ЗАВДАННЯ 3 страница

При виборі складу сумішей керуються родом сплаву, що заливається (вагомі: температура його заливання, хімічна активність по відношенню до матеріалу форми та ін.); масою та конфігурацією виливка; вартістю виготовлення форми та іншими факторами. З урахуванням цих та деяких інших ознак формувальні суміші класифікують, що полегшує задачу вибору готового складу суміші.

У класифікації стрижньових сумішей головною ознакою є конфігурація та складність стрижня. Крім того, ураховуються більш складні фізико-хімічні та теплові умови роботи стрижня.

Через те, що виробництво виливків масове та маса виливка до 100 кг для виготовлення ливарних форм застосовуємо єдину формувальну суміш, склад і властивості якої наведені у таблиці 2.11.

Таблиця 2.11 - Типовий склад суміші, що застосовується

для формування по вологому при виготовленні сталевих виливків [10 ]

Склад формувальної суміші, мас.%
зворотна суміш	кварцовий пісок	Бентонітова суспензія	крохмаліт
88-92	5-7	2,5-4,0	0,04-0,08
Основні властивості суміші
Міцність при стиску, МПа	Вологовміст,%	Газопроникливість, одиниць, не менше
0,05-0,07	3,5-5

Для приготування цієї формувальної суміші використовуємо змішувач чашковий відцентровий.

Подачу матеріалів у змішувач здійснюють у такій послідовності: подача сухих компонентів (зворотна суміш, пісок, пек, бентоніт), перемішування їх, подача рідкого компоненту (вода) і потім остаточне змішування усіх компонентів, тривалість котрого залежить від складу суміші та типа змішувача: за даними [ 10 ] - 2,0-2,5 хв.

Як стрижньову суміш застосовуємо ХТС, що твердіє за допомогою рідкого каталізатора, склад і властивості котрої наведені у таблиці 2.12.

Для приготування стрижньової суміші (ХТС) і заповнення нею стрижньових ящиків застосовується лопатевий змішувач.Компоненти стрижньової суміші подаються в один кінець жолоба, а готова суміш видається через вікно на другому його кінці.

Таблиця 2.12 - Склад і властивості стрижньової суміші [10]

Склад ХТС, мас.ч.
Кварцовий пісок	Регенерат	Смола	Каталізатор
		марка	кількість	тип	кількість
25-50	50-75	ФФ-10	2,0-2,5	БСК	0,5-0,6
Властивості суміші
Міцність при розтягу, МПа, через	Обсипальність через 24 год,	Газотвір-ність,	Живучість, хв	Мінімальний час твердіння
1 год	24 год	%	см^з/г		в оснащенні, хв
0,15	0,7	До 0,1	До 16	5-10	До 60

2.3.2 Технологічний процес виготовлення разової ливарної форми

Для виготовлення ливарної форми будемо застосовувати машинне формування струшувальне з допресуванням.

Виготовлення разової форми здійснюємо на формувальній машині або автоматі.

При виготовленні ливарних форм операції формування здійснюють у такій послідовності: на столі формувальної машини встановлюють опоку та перевіряють роботу машини з пустою опокою; на столі машини встановлюють модельну плиту, потім опоку; засипають формувальну суміш і ущільнюють її; готову напівформу або знімають з модельної плити або перевертають на 180^о, а потім витягують моделі із готової напівформи; цю напівформу обдувають стислим повітрям; готові напівформи рольгангом спрямовують на збирання. Ливарний стрижень виготовляють окремо в стрижньовому ящику.

Підготовку форми до заливання та складання ливарної форми здійснюють послідовно таким чином:

- встановлюють нижню напівформу в строго горизонтальному положенні і поверхню напівформи чистять;

- здійснюють підготовку ливарних стрижнів до складання, при цьому перевіряють якість стрижнів (пошкоджені місця виправляють, з’єднання половинок стрижнів здійснюють за допомогою шаблонів);

- в нижню напівформу встановлюють підготовлений ливарний стрижень;

- скласти форму під заливання, для чого верхню напівформу по штирях встановлюють на нижню. Потім на верхню напівформу кладуть вантаж;

- готові ливарні форми до заливання металом дозволяється витримувати протягом не більше за 1 год.

Для ущільнення холоднотвердіючої суміші при виготовленні ливарних стрижнів будемо використовувати машинне формування вібрацією.

2.3.3 Розрахунок маси вантажу

В процесі заповнення форми під дією розплаву верхня напівформа може піднятися та по розніму метал може витікти. Щоб цього не було, верхню та нижню напівформи скріплюють або на складену форму перед заливанням встановлюють вантаж. Для визначення маси вантажу необхідно знати силу, яка діє на верхню напівформу. Після визначення цієї сили, вирішують питання про скріплення напівформ під час заливання форми (болтами, скобами, струбцинами) або установку вантажу на верхню напівформу.

Маса верхньої опоки М_оп= 23 кг; маса суміші у верхній опоці М_см=49,5 кг; розмір D = 0,146 м; діаметр стрижня 0,07 м; висота h_max= 0,15 м; густина сталі ρ_м=6900 кг/м³; густина стрижня ρ_ст= 1700 кг/м³.

Силу піднімання напівформи Р_Ф будемо визначати за формулою

, (2.7)

де F – проекція площі змочуваної поверхні верхньої напівформи на площину, що перпендикулярна напряму піднімальної сили;

h_max – максимальна висота напору, яка вимірюється до верхнього рівня металу у відкритих надливах або у ливниковій лійці, якщо надливи закриті;

ρ_м – густина рідкого металу.

Таким чином

кг.

Силу спливання стрижня визначимо за формулою

, (2.8)

де – об’єм стрижня;

ρ_ст – густина стрижньової суміші.

Тоді кг.

Після підрахунку загальної піднімальної сили приймаємо рішення про необхідність використання вантажу або спосіб кріплення напівформ.

Розрахунок маси вантажу (або кріплення верхньої та нижньої напівформ), який необхідний проти піднімання верхньої напівформи, роблять виходячи з того, що сумарні значення мас верхньої напівформи та вантажу повинні бути більше сумарних значень сил піднімання форми та спливання стрижнів в 1,4…1,5 рази для урахування гідравлічного удару при заповненні форми.

Тоді умова для розрахунку необхідності використання вантажу можна записати

(2.9)

або

, (2.10)

де G – маса вантажу;

М_оп – маса верхньої опоки;

М_см – маса суміші в верхній опоці.

Якщо при розрахунку умова (2.9) виконується, тоді вантаж не потрібен, а якщо ця умова не виконується, тоді масу вантажу можна визначити за формулою (2.10).

Перевіримо, як виконується умова (2.9):

, одержимо 14<105.

Через те, що умова для виливка виконується, тоді для усунення підняття верхньої напівформи не потрібен вантаж,

2.3.4 Встановлення параметрів заливання ливарної форми

Плавку чавуна необхідної марки здійснюємо в доменній електропечі мод. ИЧТ-1,5. Випуск розплаву із плавильного агрегату здійснюється в роздавальні кранові ковші стопового типу. Температура заливання - 1550 - 1560 ^оС [11].

Місткість заливального ковша розраховують за формулою

, (2.11)

де Е - місткість ливарного ковша, кг;

е - середня металомісткість однієї форми, кг; на разі е = 1302 кг;

Т₁ - Т₂ - інтервал температур заливання, що рекомендуються, ^оС; за

даними [ 11] це інтервал - 1550 - 1560 ^оС;

К_р - коефіцієнт резерву на непередбачувані витрати часу; К_р= 0,5-0,75;

Т_сн - зниження температури металу у ковші, ^оС; за [11] Т_сн = 10-20 ^оС;

С - повний цикл залива форми, хв; на разі С=3,44 с або 0,06 хв.

При розрахунку місткості заливального ковша одержуємо

Е = 13,2 х 10 х 0,5 /15 х 0,06 = 73,3 кг.

Приймаємо місткість заливального ковша 100 кг або 0,1 т.

2.3.5 Розрахунок тривалості твердіння та охолодження виливка у піщаній формі

Розрахунок тривалості охолодження виливка у ливарній формі до вибивання здійснюємо за допомогою ПЕОМ (додаток А). При цьому приймаємо такі теплофізичні характеристики матеріалу виливка і ливарної форми: t_ф= 293К; t_кр= 1803К; с₁= 0,84 кДж/кг К; ₁= 7800 кг/м³; L= 268 кДж/кг; t_зал= 1853К; b_ф= 1394 Вт/м ² К.

Одержані дані: час відведення теплоти перегріву - 11,3 с; час твердіння виливка – 168,14 с; час охолодження затверділого виливка – 1001,2 с; загальна тривалість охолодження до вибивання - 0,33 год, що не суперечить даним [12].

2.3.6 Процеси та методи для здійснення фінішних операцій виготовлення виливка

Вибивання ливарних форм здійснюється за допомогою вибивної гратки.

Живильники, які залишилися після вибивання, відбиваються молотком.

Віддалення заливів, задирок, слідів розніму та нерівностей, які залишилися після відбивання живильників здійснюється звичайним механічним обробленням, яке включає обробку пневмозубилами та на обдирно-шліфувальних станках.

Для віддалення з поверхонь виливка формувальної і стрижньової сумішей, що пристали та пригоріли, застосовується галтувальне очищення. Очищення здійснюється шляхом взаємного тертя і співударяння виливків один об одний при обертанні барабану. Для посилення ефекту очищення у барабан разом з виливками завантажують наповнювач у кількості 30-35% від маси виливків. Тривалість очищення складає 0,5-2 год.

2.3.7 Контроль якості виливка

Номенклатура показників якості виливків встановлюється стандартами або технічними умовами. Залежно від властивостей виливків, які характеризуються, встановлено 11 груп показників якості [12], із котрих для оцінки якості виливків відповідального призначення за ГОСТ 4.439-86 рекомендується використовувати тільки п’ять:

- класифікаційні ознаки (марка сплаву, маса виливка, класи розмірної точності і маси, група складності);

- показники призначення (тимчасовий опір, границя текучості, відносне подовження і звуження, ударна в’язкість, твердість, мікроструктура);

- показники технологічності і економного використання металу (припуски на механічне оброблення, допуски на необроблювані розміри виливка);

- показники якості поверхонь (шорсткість поверхні і мінімальний ливарний припуск);

- економічні показники (економічний ефект, собівартість).

Хімічний склад металу виливка визначається в експрес-лабораторії методом спектрального аналізу. Геометричні розміри виливків контролюються за допомогою вимірювальних інструментів і шаблонів, шорсткість - профілографом. При контролі механічних властивостей - проби підлягають випробуванням на спеціальних машинах. Структуру металу контролюють на металомікроскопі.

Дефекти, які виявлені під час контролю і які впливають на властивості деталі, виправляють за допомогою дугового зварювання або газопламеневого наплавлення спеціальними електродами, а також застосовують замазки на основі епоксидної смоли.

ВИСНОВКИ

1. В проекті на основі характеристики конструкції деталі і аналізу технічних вимог було обрано матеріал виливка – конструкційна нелегована стальмарки 45Л ГОСТ 977-88, обґрунтовано спосіб лиття - у піщану вологу форму, методи виготовлення ливарної форми - машинне формування струшуванням з допресуванням і ливарних стрижнів - із ХТС.

2. Виходячи із загальної конфігурації, маси і розмірів деталі, положення оброблюваних поверхонь та інших умов одержання якісного виливка, на кресленні деталі розроблено технологічні вказівки елементів ливарної форми.

3. Визначено точність виливка і точність модельного комплекту: точність виливка 9-6-13-9 ГОСТ 26645-85; точність МК5-метал ГОСТ 3212-92.

4. Для одержання виливка, котрий віднесено за складністю до 2 групи, передбачено використання одного горизонтального ливарного стрижня. Визначено розміри знаків на стрижні і ливарній моделі.

5. С урахуванням конструкції ливарної моделі и мінімально припустимих товщін шару формувальної суміші на різних ділянках форми розраховано кількість виливків в одній формі - 4 шт., та визначено габаритні розмірі опок - 500 х 400 х 150/150 мм.

6. За методом Г.М.Дубицького розраховано литникову систему. Прийнято таке співвідношення між перерізами елементів литникової системи – F _ж:F _шл :F _ст = 1: 1,1: 1,2.

7. Обрано типи і конструкції ливарних опок, модельних плит, а також розроблено конструкцію ливарної моделі.

8. Обрано склади формувальної і стрижньової суміші для виготовлення ливарної форми та методи формування частин ливарної форми.

9. Встановлено параметри заливання ливарної форми: температура заливання -1550 - 1560 ^оС, місткість роздавального кранового ковша стопорного типу - 0,1 т.

10. Визначено процеси та методи для здійснення фінішних операцій при виготовленні виливка.

11. Визначені показники контролю якості виливка.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Гуляев Б.Б. Формовочные процессы / Б.Б.Гуляев, О.А. Корнюшенко, А.В.Кузин. – Л.: Машиностроение, 1987. – 264 с.

2. Скарбинский М. Конструирование отливок/ М.Скарбинский: Пер. с польск.- М.-Л.: Машгиз, 1961. – 574 с.

3. Анисимов Н.Ф. Проектирование литых деталей: Справочник / Н.Ф.Анисимов, Б.Н. Благов.– М.: Машиностроение, 1967.- 272 с.

4. Іванова Л.Х., Шапран Л.О., Хитько О.Ю. Точності деталей і виливків. Припуски на механічне оброблення: Навч. посібник / Л.Х. Іванова, Л.О. Шапран, О.Ю.- Д.:НМетАУ, 2010.– 92 с.

5. Абрамов Г.Г., Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика / Г.Г.Абрамов, Б.С. Панченко.-3-е изд., перераб и доп.– М.: Высш.шк., 1991.– 319 с.

6. Методические указания и справочные данные для выполнения технологической части дипломного проекта для студентов специальности 11.06/ Сост.: Н.П.Котешов [и др.].-Д.:ГМетАУ, 1996.– 100 с.

7. Дубицкий Г.М. Литниковые системы / Г.М.Дубицький.-М.-Свердловск:Машгиз,1962.-256 с.

8. Сафронов В.Я. Справочник по литейному оборудованию/В.Я.Сафронов.-М.: Машиностроение, 1985.- 320 с.

9. Иванова Л.Х. Стандартизация в курсовом и дипломном проектировании/ Л.Х.Иванова, Е.В. Колотило: Учеб. пособ.– Д.: НМетАУ, 2000.– 162 с.

10. Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник/ Под общ. ред. С.С.Жуковского.– М.: Машиностроение,1993.– 432 с.

11. Справочник литейщика. Чугунное литье / Под общ. ред. Н.Н.Рубцо-

ва.- М.: Машгиз, 1961.– 774 с.

12. Могилев В.К. Справочник литейщика/ В.К.Могилев, О.И. Лев. - М.: Машиностроение, 1988.– 272 с.

Додаток А

Дата добавления: 2015-08-31