Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общие сведения

2. Проектирование технологического процесса

2.1 Проектирование отливки

2.2 Модель отливки

2.3 Стержень

2.4 Стержневой ящик

2.5 Разработка литниковой системы

2.6 Сборка и заливка литейной формы

2.7 Технологический процесс механической обработки

Заключение

Список литературы

Введение

Литейное производство -- отрасль машиностроения, технологическими процессами которой получают литые заготовки (отливки) для деталей машин. Характерной особенностью литейного производства является универсальность -- возможность получения самых разнообразных по массе, конфигурации, механическим и эксплуатационным свойствам фасонных заготовок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов. Литейное производство -- один из наиболее распространенных методов формообразования заготовок. По сравнению с другими методами получения заготовок литье позволяет получать отливки практически не ограниченных габаритных размеров и массы из всех сплавов, не поддающихся пластической деформации и трудно обрабатываемых резание. Сущность литейного производства заключается в приготовлении расплавленного металла необходимого качества и заливке его в специальную литейную форму. При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит.

Для изготовления отливок применяют множество способов литья. Область применения того или иного способа литья определяется объемом производства, требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами.

Цель проекта: по чертежу детали разработать технологический процесс изготовления литой заготовки для заданной детали ( задание №6).

Исходными данными для проектирования являются:

1) Чертёж детали с техническими условиями на её изготовление.

2) Марка литейного сплава (ВЧ 60).

Процесс проектирования состоит из разработки следующих чертежей:

· Отливка детали;

· Модель отливки;

· Стержень;

· Стержневой ящик;

· Изготовление, сборка и заливка.

1. Общие сведения

Литейная форма -- это система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка.

Литейная опока -- приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении формы. По виду материалов, используемых для изготовления литейных форм, их разделяют на две группы: формы из неметаллических материалов и металлические формы.

Основные свойства литейной формы. В период заливки расплавленного металла, затвердевания и охлаждения отливки происходят силовое, тепловое и химическое взаимодействия между отливкой и формой. Литейные формы должны обладать достаточной прочностью, при которой конфигурация и размеры формы не изменяются в процессе заливки металла, во время кристаллизации отливки и ее последующего охлаждения; достаточной податливостью, т.е форма не должна обладать достаточной прочностью при высокой температуре и химической устойчивостью к заливаемому металлу; высокой газопроницаемостью, т.е форма должна беспрепятственно пропускать через себя газы и пары влаги, образуемые при заливке расплавленного металла.

Изготовление отливок в песчаных формах. Литье в песчано-глинястые формы в настоящее время является универсальным и самым распространенным способом изготовления отливок. Этим способом изготовляют разнообразные по сложности отливки любых массы и размеров из сталей, чугунов и сплавов цветных металлов.

Сущность литья в песчано-глинястые формы заключается в изготовлении отливок свободной заливкой расплавленного металла в разовую разъемную и толстостенную литейную форму, изготовленную из формовочной смеси по многократно используемым модельным комплектамс последующим затвердеванием залитого металла, охлаждением отливки в форме, извлечением ее из формы с последующей отделкой.

Отличительными особенностями способа являются малые теплопроводность, теплоемкость и плотность песчаной формы, что позволяет получать с малой толщиной стенки; невысокая интенсивность охлаждения расплава в форме приводит к снижению скорости затвердевания отливки, укрупнению структуры и к появлению в массивных узлах усадочных раковин и пористости; сравнительно низкая огнеупорность материала способствует развитию на поверхности контакта форма -- отливка физико-химических процессов, которые могут приводить к появлению пригара в поверхностном слое отливки.

Формовочные смеси.

Формовочная смесь -- это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточные прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость и т.д.

Огнеупорность -- способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием температуры расплавленного металла. Чем крупнее песок, тем меньше в нем примесей и пыли, чем больше кремнезема, тем огнеупорнее смесь. При низкой огнеупорности на поверхности отливки образуется пригар -- прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки.

Прочность -- способность материала формы не разрушаться при извлечении модели из формы, при транспортировании и заливке форм. Прочность формовочной смеси увеличивается с увеличением содержания глины, с уменьшением размеров зерен песка, плотности

Газопроницаемость -- способность смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание глины в формовочной смеси.

Пластичность -- способность деформироваться без разрушения и точно воспроизводить отпечаток модели. Пластичность смеси увеличивается с повышением в ней до определенного предела связующих материалов и воды, а также песка с мелкими зернами.

Податливость -- способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки.

У нас формовочная смесь состоит из песка и глины, а также содержит добавки: противопригарные (графит, уголь), защитные (борная кислота).

2. Проектирование технологического процесса

2.1 Проектирование отливки

а) Способ формовки.

Способ формовки определяется серийностью производства. Для мелкосерийного производства применяется ручная формовка. Для заданных размеров и конфигурации отливки наиболее оптимальной считаю использование приёма формовки в двух горизонтальных опоках по разъёмной модели. Мы будем использовать ручную формовку в песчано-глиняных формах. литейный песчаный отливка стержень

б) Выбор линии разъёма модели.

Отливка имеет сложную конфигурацию (см. чертеж детали) с характерными выступами в верхней части детали. Оптимальным решением, обусловленным конструкционной сложностью заданной детали, будет один разъём по горизонтальной оси. Отверстия выполняются с помощью стержней.

в) Выбор положения отливки в форме.

Отливку в литниковой форме размещаем горизонтально и верхнюю часть (по чертежу), имеющую большую массу располагаем в нижней опоке.

г) Припуски на механическую обработку.

Припуск на механическую обработку - слой материала, подвергаемый снятию с заготовки при механической обработке. Припуск назначается в целях обеспечения точности действительных размеров, а также заданного качества поверхностного слоя обработанной детали.

Все таблицы, использованные в курсовом проекте, взяты из пособия [1].

В моем случае габаритный размер детали равен 152мм, следовательно, припуск снизу и сбоку будет составлять 3 мм, а сверху 4 мм согласно таблице 1.

Таблица 1 - Припуски (мм) на обработку резаньем отливок.

д) Назначение формовочных уклонов.

Формовочными называют уклоны, выполненные на вертикальных стенках моделей, некоторых стержневых ящиков, а также на углублениях и выступах элементов модельного комплекта.

Формовочные уклоны на рабочих поверхностях делают в том случае, если в отливке не предусмотрены конструктивные уклоны. Формовочные уклоны выбирают по ГОСТ 3212--80* и выполняют в направлении извлечения модели из формы или стержня из стержневого ящика.

Галтели - закругление внутреннего угла на модели для получения плавного перехода в сопрягаемых стенках. С помощью галтелей исключается осыпание формовочной смеси в углах модели при ее извлечении из формы.

R=(0.25)*(a+b)/2.

Для этой отливки радиусы галтелей будут равны:

R1= 0.25*(10+20)/2=3.75=4мм. R2=0.25*(8+20)/2=3.5=4мм.

Высота проектируемой модели составляет 55мм. Формовочный уклон будет составлять 1.5мм согласно таблице 2.

Таблица 2 - Величины формовочных уклонов для отливок, получаемых в песчано-глинистых формах.

2.2 Модель отливки

а) Определение формы и размеров стержневых знаков.

Для установки стержня и его ориентировки при сборке необходимы стержневые знаки, которые формируют необходимые полости в форме. Размеры стержневых знаков регламентируются ГОСТ 3606-80.

Высота нижнего стержневого знака будет равна 15 мм, так как длина стержня равна 77 мм, а ширина составляет 14 мм по таблице 3. Высота верхнего стержневого знака hниж./2 и равна 15 мм. Формовочные уклоны выбираем из таблицы 4 при высоте знака равной 50-80. Диаметр верхних и нижних знаков увеличиваем на 1 мм. и высоту верхнего знака увеличиваем на 1 мм. для получения зазора между знаковой частью стержня и формой.

Таблица 3 - Высота h (мм) нижних вертикальных знаков стержней для сырых форм.

Таблица 4 - Формовочные уклоны на знаковых частях стержня.

2.3 Стержень

Стержни служат для выполнения в отливке внутренних отверстий, полостей, пазов. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают более значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны иметь более высокие огнеупорность, газопроницаемость, податливость, малую газоотводную способность, легко выбиваться из отливок и т.д. Стержень мы проектируем исходя из размеров стрежневых знаков.

Стержневая смесь -- это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней.

В качестве стержневой смеси необходимо использовать песчано-глинистую смесь с отвердением стержней тепловой сушкой в нагреваемой оснастке при температуре 175-325 °С. Для более высокой газопроницаемости в стержне необходимо сделать вентиляционные каналы.

В данном случае в связи с малыми размерами стержня вентиляционные каналы отсутствуют.

2.4 Стержневой ящик

Стержневой ящик -- это приспособление, в котором из стержневой смеси и изготавливают стержни. Стержневые ящики, как и модели, изготавливаются из дерева, металла, пластмассы. Нижние знаки вертикальных стержней являются опорными, поэтому их высота h, может быть, более высоты h1 верхних знаков. Знаковые части стержней на моделях делают больших размеров, чем в стержневых ящиках, для того, чтобы при сборке формы между ее поверхностью и знаком стержня образовался зазор. Отсутствие зазоров приведет к тому, что форму нельзя будет собрать.

Сам стержневой ящик в данном случае состоит из дерева.

2.5 Разработка литниковой системы

Литниковой системой называется совокупность каналов в литейной форме, подводящих расплавленный металл, улавливающих шлак и неметаллические включения, а также питающих отливку в процессе её кристаллизации и отвода газов.

Элементы литниковой системы:

1) воронка (чаша), служащая для приёма расплавленного металла;

2) стояк, представляющий собой вертикальный канал в форме;

3) шлакоуловитель, представляющий собой горизонтальный канал трапецевидной формы и служащий для улавливания шлака и различных включений, а также для распределения жидкого металла в литейной форме;

4) питатель, представляющий собой горизонтальный канал, непосредственно подводящий металл в полость отливки.

Воронка, стояк и шлакоуловитель располагаются в верхней опоке (выше разъёма), а питатель - в нижней. Для питания отливки расплавленным металлом при её кристаллизации служат прибыли, представляющие собой массивные объёмы (каналы, полости). Литник (затвердевшая после отливки литниковая система) и прибыль являются отходом литейного производства.

2.6 Сборка и заливка литейной формы

На подмодельную плиту ставят нижнюю опоку, устанавливают в ней нижнюю полумодель с моделью питателя и припыливают графитом, чтобы формовочная смесь не прилипала к моделям. Затем в опоку насыпают просеянную формовочную смесь и уплотняют ее трамбовкой. Излишек формовочной смеси счищают линейкой с поверхности полуформы. Нижнюю полуформу переворачивают на 180° и на нижнюю половину модели по центрирующим шипам устанавливают верхнюю половину модели. На нижнюю опоку ставят верхнюю по центрирующим штырям. Вновь припыливают поверхность модели графитом, ставят модели шлакоуловителя, стояка и выпоров, засыпают формовочную смесь в верхнюю опоку и уплотняют ее, стараясь не задеть модели выпоров и стояка. Затем счищают излишек формовочной смеси, прорезают воронку для подачи металла в форму, удаляют стояк, выпоры и делают дополнительные каналы для выхода газов. Снимают верхнюю полу форму, извлекают из нее полумодель отливки. Устанавливают стержень и производят сборку формы. Для точной сборки формы опоки имеют специальные втулки, в которые входят центрирующие штыри. При заполнении формы расплав давит на ее стенки, в результате чего верхняя полу форма может подняться, и тогда по плоскости разъема образуется зазор, через который расплав может вытекать из формы. Для предупреждения этого на верхнюю опоку ставят груз.

После затвердевания и охлаждения металла форму разрушают, отливку освобождают от формовочной смеси, выбивают стержень, отрезают литники, а поверхность отливки очищают от формовочной смеси. После очистки и необходимого контроля отливка поступает на термическую и механическую обработку.

2.7 Технологический процесс механической обработки

Механическая обработка -- обработка заготовки из различных материалов при помощи физического воздействия различной природы с целью создания по заданным размерам изделия или заготовки для последующих технологических операций.

Технологический процесс механической обработки детали должен обеспечить:

* Точность геометрических параметров поверхностей;

* Качество поверхности;

* Шероховатость, структуру, твёрдость.

Шероховатость поверхности - совокупность неровностей с относительно малыми шагами. Шероховатость является характеристикой качества поверхностного слоя заготовки. Она оценивается несколькими параметрами, в частности критерием Rа.

Rа - среднее арифметическое отклонение профиля (среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля) в пределах определенной базовой длины обработанной поверхности.

Значение параметра Rа для разных технологических методов обработки лежат в пределах, мкм:

* для предварительной черновой обработки - 100…22,5 ;

* для чистовой обработки - 6,3…0,4 ;

* для отделочной и доводочной обработки - 0,2…0,012

Заключение

Во время выполнения курсового проекта по чертежу детали был разработан технологический процесс изготовления литой заготовки для заданной детали №6. Исходными для нас были: чертеж детали с техническими условиями на ее изготовление и марка литейного сплава (ВЧ 60).

При проектировании технологического процесса изготовления отливки разрабатывались чертежи: отливки детали, модели отливки, стерженя, стержневого ящика и литейной формы в сборе. Произведен аналитический расчет припусков, формовочных уклонов.

Список литературы

1. Технология конструкционных материалов : лаб. практикум для студентов/ Сиб. федерал. ун-т ; сост.: Е. А. Астафьева, Ф. М. Носков. - Электрон. текстовые дан. Красноярск : СФУ, 2012.

2. Технология конструкционных материалов : учебник для вузов / Дальский А. М., Барсукова Т. М., Бухаркин Л. Н. [и др.] ; общ. ред. Дальский А. М. - 5-е изд., испр. - М. : Машиностроение, 2003.

3. Стандарт организации «Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности» от 2014 г., № СТО 4.2-07-2014.

Размещено на Allbest.ru