Технологические мероприятия процесса изготовления отливки "Крышка"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общая характеристика отливки и анализ требований, предъявляемых к ней

2. Анализ возможных способов получения отливки

3. Разработка технологических мероприятий изготовления отливки

3.1 Разработка технологических литейных указаний

3.2 Разработка конструкции модельно-литниковой оснастки

3.3 Разработка технологических этапов производства отливки

4. Расчет основных параметров выбранного способа литья

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Размещено на Allbest.ru

Литейное производство ? один из старейших и до настоящего времени основных способов получения металлических изделий и заготовок для различных отраслей промышленности. Литье детали используется не только в машиностроении и приборостроении, они применяются в домостроении и дорожном строительстве, являются предметами быта и культуры. Это обусловлено тем, что этот способ позволяет получать заготовки и детали из разных сплавов практически любой конфигурации, с любыми структурой, макро и микрогеометрией поверхности, массой от нескольких грамм до сотен тонн, с любыми эксплуатационными свойствами. При необходимости и экономической оправданности требуемые показатели достигаются без использования других технологических процессов. Основными направлениями совершенствования любого производства является модернизация известных и создание новых технологических процессов, позволяющих уменьшить расход материалов, снизить затраты труда и энергии, улучшить условия труда, устранить или уменьшить вредное воздействие на окружающую среду и повысить эффективность производства и качество продукции. Литейное производство не является исключением. Когда необходимо получить отливки высокой точности с гладкой поверхностью без возможного пригара, с минимальными припусками на механическую обработку, используются специальные виды литья. При обычных способах литья от 8 до 15% массы отливок превращается в стружку, из-за необходимости механической обработке. Для того, чтобы механически обработать одну отливку и превратить ее в готовую деталь необходимо затратить большое количество электрической энергии. Поэтому с целью экономии и повышения качества необходимо осуществлять переход от обычного литья (в песчано-глинистые формы) к специальным способам литья. Вследствие высокой точности отливок дает возможность уменьшить припуски на механическую обработку и снизить количество стружки до 5%. Экономичность повышается с увеличением количества отливок, т.е. с переходом от серийного производства к массовому.

1. Общая характеристика отливки и анализ требований предъявляемых к ней

отливка литье технологический кристаллизация

Для изготовление отливки служит алюминиевый сплав АК7. Температура плавления данного сплава 660. Характеристика сплава АК7 по ГОСТ 1583-93:

Таблица 1

Химический состав в % материала АК7 ([5], с.12).

Группа сплава	Массовая доля основных компонентов, %
	магния	кремния	марганца	меди	цинка	никеля
алюминий-кремний-магний	0,2- 0,5	6,0 ? 8,0	0,2 ? 0,6	1,5	0,5	0,3

Временное сопротивление разрыву ? 167 МПА

Относительное удлинение ? 1,0%

Твердость по Бринеллю ? 50 НВ

Группа сплава ? 1ая, так как сплав на основе системы Al-Si-Mg.

Классификация отливки по конструктивно ? технологической сложности изготовления:

2-ая группа сложности по конфигурации поверхности, так как отливка имеет коробчатую форму с наличием выступов и углублений простой формы.

1-ая группа сложности по максимальному габаритному размеру, так как ее наибольший габаритный размер < 150 мм.

1-ая группа сложности по массе, так как масса отливки не превышает 0,5 кг.

3-ая группа сложности по толщине основных стенок, так как толщина основной стенки попадает в диапазон 6-5 мм.

1-ая группа сложности по характеристики выступов и углублений, так как их в отливке < 6.

1-ая группа сложности по количество стержней на отливку, так как в отливке один стержень.

2-ая группа сложности по характеру механической обработки, так как площадь обрабатываемой поверхности составляет 10-15 поверхности отливки.

2-ая группа сложности по ответственности назначения отливок, так как отливка служит для изготовления литых деталей общего назначения.

1-ая группа сложности по особым техническим требованиям, так как признаки сложности не предъявляются

К полученному изделию предъявляются следующие требования:

1. Точность отливки 6-0-0-6 ГОСТ 26645-85.

Отливка является 6 класса размерной точности; к массовой точности и к степени коробления требований не предъявляется (массовая точность ? 0 класса, геометрическая точность степени коробления 0 класса); геометрическая точность припуска на механическую обработку отливки соответствует 6-му ряду.

2. Отливка требует механической обработки.

3. На необрабатываемых поверхностях допускаются одиночные раковины диаметром и глубиной не более 1 мм в количестве не более 5 штук.

4. На обработанных поверхностях допускаются одиночные раковины диаметром и глубиной не более 1 мм в количестве не более 5 штук.

5. Дефекты литья, превышающие допустимые по чертежу нормы допускается исправить любым способом, обеспечивающим прочность детали и не ухудшающим его товарного вида.

6. Допускаются следы от питателя высотой или глубиной до 1мм.

Данная отливка «Крышка» имеет следующие габаритные размеры 126,424,8. Масса отливки 0,14 кг. Отливка имеет простую форму, не большие габаритные размеры, с толщиной стенок 5 мм. В крышке имеется сквозное отверстие диаметром 72мм, которое можно получить при помощи стержня. Деталь цилиндрической формы. Следовательно, данную отливку мы можем изготовить методом литья. Значит, деталь технологична.

Рисунок 1.1 Эскиз детали

2. Анализ возможных способов получения отливки. Обоснование метода получения отливки

Проанализируем возможность получение отливки «Крышка» некоторыми возможными способами:

- литьём в песчано-глинистую форму,

- литьём в кокиль,

- литьём по выплавляемым моделям,

- литьём в оболочковую форму,

- литьём под давлением,

- центробежное литье.

Литье в песчано-глинистую форму.

Сущность процесса заключается в изготовлении отливок свободной заливкой расплавленного метала в песчаную форму. После затвердевания и охлаждения отливки осуществляют ее выбивку с одновременным разрушением формы. Применяют во всех отраслях машиностроения. Получают отливки любой конфигурации 1- 6 групп сложности. Точность соответствует 6…14 группам. Параметр шероховатости = 630…80 мкм. Можно изготовить отливки массой до 250т. С толщиной стенки свыше 3 мм. Преимущество данного способа: возможность механизировать производство, дешевизна изготовление отливок, возможность изготовление отливок большой массы, отливки изготавливают из всех литейных сплавов, кроме тугоплавких. К недостаткам относится: плохие санитарные условия, большая шероховатость поверхности, толщина стенок > 3 мм, вероятность дефектов больше, чем при других способах литья.

Литьё под давлением.

Сущность литья под давлением заключается в том, что расплавленный металл заполняет формы под давлением и затвердевает в них. Отливка, вынутая из формы и освобожденная от литника, является готовой деталью, не требующей дополнительной механической обработки. Можно получать в отливке отверстия малого диаметра и точную резьбу. Преимущества данного способа литья: повышение качества отливок: отливка получается с высокой точностью размеров и чистой поверхностью, с малой шероховатостью; механические свойства отливок получаются достаточно высокие; полное исключение трудоемких операций изготовления, сборки и выбивки форм; пресс-форма используется многократно; процесс получения отливки малооперационный. Недостатки литья в пресс-форму: высокая стоимость формы, сложность и трудоемкость изготовления, ограниченная стойкость, что снижает эффективность процесса и ограничивает область его использования; трудности выполнения отливок со сложными полостями, поднутрениями, карманами; неподатливая пресс-форма способствует появлению напряжений в отливках при усадке, что ограничивает номенклатуру сплавов, из которых могут быть изготовлены отливки.

Литьё по выплавляемым моделям. Размещено на Allbest.ru

Сущность метода состоит в том, что модели для изготовления неразъемных форм делают из легкоплавких материалов (50% парафина и 50% стеарина), которые после получения форм выплавляют. Техпроцесс состоит из следующих операций: изготовление эталона (модели) изделия; изготовление пресс-формы для отливки восковых моделей; отливка восковых моделей, изготовление литейной формы, выплавка легкоплавкого материала из формы и прокаливание последней, плавка металла и заливка формы, выбивка отливок из формы, удаление литников и очистка отливок. Полученную модель или обычно блок из нескольких моделей и литниковой системы, погружают в смесь, состоящую из кварца на гидролизованном растворе этилсиликата. Затем проводят опыливание порошком корунда или песка для увеличения прочности, после сушат на воздухе, и так повторяют несколько раз. Затем в горячей воде выплавляют модель. Полученные формы устанавливают в опоки, в которые для устойчивости форм насыпают песок и заливают жидким металлом. Литье по выплавляемым моделям применяют для производства мелких отливок из любых сплавов без последующей механической обработки. Метод позволяет получить отливки с размерами по 4-7-му классам точности и с шероховатостью поверхности по 5-7-му классам чистоты массой от нескольких грамм до 500 кг. Могут быть изготовлены отливки почти любой конфигурации. Характерные особенности: использование разовой модели. Для каждой отливки необходима своя модель, которая после изготовления формы перестает существовать (выплавляется). Модель не имеет разъема и знаковых частей, её контуры повторяют форму отливки. Малая шероховатость поверхности формы и высокая точность её размеров. Керамическая оболочка со стенками толщиной 0.0015-0.004 мм не имеет разъема. Твердой составляющей формовочной смеси является пылевидный огнеупорный материал. Металл чаще всего заливается в формы, нагретые до 900єС, поэтому создаются благоприятные условия для заполнения форм и питания отливок. Процесс изготовления формы многооперационный, трудоемкий и длительный. Повышенный расход металла на литники и поэтому невысокий технологический выход годного. Сложность манипуляторных операций изготовления моделей и форм, автоматизации этих операций. Большая номенклатура материалов, используемых для получения формы, моделей, суспензии и т.д. К недостатка данного метода можно отнести длительный и сложный технологический процесс; сложность автоматизации, из-за большого количества операций, для каждой отливки требуется своя отдельная модель, что приводит к затратам на изготовление пресс ? форм; отклонение размеров и конфигурации отливки от заданных могут быть вызваны нестабильностью усадки модельного состава, деформацией оболочковой формы в процессе прокалывания.

Литьё в оболочковые формы.

Сущность метода изготовление оболочковых разъемных форм и оболочковых стержней основано на том, что ряд термореактивных смол имеет свойство плавиться, а затем необратимо затвердевать под действием повышенных температур. Сухая песчано-смоляная смесь, состоящая из мелкого кварцевого песка и 6...8% порошка термореактивной (бакелитовой) смолы, наносится на модельную плиту, нагретую до 220... 250 °С. Слой смеси, прилегающей к плите, нагревается, термореактивная смола расплавляется и образует вокруг модели и плиты оболочку толщиной 6...10 мм. После удаления неразмягченной смеси модельная плита вместе с песчано-смоляной оболочкой помещается в печь, нагретую до температуры 350...370°С, для окончательного отверждения. Отверждение продолжается 1,5...2 мин. Полученные полуформы склеивают или соединяют скобами и ставят в металлический ящик, в который засыпают чугунную дробь или песок, чтобы предохранить их от разрушения в процессе заливки жидким металлом. Литьём в оболочковые формы используют преимущественно для изготовления мелких и средних по весу отливок с тонкими стенками и рёбрами, а так же с художественными рельефами. В оболочковой форме можно получать отливки из чугуна, стали и цветных металлов с высокой точностью и чистотой поверхности, что позволяет исключить механическую обработку. Применение мелкозернистых песков в смесях способствует получению гладкой рабочей поверхности оболочковых форм и стержней. Расход формовочной смеси при литье в оболочковые формы в 8-10 раз меньше, чем при литье в песчано-глинистые формы. Технология получения проста и легко поддается механизации и автоматизации. Недостатками данного способа является: относительно высокая стоимость и дефицитность смоляного связующего; сложность модельной (стержневой) оснастки; недостаточная прочность оболочек при получении относительно тяжёлых отливок.

Центробежное литьё.

Сущность метода заключается в том, что изготовление отливок центробежным способом производят заливкой металла во вращающуюся металлическую форму, где под действием центробежных сил частицы расплавленного метала отбрасывает к поверхности формы и, затвердевая, принимают ее очертания. На практике применяют скорости от 250 до 1500 об/мин. При этом способе отливка охлаждается в поле центробежных сил со стороны наружной (от формы) и изнутри (со стороны свободной поверхности). При интенсивном охлаждении расплава зарождаются в первую очередь кристаллы у стенок формы. Растущие от стенок формы кристаллы постоянно питаются расплавом и растут направленно-перпендикулярно движению расплава. Затвердевание металла под давлением приводит к уплотнению металла и повышению за счет этого механических свойств, быстрому отделению газов, неметаллических примесей и вытеснению их на внутреннюю поверхность отливки. При этом возникает ликвация, что сказывается отрицательно на механических и других служебных характеристиках в различных сечениях отливок. Преимущество метода: большая плотность полученных отливок при достаточно высокой точности размеров и качестве поверхности, отсутствие стержней для оформления цилиндрических отверстий, увеличение выхода годного литья за счет отсутствия литниковой системы, возможность получения тонкостенных отливок из сплавов, склонных к ликвации. Недостатки метода: невозможность получения отверстий точного размера, трудность получения высокого качества в отливках из сплавов, склонных к ликвации. Область применения метода: этот способ широко применяется для изготовления труб, втулок и других отливок, имеющих форму тел вращения, а иногда и для фасонных отливок ? детали арматуры, шестерни, кольца тормозного барабана и др. Размещено на Allbest.ru

Литьё в кокиль

Сущность метода состоит в многократном применении металлической формы, имеющей гораздо более высокую стойкость, чем обычная песчано-глинистая форма. Литье в многократные (постоянные) металлические формы (кокили) осуществляется путем свободной заливки расплавленного металла, который под действием гравитационных сил обеспечивает высокую скорость формирования отливки. Чаще всего кокили изготовляют разъемными из двух частей. Литье в кокиль широко применяют для изготовления отливок из цветных металлов, чугуна и в меньшей степени из стали. Перед заливкой металлом полость кокиля смазывают противопригарным облицовочным покрытием. После затвердевания залитого в кокиль металла извлекают отливку и процесс повторяют. Область применения: в массовом и серийном производстве. Особо широкое распространение оно нашло в производстве отливок из цветных сплавов.

Данный метод имеет следующие преимущества: позволяет получить мелкозернистую структуру в отливках, что в 2...3 раза повышает механические свойства; позволяет получать большое количество отливок; уменьшает припуски на механообработку, трудоемкость изготовления отливок в кокилях меньше, чем при литье в разовые формы; качество поверхности и точность размеров отливок выше, лучше условия труда. Недостатками данного метода являются: высокая стоимость металлической формы, сложность и длительность ее изготовления; ограниченная стойкость, измеряемая числом годных отливок, которое можно получить в данной форме до её выхода из строя; плохая заполняемость форм при изготовлении тонкостенных (0.0025-0.003 м) протяженных отливок вследствие высокой теплопроводности формы; трудность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо применять стержни и вставки; неподатливая металлическая форма вызывает появление в отливках внутренних напряжений, коробление, а иногда и трещины. Данный метод изготовления отливки не целесообразно применять из-за высокой стоимости формы, сложности и длительности её изготовления, плохой заполняемости форм при изготовлении тонкостенных отливок. Нежелательно изготавливать литьем в кокиль отливки из алюминиевых сплавов с толщиной стенки менее 6 мм при ее протяженности от 120 до 250 мм, с толщиной стенки менее 8 мм при ее протяженности от 250 до 350 мм.

Рассматривая все вышеуказанные способы изготовления отливки пришли к выводу о том, что:

Литье в песчано-глинистую форму не подходит из-за несоответствия класса точности. В песчано-глинистой форме возможно получить 8-й класс точности, а у данной отливке 6-ой класс.

Литье по выплавляемым моделям не подходит, так как этот способ дорогой, многооперационный, не автоматизированный. Следовательно, данный метод не целесообразно применять.

Литье в оболочковую форму не подходит, так как при данном литье предпочтительней получать отливки массой 5-15 кг и габаритными размерами 500-700 мм.

Центробежное литье не подходит так как, при этом способе неточность диаметра внутренней полости отливок, загрязнение свободной поверхности отливок неметаллическими включениями.

Литье в кокиль не подходит, так как данным способом можно получать отливки с массой от 0,5 кг, а у нас масса 0,14 кг. Плохая заполняемость форм при изготовлении тонкостенных отливок.

Наиболее целесообразным методом изготовления отливки является метод литья под давлением, так как этот способ может позволить изготовление элементов отливок с толщиной стенок 5 мм, массой 0,14кг, классом точности. Литье под давлением полностью автоматизированный процесс. При данном способе минимальное количество дефектов по перекосам, обеспечивает более высокий процент выгодного годного литья и более низкую относительную себестоимость одной тонны отливок. Основными преимуществами этого метода, по сравнению с другими, является высокая производительность и точность отливки.

3. Разработка технологических мероприятий производства отливки

3.1 Разработка технологических литейных указаний

При проектировании технологии литья под давлением должно быть уделено внимание выбору типа литниковой и питающей системы, обеспечивающей спокойное заполнение формы сплавом, питание, направленную кристаллизацию отливки. Сплавы для литья под давлением должны иметь по возможности узкий интервал кристаллизации, что способствует получению отливок с равномерной плотностью, достаточной прочностью и пластичностью при высоких температурах, хорошей жидкотекучестью, малой привариваемостью к форме. Для обеспечения высокого качества отливки, применения механизации и автоматизации технологического процесса необходимо правильно выбрать положение отливки в форме и линию разъёма. При заливке положение отливки должно быть выбрано таким образом, чтобы обеспечить вывод газов, получение точных размеров отливки, образование усадочных дефектов минимум. Количество разъёмов должно быть минимальным, а разъёмы должны быть плоскими. Разъем формы должен обеспечивать надежное крепление стержней. При определении положения отливки в форме следует следить затем, чтобы общая высота формы была наименьшей.

При выборе положения плоскости разъема были предусмотрены переходы и углы сопряжения стенок, которые должны исключать вероятность получения отливок с усадочными раковинами, пористостью и трещинами.

Поверхность разъема формы выбирают с учетом ряда рекомендаций, установленных длительной практикой:

- плоскость разъема формы должна обеспечивать извлечение отливки из неподвижной и выталкивание из подвижной частей формы;

- число разъемов и место их расположения должны обеспечивать удобное извлечение стержней, удаление воздуха и газов из полости формы, возможность рационального размещения литниковой системы;

- плоскости разъемов должны размещаться так, чтобы образующийся облой не сказывался на точности отливки, а также удалялся с отливки, по возможности, механизированным способом. Плоскость разъема следует расположить так, чтобы размеры, к которым предъявляются наиболее высокие требования точности, оформлялись в одной полуформе. А так же, чтобы плоскость разъема позволила получить отливку с минимальным количеством дефектов.

Рисунок 3.1 Расположение плоскости разъема

При выборе установки места питателя нужно руководствоваться тем, что бы перед потоком жидкого металла во время заливки не было препятствий. Подвод металла осуществляется по линии разъема пресс формы, при этом облой не будет сказываться на качестве поверхности отливки.

Промывники следует устанавливать для слива первой порции жидкого металла, в которой могут оказаться не металлические включения, а также газовые составляющие. Также установка промывника сказывается на получении более качественной поверхности отливки.

При заполнении оформляющей полости находящийся в ней воздух, а также выделяющиеся из сплава газы сжимаются, препятствуя заполнению формы. При этом температура газа может достигать 300-400 єС. На изделии могут появиться дефекты в виде резко выраженных спаев в местах встречи потоков расплава, недоливов, прижогов. Кроме того, происходит растворение газа в отливке, приводящее к уменьшению прочности и деформации изделия. В связи с этим, для отвода газов из оформляющего гнезда в форме предусматривают вентиляционные (газоотводящие) каналы в местах, заполняемых расплавом в последнюю очередь. Это, как правило, наиболее удаленные от места впуска участки полости с максимальным сопротивлением течению, где происходит защемление и сжатие газа. В нашем случае вентиляционные каналы расположены в промовниках.

Рисунок 3.2 Эскиз детали с нанесенной технологией

3.2 Разработка конструкции модельно ? литниковой оснастки

В конструкцию пресс-формы включают формообразующие, конструктивные детали, а также детали для привода пресс-формы.

Формообразующие детали непосредственно соприкасаются с расплавом и являются рабочими деталями, оформляющими отливку. К ним можно отнести: матрицу и пуансон, выталкиватели, литниковые втулки.

Конструктивные детали несут на себе формообразующие детали, осуществляют раскрывание и закрывание формы, обеспечивают точное взаимоположение её частей, крепление формы к машине. К ним относятся плиты матриц, пуансонов, плиты прижимные, плиты толкателей, колонки направляющие и втулки, болты, гайки, штифты.

Детали приводов служат для перемещения всех подвижных частей (выталкивателей) пресс-формы.

Для соединения полости формы с камерой прессования машины применяют литниковую втулку. Она представляет собой канал, который является продолжением камеры прессования. Применение литниковой втулки позволяет предохранить пресс-форму от быстрого износа.

Удаление отливки производится системой выталкивателей. Выталкиватели изготавливаются в виде стальных штифтов круглого сечения. Отверстия в плитах, через которые проходят выталкиватели, увеличиваем на 0.3-0.4 мм для образования зазора, уменьшающего трение. Размещаем выталкиватели в пресс-форме в местах наибольшего обжатия отливки: в районе образования элементов литниково-питающей системы, обеспечивающие съём отливки без её повреждения.

К конструктивным деталям относят: плиты прижимные, направляющие колонки и втулки, опоры, штуцера и др. Плиты пуансона и матрицы выполняют толщиной около 55 мм. Такие толщины необходимы для обеспечения жёсткости и массивности плиты во избежание коробления при нагреве и для поддержания требуемого температурного режима формы 150-210 єС.

При работе пресс-формы все ее формообразующие детали подвергаются тепловому воздействию жидкого металла. Поэтому формообразующие детали необходимо изготавливать из материалов, которые обладают высоким термическим сопротивлением, высокой прочностью, малым коэффициентом линейного расширения, хорошо обрабатывается резанием, не деформироваться и не вступать в физико-химические взаимодействия с жидким металлом. Перечисленными свойствами обладают стали, легированные хромом, вольфрамом, никелем, молибденом, ванадием. Формообразующие детали пресс-форм для литья алюминиевых сплавов изготовляют из сталей ([6], табл.2).

Таблица 2

Материал деталей пресс-формы

Наименование	Основа сплава	Конфигурация деталей	Марка материала	ГОСТ	Термообработка
Cтержень	Цинк алюминий медь	свыше 15	5X3B3МФС 4Х4ВМФС	5950-73	Закалка цианирование
Выталкиватели	цинк алюминий медь	любая	У10 3Х2В8Ф 4Х5В2ФС	1435-74	?
Втулки литниковые	цинк алюминий медь	любая	Х12 3Х2В8Ф 4Х8В2	5950-73	закалка
Плиты	алюминий медь	любая	40Х 45 35	4543-75 1050-74	?
Колонки направляющие	алюминий		У10, У8 45	1435-74 1050-74	закалка
Матрица	Цинк алюминий медь	любая	5X3B3МФС	5950-73	__
Пуансон	Цинк алюминий медь	любая	5X3B3МФС	5950-73	__

Для остальных деталей пресс-формы (плит, выталкивателей, втулок и т.д.) используют конструкционные стали марок 35, 40, 20, 45.

Для придания необходимых свойств, формообразующие детали пресс-формы подвергают термический и химико-термической обработке: низкотемпературному цианированию на глубину 0.2 мм.

Выбор машины.

Для изготовления отливки «Крышка ПАВ 1516006» выбираем машину с горизонтальной холодной камерой прессования А711А08. Для машин с холодной камерой прессования для изготовления отливок используют алюминиевые, магниевые, медные и цинковые сплавы. Так как холодная камера дешевле, чем горячая, что также способствует выбору машины марки А711А08.

Техническая характеристика машины с холодной горизонтальной камерой прессования представлена в таблице.

Таблица 3

Техническая характеристика машины марки А711А08

Параметры	Машина марки А711А08
Внутренние диаметры стаканов прессования, мм Наибольшая масса металла в камере прессования для сплавов на основе, кг: Al Zn Cu Усилие запирания, тс Производительность, циклов/ч Усилие прессования, тс Наибольшее расстояние между неподвижной и подвижной плитами машин, мм Мощность электродвигателя, кВт Рабочее давление жидкости, ат: нормальное Вместимость бака смазки,л Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Масса, кг.	45, 95 3.6 ? ? 2500 160 300±120 600 12.2 105 2 6200±120 1830±120 2560±120 11400

Работа пресс-формы.

По плоскости разъёма пресс-форма для машины с горизонтальной камерой прессования типа А711А08 делится на две части: подвижную и неподвижную. Матрица неподвижная (рис. 3.4), а пуансон подвижный (рис. 3.3). Матрицу крепят к неподвижной плите машины и со стороны камеры прессования соединяют литниковым каналом.

Отливку располагают в пуансоне, так как он имеет большее число выступов, образующих её внутренние контуры; в подвижной части монтируем устройство для выталкивания отливки из пресс-формы.

В плите смонтированы направляющие колонны, устанавливающие в определенных положениях друг относительно друга матрицу и пуансон во время работы.

К плите винтами крепят щитки, предохраняющие от разбрызгивания металла при также каналы для выхода воздуха и газов из полости пресс-формы при заполнении её жидким металлом.

Размещено на Allbest.ru

Рис. 3.3 Эскиз пуансона

Рис. 3.4 Эскиз матрицы

В местах расположения отверстий под направляющие колонны ставят сменные направляющие втулки. Плиты пуансона и опорную плиту соединяем болтами с постаментом, состоящим из брусьев и плиты.

После раскрытия пресс-формы отливка из подвижной части формы удаляется выталкивателями. Выталкиватели закрепляют в плитах, соединённые болтами. При раскрытии пресс-формы после остывания отливки плиты останавливаются специальными неподвижными опорами, а плиты пуансона и отливки продолжают двигаться вместе с подвижной плитой; выталкиватели оставаясь на месте, упираются в отливку и удаляют её из пресс-формы, т.е выталкивают ее. Выталкиватели устанавливают в положении, с помощью контрвыталкивателей. Выталкиватели при запрессовке металла удерживаются опорами.

Водоохлаждение пресс-формы.

В пресс-формах применяют водяное охлаждение для повышения производительности труда и улучшения качества отливок.

Температура пресс-формы ? один из основных факторов ее нормальной работы. Из-за перегрева пресс-формы без охлаждения пришлось бы делать остановки в работе или же снижать темп. Для регулирования температуры пресс-формы и для охлаждения устраивают каналы, по которым циркулирует проточная вода, поступающая из водопроводной сети и отводимая в канализацию.

Наиболее распространенный способ охлаждения пресс-формы ? водой, циркулирующей по просверленным каналам диаметром 8-12 мм. Вода к форме подводится с помощью резиновых трубок, надетых на штуцера и соединенных с водопроводом и канализацией. При таком способе охлаждения проточной водой пресс-формы, особенно небольших размеров, работают с постоянной температурой.

Водяное охлаждение действует наиболее эффективно, повышая производительность труда. И качество отливок, когда водяные каналы расположены в непосредственной близости от отливок и литниковой втулки, а не на периферии пресс-формы.

Кроме водяного охлаждения осуществляют интенсивную обдувку поверхностей разъема пресс-форм сжатым воздухом после каждой заливки.

3.3 Разработка технологических этапов производства отливки

Для изготовления готовой детали идет подготовка шихтовых материалов, крупные литники надо разрубить на куски.Загрузить шихтовые материалы в лоток и подать бадью к плавильным печам. Плавка металла ведется в индукционной печи ИАТ2,5М1. Сначала надо очисить тигель печи и желоб от металла и шлака, загрузить шихтовые материалы в печь,расплавить металл, в конце плавки добавить лигатуры. При температуре 720-750°С с зеркала металла снимают шлак и вводят магний, затем отливают пробу на химический анализ, при необходимости производят доводку сплава по химическому составу. После 10-12 минут отстаивания металла снимаем шлак с поверхности шумовкой в изложницу.

Проверить правильность установки ковша, наклонить печь и с помощью поворотного механизма наполнить ковш металлом и выпрямить печь. Доставить металл на место заливки. В заливочной машине литья под давлением А711А08 очистить металлопровод, каналы от шлака и примерзшего металла. Разогреть полость пресс-формы до температуры 90⁰С. Включить машину и установить необходимые параметры. Обдуть и смазать пресс-форму, закрыть предохранительную шторку. Закрыть и запереть пресс-форму. Взять дозу металла и залить(при температуре 680-720єС) в заливочное окно, произвести прессование и выдержку для кристаллизации.

Плавку и заливку алюминия производят при строгом соблюдении температурного режима и постоянном и точном контроле нагрева сплава. Даже незначительный перегрев и излишнее выдерживание сплава при высокой температуре ведут к чрезмерному насыщению его газами и окислами и появлению усадочных раковин. Для удаления окислов необходимо применять флюсы.

Раскрыть пресс-форму, отвести предохранительную шторку, снять куст отливок и осмотреть, убедиться в отсутствии видимых литейных дефектов. Очистить форму от заливов. Далее обрубка литниково-питающей системы: обрубка литниковой системы осуществляется на верстаке с помощью молотка и зубила. Обрубленные отливки загружаем и перевозим на зачистку. Зачистку отливок производят на обдирочно-шлифовальном станке. Зачистку отливок в труднодоступных местах производят напильником на верстаке с тисками. Зажим отливки производятся медными губками во избежание образования дефектов на отливке. Галтовку деталей осуществляют в галтовочном барабане для поверхностной очистки отливок. После галтовки производят сортировку отливок и их визуальный осмотр. Контроль осуществляется штангенциркулем, размеры проверяются на соответствие чертежу и ГОСТу.

Контроль качества сплавов.

Сплавы контролируются по химическому составу и механическим свойствам.

- химический состав сплава определяется экспресс-анализом.

- механические свойства сплавов определяем по ГОСТ 1493-73 на отдельно отлитых образцах.

Порядок контроля химического состава.

- отливаем образец от каждой плавки в кокиль для определения химического состава.

- относим образцы в экспресс-лабораторию для определения химического состава.

- при несоответствии химического состава, производим подшихтовку сплава и отливаем образец на повторный анализ.

- контроль за качеством шихтового сплава чистого возврата, разделение возврата по маркам сплава, за обработкой сплавов, температурой и качеством сплавов необходимо следить внимательно.

Рис. 3.5 Эскиз формы

4. Расчет основных параметров выбранного способа литья

Принцип процесса литья под давлением основан на принудительном заполнении рабочей полости металлической пресс-формы расплавом и формировании отливки под действием сил от пресс-поршня, перемещающегося в камере прессования, заполненной расплавом.

Теплообмен в литниковой системе. Температура заливаемого в форму металла Т_зал отличается от температуры сплава в раздаточной печи Т_р.п. на сумму температурных потерь: в ковше (ДТ_к), камере прессования (ДТ_пр) и литниковой системе(ДТ_л).

Температурные потери за время t_к составляют:

, (4.1)

где б_к ? коэффициент теплоотдачи от расплава к ковшу, Вт/(м²•С); для цинковых сплавов ? 34,8, алюминиевых сплавов ? 67,7;

Т_{к ?} температура подогрева ковша (дозатора), С;

F_кон ? площадь контакта расплава с ковшом, м²;

m_м и m_м ? масса соответственно металла и ковша, кг;

c_м и с_к ? удельные теплоемкости соответственно металла и материала ковша, Дж/(кг•С).

С (4.2)

Температурные потери (ДТ_пр) в камере прессования машины рассчитывается с учетом толщины Х_см и теплопроводности л_см смазочного слоя:

, (4.3)

где Тґ_пр ? начальная температура камеры прессования, С;

Fґ_пр ? площадь контакта расплава с камерой прессования, м²;

t_пр ? продолжительность нахождения сплава в камере прессования, с;

m_пр и с_пр ? соответственно масса (кг) и удельная теплоемкость (Дж/(кг•С)) материала камеры в зоне контакта.

С (4.4)

Температурные потери ДТ_л в литниковом канале радиусом R_л и длиной L_л рассчитывается при условии постоянства коэффициента теплоотдачи

() по формуле:

, (4.5)

где Тґ_л ? температура подогрева литникового канала, С;

_л ? скорость потока металла в литниковом канале, м/с.

С (4.6)

Продолжительность затвердевания t_затв (с) сплава в питателе и в полости формы рассчитывается по формулам:

(4.7)

где Т_под ? температура начала действия подпрессовки, С;

b_ф ? коэффициент тепловой аккумуляции формы, Вт•с/(м²•С), рассчитываемый, как

, (4.8)

где л_ф, с_ф и _ф ? соответственно коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность материала формы;

Т_ф ? температура формы, С;

r ? удельная теплота кристаллизации сплава, Дж/кг.

(4.9)

После полного затвердевания металла в питателе и отливке начинается ее охлаждение, сопровождаемое образованием зазора вследствие усадки сплава. Продолжительность охлаждения отливки до какой-то заданной по технологическому процессу конечной температуры определяют по выражению:

, (4.10)

где Х_заз ? величина зазора, м;

л_заз ? коэффициент теплопроводности зазора (газовой смеси, заполняющей зазор), Вт/(м•С);

F_охл ? поверхность охлаждения отливки, м²;

m_отл ? масса отливки, кг;

c_м ? удельные теплоемкости металла, Дж/(кг•С);

Т_кон ? конечная температура охлаждения, С;

Т_сол ? температура солидуса металла, С.

с (4.11)

Тепловой баланс формы. Температуру формы можно определить из уравнения теплового баланса, по которому суммарное количество теплоты, отдаваемое заливаемым металлом за время одного цикла, определяется как сумма теплоты перегрева металла, кристаллизации сплава и его охлаждения. В этом случае температура формы равна:

,(4.12)

где Т_ок.ср ? температура окружающей среды, С;

б_ок.ср. ? коэффициент теплоотдачи в окружающую среду, Вт/(м²•С);

t_отк. ? продолжительность открытия формы, с;

F_ок.ср., F_отк и F_охл ? соответственно площади контакта формы с окружающей средой, открытия и каналов охлаждения, м².

С (4.13)

При заданном диаметре охлаждающих каналов (0,01 м) определяем общую

протяженность каналов:

, (4.14)

м (4.15)

Площадь питателя определяется по формуле:

, (4.16)

Где m_отл -масса отливки, кг;

m_пром -масса промовника, кг;

с_м. -плотность металла, кг/.

(4.17)

Заключение

В данной курсовой работе были разработаны технологические мероприятия процесса изготовления отливки «Крышка». Были рассмотрены несколько способов получения отливки специальными способами литья. Так же мы пришли к выводу, что отливку «Крышка» можно получить литьём под давлением, и так же литьём по выпловляемым моделям, но т.к наиболее выгодным и экономически целесообразным способом будет являться литьё под давлением, следовательно мы остановились на данном способе литья. Проанализировав отливку было сделано заключение, что отливка весьма не сложна и технологична.

Список литературы

Специальные виды литья / под редакцией Ю.А. Степанова, М., Машиностроение, 1970.

Литейное производство / под редакцией И.Б. Куманина, М., Машиностроение, 1971.

Технология литейного производства / под редакцией Ю.А. Степанова, М., Машиностроение, 1983.

Специальные способы литья / под редакцией В.А. Ефимова. М: Машиностроение, 1991.

Специальные виды литья / под редакцией Г.Ф. Баландина, Л.С. Константинова, Машиностроение, 1970.

ГОСТ 26645-85. Издательство стандартов. 1985.

ГОСТ 3212-92. Издательство стандартов. 1992.

ГОСТ 3-1125-88. .Издательство стандартов. 1988.

Размещено на Allbest.ru

...