Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

деталь литой заливка стержень

1. Задание

2. Анализ технологичности конструкции литой детали

3. Выбор способа заливки

4. Выбор положения отливки в форме

5. Выбор поверхности разъема кокиля и стержневого ящика

6. Технологические указания и расчеты для изготовления модельного комплекта

7. Конструирование и выбор модельной оснастки

8. Выбор стержневых смесей

9. Технологический процесс изготовления стержней

10. Технологический процесс сборки формы

11. Выбор режима заливки и охлаждения отливки

12. Выбивка стержней, очистка, обрубка, контроль качества, исправление возможных дефектов.

Список использованной литературы

1. Задание

Деталь - 514-1008118 «Ресивер», масса - 1,49 килограмма.

Годовая программа - 35000 шт.

Отливка изготавливается из алюминиевого сплава АК9ч в соответствии с ГОСТ 1583-93.

Химический состав сплава АК9ч следующий:

Алюминий	основа
Магний	0,17 - 0,3 %
Кремний	8 - 10,5 %
Марганец	0,2 - 0,5%
Примесей	Не более 0,9%

Механические свойства:

Временное сопротивление разрыву, МПа (кгс/мм ) по режиму Т6	225
Относительное удлинение по режиму Т6	3,0 %
Твердость по Бринеллю НВ по режиму Т6	70

Литейные свойства сплава АК9ч.

Жидкотекучесть, мм	Объемная усадка кристаллизации, %	Термообработка	Герметичность	Линейная усадка, %	Горячеломкость (критическая ширина кольца), мм
Пруток	Спираль			РN2, МПа	РН2О, МПа
360	800	3,2-3,4	Т6	>3,0	20,0; разрыв	1,0-1,1	<5

2. Анализ технологичности конструкции литой детали

Исходными данными при проектировании технологического процесса изготовления отливки являются программа ее выпуска, чертеж детали, технические условия, обусловливающие требования к ее качеству.

Проектирование технологического процесса начинают с анализа технологичности детали, возможности и целесообразности ее изготовления тем или иным способом литья. Анализ технологичности детали включает сравнение различных способов изготовления: литьем, сваркой, штамповкой, механической обработкой и т.д. и заключается в установлении ее соответствия требованиям литейной технологии с учетом последующей технологии обработки резанием.

Деталь отвечает следующим требованиям по технологичности:

· деталь имеет компактную конфигурацию и сравнительно небольшие габариты;

· стенкам детали приданы равномерные сечения во избежание образования усадочных раковин и других дефектов.

Минимально возможная толщина стенок отливок зависит от свойств заливаемого сплава, температуры заливки, размеров и конструкции отливки, а также от температуры и состояния поверхности формы. Правильно выбранная толщина стенки обеспечивает расчетную прочность, герметичность и другие

Деталь 514.1008118 «Ресивер» имеет компактную конфигурацию и габаритные размеры 220х270х90 мм, массу 1,49 килограмма. Стенкам детали приданы равномерные сечения во избежание образования усадочных раковин и других дефектов. Преобладающая толщина стенки детали 4 мм. Деталь «Ресивер» относится к пятой группе сложности.

Учитывая большую производственную программу - 35 000 шт. в год, необходимость выполнения внутренней конфигурации отливки песчаным стержнем выбираем в качестве метода литья - литье в кокиль. Этот способ наиболее прост, технологически и экономически выгоден и рентабелен. Литье в кокиль обеспечит высокую производительность и точность размеров.

3. Выбор способа заливки

Исходя из выбранного метода литья и конструкции детали, имеющей поднутрения, выполнить которые возможно только песчаным стержнем, в качестве способа заливки отливки 514.1008118 «Ресивер» выбирается литье в кокиль на кокильной машине мод.14МС.

Внутренняя полость образуется стержнем и, в связи с этим, к полости предъявляют следующие требования:

- Полости отливки должны допускать удаление стержня без особых затруднений.

- Полости отливки должны иметь выходные отверстия, обеспечивающие свободный выход газов, образующихся при заливке.

Для предупреждения дефектов таких как: усадочные раковины, горячие трещины в горячих узлах, необходимо установить прибыли, которые бы в достаточной мере обеспечили бы подпитку горячих узлов.

4. Выбор положения отливки в форме

Положение отливки в форме определяет конструкцию (тип) литниковой системы, размещение на отливке прибылей и промывников.

При выборе положения отливки в форме необходимо учитывать:

§ Возможность направленного удаления воздуха и газов из формы при заполнении ее сплавом:

§ Удобство размещения литниковой системы при кратчайшем пути прохождения металла до отливки;

§ Расположение в одной полуформе поверхностей отливки, являющихся базами для изготовления и контроля отливки, и обработки резанием.

§ Выполнять литниковую систему в соответствии с принципом последовательного затвердевания.

Положение отливки в форме и разъем формы должны обеспечивать высокое качество отливки, минимальные затраты на ее изготовление и на механическую обработку, минимальный расход металла и возможность применения механизации и автоматизации технологического процесса.

В нашем случае отливка располагается вертикально.

При решении вопроса о количестве отливок в форме необходимо брать во внимание конструкцию отливки (вес отливки, ее геометрические размеры, степень сложности), характер производства, тип оборудования, показатель металлоемкости формы и экономическую целесообразность принятого решения.

Деталь имеет средние габариты и массу, поэтому в данном случае отливка в форме одна.

Разъем кокиля вертикальный. При этом учитывается расположение отливки в форме. На чертеже поверхность разъема обозначается в соответствии с ГОСТ 3.1125-88.

Для лучшего извлечения отливки из кокиля применяем выталкиватели.

Для выхода газов и воздуха из формы применяем вентиляционные пробки.

5. Выбор поверхности разъема формы

Оптимальный вариант разъема формы должен способствовать:

повышению геометрической точности отливки и в целом ее качества;

уменьшению вероятности образования дефектов;

снижению себестоимости отливки.

Поэтому при выборе поверхности разъема формы нужно стремиться к тому, чтобы форма состояла из минимального количества частей. Желательно располагать всю отливку в одной полуформе, число плоскостей разъема должно быть минимальным; при этом необходимо избегать сложных криволинейных разъемов.

Предпочтительней является горизонтальная поверхность разъема формы при заливке. Но поскольку отливка 514.1008118 «Ресивер» располагается в форме вертикально, то целесообразнее выбрать плоскость разъема вертикальной.

Для получения внутренней поверхности отливки применяются песчаные стержни. В данном случае выбираем для изготовления автомат изготовления стержней методом ХТС мод.LB50. Так как габариты песчаного стержня составляют 220х280х125мм, а программа производства 35 000 шт. отливок, возможно применить многогнездный стержневой ящик и расположить в стержневом ящике 4 стержня

Для обеспечения удаления стержня из стержневого ящика, совпадения литейных уклонов отливки и стержня выбираем разъем ящика - горизонтальный.

6. Технологические указания и расчеты для изготовления модельного комплекта

1. Технологические указания для изготовления модельного комплекта

Полость отливки выполняется стержнем. Точность фиксации стержня в форме и конфигурации и размеров его знаковых частей предполагаются по ГОСТ 3603 - 80 с учетом размеров стержня, способа формовки и его положения в форме. Вертикальное положение его в форме фиксируется знаками, т.е. опорными выступающими частями стержня.

Отверстия в теле отливки предполагается выполнить частично механической обработкой.

Для облегчения извлечения отливки из кокиля назначаем формовочные уклоны согласно ГОСТ 3212 - 80. Уклоны назначаются в зависимости от диаметра и высоты формообразующей поверхности.

После определения положения отливки в форме устанавливаем величину припуска на механическую обработку по ГОСТ 26645 - 85.

В соответствии с чертежом литой детали на поверхности имеются знаки чистоты поверхности, недостигаемые в литье, устанавливаем основные припуски для каждой поверхности отливки

Согласно ГОСТ1855 - 65 размеры отливки составляют 98х73х45мм Она относится к 3-му классу точности.

Припуски на механическую обработку назначаем 3 мм и оформляем на чертеже отливки по ГОСТ 26645-85. Отверстия, которые не выполняются в литье, зачеркиваются красной линией также по ГОСТ 3.1125-88.

2. Расчет литниковой системы

Литниковая система - система каналов и устройств для подвода в определенном режиме жидкого металла в полость литейной формы, отделения неметаллических включений и обеспечения питания отливки при затвердевании. Литниковую систему размещают по разъему литейной формы и вне разъема.

Правильная конструкция литниковой системы должна обеспечивать непрерывную подачу расплава в форму по кратчайшему пути; спокойное и плавное ее заполнение; улавливание шлака и других неметаллических включений; создание направленного затвердевания отливки; минимальный расход металла на литниковую систему; не вызывать местных разрушений формы вследствие большой скорости и неправильного направления потока металла.

При выборе конструкции литниковой системы необходимо учитывать сплав, размеры отливки, толщины ее стенок и конструктивные особенности.

Рассчитать литниковую систему - это значит установить соотношения между всеми ее элементами и определить их сечения. Расчет делают приближенно, так как явления, имеющие место в форме при заливке, многообразны, и поэтому практически не удается учесть все факторы, влияющие на заполнение формы жидким металлом. Существующие методы расчета литниковых систем основаны на законах гидравлики с использованием данных, полученных опытным путем.

Основные элементы системы - это прибыль.

В нашем случае выбираем литниковую систему с заливкой расплава сверху.

Выбрав тип литниковой системы и место подвода металла к отливке, рассчитываем площадь поперечного сечения и определяем размеры элементов:

Расчет элементов литниковой системы ведется из следующего соотношения суммарных площадей поперечных сечений стояков, коллекторов и питателей: При литье алюминиевых сплавов в кокиль применяют расширяющуюся литниковую систему, т. е.:

Продолжительность заливки можно определить по формуле Дубицкого:

,с

где - средняя толщина стенок отливки, мм;

S - коэффициент, зависящий от конфигурации отливки, S= 2,4 - для отливок из алюминиевых сплавов массой от 2 до 5 кг.

,с

Средний металлостатический напор определим по формуле Дитертта:

=220- 100, см

где Hо - напор металла в над питателями;

Р - высота отливки (включая прибыль) от места подвода металла до верхней части ;

с - высота отливки.

Так как в данном случае заливка отливок производится сверху :

Нр = Но

Hр = 12 см

Так как в данном случае отливка заливается через прибыль, основание прибыли имеет размер 66х84 мм, принимаем его за размеры питателя

Fпит = (6.6*8,4)-рr2= 46,9 см2

Выбор прибыли

Для питания верхней части отливки, как наиболее массивной, принимаем открытую прибыль прямого действия округлого сечения.

Существует упрощенный метод расчета прибылей. Такой метод основан на следующих положениях:

- для обычных отливок изменение массы узла питания в довольно широких пределах мало влияет на высоту прибыли;

высота прибыли мало возрастает с увеличением высоты отливки.

Так, для легких сплавов при малой высоте отливки отношение высоты прибыли к высоте отливки без прибылей

Hп / Hотл 1/2

Для отливки 514-1008118 «Ресивер» высотой 220 мм принимаем высоту прибыли -120мм, габариты прибыли - 115 х 95 мм.

7. Конструирование и выбор модельной оснастки

Модельная оснастка для отливки 514-1008118 состоит из кокиля и стержневого ящика.

Учитывая 5-й класс точности отливки для изготовления стержневой и кокильной оснастки выбираем материал сталь 35Л, обладающую хорошей обрабатываемостью и долговечностью.

Кокиль для заливки отливок дет. 514-1008118 «Ресивер» состоит из двух полуформ: правой и левой. В правой полуформе кокиля выполнены знаки для установки в форме песчаного стержня. С целью улучшения выема отливки из кокиля применены выталкиватели, которые расположены в обеих полуформах кокиля на поверхности литниковой системы и отливки. Толщина стенки кокиля выполнена минимальная, для обеспечения необходимого теплообмена. Толщина стенки кокиля должна обеспечить:

- конструктивную прочность и жесткость формы;

- максимальную стойкость при его эксплуатации;

- необходимые условия затвердевания отливки.

Так как стержень отливки имеет небольшие габариты, стержневой ящик для изготовления стержней выполняется 6-ти гнездным, что обеспечит необходимую производительность.

8. Выбор стержневых смесей

Стержень для отливки 514-1008118 «Ресивер» изготавливается на автомате мод.LB50. При изготовлении стержней методом ХТС на автоматах данной модели используется стержневая смесь, состоящую из формовочного кварцевого песка и связующей композиции, которую отверждают продувкой газовым катализатором. Отверждение стержневой смеси наступает мгновенно. Своей окончательной прочности стержни достигают ориентировочно через 1 час. Газотворная способность смеси ХТС составляет не более 4,0 гр/см3.

Для изготовления стержня применяем стержневую смесь ХТС следующего состава:

кварцевый песок - 100 %

смола - 5,0 - 6,0 %,

полиизоционат - 0,5-0,6 %

Марка песка 2К2О302, содержащий глинистых составляющих 0,2-0,5 %, кремнезема не менее 99 %, коэффициентом однородности -от 60,0 до 70,0 %.

Технологический процесс смесеприготовления состоит из следующих операций: дозирование исходных материалов, подача их в бегуны смешивание и разрыхление.

Подача формовочных материалов и их смешивание осуществляется в следующей последовательности: подача сухих материалов, предварительное смешивание в бегунах, подача жидких добавок, окончательное смешивание.

9. Технологический процесс изготовления стержней

Стержень относится к IV классу точности, т.к. он небольшой, имеющий относительно несложную форму. Образует в отливках внутренние поверхности, не обрабатываемые резанием.

Стержень IV класса точности изготавливается на стержневом автомате модели LB50 в металлическом многогнездном (4 гнезд) стержневом ящике из стержневой смеси ХТС. Время надува - 2 сек., время продувки - 10 сек. В процессе работы стержневой ящик периодически через 5-7 запрессовок смазывается разделительной эмульсией.

После изготовления стержень зачищают проволокой от заусенцев по линии разъема стержневого ящика, места непродува замазывают тальковой пастой, выдерживают на стеллаже или поддоне в течение 2-х часов, после этого производят зачистку пасты.

Производят складирование стержней на специальные поддоны, на которых стержни транспортируются на заливочный участок.

10. Технологический процесс сборки формы

Технологический процесс изготовления отливки состоит из следующих операций:

­ подготовка заливочного оборудования к работе

­ подготовка формы к заливке

­ сборка формы

­ заливка отливок.

Подготовка формы к заливке включает в себя:

­ очистку кокиля от краски и нагара при помощи специальной установки и гранул сухого льда,

­ обдувка воздухом,

­ разогрев кокиля газом при помощи газовой горелки до температуры 250-300 о С, в течении 1,5 -2 часов,

­ окраску рабочей поверхности кокиля и литниковой системы с применением специальных кокильных покрытий

­ очистку линии разъема кокиля и мест для установки песчаных стержней от кокильных красок

­ установка песчаного стержня и заливка отливок для выравнивания температурного режима кокиля.

Сборка формы:

­ нажатием кнопки на пульте управления установки, убрать выталкиватели,

­ обдув кокиля сжатым воздухом,

­ установка песчаного стержня,

­ обдув кокиля сжатым воздухом, с целью удаления песчинок из полости формы,

­ нажатием кнопки на пульте управления установки, произвести закрытие полуформ кокиля.

11. Выбор режима заливки и охлаждение отливки

Для обеспечения хорошей заполняемости формы и получения качественных отливок необходимо выдерживать определенную температуру заливаемого расплава, которую выбирают в зависимости от вида сплава и характера отливки.

Для алюминиевых отливок со стенками толщиной 4-6 мм температура расплава: при выпуске из печи 750 о С, при заливке форм 690-710О С.

Для заливки отливок выбираем ручной ковш емкостью 5 кг, так как масса заливаемого металла 4,2 кг.

Регламентирование времени охлаждения отливок в формах диктуется необходимостью обеспечения полного затвердевания расплава, исключения образования некоторых усадочных дефектов, получения требуемой структуры металла отливок.

Время охлаждения отливки в форме определяется по формуле:

=1 +2+3 , где

1 - время отвода теплоты перегрева

2 - время отвода скрытой теплоты кристаллизации

3 - время охлаждения

24,06

43,87

138,88

ф= 24,06+43,87+138,88=206,82 с.

Принимаем 3,5 мин.

12. Выбивка стержней, очистка отливок, обрубка, термообработка, дробеметная очистка, контроль качества, исправление возможных дефектов

Выбивка стержней из отливок дет. 514-1008118 «Ресивер» производится в установке для выбивки стержней 18.АН.186 в прибыльную часть, время выбивки ориентировочно 10сек.

Обрезка прибыли и заливов по плоскости прилегания впускной трубы производится на вертикально-фрезерном станке мод.6Р13.

Зачистка отливок по линии разъема кокиля, заусенцы по линии разъема стержня на внутренней поверхности отливки заподлицо с поверхностью отливки, следов от выталкивателей производится пневмомашинкой ф. «PFERD».

Термообработка отливок производится по режиму Т6: Закалка при t=535о С в течение 4 час, охлаждение в воде при t=20-80о С, старение при t=190о С в течение 9 час. После термообработки производиться очистка отливок от песка, очистка производится при помощи капронового ерша 4977-0001.

Испытание на герметичность с целью выявления дефектов литья производится на установке ЗМ 7871-4412 при давлении воздуха 0,2-0,3 МПа, время выдержки -60 с.

Исправление дефектов, образующихся при заливке отливок, производится методом заварки на установке Master TiG AC/DC 3500W или на универсальных установках типа УДГ-301, УДГ-501. Для сварки применяются вольфрамовые электроды ЭВ4 ГОСТ 23949-80 ф от 2 до 5мм, лантонированные электроды ЭВЛ ГОСТ23949-80 ф от 3 до 5мм. В качестве присадочного материала применяется сварочная проволока СвАК5 ГОСТ 7871-75. Высота сварного шва не более 1 мм.

Дробеметная очистка отливок производится в установке мод.101М. Время очистки - 4 мин.

Контроль качества отливок по всему технологическому циклу осуществляется исполнителем 100%. Контроль внешнего вида производит контролер БТК на выявление дефектов литья согласно техническим требованиям чертежа отливки. Приемка отливок производится по статистическому приемочному контролю по альтернативному признаку согласно ГОСТ 18242-72. Контроль геометрических параметров производится по указанным в чертеже отливки геометрическим параметром от соответствующих технологических баз. Контроль геометрических параметров производится после каждого ремонта и монтажа кокиля на установке мод. 14МС.

Список использованной литературы

Могилев В., Лев О. Справочник литейщика.- М.: Машиностроение, 1988.

Титов Н.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства.- М.: Машиностроение, 1978.

Рыжиков А.А. Технологические основы литейного производства.- М.: Машгиз, 1962.

Литейное производство.(Под ред.И. Куманина).М.:Машиностроение,1971.

ГОСТ 3.1401-74. Правила оформления документов на. литье.

А.И. Вейкин Литье в кокиль -М.: Машиностроение, 1980.

Н.М. Галдин и др. Цветное литье - М. Машиностроение, 1989.

Н.П. Дубинин и др. Кокильное литье -М.Машиностроение, 1967.

В. Ефимов и др. Специальные способы литья -М. Машиностроение, 1991.

10.ГОСТ 3606-80. Комплекты модельные. Стержневые знаки. Основные размеры.

Размещено на Allbest.ru

...