Завдання на курсовий проект. 2
1.1. Обгрунтування способу формування. 4
1.2. Обгрунтування положення деталі у формі при залівке6
1.3. Обгрунтування вибору поверхні роз'єму форми і моделі7
1.4. Обгрунтування величини усадки і припусків на механічну обробку, ухилів, жолобників. 8
1.5. Визначення конструкцій і розмірів знаків стрижнів. Перевірка знаків на зминання 10
1.6. Розрахунок літніковойсистеми. 14
1.7. Розрахунок розмірів прибутків і холодильників. 21
1.8. Обгрунтування застосовуваної оснащення. 25
1.9. Розрахунок розмірів опок, маси вантажу. 27
1.10. Вибір формувальних і стрижневих сумішей. 30
1.11. Режим сушіння форм і стрижнів. 34
Карта технологічного процесу. 35
Список літератури. 37
2. Графічна частина
2.1. Креслення деталі з елементами ливарні форми і виливки
2.2. Креслення модельної плити верху в зборі
2.3. Розріз форми і вигляд на нижню напівформи з встановленими в
1.1. Обгрунтування способу формування
Формування - це процес виготовлення разових ливарних форм. Це трудомісткий і відповідальний етап усього технологічного циклу виготовлення відливок, який в значній мірі визначає їх якість. Процес формування полягає в наступному:
- ущільнення суміші, що дозволяє отримати точний відбиток моделі у формі і надати їй необхідну міцність в поєднанні з піддатливістю, газопроницаемостью і іншими властивостями;
- пристрій у формі вентиляційних каналів, що полегшують вихід з порожнини форми утворюються при заливці газів;
- витяг моделі з форми;
- обробку і складання форми, включаючи установку стрижнів.
Залежно від розмірів, маси і товщини стінки виливки, а також марки ливарного сплаву його заливають у сирі, сухі і хімічні тверднуть форми. Ливарні форми виготовляють вручну, на формувальних машинах, напівавтоматичних і автоматичних лініях.
Так як дана відливання має вагу менше 500 кг, то виливок будемо заливати по-сирому [4, с.22]. Заливка по-сирому є більш технологічною, так як відпадає необхідність в сушці форм, що значно прискорює технологічний процес.
В умовах серійного виробництва можна використовувати як ручну, так як і машинну формування. Для виготовлення даної виливки застосуємо машинну формування. Машинна формування дозволяє механізувати дві основні операції формовки (ущільнення суміші, видалення моделі з форми) і деякі допоміжні (пристрій ливникових каналів, поворот опок і т.д.). При механізації процесу формування поліпшується якість ущільнення, зростає точність розмірів виливки, різко підвищується продуктивність праці, полегшується праця робітника і поліпшується санітарно-гігієнічні умови в цех, зменшаться шлюб.
Як формувальної машини застосуємо машину імпульсного типу. У такій машині ущільнення суміші відбувається за рахунок удару повітряної (газової) хвилі. Стиснене повітря під тиском (6¸10) * 10 6 Па з великою швидкістю надходить в порожнину форми. Під дією удару повітряної хвилі формувальнасуміш ущільнюється протягом 0.02-0.05 с. Залишилася повітря видаляється через венти. Верхні шари формувальної суміші ущільнюють підпресуванням.
При використанні звичайних піщано-глинистих сумішей поверхнева твердість форми досягає 89-94 одиниць. Максимальна ущільнення суміші відповідає роз'єму напівформи. Поліпшення технологічних параметрів ливарної форми підвищує геометричну точність виливків, знижує шлюб, покращує санітарно-гігієнічні умови праці за рахунок повного усунення вібрації і шуму.
1.2. Обгрунтування положення деталі у формі при заливці
Основним завданням при виборі положення виливка під час заливки, полягає в отриманні найбільш відповідальних її поверхонь без ливарних дефектів. При виборі положення виливка у формі керуємося наступними рекомендаціями:
- враховуємо принцип затвердіння виливки: виливок маємо в своєму розпорядженні масивними частинами вгору, і встановлюємо над ними прибутку;
- основні оброблювані поверхні і найбільш відповідальні частини виливки маємо в своєму розпорядженні вертикально;
- це положення забезпечує надійне утримання стрижнів у формі під час заливки, є можливість перевірки товщини стінок виливки при складанні форми;
- тонкі стінки розташовані знизу і вертикально по заливці, що сприятливо при заливці стали, шлях металу до тонких частинам найкоротший.
1.3. Обгрунтування вибору поверхні роз'єму форми і моделі
Поверхня зіткнення верхній і нижній полуформ називається поверхнею роз'єму форми. Вона необхідна для вилучення моделі з ущільненої формувальної суміші і установки стрижнів в форму. Поверхня роз'єму може бути плоскою і фасонної.
Вибір роз'єму форми визначає конструкцію і роз'єми моделі, необхідність застосування стрижнів, величину формувальних ухилів, розмір опок і т.д. При неправильному виборі поверхні роз'єму може призвести до шумів конфігурації виливки, невиправдане ускладнення формування, складання.
Обрана поверхню роз'єму форми задовольняє наступним вимогам:
- поверхню роз'єму форми і моделі плоска, що найбільш раціонально з точки зору виготовлення модельного комплекту;
- стрижень розташовується в нижній напівформи, при цьому відпадає необхідність в підвішуванні стрижня у верхній напівформи, полегшується контроль за їх установкою в форму, зменшується можливість пошкодження околознакових частин;
- зменшуються витрати на обрубка і зачистку виливки;
- дозволяє скоротити витрату формувальної суміші через зменшення висоти форми, так як дана поверхня роз'єму забезпечує малу висоту форми;
- модель виливка не має окремих частин.
1.4. Обгрунтування величини усадки і припусків на механічну обробку, ухилів, жолобників
Усадкою називається властивість металів і сплавів зменшувати свій об'єм при затвердінні і охолодженні. Внаслідок цього модель повинна бути кілька великих розмірів, ніж майбутня виливок. Зменшення лінійних розмірів виливки в умовах певного виробництва називають ливарної усадкою. Її величина для кожної конкретної виливки залежить від марки сплаву, від її конфігурації і пристрої форми.
Для середніх виливків з вуглецевої сталі (сталь 35Л) ливарна усадка дорівнює 1.6% [4, с.40, табл.5.1].
Припуски на механічну обробку даються на всіх оброблюваних поверхнях виливки. Величина припуску залежить від положення поверхні при литві, способу формування і чистоти обробки поверхні, а також від величини виливки і самої оброблюваної поверхні.
При машинної формуванню зважаючи більшої точності лиття припуски на обробку даються менші, ніж при ручному формуванні. Найбільші припуски передбачаються для поверхонь, які при заливці звернені вгору, так як вони найбільше засмічують неметалевими включеннями.
Визначення припусків по ГОСТ 26645-85 [7].
Формувальними називають ухили, які надаються робочих поверхонь ливарних моделей для забезпечення вільного вилучення їх з форм або звільнення стрижневих ящиків від стрижнів без руйнування в тому випадку, якщо конструкція деталі не передбачає конструктивні ухили.
Величина ухилу залежить від висоти стінки, матеріалу моделі і від способу формування. Для машинного формування металеві моделі мають ухил 0.5-1 °. Приймаємо 1 ° [6, с.222].
Жолобниками називаються заокруглення внутрішніх кутів моделей для отримання в литві плавного переходу від однієї поверхні до іншої. Вони покращують якість виливки, сприяють рівномірному її охолодження, зменшують небезпеку появи гарячих тріщин в місцях перетину стін і запобігають осипання формувальної суміші в кутах форми при витягу з неї моделі. Завдяки правильно виконаним заокруглення зовнішніх і внутрішніх стінок вдається уникнути виникнення усадочних раковин. Застосування жолобників підвищує втомну міцність виливків в умовах роботи при значних знакозмінних навантаженнях.
На вимогу, вказаною на кресленні, величина жолобників 2¸3мм.
1.5. Визначення конструкцій і розмірів знаків стрижнів. Перевірка знаків на зминання
Ливарними стрижнями називають елементи ливарні форми, що виготовляються окремо від полуформ за спеціальною (як правило) оснащенні і призначені для отримання в литві отворів і порожнин, які не можуть бути отримані від моделі. Стрижні, як правило, ставлять в форму після сушіння, щоб збільшити їх міцність і зменшити газотворность.
Стрижневі знаки служать для забезпечення правильного і надійного фіксування стержня у формі і видалення з нього газів під час заливки.
При проектуванні стержнів необхідно:
- визначити межі стрижнів і їх кількість;
- вибрати або розрахувати розміри знакових частин і визначити величину зазорів між знаками форми стрижнів;
- забезпечити міцність за рахунок вибору відповідного складу стрижневий суміші або установки каркасів;
- вибрати спосіб виготовлення, показати площину роз'єму стрижневих ящиків і напрямок набивання;
- розробити систему вентиляції.
При конструюванні стрижнів керуємося такими міркуваннями:
- стрижень розташовується в нижній напівформи, так як на установку і кріплення стрижня у верхній опоки витрачається в 5-6 разів більше часу, ніж у нижній;
- уникаємо односторонньо посаджених стрижнів, для чого користуємося прийомом дублювання стрижнів; при цьому виключається можливість їх зсуву під дією власної маси або напору металу;
- конструкція форми виключає фіксування одних стрижнів в знаках інших, так як при цьому підсумовуються помилки їх установки.
При виготовленні виливка даної деталі використовуємо один дубльований стрижень:
Основні розміри стрижня: L = 235мм, a = 704мм, b = 184мм.
Довжина горизонтального знака з [8, с.3, табл.1] дорівнює 80мм, що явно недостатньо для стійкості дубльованого стрижня. Керуючись пунктом 3.4 ГОСТ 3606-80 збільшимо довжину знака до 240мм.
Формувальні ухили на знаковій формотворною поверхні:
a = 6 °, b = 8 ° [8, с.9, табл.5].
Радіус заокруглення (перехід від основної до знакової формотворною поверхні): r = 5мм [8, с.16, табл.].
Для отримання гнізд під підшипники розрахуємо виступи на дубльованому стрижні:
Для нижніх по заливанні: висота знака h = 35мм [8, с.8, табл.4],
Для верхніх по заливці: висота знака h1 = 0.4 * h = 0.4 * 35 = 14мм [8, с.9].
Формувальні ухили на знаковій формотворною поверхні:
a = 7 °, b = 10 ° [8, с.9, табл.5].
Значення зазорів S1 і S2:
Для нижніх знаків: S1 = 0.3мм, S2 = 0.4мм [8, с.12, табл.6].
Для верхніх: S1 = 0.2мм, S2 = 0.4мм [8, с.12, табл.6]:
Радіус заокруглення: r = 2¸3мм [8, с.16, табл.].
При формуванні по-сирому для запобігання руйнування кромок форми при установці стрижнів ГОСТом 3606-80 рекомендується виконувати протівообжімние пояски для горизонтальних стрижнів: a = 12 мм, b = 2 мм.
Перевірка знаків на зминання
Міцність суміші на стиск:
де P - реакція на опорі, кг,
де Sн.зн. - опорна поверхня нижнього знака, см2,
n - кількість знаків у нижній напівформи, n = 5.
де V ст - обсяг стрижня, г / см 3,
gст - щільність стрижневий суміші, gст = 1.65г / см3.
Gст = 95637.166 * 1.65 = 157801.32г.
Опорна поверхня нижнього знака:
Маса цих прибутків:
Gпр = 2 * (1450.45 + 1308.92) * 7 = 38631.18г.
Тоді кінцевий ТВГ дорівнює:
- що дуже близько до прийнятого.
1.8. Обгрунтування застосовуваної оснащення
Основну масу фасонних виливків з різних ливарних сплавів виготовляють в разових піщаних формах. Для отримання таких форм використовують спеціальну модельно-Опочно оснастку, необхідну для отримання частин форми, стрижнів і їх складання. Комплект модельно-опочного оснащення включає: моделі та модельні плити для виготовлення по ним частин форми, стрижневі ящики для виготовлення стрижнів, вентиляційні плити для освіти вентиляційних каналів в стержнях, плоскі та фігурні (Драйера) сушильні плити для сушіння стрижнів, опоки, пристосування для контролю форми в процесі складання, а також холодильники, штирі для з'єднання опок та інший інструмент.
Моделями називають пристосування, призначені для отримання в ливарних формах порожнин, конфігурація яких відповідає виготовляються відливок.
Для машинного формування моделі монтують на спеціальних плитах, які називають модельними плитами. Для серійного виробництва даної виливки використовуємо односторонню складальну плиту (модель, розташовану тільки на одній верхній стороні, кріплять до плити болтами за ГОСТ 20342-74).
В умовах серійного виробництва виливків використовуються металеві моделі і плити. Вони мають такі переваги: довговічність, більшу точність і більш гладку робочу поверхню. Їх використовують при машинної формуванню, яка висуває певні вимоги до конструкції і якості модельної оснастки. Матеріалом для моделі даної виливки, а також для плити служить сталь марки Ст 15Л (висока міцність і зносостійкість).
Конструкція стрижневого ящика залежить від форми і розмірів стрижня і способу його виготовлення. За конструкцією стрижневі ящики підрозділяють на нероз'ємним (витрусіть) і роз'ємні.
Вибір напрямку заповнення скриньки сумішшю залежить, перш за все, від методу виготовлення стержня, а також від установки каркасів і холодильників.
У серійному виробництві застосовують металеві стрижневі ящики. Їх роблять частіше роз'ємними з горизонтальним і вертикальним роз'ємом.
Для виготовлення стрижнів даної виливки застосовуємо піскодувні спосіб. Для піскодувних машин застосовують роз'ємні стрижневі ящики. При заповненні сумішшю вони відчувають надмірний тиск повітря, абразивну дію піщано-повітряного струменя, а також зусилля поджима ящика до надувному сопла машини, тому вони повинні володіти підвищеною жорсткістю, міцністю, бути герметичними по площині роз'єму і наддуву.
Для виробництва даної виливки в умовах серійного виробництва і імпульсної формовки застосуємо опоки для автоматичних ліній. Такі опоки мають посилені стінки без вентиляційних отворів. Особливістю опок для формування на автоматичних лініях є їх не взаємозамінність, тобто опоки для низу і верху різні. Опока для низу не мають втулок для скріплюють штирів. Замість втулок опока низу має конічний отвір, в якому закріплюється штир.
Опока верху має центруючу (0290-1053 ГОСТ 15019-69) і спрямовуючу (0290-1253 ГОСТ 15019-69) втулки.
Для сушіння стрижнів застосовуємо сушильні плити з рівною опорною поверхнею. Основна вимога до них максимальна жорсткість конструкції при мінімальній масі. Для виходу газу зі стрижнів в плитах передбачена система отворів.
Для виконання в стержні вентиляційних каналів застосовують вентиляційні плити. Вентиляційні канали в стержні завжди повинні бути розташовані з упевненістю, особливо, якщо вони є частиною загальної вентиляційної системи.
Шаблони призначені для контролю розмірів стрижнів і форм, попереднього складання кількох стрижнів в один загальний вузол, перевірки установки стрижнів у формі і так далі.
1.9. Розрахунок розмірів опок, маси вантажу
Рис.3. Відстань між відливанням і окремими елементами форми
де Lм - довжина моделі, Lм = 836мм;
с - відстань між моделлю і стінкою опоки, с = 50мм [10, с.44, табл.5.2];