Проектирование отливок в песчано-глинистые формы

п.п.

Порядок выполнения

п.п.

Чем руководствоваться

1

2

3

4

1.

Изучить натуральные образ-цы отливок и литых деталей

2.

Изучить натуральные образцы моделей и их конструкций

2.1.

Наглядными пособиями

3.

Изучить заданный преподавателем чертеж литой детали и технические требования к ней

3.1.

Альбом чертежей литых деталей с технологическими указаниями: номинальные размеры, шероховатость поверхности, марка литейного материала, название и масса деталей.

А. Проектирование чертежа отливки

1.

Выбрать положение отливки в литейной форме при заливке жидкого металла

1.1

Таблицей 1 приложения, а также следующим

1.2

Всю или большую часть отливки следует размещать по возможности в одной нижней полуформе, что позволит исключить влияние возможности сдвига верхней полуформы на качество отливки, облегчить верхнюю полуформу и сократить расход металла на литниковую систему.

1.3

Большие горизонтальные поверхности (плоскости) следует располагать внизу формы.

Тонкие части отливок располага-

1.4

ются внизу, а массивный - вверху чтобы обеспечить направленное затвердевание металла

1.5

Обрабатываемые резанием поверхности отливок располагаются в нижней части, а при отсутствии такой возможности - вертикально или наклонно; отливки цилиндрической формы с обрабатываемой наружной или внутренней поверхностями предпочтительно располагать вертикально. Это связано с тем, что вверху всегда при заливке металла в форму скапливаются газы и неметаллические включения

1.6

Должна быть обеспечена удобная установка и надежное удержание стержней в форме с помощью знаков

2.

Выбрать линию (поверхность) разъема модели (для удобства формовки и извлечения частей модели из полуформы)

2.1

Как правило, линия разъема должна проходить через ось симметрии будущей модели и быть горизонтальной в момент сборки формы и заливки, а также обеспечить свободное извлечение модели (или ее части) из полуформы и установку стержней в форму

2.2

Обеспечить возможность формовки с применением наименьшего количества стержней, т.е. наименьшую трудоемкость изготовления формы.

2.3

Стержни желательно располагать в плоскости разъема, т.е. горизонтально или в нижней полуформе

3.

Вычертить простым карандашом на бумаге формата А4 копию чертежа детали

3.1

Альбом чертежей деталей, методические указания по ТКМ для студентов - заочников, задание преподавателя

4.

На копию чертежа детали простым карандашом нанести:

4.1

Линию и направление разъема модели и формы

4.1.1

Линию разъема показывают отрезком или ломаной линией, над которыми указывают буквенное обозна-

4.1

4.1.1

чение разъема - МФ (если разъемы модели и формы совпадают)

4.1.2

Направление разъема показывают сплошной линией, ограниченной стрелками и перпендикулярной линии разъема

4.1.3

Верх и низ модели в форме при заливке обозначают буквами В (верх) и Н (низ), буквы проставляют у стрелок, показывающих направление разъема формы

4.2

Величину припуска на механическую обработку резанием (на поверхности, с которой будет сниматься слой металла в виде стружки для получения заданной точности размеров и шероховатости поверхности детали).

4.2.1

Величину припуска, которая колеблется от 2 до 18 мм и выбирается по ГОСТу, зависит от материала отливки, номинального размера, на который назначается припуск, и других факторов

4.2.2

ГОСТы регламентируют наиболь-шее значение допусков, которые могут быть сокращены исходя из производственных условий. Поэ-тому предлагается выбирать припуск небольшим

4.2.3

На чертеже выбранную величину припуска указывают цифрой перед знаком шероховатости поверх-ности.

4.3

Напуск (для упрощения конфигурации отливки и технологии изготовления формы)

4.3.1

Небольших размеров отверстия (сквозные и не сквозные), впадины, выступы и т.п., не выполняют при отливке из-за невозможности или

1

2

3

4

повышенной трудоемкости. Поэто-му на чертеже детали они зачерки-

ваются сплошной тонкой линией крест-накрест

4.4

Формовочные уклоны (на все вертикальные стенки детали для облегчения извлечения модели и отливки из формы

4.4.1

Металлические модели имеют наружные наклоны от 130 до 030 и внутренние от 3 до 045, деревянные - от 3 до 030 и от 3 до 1, соответственно

4.4.2

Для наглядности нанести конструктивно жирной линией сверх припуск на мехобработку и указать уклон

4.5

Формовочные радиусы в местах сопряжения модели (для устранения концентрации напряжений для улучшения литейных свойств)

4.5.1

Радиусы вычисляются по формуле

r = ((0,2-0,35)(a+b))/2

где a и b - толщины спрягаемых стенок отливки, мм. Полученные значения округляют до ближайшего в номинальном ряду 1,2,3,5,8,10, 15,20,30,40. Радиусы 1-3 применяются только при проектировании и изготовлении моделей.

5

Полученные внешние и внутренние контуры отливки, которые будут отливаться, обвести жирными линиями.

Б. Проектирование чертежа стержней

1

Определить число, конфигурацию и размеры стержней.

1.1

Чертеж детали. Таблицы 2 и 3 приложения

2

Определить конфигурацию и размеры знака стержней, которые входят в знаковые гнезда литейной формы.

2.1

Для облегчения сборки форм и предохранения стержней от поломки вертикальной поверхности знаков выполняют с уклоном.

3

Нанести тонкой линией на чертеж отливки контуры стержней и знаков, заштриховав по контуру

3.1

Контуры стержней должны выполнятся с учетом на мехобработку и литейную усадку. Припуск на усадку увеличивает поперечный размер стержня, а припуск на мехобработку уменьшает этот размер

В. Проектирование чертежа модели элементов литниковой системы

1

Выполнить модели конструктивно (с целью упрощения)

1.1

Питатели устанавливают под шлакоуловителем чаще в нижней, полуформе.

1

2

3

4

1.2

Количество и расположение питателей может зависеть от размеров и конфигурации отливки и др. факторов.

1.3.

Поперечное сечение питателей может быть прямоугольным, трапециевидным, полукруглым и т.п.

1.4

Шлакоуловители (преимущественно трапециевидного сечения) располагают, главным образом, в верхней части формы. Кроме основной функции, они зачастую выполняют роль коллектора, соединяя несколько питателей в единую систему.

1.5

Жидкий металл подводят в шлакоуловитель с помощью сужающегося канала-стояка (литника).

1.6

Литниковые чаши (воронки) располагают на надставках, установленных в верхней полуформе.

1.7

Выпоры - вертикальные каналы - отходят от самих верхних точек отливки.

1.8.

Прибыли - полости в форме - устанавливаются на поверхностях отливки.

Г. Проектирование чертежа "форма в сборе"

На бумаге формата А4 нанести линию разъема

1.1

Чертежом отливки

Вычертить внешние контуры модели отливки со стержневыми знаками

2.1

Все размеры отливки увеличить пропорционально величине линейной усадки металла, формула:

Ел = ((Lм - Lо)100)/ Lм,

где Ел- коеф. линейной усадки, %

Lм и Lо - линейные размеры модели и отливки.

2.2

Для расчета принять следующие значения коэффициента линейной усадки:

0,8-1,2 % - для серого чугуна,

0,5-1,5 % - для ковкого чугуна,

1,4-2,2 % - для углеродистой стали,

2.2

2,0-2,5 % - для легированной стали

0,5-1,2 % - для Al сплавов,

1,2-1,7 % - для Mg сплавов,

0,8-1,2% - для бронзы,

1,25- 2,0 - для латуней

Для отливок простой формы с равномерной толщиной стенки, не имеющих выступов принимают большие значения. Для крупного и сложного по конфигурации литья принимают меньшие значения.

3

Начертить внешние контуры стержней со стержневыми знаками

3.1

Чертежом отливки

4

Выбрать места подвода жидкого металла во внутреннюю полость формы и установки прибыли

4.1

Подводить металл в тонкое место, чтобы отливка остывала равномерно.

4.2

Подводить металл следует плавно "по ходу", чтобы стенка или ребро отливки были продолжением струи металла в питателе.

5

Начертить конструктивно внешние контуры литниковой системы с указанием подвода металла в рабочую полость формы

5.1

Разделом В данных указаний. Если необходимо, показать на поперечном сечении формы.

6

Начертить опоки и заштриховать формовочную смесь

6.1

Табл. 4 приложения

7

Перечислить последовательность выполнения операции формовки литейной формы для детали

Д. Эффективность разработанного процесса

1

Подсчитать выход годного металла при получении отливки для заданной детали

1.1

Формулой Кв.г.= Go/Gж;

Кв.г.- коэф. выхода годного металла

Go - масса отливки, кг.,

Gж - масса жидкого металла (масса отливки + масса частей литниковой системы)

2

Подсчитать коэффициент весовой точности

2.1

Формулой Кв.т.= Gд/Gо;

Кв.т.- коэф. вес. точности,

Gд - масса детали, кг

3

Подсчитать сквозной коэффициент использования металла

3.1

Формулой Кс.= Кв.г. Кв.т = Gд/Gж

Кс сквозной коэф. использования металла на машиностроительном заводе.

4

По численным значениям Кв.г, Кв.т, и Кс объективно оценить качество разработки техпроцесса получения отливки

4.1

Кв.г. характеризует уровни технологических отходов (литники, прибыль и т.п.) при производстве отливок. Чем он выше, тем ниже технологические отходы металла.

4.2

Чем выше значение Кв.т., тем точнее и ближе отливка по размерам и массе к детали, тем меньше отходы металла в стружку, ниже затраты на режущий инструмент, короче производственный цикл обработки детали. Этот коэффициент во многом определяется конструктивными и технологическими особенностями исходной детали.

4.3

По численному значению Кс можно оценить затраты на изготовление исходной детали по всему производственному циклу на заводе. Чем он выше, тем более рационально расходуется металл на предприятии, т.е. технология изготовления отливок и деталей более совершенна.

№

п/п

Номинальный

размер детали

Характеристика поверхности

Допуски размера отливки

Предельные отклонения

Основной припуск

Доп. при-пуск

Размеры

заготовки

1 Т

Ra

1

410

к6

10

3,6

±1,8

6,52

-

423±1,8

2

350

f13

12,5

3,2

±1,6

4,22

-

358,4±1,6

3

300

f10

2,5

3,2

±1,6

5,52

-

311±1,6

4

200

H11

1,6

3,6

±1,8

5,52

-

189±1,8

5

150

h14

6,3;12,5

3,2

±1,6

4,2+5,0

-

159,2±1,6

6

50

h12

-

2,4

±1,2

4,2+0

-

54,2±1,2

7

15

h12

6,3

1,8

±0,9

3,6+4,2

0,2

15,4±0,9

№

Конструкторские особенности

отливки

Положение отливки

1

Отливка с фланцем

Фланцы располагаются вертикально

2

Колонна, патрубки, трубки

Фланцы располагаются горизонтально

3

Полуцилиндрические трубки

Длинные оси-горизонтально, отверстия-вниз

4

Пустотелые коробки

То же

5

Короткие втулки, цилиндрические и кольцевидные секции

Оси цилиндра располагаются вертикально

6

Отливки с многочисленными внутренними стержнями

На боку, с горизонтальной удлиненной осью

7

Длинные тяжелые отливки

Длинная ось-горизонтально

8

Отливка с полуформой

Короткая ось-вертикально, полусферой-верх

Наибольший размер знака в поперечном сечении

Длина знака по длине стержня между опорами, мм

До 50

50-150

150-300

300-500

До 25

15

25

40

-

25-50

20

30

45

-

100-200

30

40

55

80

200-300

-

50

60

90

300-400

-

-

80

200

Наибольший размер знака в поперечном сечении, мм

Высота знака в зависимости от высоты стержня, мм

До 50

50-150

150-300

300-500

До 25

20

25

-

-

25-50

20

40

60

70

50-100

25

35

50

70

100-200

30

30

40

60

200-300

35

35

45

50

Масса отливки, кг

Рекомендуемое расстояние, мм

От верха (низа) модели до низа (верха).

От модели до стенок опоки

От кромки стояка до стенки опоки

Между кромками модели

До 5

40

30

30

30

5-10

50

40

40

40

10-15

60

40

50

50

25-50

70

50

50

50

50-100

90

50

60

70

100-250

100

60

70

100