсi/жалпы ред.басқарған А.Қ. Құсайынов. –Алматы, 2000. – 288 б.

4 Орысша–қазақша түсiндiрме сөздiк: Металлургия / Жалпы ред. басқарған проф. Е. Арын. – Павлодар, 2002. – 65 б.

5 Технология конструкционных материалов. Под ред. А.М. Дальского. – М. : Машиностроение, 1985. – 448 с.

6 Титов Н.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства. – М. : Машиностроение, 1985. – 400 с.