Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Исходные данные

2 Чертеж исходной заготовки

3 Положение отливки (модели) в форме

4 Размерная точность отливки

5 Припуски и допуски на механическую обработку

6. Определение технологических напусков

7. Определение размеров стержней, их контуров и знаковых частей

8 Расчет модели

Библиографический список

1. Исходные данные

Таблица 1

Исходные данные	Вариант 1- 5
Наименование детали	Шкив
Марка материала	БрС30
Способ формовки	Ручная формовка
Модель	Деревянная

2 Чертеж исходной заготовки

3 Положение отливки (модели) в форме

Учитывая, что положение отливки в форме существенно влияет на ее качество принимаем горизонтальное положение при этом наиболее ответственная часть заготовки оказывается в боковой и нижней части формы, которая получается более чистой и не пораженной газовыми раковинами, свойственными для верхней части формы. При таком расположении отливки более удобен процесс изготовления и сборки формы, а также извлечение модели.

Выбор разъема модели и формы зависит от конфигурации отливки и типа производства, колличество разъемов формы должно быть по возможности минимальным, а поверхность разъема плоской. Всякая конструкция литой детали должна предусматривать наиболее простой разъем модели.

Большое количество разъемов не гарантиирует получение точных размеров отливок. Не допускается пересечение базовой поверхности плоскостью разъема формы. Разъем модели отливки детали “Шкив” имеет плоскую форму, что обеспечивается формой отливки.

 В

Н

Рис.1 Обозначение разъема формы, модели и положения отливки в форме

отливка форма литейный металл

Формовка - совокупность технологических операций изготовления литейных форм и стержней способных выдерживать воздействие расплавленного металла и сообщать ему свои очертания. Существует ручная и машинная формовка, выбор способа в основном зависит от типа производства: в единичном производстве обычно используется ручная формовка, в серийном и массовом - машинная. Учитывая то, что в современном производстве ручная формовка оснащена различными механизмами для уплотнения формовочной смеси, принимаем для изготовления отливок для детали “Шкив” машинный способ формовки.

Существует несколько разновидностей формовки: в опоках, безопочная, в почве, в кессоне, в стержнях. В большенстве случаев применяют формовку в парных опоках по неразъемной или разъемной модели. Для изготовления отливок для детали “Шкив” применяем формовку в парных опоках по разъемной модели, схема изготовления отливок по этому методу следующая.



Рис. 2 Схема технологического процесса изготовления отливок в песчаных разовых формах

В модельном цехе по чертежу детали изготовляют из древесины или металла модель и стержневой ящик. Для удобства изготовления литейной формы и стержня модель и стержневой ящик делают разъемными. В формовочном отделении из формовочной смеси по модели изготовляют литейную форму. Для этого на плиту ставят половину модели и засыпают смесь в опоку и уплотняют ее.

Опоку переворачивают, на заформованную половину модели, ставят вторую ее половину и модель литниковой системы, которая образует каналы для заливки металла в форму. Затем ставят вторую опоку, засыпают в нее формовочную смесь и уплотняют Далее поднимают верхнюю полуформу, извлекают из обеих полуформ половинки модели, устанавливают в форму стержень и накрывают верхнюю полуформу.

В стержневом отделении по стержневому ящику из стержневой смеси изготавливают стержень. Для повышения прочности стержней их сушат в сушильных печах.

В плавильном отделении в специальных печах расплавляют металл и заливают его в формы. После затвердевания металла в форме образуется отливка, которую извлекают разрушая форму. В очистном отделении из отливок выбивают стержни, отбивают или отрезают литниковую систему, очищают отливку от пригоревшей формовочной смеси, зачищают остатки литника и при необходимости термически обрабатывают. После очистки и контроля отливку направляют в механический цех для отработки или на склад готовой продукции.

Формовочные смеси представляют собой многокомпонентное сочетание материалов, соответствующих условиям технологического процесса изготовления литейных форм.

По способу применения формовочные смеси подразделяют на облицовочные, наполнительные и единые. Для изготовления отливок для детали “Шкив” используем единую смесь, которая обычно используется в серийном и массовом производстве. Для стального литья формовочные и стержневые смеси для должны обладать большой противопригарностью, газопроницаемостью, прочностью и подаливостью.

Смеси готовят из высокоогнеупорных материалов: чистого кварцевого песка, огне упорной глины, хромистого железняка.

Стержни во время заливки находятся в более тяжелых условиях, чем форма, поэтому материал стержней должен обладать большей, чем материал формы газопроницаемостью, прочностью, противопригарностью, меньшей газотворностью и не должны быть гигроскопичными, стержни должны легко выбиваться из затвердевшей отливки. Для получения этих качеств стержневой смеси к песку добавляют связующие матери-алы (крепители).В качестве крепителя используем льняное масло в сочетании со сланцевой смолой. После просушки стержни имеют прочность на разрыв до 100МПа.

Таблица 2

Смесь	Масса отливки, кг	Толщина стенки отливки, мм.	Состав смеси, масс.%	Зерновой состав песка	Свойства смеси
			Отработанная смесь	Кварцевый песок	Глина	Сульфитная барда		Газопроницае-мость, ст.ед.	Влажность, %	Предел прочности при сжатии, кПа
Единая для формовки по сухому	До 100	?80	92-90	6,5-8,0	-	1,5-2,0	016, 02А, 02Б	80-100	3,5-4,5	29-49

4 Размерная точность отливки

Точность отливок зависит от технологического процесса изготовления, начиная от изготовления форм и стержней и заканчивая выбивкой отливок, финишными операциями.

Для отливок предусмотрены 22 класса размерной точности по ГОСТ Р 53464-2009 - с 1-го по 16-й, включая классы 3т, 5т, 7т, 9т, 11т, 13т. Более высокому числовому значению класса размерной точности соответствуют большие допуски на размеры отливки, а значит, точность отливки становится меньше. Точность размеров отливки зависит от её габаритных размеров и сложности конфигурации, способа литья, типа производства (единичное, серийное, массовое), а также химического состава литейного сплава.

Чем сложнее форма отливки и больше ее габаритные размеры, тем выше погрешность при изготовлении литейной формы и модельной оснастки и, как следствие, тем ниже точность её размеров.

По табл. 2 определяем класс размерной точности отливки и номер ряда припусков.

Для отливки детали “Шкив” , в соответствии с ее размерами и материалом принимаем класс размерной точности В числителе указаны классы размерной точности, в знаменателе - номер ряда припусков. Меньшие их значения относятся к простым отливкам и условиям массового и крупносерийного производства. Принимаем 9 - ый класс точности и 4-ый ряд припусков.

Исходя из этих данных определяем припуски и допуски обрабатываемых размеров заготовки.

5 Припуски и допуски на механическую обработку

Припуск - слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.

Припуск предусматривается только для тех поверхностей деталей, которые подлежат последующей механической обработке.Значение припуска на размер заготовки находится в прмой зависимости от допуска на этот размер.

По табл. 3 определяем допуски размеров отливки на все обрабатываемые поверхности. Результаты внести в таблицу 2. По табл. 4 определяем припуски на механическую обработку всех обрабатываемых поверхностей отливки. Результаты внести в сводную таблицу 2

Основные припуски следует относить к поверхностям отливки, находящимся при заливке снизу и сбоку. Для верхних поверхностей припуск увеличивают до значения, соответствующего следующему ряду припусков.

Таблица 3.Таблица принятых допусков и припусков

Обрабаты-ваемый размер, мм	Шерохова-тость поверх-ности	Класс размер-ной точности	Допуск размера, мм	Ряд припусков	Припуск размера на сторону, мм	Окончательный размер отливки, мм
А=104	Ra2.5	9	2.4	4	3.8	111.6
В=64	в состоянии поставки	-	-	-	-	64
С=40	в состоянии поставки	-	-	-	-	40
344	Ra1.6	9	3.2	4	5.0	354
D2= 280	в состоянии поставки	-	-	-	-	280
D3= 152	в состоянии поставки	-	-		-	152
D4= 88	Ra2.5	9	2.2	4	3.8	80.4
D5= 32	в состоянии поставки	-	-		-	32

6. Определение технологических напусков

Технологический напуск - местное или неравномерное увеличение тела отливки по сравнению с чертежом детали, вызванное особенностями литейной технологии. К технологическим напускам (ГОСТ 3212 - 92) относятся: формовочные уклоны, галтели, непроливаемые отверстия, усадочные ребра и пополнения, сглаживающие местные углубления и выступы.

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.

Формовочные уклоны выполняют:

- на обрабатываемых поверхностях за счет увеличения размера отливки сверх припуска на механическую обработку (а);

- на необрабатываемых поверхностях, которые не сопрягаются с другими деталями, за счет одновременного увеличения и уменьшения номинального размера отливки, начиная с его середины (б);

- на необрабатываемых поверхностях, которые сопрягаются с другими деталями, соответственным увеличением или уменьшением номинального размера сопрягаемых отливок на величину уклона (в).

а

а б в

б б

h h h

h/2 б

а а/2

Рис.3 Уклоны отливок

Величина уклонов зависит от вида формовочной смеси, материала и высоты модели и определяется по ГОСТ3212-80.

Формовочные уклоны служат для беспрепятственного извлечения модели из формы или освобождение стержневого ящика от стержней. Вертикальным стенкам модели придают уклон в направлении извлечения их из формы.

Применение уклонов увеличивает металлоемкость заготовок и трудоемкость их механической обработки, поэтому величину уклонов выбирают оптимальную.

Таблица 4. Формовочные уклоны модельных комплектов

Высота формообразующей поверхности , мм свыше - до	Формовочный уклон
	металлических, пластмассовых комплектов	деревянных комплектов
		мм		мм
До 10	2°20'	0,40	2°55'	0,50
10-16	1°35'	0,45	1°55'	0,55
16-25	1°10'	0,50	l°30'	0,65
25-40	50'	0,60	1°05'	0,75
40-63	35'	0,65	45'	0,85
63-100	25'	0,75	35'	1,00
100-160	20'	0,95	25'	1,20
160-250		1,45	25'	1,85
250 - 400		2,30	20'	2,30
400 - 630		3,65		3,65
630- 1000		5,80		5,80
1000-1600		9,30		9,30
1600-2500		14,50		14,50

Для отливки детали “Шкив” принимаем формовочные уклоны для деревянных литейных комплектов.

Высота поверхности h, мм	Формовочный уклон,??о
64мм	0о 35 I
40мм	1о 05 I

Сопряжения стенок отливки

Минимальная толщина стенок отливки зависит от их расчетной прочности, жидко- текучести материала, габаритов и способов изготовления.

Внутренние углы отливки и модели выполняют с закруглениями (галтелями). С помощью галтелей исключается осыпание формовочной смеси в углах модели при её извлечении из формы, а также образование в углах отливки дефектов усадочного характера - трещин и усадочных раковин.

Радиус галтели между двумя перпендикулярными или наклонными стенками вычисляем по формуле:

где - полусумма толщин сопрягаемых стенок отливки, мм;

числовой коэффициент принимают равным при

,и равным при

Принимаем R = 7мм из стандартного ряда по ГОСТ 10948-64.

Отверстия в отливках

Отверстия в отливках усложняют технологический процесс литья, особенно, если имеют малый диаметр и большую глубину. Отверстия в отливке выполняют только в том случае, если их диаметр превышает допустимое значение.

Минимальный диаметр литых отверстий для отливок из бронзы

Глубина отверстия, мм	До 10	11-20	21-30	31-40	41-50	51-60	Свыше 60
Минимальный диаметр отверстия, мм	9	10	12	14	16	18	20

Таким образом отверстия Ш98 и Ш32 у детали “ Шкив” подлежат отливке, прибыли применяются при изготовлении отливок из стали. Это специальный технологический прилив к поверхности отливки затвердевающий поздней самой отливки,в прибыли формируется усадочная раковина,что позволяет получить отливки без усадочных дефектов. Прибыли различают по месту расположения, по способу заливки, по способу воздействия на металл, по условиям обогрева, по способу отделения от отливок. В отливке детали прибыль обычно расположена на верхнем торце, поэтому застывать будет позже отливки, что способствует обеспечению питания теплового узла в период застывания, кроме того находясь в верхней части отливки прибыль выполняет роль выпора. Такая конструкция прибыли обеспечивает удобство формовки и удаления прибыли. В отливке детали “Шкив” прибыли нет.

Выпоры предназначены для вывода воздуха и газа из полости формы при заливке, уменьшения динамического давления металла на форму. Выпоры располагают на самых высоких точках отливки со стороны противоположной подводу металла. Принимаем сечение выпора у основания 0.5 площади сечения диска.

7. Определение размеров стержней, их контуров и знаковых частей

Расчет стержня включает выбор контура стержня, определение размеров стержня и размеров его знаковых частей.

Контур стержня должен соответствовать конфигурации внутренней полости отливки, выполняемой при помощи стержня.

Размеры стержня соответствуют размерам отверстия в отливке с учетом припусков на механическую обработку и линейной усадки металла отливки. Усадка - свойство металлов и сплавов уменьшаться в линейных размерах при затвердевании и охлаждении.

Безоловянистая бронза имеет усадку, k = 1,7%,

Диаметр стержней определяем по формуле

D = (Dдет - 2V)•(1+0.01k)

где D - диаметр стержня

D - диаметр отверстия в детали;

V - припуск на механическую обработку поверхности отверстия на

сторону;

k - коэффициент линейной усадки, %.

Центральный стержень для отверстия 88

D = (88 - 2•3.8)•(1+0.01•1.7) = 82мм.

Длину cтержня определяют по формуле

L = (Lдет + V)•(1+0.01k)

где L - длина горизонтального или вертикального стержня;

Lдет - глубина отверстия в детали;

V - общий припуск на механическую обработку торцевых поверхностей отверстия;

k - коэффициент линейной усадки, %.

где L - длина горизонтального или вертикального стержня;

Lдет - глубина отверстия в детали;

V - общий припуск на механическую обработку торцевых поверхностей отверстия;

k - коэффициент линейной усадки, %.

L = (104 + 7.6)•(1+0.01•1.7) = 114мм.

Стержни для отверстий 32 (без обработки)

D = 32•(1+0.01•1.7) = 33мм.

Длину cтержня определяют по формуле

L = 40•(1+0.01•1.7) = 41мм

Формовочные знаки

Знаки служат для крепления стержня в литейной форме. Бывают горизонтальными или вертикальными в зависимости от положения стержня при сборке формы.

Знаки в сечении могут иметь круглую или прямоугольную форму. Между знаками формы и стержня выполняют технологические зазоры .

Длину знаков определяем исходя из диаметра и длины стержня по таблицам.

Для вертикального стержня центрального отверстия 82 и длиной 114мм принимаем нижний знак высотой 35мм, . верхний знак высотой 17.5мм.

Для 6-ти вертикальных стержней отверстия 33 и длиной 41мм принимаем нижние знаки высотой 30мм, верхние знаки высотой 15мм,

Уклоны знаков стержней определяем по табл. 10 отдельно для нижней и верхней знаковых поверхностей.

Для всех стержней принимаем - б = 100 - для низа, в = 150 - для верха, так как высота всех знаков меньше 40мм.

8 Расчет модели

Размеры модели

Определяем размеры модели по формуле

размер модели = (размер отливки)(l +0,01k),

k = 1.7

Размеры отливки, мм	Размеры модели, мм
104 64 344 152	106 65 350 155

Размеры и уклоны знаков модели.

Размеры знаков модели увеличиваем по сравнению с размерами знаков стержня на величину технологических зазоров Технологические зазоры S1 S2 между литейной формой и стержнем определяем по табл. 11.

Для центрального стержня с высотой знака 35мм и диаметром стержня 82мм технологическией зазор S2 = S1 = 0.6мм

Для стержней с высотой знака 30мм и диаметром стержня 33мм технологическией зазор S2 = S1 = 0.5мм

Библиографический список

1 Завьялова, Г.Н. Проектирование литой заготовки: метод. указания к выполнению практической.работы /Г. Н. Завьялова, Н. А. Михайлова. - Екатеринбург: УрГУПС. 2016. - 45 с.

2. Литейное производство: Учебник/Под общ. ред.А.М. Михайлова. Машиностроение, 1987. 256с

Размещено на Allbest.ru

...