Технологический процесс для изготовления отливки деревянного модельного комплекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ МАШИНОСТРОЕНИЯ ТРАНСПОРТА И ЭНЕРГЕТИКИ

Кафедра: «Сварочное литейное производство и материаловедение»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технология производства оснастки и машин»

Технологический процесс для изготовления отливки деревянного модельного комплекта

Выполнил: студент гр. 08МЛ1

Левкович К. А.

Проверил: Стешкина Н. В.

Пенза 2013

Содержание

1. Определение классов точности, прочности и т. д.модельного комплекта

2. Выбор древесины

3. Обработка и сушка древесины

4. Выбор видов пиломатериалов

5. Выбор и сборка виды заготовок

6. Галтели

7. Стержневой ящик

8. Изготовление модельных комплектов

9. Маркировка модельного комплекта

Список использованной литературы

1. Определение классов точности, прочности и т. д. модельного комплекта

Модельный комплект - это совокупность приспособлений, предназначенных для изготовления стержней и получения рабочих полостей в литейной форме; включает литейную модель, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы, шаблоны и каркасные щитки.

Классификация модельного комплекта:

1) По роду материала относится к деревянным;

2) По способу изготовления литейной формы - ручная формовка, т. к. у нас единичное производство;

3) По размерам относится к мелким, для ручной формовки до 500 мм;

4) По точности относится к 3-й группе для единичного производства;

5) По прочности относится к 3-й группе для единичного производства с 1 по 3 групп сложности. Такие модели не подлежат длительному хранению, применяют древесины любой породы;

6) По сложности конструкции ко 2-й группе, так как простая конфигурация, простейшие тела вращения с 1-м или 2-мя стержнями;

7) По роду сплава - данная отливка будет изготавливаться из СЧ40.

2. Выбор древесины

Тип древесины - сосна. Достоинства: хорошая обрабатываемость, низкая стоимость. Недостатки: склонность к деформации, низкая прочность.

Сосна имеет длинный прямой ствол с мягкой смолистой древесиной желтовато-белого цвета с резко выраженными годичными кольцами. Ядро сосны отличается красноватым оттенком. Прямое расположение волокон дает возможность чисто обрабатывать древесину в продольных направлениях. Древесина сосны прочная, довольно устойчивая против поглощения влаги, коробления и загнивания. Применяется главная образом для средних и крупных модельных комплектов любой сложности, а также для шаблонов и мелких модельных комплектов 2-го и 3-го классов прочности.

3. Обработка и сушка древесины

Преимуществами древесины, как модельного материала, являются легкость, хорошая обрабатываемость, способность к склеиванию, способность к удерживанию красок и лака, низкая стоимость. В то же время древесина, как конструкционный материал, имеет ряд недостатков: неоднородность строения, существенно влияющую ни прочность в различных направлениях, коробление, способность поглощать и испарять влагу с изменением при этом объема и механических свойств; плохую стойкость при длительном хранении. Для частичного устранения этих недостатков необходимо использовать сухую древесину, склеивать модельные заготовки из отдельных кусков, тщательно грунтовать и окрашивать изделия.

Сушка древесины может быть естественной и искусственной. Естественная сушка на открытом воздухе, под навесом, наиболее проста и не требует больших затрат, но длится от двух до четырёх лет.

Поэтому более распространенным способом является искусственная сушка в специальных (периодического действия) камерах подогретым воздухом. Твердые породы древесины сушат при температуре 40 -50 ос, а мягкие при температуре 50 - 70 оС. Длительность сушки зависит от толщины пиломатериалов и составляет от 3 до 12 суток. Искусственная сушка дает возможность получать пиломатериалы с заданной влажностью.

Более прогрессивным методом сушки древесины является сушка токами высокой частоты, которая длится всего несколько часов, обеспечивая при этом высокую равномерность свойств высушенных материалов, отсутствие трещин и коробления.

Сушка токами высокой частоты значительно повышает качество моделей и снижает себестоимость, так как затраты на такую сушку в 2 раза меньше, чем на сушку нагретым воздухом.

Способы ручной и станочной обработки древесных заготовок можно свести к шести видам: распиливанию, строганию, долблению, точение сверлению и шлифованию.

Долбление, т. е. образование в деревянных заготовках прямоугольных отверстий (проушин, гнезд), осуществляется долотами (толстыми тесками). Долото представляет собой резец из незакаленной стали с наваренной на переднюю грань пластинкой из твердой инструментальной стали. Ширина режущей кромки от 6 до 20 мм. Долото вставляют в деревянную или металлическую ручку, по которой модельщик в процессе долбления ударяет деревянным молотком (киянкой).

Распиливание - это процесс разделения древесины на части с помощью пилы. Распиливание является, в основном, заготовительной операцией. Тип пилы и форма ее зубьев зависимости от направления резания по отношению к расположению волокон. Для уменьшения трения полотна пилы о древесину зубья разводят, т. е. отгибают в разные стороны. При производстве модельных работ применяют ручные, натяжные, лучковые пилы и ножовки с разным размером зубьев.

Строгание - это процесс снятия стружки постоянного сечения при возвратно - поступательном движении резца. Строгание осуществляется специальными инструментами называемыми стругами. Простейшим видом струга для ручной обработки древесины является рубанок.

Шлифование - зачистку шлифовальной бумагой применяют для окончательной отделки поверхностей моделей и стержневых ящиков.

Точение - это придание заготовкам формы тел вращения. Точение древесины разделяется на ручное, при котором резец подается токарем вручную, и механическое, при котором резец закрепляется на суппорте токарного станка.

Фигурные пазы, поднутрения и криволинейные поверхности шлифуют вручную абразивной бумагой, а также на специальных станках.

Одним из наиболее существенных факторов, влияющих на свойства древесины, является влажность. Содержание её определяют в процентах по отношению к абсолютно сухой древесине.

В древесине различают влагу свободную, заполняющую поры между клетчаткой, и влагу гигроскопичную, находящуюся в самих оболочках клеток.

Я выбираю искусственную сушку в камерах периодического действия, шлифование, строгание, распиливание, точение.

4. Выбор видов пиломатериалов

Выбираем вид пиломатериала - бруски. Пиломатериалы, получаемые для модельного производства, должны отвечать техническим требованиям, установленных ГОСТом 8486 - 86. Особое внимание необходимо обращать на следующие пороки древесины: сучки, ухудшающие механические свойства, и обрабатываемость; гниль и червоточины, снижающие прочность, и качество поверхности моделей; трещины, увеличивающие отходы материала; косослой, увеличивающий коробление будущих изделий.

5. Выбор и сборка виды заготовок

Выбираем заготовки в виде дисков. К дискам относятся круглые заготовки, высота которых меньше радиуса. Для разовых неответственных моделей используют цельные диски. Однослойные диски для моделей 1го и 2го классов прочности получают из секторов с расположением долевых волокон по хорде. Вязку отдельных секторов можно производить на рейку. Для предупреждения раскалывания реек в пазах секторов их следует резать из досок не параллельно долевым волокнам, а под углом 30-35о. толщина реек обычно берется равной 1/3 толщины сектора, а ширина - двойной толщине. Многослойные диски диаметром до 400 мм изготавливают из секторов. Толщина каждого слоя не должна превышать 30- 35 мм. Дисковые заготовки для конических частей модели можно делать ступенчатыми.

Рисунок 1 - Соединение 2-х секторов

Склеиванием получают заготовки для модельных комплектов любых размеров. Склеивание не только упрочняет заготовку, но и предохраняет древесину от растрескивания.

В процессе склеивания клей проникает в поры древесины и как бы стягивает отдельные её куски огромным количеством тончайших твердых нитей. Толщина клеевого шва находится в пределах от 0,1 до 0,15 мм. При склеивании поверхности заготовок должны тщательно подгоняться друг к другу и зажиматься струбцинами и скобами или специальным зажимным приспособлением -механической ваймой.

В модельном производстве применяют естественные и синтетические клеи. Естественные клеи бывают холодного и горячего применения. В качестве холодного клея используется казеин, а в качестве горячих или, так называемых, столярных клеев - продукты животного происхождения: мездровый и костный клей.

Синтетические клеи изготавливают на основе карбомидных и феноловых смол холодного отверждения.

Я выбираю казеиновый клей.

Казеиновый клей приготавливают из обезжиренного, высушенного и размельченного творога, обработанного щелочью и смешанного с гашеной известью и минеральными солями.

Казеиновый клей обеспечивает ввысоке качество соединения и не теряет связующих свойств при повышении влаги в древесине. Перед употреблением клей разводят в воде: на одну весовую часть порошка две весовые части воды; тщательно размешивают в течение 30 - 40 минут, а затем снимают образовавшуюся пену и через 15 - 30 минут после этого клей готов.

Казеиновый клей наносят на древесину в холодном виде и выдерживается на поверхности древесины в течение 3- 5 мин., после чего заготовки сжимают струбцинами и остаются в этом положении в течение 4 - 8 часов до полного высыхания клеевого раствора. Расход казеинового порошка составляет 0,25 кг на 1 м2 клеевого соединения.

6. Галтели

модельный комплект пиломатериал древесина

При разработке литой детали конструктор назначает радиусы закруглений в местах сопряжений внутренних стенок. Эти радиусы называют галтелями. Радиус галтелей следует принимать в пределах от 1/5 до 1/3 среднего арифметического значения толщины стенок, образующих сопряженный угол.

Галтели выполняются следующими способами:

1. Вклеиванием в углы моделей деревянных галтелей, изготовленных на фрезерном станке. Этот способ применяют для прямолинейных углов моделей 1го и 2го классов прочности.

2. Врезанием деревянных брусков квадратного сечения с последующей обработкой по радиусу R; сторона квадрата бруска должна превышать радиус галтели на 3-5 мм.

3. Непосредственным фрезерованием галтелей в теле модели в прямолинейных и непрямолинейных углах.

4. Промазкой углов масляной шпатлёвкой при помощи специальных галтельников или полукруглой стамески. Этот способ допускается в моделях всех трех классов прочности соответственно при радиусе галтелей 3,8,10 мм.

Я выбираю четвертый вариант.

Рисунок 2 - Разъемная часть деревянной модели

7. Стержневой ящик

На рисунке 1 приведен пример изготовления стержня из смеси по разъемному деревянному ящику. Половинки стержневого ящика скрепляют скобами или струбцинами и затем ставят его на верстак вертикально.

Рисунок 3 - технологический процесс изготовления стержня по разъемному ящику

8. Изготовление модельных комплектов

Разметка модельных заготовок. В процессе разметки на поверхность заготовки наносят контурные и осевые линии, по которым производят механическую или ручную обработку. Поскольку контурные линии наносят на поверхности, лежащие в различных плоскостях заготовки, разметку делают не сразу, а в несколько приемов. При разметке модельной заготовки в трех плоскостях кубиком стойка рейсмуса сохраняет вертикальное положение, а заготовка поворачивается вместе с кубиком. В разъёмных моделях и стержневых ящиках базовой поверхностью для разметки является плоскость разъёма, в вытряхных стержневых ящиках - плоскость уплотнения. Обычно разметку заготовок производят на чугунной плите с точно обработанными верхней и боковыми поверхностями. В цехах на участках мелких и средних моделей используют плиты размером 3500 х 1500 мм, а на участках крупных моделей - до 5000 х 3000 мм и высотой рабочей поверхности от пола 800 - 900 мм.

Риски и размеры переносят на заготовку непосредственно с модельного щитка. Для этого щиток укрепляют на плите в вертикальном положении на уровне размечаемой заготовки. На разметочных плитах осуществляют разметку заготовок и приемочный контроль готовых моделей, при котором вместо рейсмуса устанавливают штангенциркуль. Иногда для разметки заготовок в двух плоскостях применяют специальный разметочный станок с поворотной вертикальной плитой. Отделка и маркировка моделей. В процессе отделки поверхностей модельных комплектов масляной или клеевой замазкой заполняют обнаруженные изъяны в виде мелких трещин, углублений от выбитых гвоздей или ввернутых шурупов и т.д., после чего поверхность заглаживают стеклянной абразивной бумагой. Абразивную бумагу навертывают на брусок из мягкого дерева, который по форме должен соответствовать форме обрабатываемой поверхности. Поверхность заглаживают под углом к долевым волокнам не более 15о. При этом следует избегать движений поперёк волокон и излишнего нажима.

Готовый модельный комплект поступает в отдел технического контроля модельного цехе, где подвергается контролю в соответствии с чертежом и модельными щитками, по которым изготовлялись модели и стержневые ящики. В процессе контроля производят наружный осмотр всех элементов модельного комплекта: галтелей , отъемных частей и замков, крепежных деталей и «подъёмов». При контроле моделей дублёров проверяют их взаимозаменяемость.

После контроля модельный комплект поступает в отделение окраски. Комплект окрашивают с целью предохранения его от влаги, для повышения поверхностной прочности и снижения шероховатости модели. Кроме этого, окраска моделей и стержневых ящиков уменьшает прилипаемость формовочной смеси. Процесс окраски состоит из операций грунтовки, шпаклевки, двух - или трехразовой лакировки и шлифования, причем шлифование производят после каждой операции.

Грунтовкой называется смесь олифы и красителей, служащая для предварительного покрытия поверхностей перед шпаклёвкой. Грунтовка сглаживает неровности древесины, образовавшиеся после обработки режущим инструментами.

Шпаклёвка состоит из 70% мела молотого, 15-20% жидкого клея, 10-15% олифы или других компонентов.

Лакировкой называют процесс покрытия поверхности лаком или нитроэмалью.

С целью упрощения процесса изготовления литейной формы различные поверхности моделей и стержневых ящиков окрашивают в разные цвета.

Модели необходимо окрашивать в специальном помещении, изолированном от цеха, так как лаки являются вредными и огнеопасными веществами. Малярные отделения оснащаются хорошей приточно - вытяжной вентиляцией и противопожарным оборудованием.

а)

б)

Рисунок 4 - Модельные плиты низа а) и верха б)

9. Маркировка модельного комплекта

После окраски модельный комплект маркируют, для этого на не рабочую поверхность модели и стержневого ящика набивают цифры и буквы из тонкой листовой латуни. Все элементы одного модельного комплекта должны иметь общий номер отливки по чертежу. На модели указывают число стержневых ящиков и число отъёмных частей к ней. Маркировку выполняют в соответствии с ГОСТ 2413 -67. Мелкие модели и стержневые ящики маркируют клеймением цифр и букв при помощи пуансона, а крупные - краской. После окраски и маркировки модельный комплект направляют в ОТК. В первой строке указывают номер отливки, для изготовления которой предназначена модель или стержневой ящик. Во второй строке при наличии нескольких модельных комплектов (дублеров) после шифра К записывают номер модельного комплекта (дублера), затем через черточки после шифра Я - число стержневых ящиков и далее (только для стержневых ящиков) после шифра Ст № - порядковые номера стержней, изготовляемых по одному стержневому ящику с использованием вкладышей, отъемных частей и др. В третьей строке после шифра ОЧМ (на модели) или ОЧС (на стержневом ящике) указывают число отъемных частей, затем через черточки записывают после шифра Ш - число шаблонов, после шифра ПВ - число прибылей и выпоров, после шифра Л - число элементов литниковой системы. Все отъемные части маркируют шифром К с указанием номера отливки и порядкового номера модельного комплекта (при наличии дублера).

Направление вывода газов указывают на боковых наружных поверхностях стержневых ящиков шифром В К, направления расположения весок - шифром В П.

Список литературы

1) Балабин В. В. «Модельное производство» Изд-во Машиностроение Москва 1970 г. 342 с.

2) Абрамов Г. Г., Б. С. Панченко Справочник молодого литейщика 3-е издание, переработанное и дополненное Изд-во Москва «Высшая школа» 1991 г. 319 с.

3) Рыбкинг В. А. «Ручное изготовление литейных форм» Издание третье переработанное и дополненное Изд-во Москва «Высшая школа» 1986 г. 198 с.

4) Титов Н. Д. «Технология литейного производства « Изд-во «Машиностроение» Москва 1968 г. 388с.

Размещено на Allbest.ru