Литейный цех

Оглавление

  ПРИЛОЖЕНИЯ:

       Приложение 1. Чертеж  отливки с нанесенной технологией  ГОСТ 26645-85

       Приложение 2. Чертеж  собранной формы

       Приложение 3. Чертеж  модели и модельной плиты

       Приложение 4. Чертеж  стержневого ящика

 

Введение

1. Роль и значение литейного производства в промышленности.

 

Большинство машин, различного рода сооружений, имеющих широкое использование на земле, изготовлено из металлов. И особое место среди них занимают черные металлы, к которым, главным образом, относятся железо и его сплавы.

Основной металл для литейного  производства - чугун, который является самым распространенным конструкционным  материалом для получения литых  изделий. Доля чугунных отливок в машиностроении составляет от 40 до 80%. Около трех четвертей всех отливок производят из чугунов: серого, легированного, ковкого и высокопрочного, но самый распространенный - серый чугун с пластинчатой формой графита.

Он имеет прекрасные литейные и  антифрикционные свойства, хорошую износостойкость, высокую демпфирующую способность и низкую чувствительность к концентраторам напряжений. Отливки из серых чугунов хорошо обрабатываются резанием.

По сравнению со сталью чугуны обладают лучшими литейными свойствами (жидкотекучесть вдвое больше, а усадка меньше), затраты на выплавку чугуна также существенно ниже, чем стали.

Чугуны склонны к образованию  разнообразных структур, которые  в конечном итоге и определяют те или иные его свойства.

Специальные легированные и белые чугуны обладают высокой твердостью и износостойкостью, широко применяются в металлургической и горнодобывающей промышленности. А чугуны, легированные никелем, хромом, алюминием и кремнием предназначаются для деталей, работающих в условиях высоких температур, агрессивных средах.

Одной из особенностей чугуна является то, что его физико-механические и служебные свойства существенным образом зависят от химического состава и скорости охлаждения отливки. Поэтому эти факторы необходимо постоянно учитывать.

Особое место в машиностроении при получении качественных отливок занимает высокопрочный чугун с шаровидной формой графита (ЧШГ). В последние десятилетия он существенным образом потеснил отливки из стали, особенно в Японии и США. В развитых странах ЧШГ прочно занимает второе место по тоннажу выпущенных отливок после серого чугуна. Используется он в основном в производстве труб под давлением и фитингов, а также в автомобилестроении (снижает массу автомобиля), сельскохозяйственном, дорожно-строительном и общем машиностроении. Нельзя не отметить участие ЧШГ в изготовлении сорто- и листопрокатных валков.

Самым молодым типом чугуна считается  чугун с вермикулярной формой графита (ЧВГ), он обычно применяется  при производстве отливок большой массы и с различной толщиной стенок. ЧВГ дешевле ЧШГ примерно на 20-25%.

Получение качественных отливок из чугуна не может быть осуществлено без правильного выбора плавильного агрегата. В настоящее время основными плавильными агрегатами являются индукционные и электродуговые печи, а также вагранки. [2]

2. Достижения в процессах

 

Применение индукционных печей  в качестве агрегата для плавки и  перегрева чугуна обеспечивает ряд  преимуществ, касающихся и качества  металла, и организации производства. Появляется возможность получения чугуна с более точным химическим составом, с заданными структурой и механическими свойствами. Температура чугуна на различных этапах плавки и при выпуске может регулироваться с высокой точностью (±5°С) в соответствии с заданной технологией, при этом перегрев металла от температуры 1300°С (±5°С) и выше оказывается более экономичным, чем при плавке в вагранке.

Индукционные печи характеризуются высоким КПД при перегреве (до 85%), небольшим угаром легирующих элементов, наименьшим из всех плавильных агрегатов пылегазовыделением, а также возможностью применения защитных атмосфер для ведения технологического процесса.

Индукционные печи обеспечивают гибкость технологического процесса, лёгкую смену  марок чугуна, а интенсивное перемешивание — однородность состава и свойств чугуна.

В индукционных печах можно получать любые марки нелегированных и легированных чугунов. На машиностроительных заводах страны ежегодно скапливается значительное количество чугунной, стальной стружки и других легковесных отходов металлообработки. Индукционные печи позволяют использовать эти отходы и получать практически все марки чугунов при соответствующих подготовке шихты и режимах плавки. Технико-экономические расчеты показывают, что при использовании дешевой шихты, состоящей из стального, чугунного лома и самых дешевых металлоотходов — стружки, высечки и отходов листовой штамповки,  себестоимость жидкого чугуна при плавке в индукционных тигельных печах оказывается ниже ваграночного. Следует отметить, что первостепенное значение имеют технические преимущества плавки в индукционной печи, у экономических же приходящий характер, они зависят от стоимости энергоносителей и шихты. Уже с 2005 г. при возросшей стоимости кокса плавка в индукционной печи становится экономичнее ваграночной. А если учесть самый низкий угар элементов, особенно дорогих легирующих, при плавке в индукционной печи, то её преимущества становятся еще более очевидными не только в сравнении с вагранкой, но и с дуговой печью переменного тока.

Недостатком индукционной печи как плавильного агрегата для чугуна является «холодный» малоактивный шлак с вытекающими из этого последствиями. В этом неоспоримые преимущества имеют дуговые электрические печи. [5]

1.3. Цели и задачи проекта

 

Курсовой проект предусмотрен учебным планом по курсу “Технологическогие основы литейного производства” и полностью отвечает его содержанию, а также включает разделы, проработка которых требует знании спецкурсов “Производство отливок из сплавов цветных металлов” и “Производство отливок из чугуна и стали”.[5]

Цель курсового проекта - систематизация, углубление и закрепление знании и навыков, полученных при изучении курса “Технологические основы литейного  производства”, а также дисциплины “Производство отливок из чугуна и стали” (для специализации “Литейное производство черных металлов и сплавов”) или “Производство отливок из сплавов цветных металлов” (для специализации Литейного производство цветных металлов и сплавов).

Все проектные  разработки должны основываться на применении прогрессивных технологических процессов и быть направлены на снижение материальных трудовых и энергетических ресурсов, повышения производительности труда и улучшение качества отливок, снижение дефектности и брака литья, устранение тяжелого физического труда,  повышение степени механизации и автоматизации технологических операций.[7]

1. Анализ задания.

2.1. Оценка технологичности конструкции  литой детали

 

Технологичность детали – это совокупность свойств, в первую очередь конструктивных, показывающих возможность, целесообразность изготовления отливки методами литья с последующей механической обработкой при минимальных затратах и минимальном негативном воздействии на окружающую среду.

Для изготовления отливки применяется чугун марки  СЧ 20 . Данная отливка относится к отливкам сложного типа и представляет собой  тело вращения, симметричной формы.  Габаритные размеры отливки составляют Ø180х223 мм. Имеет массу 19,9 кг. Отливка обладает хорошей технологичностью для изготовления её способом литья.

Преобладающая толщина стенок отливки составляет приблизительно 14 мм, что обеспечивает хорошее заполнение формы. Также плавные переходы, что гарантирует меньшие напряжения, засоры от формовочной смеси и устранение пригара во внутреннем углу. Более высокую технологичность отливки также обеспечивает устойчивое положение стержня.[4]

2.2. Обоснование и выбор способа  изготовления отливки

 

Литейное производство располагает  большим количеством технологических  процессов производства отливок  широкой номенклатуры из различных  сплавов. Каждая технология позволяет достичь наибольшей эффективности в определенной области.

Отливка изготавливается в условиях среднесерийного производства. Учитывая имеющиеся технологические возможности, а также технологичность и размеры отливки делаем вывод, наиболее целесообразным и рентабельным является способ  изготовления отливки в одноразовые песчано-глинистые формы из низковлажных (до 2,8 %) высокопрочных (более 160 кПа или 1,6 кг/см²) с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц.  Этот способ позволяет получать отливки практически любой конфигурации и  массы с небольшими, по сравнению с другими способами, материальными затратами и характеризуется простотой изготовления форм, удовлетворительной степенью точности и не требует высококвалифицированных кадров.[3]

 

2. Решения технического характера

3.1. Разработка технологии изготовления  отливки

 

Разработанный технологический процесс  изготовления отливки «Корпус» из материала СЧ20 ГОСТ 1412-85, тип производства: массовое, изображен на чертеже.

 

Марка чугуна СЧ20. Химический состав сплава по ГОСТ 1412-85

 

Содержание основных элементов, %			Примеси, % не более
C	Si	Mn	Р	S
3,3-3,5	1,4-2,4	0,7-1,0	0,2	0,15

 

 

Требования по качеству поверхности: R_z=20

1. Выбор поверхность разъема модели и формы.

Разъем модели и формы показывают отрезком или ломаной штрихпунктирной линией, заканчивающейся знаком Х―      ―Х, над которой указывают буквенное обозначение разъема – МФ. Направление разъема показывают сплошной линией, ограниченной стрелками, перпендикулярными к линии разъема

Наиболее оптимальной поверхностью разъема модели и формы является горизонтальная плоскость. Для данной детали поверхность разъема указана на чертеже. Данный выбор обоснован тем, что такая поверхность разъема обеспечивает свободное удаление модели без поломки формы при минимальном количестве стержней и отъемных частей, установка которых на модель и удаление из формы является ручной операцией, снижающей производительность формовочных работ.

2. Назначение допусков и припусков на механическую обработку.

Припуски на механическую обработку  берутся в соответствии с ГОСТ 26645-85.

 

1.Класс размерной точности отливки: 7т- 11 берем 10,

Наибольший габаритный размер отливки  – 223 мм.

Тип сплава – нетермообрабатываемый чугунный сплав

Технологический процесс- литьё в песчано-глинистые сырые формы из низковлажных ( до 2,8% ) высокопрочных ( более 160 кПа или 1,6 ) смесей с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц.

Размерная точность отливки-10

 2.Допуски размеров отливки: 3,6 мм

Допуск на размер берется в зависимости  от класса точности отливки и номинального размера.

 

3. Степень точности поверхности  отливки:9 – 16 берем 10

Берется в зависимости от технологического процесса литья, типа сплава и

наибольшего габаритного размера отливки.

 

4.Ряд припуска на механическую  обработку отливки: 6 – 9 берем 8

Берется по степени точности поверхности  отливки.

 

5.Степень коробления отливки: 7 – 10 берем 8

Степень коробления берется по отношению наименьшего  размера элемента отливки к наибольшему. В данном случае δ=14 мм, l=223 мм => (δ/l)=7/172=0,0045

 

6.Допуск формы и расположения  элементов отливки: 2,0

Берется в зависимости от степени  коробления и номинального размера  нормируемого участка. Для поверхностей симметричных и образованных телом вращения  допуск формы и расположения элементов отливки в зависимости от класса точности отливки и номинального размера.

7.Вид окончательной механической  обработки:

Чистовая механическая обработка.

 

8.Общие допуски элементов отливки: 2,8

Берется в зависимости от допуска размера от поверхности до базы и от допуска

формы и расположения поверхности.

9.Общий припуск: 4,0

Берется в зависимости  от общего допуска элемента поверхности, вида окончательной механической обработки и ряда припуска.

 

10.Класс точности массы отливки:6 – 13 берем 12

Берется в зависимости  от технологического процесса литья, типа сплава и номинальной массы отливки.

Номинальная масса  отливки – 8,0 кг

 

11.Допуск массы отливки: 24,0

Берется в зависимости  от номинальной массы отливки и класса точности массы.