ЗАВДАННЯ 2 страница

З погляду, по-перше, одержання виливка згідно з вимогами по точності, шорсткості ливарних поверхонь, по-друге, того, що технологічний процес повинен бути продуктивним, економічно доцільним та мати мінімальні витрати на технологічне оснащення, обираємо спосіб лиття у піщані вологі форми. Таким чином: 1) основа матеріалу форми – кварцовий пісок; 2) зв’язувальна добавка – волога глина; 3) оснащення – витяжні моделі та опоки; 4) спосіб виготовлення форми – ущільненняструшуванням із допресуванням; спосіб виготовлення стрижня – без ущільнення з холоднотвердіючих сумішей; 5) спосіб заливання – вільне. Схема способу лиття у піщані форми наведена на рисунку 1.1.

Під способом формування маємо процес виготовлення форми (ручне, машинне) та тип формувальної суміші, що використовується у цьому процесі.

В основі вибору процесу виготовлення форми лежить кількість виливків, яку необхідно виготовити за певний термін, наприклад, за рік, тобто спосіб формування визначається характером виробництва виливків (від одиничного до масового) та досягнутим рівнем машинної техніки для виконання цієї мети.

Вибір типу формувальної суміші визначається родом сплаву, масою, геометричними розмірами та складністю виливка, технічними вимогами до його точності, якості, економічними факторами.

Рисунок 1.1 – Схема способу лиття у піщані форми

В умовах масового та крупносерійного виробництва в піщаних формах формуванням по вологому виготовляють виливки з чорних сплавів масою до 500 кг та більше, при серійному, дрібносерійному та одиничному виробництві – до 100 кг.

Для виливків середньої (1100…1000 кг) та великої (1000…50900 кг) маси в умовах серійного, дрібносерійного та одиничного виробництва характерно застосування форм по сухому, підсушуваних, різного виду зміцнюваних форм з самотвердіючих сумішей.

СО₂ – процес рекомендується застосовувати для виготовлення форм стальних виливків, пластичні самотвердіючі суміші (ПСС) – в основному для

виробництва чавунних виливків; форми з холоднотвердіючих сумішей (ХТС) більш дорогі, але в останні роки знаходять більш широке застосування незалежно від характеру виробництва і виду сплавів, також стрімко розширюється область застосування вакуумно-плівкового формування. Рідкі самотвердіючі суміші (РСС) переважно застосовувати для форм важких крупних виливків. Крупні форми з піщано-глинистих сумішей можуть виготовлятися піскометним ущільненням [ ].

З погляду, по-перше, одержання виливка згідно з вимогами по точності, шорсткості ливарних поверхонь, по-друге, щоб технологічний процес був продуктивним, економічно доцільним та мав мінімальні витрати на технологічне оснащення, обираємо спосіб формування - по вологому. Крім того, при виборі способу формоутворення приймаємо для разової ливарної форми – формування опочне, по моделі, машинне.

1.5 Постановка завдання

На основі проведеного аналізу конструкції деталі та технічних вимог, що до неї пред’являються, та обґрунтування матеріалу розробити технологічний процес виготовлення виливка «Фланець» у разових піщаних формах.

2 ОСНОВНА ЧАСТИНА

Згідно зі завданням основні питання курсового проекту були визначені наступним чином.

2.1 Розробка ливарних технологічних вказівок на кресленні виливка

2.1.1 Вибір положення виливка у ливарній формі при заливанні та площини розніму ливарної моделі та ливарної форми

Положення виливка у ливарній формі обирають залежно від його конструктивних особливостей: виливки циліндричної форми рекомендується розміщувати так, щоб довга вісь була горизонтальною [2].

При визначенні площини розніму виходили з такого: а) поверхня розніму бажано бути плоскою; б) кількість рознімів повинно бути мінімальним; в) модель не повинна мати відлучених частин; г) форма повинна мати мінімальні габарити (тобто висота форми не повинна бути великою); д) бажано, щоб виливок розміщувався в одній нижній напівформі.

Обрані положення виливка у ливарній формі, площина розніму ливарної форми та ливарної моделі показані на листі 1 графічної частини проекту.

2.1.2 Визначення точності виливка та припусків на його механічне оброблення

Величину припусків на механічне оброблення та точність виливка визначаємо за ГОСТ 26645-85 [3].

Параметри точності виливка в цілому включають клас розмірної точності, ступінь короблення, ступінь точності поверхонь та клас точності маси, а також допуск зміщення виливка (таблиця 2.1).

Вибір величини припусків виконується залежно від точності виливка, способу лиття, матеріалу виливка та ін. Крім того, згідно з ГОСТ 26645-85 визначають припуски мінімальний ливарний та загальний.

Таблиця 2.1 - Параметри точності виливка в цілому

Параметри точності	Норми точності
Клас розмірної точності Ступінь короблення Ступінь точності поверхонь Клас точності маси Допуск зміщення, мм	-

Примітка. Допуск маси, не більше за 12,0 %.

Мінімальний ливарний припуск визначають для контролю величини поверхневих дефектів, котрі не повинні виходити за його межі. На разі такий припуск на усі поверхні - 0,8мм (ряд припуску - 7).

Загальні припуски призначають для усунення похибок розмірів, форми та розташування, нерівностей і дефектів оброблюваних поверхонь, які формуються при виготовленні виливка та послідовних переходах його оброблення. При визначенні загальних припусків на оброблення спочатку встановлюють загальні допуски розмірів виливка та вид механічного оброблення. Дані визначення загальних припусків наведені у таблиці 2.2.

2.1.3 Визначення матеріалу та точності модельного комплекту

Відомо, що матеріал для модельного комплекту обирається залежно від типу і серійності виробництва: за серійного виробництва виливків 1 групи за масою із застосуванням машинного формування рекомендується використовувати метал [ ].

Таблиця 2.2 - Узагальнені дані визначення загальних припусків на бік

Номінальний розмір виливка, мм	Вид номі- нального розміру	Клас точ-ності номі-нального розміру	Допуск но-мінального розміру, мм, не більше	Номінальний розмір нормуємої ділянки, мм	Допуск форми і розміщення поверхонь, мм, не більше	Загальний допуск, мм, не більше
	ВР-2		2,0	146в/70н	0,5в/0,4н	2,2в/2н
Ø60	ВР-3				0,4	2,4
Ø12	ВР-2		1,4		0,4	1,6

Вид механічного оброблення для похибок розмірів	Вид механічного оброблення для похибок форми і розміщення поверхонь
допуск номі- нального роз- міру виливка, мм	допуск розміру деталі, мм	співвідно-шення між допусками деталі та виливка	вид ме- ханічного оброблен-ня	допуск фор- ми і розмі-щення ви-ливка, мм	допуск форми і розміщ. деталі, мм	співвідно-шення між допусками деталі і виливка	вид ме- ханічного об-роблен- ня
	0,62	0,31	Чорнове	-	-	-	-
2,4	0,76	0,292	Чорнове	-	-	-	-
1,4	0,43	0,307	Чорнове	-	-	-	-

Остаточний вид механічного оброблення	Загальний допуск розміру, мм	Ряд припуску	Рівень точності оброблення	Загальний припуск на механічне оброблення на бік, мм, не більше
Чорнове	2,2/2/2/2		середній	1,6в/1,5н
Чорнове	2,4/2		середній	1,6
Чорнове	1,6/2		середній	1,4

Клас точності модельного комплекту призначається за ГОСТ 3212-92 залежно від класу розмірної точності виливка: за точності виливка 9 точність модельного комплекту повинна дорівнювати 5, тому точність МК5-метал ГОСТ 3212-92.

2.1.4 Визначення формувальних ухилів

Якщо у виливку не передбачені конструктивні ухили, тоді необхідно придати формувальні ухили моделі за ГОСТ 3212-92 [ ] залежно від вимог, що пред’являються до поверхонь виливка.

Деталь “фланець”, що підлягає литтю, на бічних поверхнях не має конструктивних ухилів, які забезпечують безперешкодне видобування моделі із форми, тому необхідно призначити формувальний ухил на фланці та у стрижньовому ящику.

Узагальнені дані щодо визначення величин формувальних ухилів на моделі виливка та у стрижньовому ящику наведені у таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Дані по формувальним ухилам

Частина модельного комплекту	Вимоги до поверхні	Тип ухилу	Висота формо- утворювальної поверхні, мм	Формувальний ухил комплекту
.....	мм
Модель виливка	не оброблювана	г)		2,20'	0,40
не оброблювана	г)		35'
не оброблювана	г)		1,35'	0,45
не оброблювана	г)		50'	0,60
не оброблювана	г)		1,20'	0,50

2.1.5 Визначення припусків на усадку сплаву

Для того, щоб одержати виливок з потрібними розмірами необхідно урахувати величину лінійної усадки ливарного сплаву, на разі – конструкційної нелегованої сталі марки 45Л ГОСТ 977-88. Згідно з ГОСТ 977-88 приймаємо величину усадки ливарного сплаву 1.6%.

2.1.6 Визначення розмірів литих отворів у виливку

Мінімальна величина розміру наскрізних та глухих отворів, що одержуються у виливках, залежить як від термостійкості та інших технологічних властивостей стрижньових сумішей, що визначає добру вибиваємість та одержання поверхні без пригару, так і від фізико-хімічних властивостей сплаву, його маси, яка оточує стрижень, та тиску, який на нього виходить. Відомо, що дрібні отвори у виливку утруднюють формування та лиття, тому їх одержують механічним обробленням. Мінімальні діаметри литих наскрізних отворів у виливках визначаємо за даними [ ]. Узагальнені дані по виконанню отворів у виливку наведені у таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 – Дані по виконанню отворів у виливку

Розміри отвору на кресленні деталі, мм	Мінімальний діаметр литого	Спосіб виконання отвору
діаметр	Глибина	кількість	отвору, мм
				Механічним обробленням
75-60	53,1			Ливарним стрижнем

2.1.7 Визначення кількості стрижнів та їх конструювання

Для одержання необхідної конфігурації виливка передбачаємо використання одного ливарного стрижня, по розташуванню у формі – вертикального. Узагальнені дані щодо розмірів знаків на ливарному стрижні та ливарній моделі, які визначали за ГОСТ 3212-92, наведені в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 - Характеристика ливарного стрижня

Номер стриж-ня	Положення стрижня при складанні форми	Розміри стрижньових знаків, мм	Ухили на знакових поверхнях	Техноло-гічні зазори, мм
	висота нижнього знаку	висота верхнього знаку	знизу	згори	s1	s2
ст.1	вертикальний			10^о(4,5 мм)	15^о(8,2 мм)	0,5	0,5

2.1.8 Визначення місць установки надливів та розрахунок їх розмірів

Основні умови по установці надливів на виливках узагальнені теорією та практикою ливарного виробництва та формулюються таким чином: а) надлив необхідно встановлювати на наймасивніших частинах (гарячих вузлах) виливка; б) надлив повинен твердіти в останню чергу (пізніше виливка); в) об’єм надливу повинен бути таким, щоб забезпечувалася мінімальна витрата рідкого металу на живлення виливка, але уся усадочна раковина розміщувалася б у надливі та ін.

Характерною особливістю технологічного процесу є лиття виливків з застосуванням двох прямих надливів. По нормалі [ ] приймаємо до установки екзотермічні стрижні з масою надливів по 19 кг.

2.1.10 Визначення місця підведення металу у порожнину ливарної форми, типу литникової системи

Правильний вибір місця підведення металу до порожнини форми виявляє суттєвий вплив на якість виливків. Місце підведення металу встановлюють залежно від розмірів и конфігурації виливка та властивостей сплаву. Підведення металу до порожнини форми повинно забезпечити спокійне, безударне заповнення порожнини форми та необхідну на спрямованість твердіння виливка.

Метал рекомендується підводити так, щоб стінки виливка були продовження струму металу. Не допускається подавання металу на стрижень або стінку форми. При виробництві виливків з олов’яних бронз, сплавів з широким температурним інтервалом кристалізації переважне підведення металу у порожнину форми зверху.

Таким чином, приймаємо горизонтальну литникову систему з підведенням розплаву одним живильником на один виливок.

2.1.11 Визначення кількості виливків у ливарній формі і вибір габаритних розмірів опок

На основі обраного метода формування з урахуванням габаритних розмірів ливарної моделі виливка та мінімально допустимої товщини шару формувальної суміші на різних ділянках форми [5] визначили габаритні розміри ливарних опок та кількість виливків у ливарній формі. Дані, що були одержані, наведені у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Узагальнені дані про розміри ливарних опок та

кількість виливків у ливарній формі

Габаритні розміри моделі виливка, мм (верх/низ)	Кількість виливків у формі, шт	Габаритні розміри ливарних опок, мм
середній внут-рішній	нижня опока	верхня опока
дов-жина	ширина	висота	дов-жина	ширина	висота
120/150 х х 32/150 х х 45/89

2.1.12 Розрахунок литникової системи

Розрахунок литникової системи робимо за способом Дубицького.

Визначаємо оптимальну тривалість заливання ливарної форми за формулою

, (2.1)

де - оптимальна тривалість заливання, с;

S - коефіцієнт (для чавуну дорівнює 2);

- товщина стінок виливка, мм;

G - маса виливків з литниковою системою у формі, кг.

[c].

Після визначення перевіряємо швидкість піднімання рівня металу у ливарній формі за формулою

, (2.2)

де - висота виливка у ливарній формі (по положенню при заливанні), мм.

V = 51,6: 9,94 = 5,19 [ мм/с].

Така швидкість не лежить в допустимих межах (при >10-40 мм V = 20-10 мм/с), тому

t = 51,6:15=3,44 [с].

Визначаємо середній розрахунковий напір Н_ср за формулою

, (2.3)

де Н_ст - висота стояка, см;

h_в - висота виливка по положенню при заливанні, см;

h_верх - висота виливка у верхній напівформі, см.

Н_ср = 150 - 0 / 2х3,44 = 15 [см].

Визначаємо загальну площу перерізів живильників S F_ж за формулою

, (2.4)

де - загальний коефіцієнт витрати в литниковій системі ( = 0,42).

S F_ж = 13,2/ (0,32 х 3,44 х 0,31 х ) = 3,5 [см²].

Через те, що живильників у формі чотири, то 3,5: 4 = 0,88 см². Розміри перерізу живильника наведені на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 - Переріз живильника

Приймаємо співвідношення між елементами литникової системи таким

S F _ж: S F _шл : S F _ст = 1: 1,1: 1,2 (2.5)

Отже, розрахуємо площу перерізів шлакоуловлювачівS F _шл

S F _шл = 1,1 х 3,5 = 3,85 [см²].

Через те, що шлакоуловлювачів у ливарній формі два, то переріз одного шлакоуловлювача буде 3,85: 2= 1,925 см². Розміри перерізу шлакоуловлювача наведені на рисунку 2.2. 15

Рисунок 2.2 - Переріз шлакоуловлювача

Розрахуємо площу перерізу стояка

F _ст = 1,2 х 3,5 = 4,2 [см²].

Діаметр стояка визначаємо за формулою

(2.6)

D = = 24 [мм].

2.2 Розробка та вибір конструкції технологічного оснащення

Технологічне оснащення - це засоби, що доповнюють ливарне технологічне обладнання для виконання якоїсь частини технологічного процесу одержання виливків. Воно умовно поділяється на основне та допоміжне.

2.2.1 Розробка основного технологічного оснащення

Основне оснащення складає модельний комплект, до складу якого входять: модель виливка, модельні чи підмодельні плити, моделі елементів литникової системи та елементів живлення виливків, стрижньові ящики та ін.

2.2.1.1 Вибір матеріалу та конструювання ливарної моделі

Класифікаційні ознаки та основні розміри моделі, що використовується, наведені у таблицях 2.7 та 2.8.

Таблиця 2.7 - Класифікація моделі виливка

Ознака	Характерні особливості
Матеріал моделі	По роду матеріалу, із котрого виготовляється модель - металева (як було вказано у розд. 2.3)
Тип виробництва	Для умов масового виробництва використову- ються алюмінієві сплави та чавун. Обираємо алюмінієвий сплав марки АК7 ДСТУ 2839-94.
Особливості конструкції	Модель - нероз’ємна
Спосіб формування	Для машинного формування
Міцність моделі	Першого класу міцності
Вид ливарного сплаву	Модель для стального виливка
Точність виготовлення	П’ятого класу точності
Складність конфігурації	Другої групи складності

Таблиця 2.8 - Допуски на габаритні розміри моделі

Номінальний розмір, мм	Допуск розміру, мм
	0,56
	0,56
	0,40
	0,44
	0,50

Через те, що середній габаритний розмір моделі дорівнює 150 мм, то виготовляється модель цільнолита

2.2.1.2 Визначення розмірів і конструкції модельних плит

Модельні плити призначені для закріплення на них частин модельного комплекту та установки ливарних опок при формуванні.

Конструкція та розміри модельних плит визначаються залежно від серійності виробництва і типу формувальної машини, для якої вони призначені. Класифікаційні ознаки та основні розміри модельних плит, що використовуються, наведені у таблиці 2.9.

Кожна модель виливка кріпиться та фіксується на модельній плиті у знакових частинах моделей. Для фіксування та закріплення кожної моделі виливка на нижній модельній плиті передбачимо на моделях припливи, які виконуються за ГОСТ 21080-75: відстані до осі кріпильного виробу діаметром 6 мм l=12 і r=10 мм. Фіксування кожної моделі виливка на плиті здійснюється 2 штифтами типу 2.6 х L ГОСТ 3128-70, закріплення - двома болтами М8 х L.48 ГОСТ 7802-81, гайками М8-6Н.5 ГОСТ 5927-70 та шайбами 8 65Г ГОСТ6402-70.

Таблиця 2.9 - Дані по модельним плитам

Призначення модельної	Класифікація за
плити	матеріалом	конструкцією	формою
Для формування верхньої півформи	тип 1 - відлита з сталі марки 25Л ГОСТ 977-88	без вкладишів та координатних от-ворів, однобічна	прямо-кутна
Для формування нижньої півформи	тип 1 - відлита з сталі марки 25Л ГОСТ 977-88	без вкладишів та координатних от- ворів, однобічна	прямо-кутна

Основні розміри, мм	Умовне позначення за стандартом
середній розмір опоки (внутрішній)	S	H	А
			L+100	0280-1253/001 ГОСТ 20101-74
			L+100	0280-1253/001 ГОСТ 20101-74

Кожна модель живильника на нижній модельній плиті фіксується двома штифтами 2.3 х L ГОСТ 3128-70 та закріплюється двома заклепками 3 х L.00 ГОСТ 10302-80. Литникова система (шлакоуловлювач і стояк) на верхній модельній плиті фіксується також двома штифтами типу 2.3 х L.00 ГОСТ 3128-70, а закріплюється на модельній плиті - штирем типу 0298-1371 ГОСТ20345-74 і двома заклепками 3 х L.00 ГОСТ 10302-80.

2.2.1.3 Вибір матеріалу та конструкції стрижньового ящика

Стрижньовий ящик також як і моделі виконується із алюмінієвого сплаву марки АК7 ДСТУ 2839-94. Корпус стрижньового ящика має висоту до 400 мм, тому виконується цільнолитим з товщиною стінки 10 мм (За конструкцією стрижньовий ящик – рознімний)

2.2.2 Вибір конструкції допоміжного технологічного оснащення

До допоміжного оснащення відносяться: опоки, підопочні та сушильні плити або драйєри, центруючі та напрямні штирі, скоби, струбцини, жеребейки, крючки та ін.

2.2.2.1 Вибір типу і конструкції опок

Характеристика обраних ливарних опок наведена у таблиці 2.10.

Таблиця 2.10 - Класифікація ливарних опок за ГОСТ 2133-75

Ознака	Характеристика
Матеріал	Тип 1 - литі із стали марки 45Л ГОСТ 977-88
Маса	Категорія 1- ручна
Конфігурація	Вид 1 - прямокутні
Спосіб формування і положення при заливанні	Група 1 - машинний спосіб, опоки парні (нижні та верхні), положення - горизонтальне
Умовне позначення	верхня опока за ГОСТ 14928-80 нижня опока за ГОСТ 14928-80

2.2.2.2 Вибір типу і конструкції центруючих і напрямних штирів

Для точного суміщення верхньої опоки з нижньою при збиранні форми застосовують штирі: центруючий типу 0290-0201 ГОСТ 22965-78 та напрямний типу 0290-0202 ГОСТ 22965-78, що кріпляться до верхньої опоки гайками М20-6Н.5 ГОСТ 5927-70 та шайбами 20 65 Г ГОСТ6402-70.

Для точної установки опок на модельних плитах застосовують штирі: центруючий 0290-2501 ГОСТ 20122-74, напрямний 0290-2551 ГОСТ 20123-74, що кріпляться до плити двома шайбами 12 65Г ГОСТ 6402-70 та двома гайками М12-6Н.5 ГОСТ 5927-70.

2.3 Визначення параметрів технологічного процесу виготовлення виливка

2.3.1 Вибір складів і способів приготування формувальної та стрижньової сумішей

Дата добавления: 2015-08-31