Разработка технологического процесса изготовления отливки
Разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в разовые песчаные формы. Особенности методики и основных приемов разработки практической технологии литья. Припуски на механическую обработку. Эскиз литейной формы в сборе.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.12.2014 |
| Размер файла | 481,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВПО "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Механико-машиностроительный институт
Кафедра "Электронное машиностроение"
Разработка технологического процесса изготовления отливки
Курсовая работа
Пояснительная записка
Студент: Семянников Николай
Екатеринбург, 2014
Аннотация
Темой данной курсовой работой является разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в разовые песчаные формы. Цель данной курсовой работы - ознакомиться с методикой и основными приемами разработки практической технологии литья, а также проведение инженерных расчетов, оформление конструкторской и технологической документации в соответствии с ЕСКД и ЕСТД.
Содержание
- Аннотация
- 1. Характеристика материала детали
- 2. Эскиз детали и технологичность конструкции
- 3. Выбор способа формовки и ее разновидность
- 4. Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема модели и формы
- 5. Припуски на механическую обработку
- 6. Выбор стержней
- 7. Формовочные уклоны
- 8. Прибыли
- 9. Конструкция и расчет литниковой системы
- 10. Эскиз литейной формы в сборе
- Список использованной литературы
1. Характеристика материала детали
Для изготовления отливки используем: Серый чугун СЧ20.
Вид поставки - отливки ГОСТ 1412-79.
Назначение - станины станков, салазки, зубчатые колеса, маховики, тормозные барабаны, диски сцепления, гидроцилиндры, гильзы, корпусы гидронасосов, золотников и клапанов среднего давления (до 80 кгс/см2).
Химический состав, %
|
Марка |
С |
Si |
Мп |
S |
Р |
|
|
% |
не более |
|||||
|
СЧ20 |
3,3 - 3,5 |
1,4 - 2,4 |
0,7 - 1,0 |
0,15 |
0,2 |
Механические свойства (ГОСТ 1412-79)
Предел прочности при растяжении ув = 200 МПа
Предел прочности при изгибе уи = 400 МПа
Твердость по Бриннелю HB = 170 - 241 кгс/мм2
Относительное удлинение д = 0,2 - 0,4%
Технологические свойства
Свариваемость - ограниченно свариваемая. Способы сварки РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.
Флокеночувствительность - не чувствительная.
Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.
Литейные свойства
Температура начала затвердевания, С1480-1490
Показатель трещиноустойчивости, Кт. у.0,8
Склонность к образованию усадочной раковины, Ку р 1,2
Жидкотекучесть, Кж т1,0
Литейная усадка, %1,1
Объемная усадка, %3,3
Склонность к образованию усадочной пористости, Ку р1,0
2. Эскиз детали и технологичность конструкции
Сложность общей конфигурации детали:
Данная деталь не имеет больших габаритных размеров и сложной конфигурации. Это корпус, следовательно, вторая группа сложности.
Характер внешнего очертания детали:
Внешние очертания и конструкция детали достаточно просты, чтобы модель и форму для нее изготовить с одним плоским разъемом. Модель должна хорошо извлекаться из формы.
Характер внутренних полостей и отверстий в отливке:
Внутренние отверстия в отливках выполняются с помощью стержней. В данной отливке будет сделано одно отверстие.
Для обеспечения необходимой прочности назначим наименьшую толщину стенок отливки по формуле:
где L - наибольший габаритный размер детали.
Чтобы исключить осыпание формовочной смеси в углах модели при ее извлечении из формы, а также, чтобы обеспечить одновременное затвердевание металла после заливки, выполняют скругления при сопряжении стенок отливки. При сопряжении стенок одинаковой толщины во всех случаях, когда позволяет конструкция литой детали, целесообразно применять максимальные радиусы скруглений R = (0,2 - 0,3) t. При определении минимальных радиусов сопряжения стенок различной толщины можно пользоваться тем же соотношением, заменив t средним арифметическим толщин сопрягаемых стенок.
R = 0,3 * 5.31 = 1.593 мм.
Округляем до ближайшего стандартного значения R = 2 мм.
3. Выбор способа формовки и ее разновидность
В условиях единичного производства использование механических видов формовки является экономически не выгодным. Для такого производства наиболее целесообразно использование ручной формовки как самого экономичного и достаточно производительного вида формовки.
Для отливки данной детали, целесообразно использовать ручную формовку в двух опоках по разъемной модели.
Процесс формовки
В начале на модельную плиту устанавливаем нижнюю половину модели, модели питателей и опоку, в которую засыпаем формовочную смесь и уплотняем. После этого опоку переворачиваем, устанавливаем верхнюю половину модели, модели шлакоуловителя, прибылей, стояка. По центрирующим штырям устанавливается верхняя опока и осуществляется формовка второй полуформы.
Формовочная смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм.
Выбираем единую смесь.
Единая смесь - это формовочная смесь, одновременно применяется в качестве облицовочной и наполнительной смеси.
отливка литейная форма чугунная
Состав формовочной смеси:
|
Смесь |
Масса отливки, кг |
Толщина стенки отливки, мм |
Состав смеси, масс % |
Зерновой состав песка |
Свойства смеси |
||||||
|
Отработанная смесь |
Свежий материал |
Глина |
Каменно-угольный порошок |
Газопроницаемость, Ст. ед. |
Влажность, % |
Предел прочности при сжатии, кПа |
|||||
|
Для формовки по сырому |
До 20 |
8-10 |
94,3-92,3 |
3-5 |
8-10 |
0,5 |
01А, 016А |
25-35 |
4,5-5,5 |
29-49 |
Формовка будет производиться по сырому, без последующего подсушивания полуформ.
4. Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема модели и формы
Решение вопроса о положении отливки в форме производится, прежде всего, с учетом требования равномерного и направленного затвердевания металла.
Положение отливки в форме должно обеспечивать удобство изготовления и сборки формы.
Вся отливка располагается в нижней опоке во избежание перекосов и других дефектов.
Положение отливки в форме обеспечивает применение одного стержня, хорошую вентиляцию формы и спокойное заполнение ее жидким металлом, исключающее разрушение струей металла участков формы и стержня.
Выбор разъема модели и формы зависит от размеров отливки, ее конфигурации и характера производства; при этом необходимо обеспечить удобство изготовления и сборки формы. Количество разъемов формы должно быть минимальным, а поверхности разъема - плоскими.
5. Припуски на механическую обработку
Припуск на механическую обработку - дополнительный слой металла, который удалится в процессе механической обработки, чтобы обеспечить заданную точность и качество поверхности отливки. Припуск на механическую обработку зависит от материала отливки, способа её изготовления, расположения отливки в форме и наибольшего габаритного размера литой детали.
Припуск зависит от норм точности отливок.
Пользуясь Таблицей П.6. определяем класс точности и ряды припусков отливки. Мы выбираем литье чугуна в песчаные формы, отверждаемые в контакте с оснасткой с наибольшим габаритным размером до 630 мм, следовательно, класс точности 6-11. Ряды припусков 2-4.
|
Поверхность отливки |
Выбранный класс точности размеров и ряд припусков |
Допуск, мм |
Припуск, мм |
|
|
А |
10-3 |
4,0 |
4,85 |
|
|
Б |
10-3 |
3,2 |
4,85 |
|
|
В |
9-2 |
2,4 |
3,2 |
6. Выбор стержней
Для изготовления данной детали стержень имеет несложную конструкцию.
Стержневая смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней.
Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой и должны отвечать дополнительным требованиям по непригораемости к отливке, малой газотворной способности и легкости выбивки.
Состав стержневой смеси:
1. Отработанная смесь40 %
2. Песок56-95 %
3. Глина.4-9 %
Связующие: сульфитно-спиртовая барда 2-3 %
4. Газопроницаемость70 %
5. Влажность4-5,5 %
Для получения отверстия в отливке применим цилиндрический вертикальный стержень.
Данные для стержня:
Учитывая припуски, диаметр стержня получается 62 мм.
Длина стержня - 120 мм.
Используя таблицу из приложения 8 примем h = 35 мм.
Из таблицы приложения 9 получаем S1 = 1,5 мм, S2 =1.7 мм.
7. Формовочные уклоны
Формовочные уклоны служат для удобства извлечения модели из формы без ее разрушения. Уклоны назначаются на поверхности перпендикулярные к плоскости разъема, величина зависит от материала модели и формовочной смеси, высоты модели.
Величины уклона определяются по ГОСТ3212-92
8. Прибыли
Прибылью называется специальный технологический прилив к поверхности отливки, затвердевающий позднее самой отливки, в прибыли формируется усадочная раковина, поэтому применение прибылей позволяет получать отливки без усадочной раковины, т.е. без дефектов.
Прибыли применяются при изготовлении отливок из сталей, из белого и высокопрочного чугуна, а также в случаях тяжелых, толстостенных отливок из серого чугуна с низким содержанием углерода.
В нашем случае я не буду применять прибыль ввиду малой усадки серых чугунов.
9. Конструкция и расчет литниковой системы
Литниковая система - это система каналов и элементов литейной формы, предназначенная для быстрого и плавного подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечивая ее заполнение и питание отливки при затвердевании, задержание шлаков и других не металлических включений.
Литниковая система должна соответствовать следующим требованиям:
Заполнять форму металлом за определенное время.
Создать рациональный режим затвердевания и охлаждения отливки.
Иметь небольшую массу.
Занимать мало места в форме и обеспечивать удобство формовки.
Выбираем литниковую систему с боковым подводом металла.
Рассчитаем массу отливки по формуле:
,
где Vотл - объем отливки,
с - плотность металла.
Для вычисления объема разобьем фигуру на простые объемы:
V1 = S1 h = 0.5*104*100*40 = 208000 мм 3
V2 = S2 h = 0.5*104*166*40 = 345280 мм 3
V3 = р R2 H = 3.14*522*80 = 679244.8 мм 3
V4 = р r2 H = 3,14*312*120 = 362104,8 мм 3
Vотл = V1 +V2 + V3 - V4 = 870420 мм 3
Плотность серого чугуна равна 7800кг/м 3
m = 0.00087042*7800 = 6.35 кг
Определим время заполнения формы по формуле:
где t - характерная толщина стенок отливки
т - масса отливки с учетом припусков на механообработку и технологических припусков.
Принимаем высоту стояка: 100 мм. Определяем величину напора по формуле:
мм
Суммарная масса отливки с прибылями и выпорами определяется как
M = 1.3m = 1.3*6.35 = 8.26 кг
Определяем суммарную площадь поперечного сечения питателей:
где М - суммарная масса отливки с выпорами и прибылями
г - плотность жидкого металла
ф - время заполнения формы металлом
м - коэффициент расхода литниковой системы
g - ускорение силы тяжести
Нp - расчетный напор жидкого металла при заливке формы
С учетом того, что g=9,8 м/с2, а для жидкого чугуна г = 7000 кг/м3, формула упрощается:
мм2
Используем два питателя Fпит= 105,3 мм2
Вычислим размеры питателя:
а= 11 мм, b=15 mm, h=8 мм.
Площадь шлакоуловителя:
мм2
Вычислим размеры шлакоуловителя:
, отсюда, a = 17 мм, b = 19 мм, h = 14 мм.
Шлакоуловитель и питатель имеют трапециевидную форму.
Площадь стояка:
мм2
мм,
где Dст - диаметр стояка у основания.
10. Эскиз литейной формы в сборе
Последовательность операций формовки
1. На модельную плиту устанавливается нижняя половина модели, модели питателей и опока, в которую засыпается формовочная смесь и уплотняется.
2. Опока переворачивается на 180°.
3. Устанавливается верхняя половина модели, модели шлакоуловителя, прибылей, стояка, наполняется формовочной смесью.
4. Раскрывается форма, удаляется модель, вставляется стержень.
5. Скрепляются опоки.
Литейная форма готова в заливке.
Список использованной литературы
1. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов/ Под общ. ред.А.М. Дальского. М.: Машиностроение, 2003.512 с.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т. т.1. М.: Машиностроение, 1982.736 с.
3. Троицкий Г.И. Свойства чугуна. М.: Металлургиздат, 1941, 560 с.
4. ТКМ. Методические указания к выполнению курсовой работы по разделу "Литейное производство". Черменский В.И., Харчук М.Д. Екатеринбург УГТУ-УПИ 1993.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор материала детали, описание эскиза и оценка технологичности конструкции. Разработка технологического процесса изготовления стальной отливки литьем в разовые песчаные формы. Точность отливки и определение допусков на её размеры, формовочные уклоны.
курсовая работа [268,4 K], добавлен 26.02.2015Анализ конструкции детали и выбор положения отливки в литейной форме. Разработка средств технологического обеспечения способа литья. Определение технологического маршрута изготовления отливки. Припуски и допуски на механическую обработку отливок.
методичка [1,2 M], добавлен 23.09.2011Разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в песчано-глинистые формы. Характеристика материала, эскиз детали и технологичность конструкции. Выбор способа формовки и ее разновидности. Конструкция и расчет литниковой системы.
курсовая работа [252,6 K], добавлен 08.09.2014Характеристика материала детали. Характеристика песчано-глинистой смеси для отливки зубчатого колеса. Изготовление нижней и верхней полуфом. Припуски на механическую обработку и технологически припуски отливки. Эскиз детали и технологичность конструкции.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 02.03.2010Анализ изготовления отливки. Выбор и обоснование способа и метода изготовления литейной формы. Разработка технологической оснастки. Установление параметров заливки литейной формы. Расчет литниковой системы и технология плавки. Контроль качества отливок.
курсовая работа [252,8 K], добавлен 02.11.2011Технологичность отливки и способ её изготовления. Оценка конструкционной технологичности. Минимальный диаметр литого отверстия. Определение допусков и припусков на механическую обработку. Положение отливки в форме. Шероховатость литой поверхности.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 25.06.2014Методика разработки технологического чертежа детали с элементами литейной формы. Выбор положения отливки при заливке и выбор плоскости разъема. Припуски на механическую обработку детали. Формовочные уклоны, галтели и определение размеров стержня.
курсовая работа [239,3 K], добавлен 23.05.2016Характеристика сплава отливки. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка чертежей детали, стержневого ящика, монтажа моделей верха и низа на модельной плите и формы в сборе. Расчет продолжительности затвердевания и охлаждения отливки в форме.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 01.04.2013Разработка технологического процесса изготовления отливки "Кокиль" из чугуна в соответствии с техническими требованиями на литую деталь. Расчет элементов литейной формы, выбор состав формовочных и стержневых смесей и красок, определение состав шихты.
дипломная работа [218,7 K], добавлен 29.12.2013Выбор способа литья и типа производства. Условие работы детали, назначение отливки и выбор сплава. Маршрутная технология изготовления отливки, последовательность выполнения технологических операций и их характеристика. Контроль качества отливок.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.04.2012Основные преимущества литья в кокиль. Обоснование и расчет производственной программы, оборудования и отделений. Разработка технологии изготовления типовой отливки цеха из сплава СЧ20. Оценка экономической эффективности технологического процесса.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 10.05.2019Технические требования к литым деталям, разработка чертежа отливки и назначение припусков на механическую обработку. Проектирование литниковой системы и песчаной формы. Выбор состава формовочной и стержневой смеси. Процесс вакуумно-пленочной формовки.
контрольная работа [299,0 K], добавлен 15.03.2012Этапы расчета литейных радиусов закруглений, особенности выбора линии разъёма отливки. Способы определения размеров нормальных трапецеидальных питателей. Рассмотрение особенностей технологического процесса получения отливки литьем в песчаные формы.
контрольная работа [117,4 K], добавлен 06.05.2013Характеристика сплава отливки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор плоскости разъема формы. Обоснование выбора способа изготовления форм и стержней. Выбор формовочных и стержневых смесей. Расчет продолжительности затвердевания отливки.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 06.04.2015Материал отливки и его свойства. Состав формовочной смеси для мелких отливок. Припуски на механическую обработку. Конструирование литейной оснастки. Конструирование элементов литниковой системы. Изготовление форм, стержней, финишная обработка отливок.
курсовая работа [65,2 K], добавлен 21.10.2013Назначение, условия эксплуатации стальной детали "Опора". Разработка технологии изготовления отливки. Выбор оборудования для изготовления форм и стержней, материалов и смесей. Разработка конструкции модельно-опочной оснастки, технологии плавки и заливки.
курсовая работа [367,7 K], добавлен 01.07.2015Эксплуатационное назначение отливки. Выбор метода изготовления детали. Определение плоскости разъема модели, припусков на механическую обработку. Выбор опок и модельных плит. Расчет литниковой системы. Разработка технологии сборки и заливки форм.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 09.11.2013Характеристика сплава отливки. Анализ технологичности конструкции детали. Обоснование выбора формовочной и стержневой смеси для изготовления формы и стержней. Расчет литниково-питающей системы. Проверка правильности расчета продолжительности заливки.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.02.2016Определение объема и массы чугунной детали. Разработка чертежа отливки. Выбор поверхности разъема формы. Назначение припусков на механическую обработку. Расчет номинальных размеров отливки, литейных радиусов закруглений. Анализ выполнения отверстий.
контрольная работа [191,0 K], добавлен 06.05.2013Конструкция детали и условия ее эксплуатации. Выбор способа изготовления отливки. Определение места и уровня подвода металла. Расчет элементов литниково-питающей системы. Изготовление пресс-формы, моделей, литейной формы. Анализ возможных видов брака.
курсовая работа [37,0 K], добавлен 22.08.2012
