Литьё в песчано-глинистые формы
Разработка чертежа
отливки. Выбор линии разъёма отливки
литейный
трапецеидальный отливка форма
По табл.6 [1] определяем положение отливки при
заливке: так как деталь- патрубок, то ось располагаем горизонтально. Питатель
располагаем в нижней полуформе. По рекомендациям [1] стр. 28 и рис.11, где
сказано, что обрабатываемые уступы и выемки, смежные с обрабатываемой
поверхностью, при сумме размеров l+b<60
мм не отливают. Следовательно, в нашем случае паз шириной 10мм ø
57мм выполняться в отливке не будет, так как l+b=10+8,5=18,5<60
мм.
Рис 1.
Где В.П.Ф.- верхняя полуформа;
Н.П.Ф. - нижняя полуформа.
Назначение припусков на механическую
обработку
По табл.3 [1] определяем класс
точности размеров и масс и ряды припусков на мехобработку отливки для литья в
песчаные формы: класс точности размеров и масс - 7т ; ряд припусков - 2. по
табл.7 стр. 19 [1] назначаем допуски на размеры отливки:
Таблица
Размер
детали
|
Допуск
|
Ø74
|
0,9
|
Ø18
|
0,64
|
Ø32
|
0,7
|
Ø42
|
0,8
|
26
|
0,7
|
106
|
1,0
|
По табл.8 стр.21 [1] назначаем смещения от
номинального положения отливки от плоскости разъема: для 7-7т и расстоянием
между центрирующими устройствами формы до 630 мм - 0,5 мм.
По табл. 9 стр.21 [1] назначаем предельные
отклонения коробления элементов отливки. Для этого предварительно определим
степень коробления отливки от соотношения размеров её сторон - отношение
наименьшего габаритного размера отливки к ее наибольшему:
; следовательно назначаем 4-ую
степень коробления (табл. 10 стр. 22 [1]). Определяем, что отклонения
коробления равна 0.
Основные и дополнительные припуски
на мехобработку (на сторону) в зависимости от допусков размеров отливок
устанавливаем дифференцированно для каждого размера отливки в соответствии с
табл.11 стр. 22 [1]- основные, табл. 13 стр. 24 [1] - дополнительные:
Таблица
Размер
детали
|
Основной
припуск на мехобработку, П,мм
|
Наиб.
погрешность расположения, мм
|
Дополнительный
припуск на мехобработку, Пдоп,мм
|
Ø74
|
2,0
|
1,1
|
0,6
|
Ø42
|
1,8
|
0,9
|
0,5
|
Ø32
|
1,8
|
0,7
|
0,4
|
Ø18
|
1,6
|
0,4
|
0,1
|
26
|
1,8
|
0,7
|
0,4
|
106
|
2,0
|
1,5
|
1,0
|
Таблица. Общий припуск на мехобработку: Побщ
= П+Пдоп :
Размер
детали, мм
|
Общий
припуск, мм
|
Размер
отливки, мм
|
Ø74
|
2,6
|
Ø79,2±0,45
|
Ø42
|
2,3
|
Ø46,6±0,4
|
Ø32
|
2,2
|
Ø36,4±0,35
|
1,7
|
Ø14,6+0,64
|
26
|
2,2
|
30,4±0,35
|
106
|
3,0
|
112±0,5
|
Проведем анализ выполнения отверстия Ø14,6+0,64
№1561 с.30 рис.15. Отверстия в отливках обычно выполняются, если их
диаметр не менее при массовом производстве Ø20
мм. Следовательно, в нашем случае оформление отверстия в отливке осуществляться
не будет.
Назначение литейных радиусов. Расчет
литейных радиусов закруглений
Расчет наружных радиусов закруглений Rнр
и внутренних Rвр
производится по формулам:
Rнр=(П1+П2)/2,
где П1 и П2- припуски
сопрягаемых сторон.
Наружные радиусы:
(3,0+2,6)/2=2,8 мм;
(2,6+2,2)/2=2,4 мм;
(2,3+3,0)/2=2,65 мм;
Найденные радиусы закруглений округляем и
принимаем по ряду чисел равными, увеличивая в большую сторону, R3
мм.
Внутренние радиусы назначаем по табл. 18 стр. 41
№1561: наибольший габаритный размер детали - 106 мм, значит Rв=3
мм.
Назначение литейных уклонов
Для обрабатываемых вертикальных стенок на
чертеже отливки надо предусматривать формовочные уклоны в соответствии с ГОСТ
3212-80 для моделей табл.17 стр.38 №1561.
Таблица
Высота
элемента отливки
|
Уклон
|
Ø79,2/2=39,6
|
1°15´
|
(Ø79,2- Ø46,6)/2=16,4
|
3°
|
Ø36,4/2=18,2
|
3°
|
Если отливка имеет несколько поверхностей с
формовочными уклонами, то рекомендуется все уклоны делать одинаковыми.
Назначаем для всех поверхностей с уклонами уклон 3°.
Технологический процесс получения
отливки литьем в песчаные формы
Технологический процесс состоит из нескольких
операций:
1. Изготовление моделей отливок, выбор
опок, литниковой системы.
2. Приготовление формовочных и стержневых
смесей.
. изготовление форм, изготовление и сушка
стержней.
. Сборка и подготовка форм к заливке.
. Приготовление шихты.
. Плавка литейного сплава.
. Заливка форм.
. Охлаждение отливок.
. Выбивка отливок из опок.
. Термическая обработка.
. Очистка от окалины.
. Контроль.
Расчет размеров опок и модельных
плит
При охлаждении залитый металл уменьшается в
объеме, т.е. дает усадку (чугун 1%), поэтому модель будущей отливки
изготавливают большей по размерам на 1%. При массовом производстве идет
изготовление нескольких отливок на 1 модельной плите. Принимаем, что на нашей
модельной плите располагаются от 4 моделей. Мы используем односторонние
модельные плиты, т.е. на плите закреплены только верхние или нижние части
модели на одной стороне. Также на модельной плите закрепляют элементы литниковой
системы. Литниковая система- это система каналов, с помощью которых реализуется
заполнение формы жидким металлом. На верхней модельной плите- шлакоуловитель,
стояк, чаша, выпар. На нижней модельной плите - питатели.
Размеры модельных плит несколько больше размеров
опок в свету на толщину стенки опоки и места для закрепления опок на модельных
плитах при формовке.
Определение размеров модели
Размеры модели отливки больше соответствующих
размеров отливки на величину линейной усадки. Для серого чугуна линейная усадка
составляет в среднем 1%.
Lмодели=
Lотливки+
Lотливки*1/100%
Таблица
Размер
отливки
|
Размер
модели
|
Ø79,2±0,45
|
80,0±0,45
|
Ø61,6±0,4
|
62,2±0,4
|
Ø46,6±0,4
|
47,0±0,4
|
Ø36,4±0,35
|
37,0±0,35
|
30,4±0,35
|
30,7±0,35
|
112±0,5
|
113±0,5
|
При машинной формовке габаритные размеры опок
зависят от числа отливок, их габаритных размеров, их расположения, размеров
литниковой системы, а также площади стола выбранной марки формовочной машины.
На нашей модели находятся 4 отливки.
Для круглых деталей:
Длина опоки Ар=3С+2dм=3*45+2*80=295
мм
Ширина опоки Вр=4С+2lм
+а=4*45+2*113+15=421
мм,
а- ширина шлакоуловителя, а=15 мм.
С- толщина формовочной смеси вокруг отливок для
мелких опок, С=30…50 мм (1561, с. 44).
Полученные по формулам размеры округлим с шагом
в 50 мм в большую сторону: 300х450 мм.
При расчете высоты верхней и нижней части опоки
применяем следующие формулы:
Нв=h1+d=40+50=90
мм,
Нн=h2+d=40+50=90
мм,
где h1-
высота детали, расположенная в верхней полуформе;
h2 - высота детали,
расположенная в нижней полуформе;
d - расстояние от
края отливки до верхней или нижней стенки опоки, d=40…60
мм. Принимаем 50 мм. Полученные по формулам значения округлим в большую сторону
с шагом в 25 мм: Нв=100 мм, Нн=100 мм.
Расчет размеров модельных плит
Если не закрепить опоку и модельную плиту, то
малейший сдвиг приведет к браку.
Ам.п.=Ар+2*10+2*50=300+2*10+2*50=420 мм;
Вм.п.=Вр+2*10+2*50=450+2*10+2*50=570 мм,
где 10- толщина стенки опоки;
- места для закрепления.
Определение объема и массы отливки
Объем и массу отливки определяем без учета
радиусов закруглений и уклонов:
Vотл.=V1+V2=260,7
см3, где V1-объём
цилиндра, V2-объём
усеченного конуса
Мотл.=Vотл*ρ=260,7*7,8=2040
г =2,04 кг.
Выбор способа формовки и
оборудования для изготовления форм
Поскольку у нас массовое производство, то
определяем машинную формовку. Для данных размеров опок по табл.23 стр.48
выбираем формовочную пневматическую встряхивающепрессовую с электроуправлением
без поворота полуформ 22111М.
Расчет литниковой системы
При расчете вначале определяем суммарное сечение
питателей, а размеры других элементов рассчитываем как производные.
ΣFпит=0,8=0,8=2,5 см2
,
где ΣFпит-
суммарное сечение питателей, см2,
Q- масса
жидкого металла, протекающего через литниковую систему, кг.
Q=G+Q1=
2,04*4+2,04*4*80%=14,7 кг,
где Q1-расход металла
на литниковую систему, зависит от массы отливки и может приниматься в
соответствии с рисунком. МУ №1561, рис. 32 с. 52,
G=n*m- масса
отливок.
По найденным значениям ΣFпит на
основании практических данных определяем площадь шлакоуловителя Fшл и стояка Fст.
Для среднего и мелкого литья ΣFпит: Fшл: Fст=1:1,1:1,15,
значит:
Fшл=1,1*2,5=2,8
см2, а Fст=1,15*2,5=2,9
см2.
Размеры сечения шлакоуловителя
определяем по т.24 МУ №1561 с.53, а диаметр стояка в нижней части по формуле:
Dн===2,3 см.
Fшл (2,75 см2)
делим на 2 и по табл. выбираем ближайшее большее сечение и определяем размеры: a=14 мм, b=10 мм, h=14 мм.
Схема шлакоуловителя
Диаметр стояка около чаши берется на 10-15%
больше. Диаметр стояка в нижней части умножаем на 12%
и по полученному диаметру стояка в верхней части выбираем литниковую чашу, т.к.
диаметр стояка в верхней части более 25 мм:
Dв=23*1,12=26
мм>25 мм.
Определение размеров нормальных
трапецеидальных питателей
Количество питателей и их наименьшее сечение
можно определить по МУ №1561 табл. 28, размеры нормальных трапецеидальных
питателей - по табл. 29. По табл.28: масса отливки до 10 кг, толщина стенок -
25…40 мм, следовательно, число питателей - 1. Параметры питателя: длина 10…30
мм , площадь сечения 0,3…0,86 см2. Размеры нормального
трапецеидального питателя: высота - 8 мм, а=13 мм, в=10 мм.
Схема питателя
Схема литниковой чаши (МУ №1561 с. 57, таб.26,
27)
Расчет шихты
Задача шихтовки заключается в подборе исходных
металлических материалов для получения (с учетом угара) чугуна заданного
химического состава и требуемых свойств.
Определяем химический состав чугуна заданной
марки СЧ 25 по №1561, таб. 30, с. 60.
Определяем состав шихты:
1. Чушковый чугун - 18…25%(нелегированный,
№1561, таб. 32, с. 63;
2. Стальной лом - 15…20%
№1561, таб. 32, с. 63;
. Собственные отходы равны Q1;
. Чугунный лом все остальное до 100%.
Расчет кокса для получения одной тысячи
килограмм отливок:
QК=QЖ.М.*Хк/100%;
QЖ.М=
QОТЛ.+
QЛ.С.,
где QОТЛ.=1000
кг- масса отливок; QЛ.С.-
масса литниковой системы, кг;
Хк- расход топлива (кокса) №1561,
таб.35, с. 65.
QЛ.С.=
QОТЛ*20%/100%.
Список литературы
.
С. Л. Потанин «Технология изготовления чугунных отливок в песчаные формы»,
Ярославль, 1992г.
.
А. К. Денисюк, В. А. Иванова, О. М. Епархин «Методические указания для
выполнения контрольных и лабораторных работ по курсам «Технологические процессы
в машиностроении» и «Проектирование и производство заготовок» для студентов
заочного факультета», Ярославль, 2002г.
.Справочник
по чугунному литью./Под ред. Д-ра техн. наук Н.Г.Гиршовича.-3-е изд., перераб.
и доп.-Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.
.Никифоров
В.М. Технология металлов и конструкционные материалы: Учебник для средних
специальных учебных заведений.-6-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. школа, 1980.