Технология изготовления отливки

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение                                                                      3

1.1 Характеристика отливки и способ ее изготовления    4

1.2 Выбор и обоснование положения отливки в форме

 при заливке                                                                        4

1.3 Разработка эскиза чертежа литейной формы              4

1.3.1 Выбор места подвода металла к отливке и расчет  

 литниковой  системы                                                            5

1.3.2 Расчет подъемной силы металла в форме и расчет  

 груза                                                                                 10

1.3.3 Определение высоты наполнительных рамок для

 опок верха  и низа                                                              12

1.3.4 Продолжительность кристаллизации и охлаждения    

 отливки в форме                                                                13

1.4 Разработка модельной оснастки                              15

1.5 Выбор плавильного агрегата                                   15

1.6 Химический состав сплава                                      17

1.7 Расчет состава шихты                                             17

1.8 Расчет площади сечения вдувных и вентиляционных отверстий стержневого ящика                                            18

1.9 Определение физико-механических свойств             20

формовочной смеси и выбор рецептуры

Заключение                                                                 23

Список литературы                                                      24

Регламент

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Литейное производство – основная заготовительная база, определяющая возможности дальнейшего развития отраслей машиностроения. Метод получения фасонных заготовок заливкой металла в форму до настоящего времени наиболее простой и доступный. С развитием производства оборудования большой единичной мощности повысились требования к эксплуатационной надежности отливок – не допустимости внутренних дефектов.

В литейном производстве сохраняется преобладание изготовления отливок в разовых песчанно - глинистых формах. Так же изделия из металла возможно получать другими способами: ковкой, штамповкой, литьём, протяжкой и т.д.

Основными процессами литейного производства являются: плавка металла, изготовление форм, заливка металла и охлаждение, выбивка, очистка, обрубка отливок, термическая обработка и контроль качества обработки.

Литейное производство позволяет получить заготовки сложной  конфигурации с минимальными припусками на обработку резанием и с хорошими механическими свойствами. Технологический процесс изготовления механизирован и автоматизирован, что снижает стоимость литых заготовок.

Для современного состояния  литейного производства характерны комплексная механизация технологических  операций, а так же использование разнообразных процессов литья: под давлением, литьё в кокиль, по выплавляемым моделям и т.д.

 

 

 

1 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ

1.1 Характеристика отливки и способ ее изготовления

 

Отливку 04.56.127 – 2 «Вилка нижних тяг» предлагается изготавливать из стали марки 45Л. Масса отливки 12 кг. Отливка предназначена для массового производства, поэтому ее целесообразно изготавливать в разовых песчано-глинистых формах на автоматической формовочной линии. Минимальная толщина стенок отливки -  δ = 15,5 мм; максимальная толщина – δ = 25 мм. Данная отливка используется для натяжения (регулировки) и растяжки верхних и нижних тяг. В процессе работы испытывает больше знакопеременные нагрузки.

 

 

1.2 Выбор и обоснование положения отливки в форме при заливке

 

Отливку предлагается расположить в форме горизонтально. При изготовлении отливки будет использоваться один стержень, остальные очертания получатся от формы. Принятая поверхность разъема формы и цельный стержень обеспечивают удобство уплотнения и сборки формы, надежность установки стержня.

 

 

1.3 Разработка эскиза чертежа литейной формы

 

Габаритные размеры  опоки определяем: количеством отливок  в опоке, их размерами, расположением, размерами литниковой системы и  стержневых

 

 

 

 

 

 

знаков. Так же учитываем  толщину слоя формовочной смеси  вокруг отливки, которая не должна разрушаться при транспортировке формы и заливке металла в форму. Исходя из этого предварительно примем высоту верхней опоки 125 мм, нижней 250 мм. Эскиз подбора опоки представлен на рис. 3.1.

 

 

Рисунок 3.1 – Эскиз литейной формы

 

Для изготовления отливки  на автоматической формовочной линии  примем стандартную опоку 900 х 600 х 250\250мм. В опоке расположены четыре отливки 04.56.127 – 2. Формовочные уклоны назначаются в соответствии с ГОСТ 3212-92.

 

1.3.1 Выбор места подвода металла к отливке и расчет литниковой системы

 

          Расчет ведем по методике Г.  М. Дубицкого[1,c 18].

Расчет параметров литниковой системы и питающих систем проводим по следующим формулам:

Суммарную площадь сечения  питателей ΣF , см , определяем по формуле:

 

ΣF

=

 

где          G - масса отливок в форме, кг;

μ   - коэффициент  расхода, принимается для стали  от 0,25 до 0,42;

t – время заливки, с;

Н - средний статический напор, см.

 

Время заливки рассчитываем по формуле:

t = S ,                            

где           S – коэффициент, учитывающий жидкотекучесть сплава, способ подвода его в форму и преобладающую толщину стенки отливки. Колеблется от 1,2 до 1,8;

G - масса металла в форме, кг;

  - средняя толщина стенки, мм,

t = 1,25·

= 12,3с

Н

= Н - ,        (1.3)

где            Н – высота стояка от места подвода металла в форму, см,

Р  - высота отливки от места подвода металла в форму, см,

С – общая высота отливки, см,

Н

= 25 -  = 24,19см

ΣF

= = 10,06см

Площадь сечения остальных  элементов литниковой системы вычисляем из соотношения:

ΣF_п : ΣF_шл: ΣF_ст= 1 : 1,3 : 1,6

 

где                 F_шл – площадь сечения шлакоуловителя, см²;

                      F_ст – площадь сечения стояка, см².

 

Суммарная площадь шлакоуловителей  и стояка:

ΣF

: ΣF : ΣF = 1 : 1,3 : 1,6

 

 

ΣF_шл= 1,3 · ΣF_п = 1,3 · 10,06 = 13,1см

ΣF

= 1,6 · ΣF_п = 1,6 · 10,06 = 16,09см

а) Размеры стояка

 

d

= ,

где                   F_ст – площадь сечения стояка, см²;

F_ст = 16,09 см , тогда

d

= = 4,53см

Принимаем диаметр стояка равным 45мм.

 

 

 

 

 

                                                        

                                                                                                                     F = 16,09см

 Кол. = 1шт

ΣF = 16,09см

 

 

 

Рисунок 4.1  – Эскиз сечения стояка

 

 

 

б) Размеры шлакоуловителя

 

F = 6,55 см

                                                 F_шл= ,

где n – число шлакоуловителей, равное 2;

                                                        F = = 6,55см

Сечение шлакоуловителя представлено на рисунке 4.2.

Шлакоуловитель имеет  в сечении вид трапеции с размерами:

верхнее основание - b = 0,8 · а;

нижнее основание - а;

высота шлакоуловителя - h = 1,3 · а.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.2 – Сечение шлакоуловителя

 

                 а = ;

а =

= 24мм;

 

b = 0,8 · 24 = 19 мм; 

                                 h = 1,3 · 24 = 31 мм

в) Размеры питателя.

Сечение питателя показано на рисунке 4.2.

        Высоту питателя принимаем равной  от до высоты литникового хода и определяем по формуле

h

= · h ;

h

= · 31 = 7мм;

F

= ,

 

где      n _отл – количество отливок в форме;

            n _п – количество питателей, подводимых к одной отливке.

                                             

F

= = 1,25см

Сечение питателя примем круглым с диаметром:

 

ø

= ;

                                         ø =

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.3 – Сечение питателя

 

Размеры литниковой воронки  определяем по формулам:

Д = ( 2,7…3 ) d                                            

Н ≤ Д

Д

= 2,8 · 45 = 126мм

Н

= 110мм

 

 

 

 

 

 

1.3.2 Расчет подъемной силы металла в форме и расчет груза

 

При заполнении формы  расплав создает давление на стенки формы, пропорциональное плотности  и высоте его столба. Объем формовочной смеси над зеркалом металла находим в соответствии с рисунком 5.1.

 

 

 

 V1                       V3          V4  V5

 

 

 

 

Рисунок 5.1 – Схема  определения воображаемых столбов  формовочной смеси

 

Объем формовочной смеси над  зеркалом металла V . дм , определяем по формуле в соответствии с рисунком 5.1

V = V + V + V + V + V ,

где                    V - объемы смеси над отдельными участками отливки, .

V

= V = 0,7· 0,46· 2,5 - · 0,612дм

V = d =0,94·0,30(2,5-0,25) = 0,6345дм                                                                 

 

V = d = 0,75·1,22·2,5- = 0,53дм   

V = d = 0,595·0,97·(2,5-0,155) = 1,31дм   

V = d = 0,60·0,40·2,5- = 0,45дм    

V = 0,612 + 0,6345 + 0,53 + 1,31 + 0,45 = 3,54дм

Р = 1,5 · V = 1,5 · 3,54 · 7,85 = 41,68 кг = 416,8 Н                                  

Так как стержень со всех сторон окружен  расплавом и испытывает действие его снизу вверх, то сила этого действия пропорциональна объему жидкости, вытесненной стержнем, без силы тяжести  стержня Р , Н, определяем по формуле:

Р =        ,                             

 

Р

= = 18, 15 кг = 181,5Н

Усилие через стержень передается верхней полуформе, поэтому  сила, с которой расплав стремится поднять верхнюю полуформу Р , Н. определяем по формуле

Р ,                                     

Р

= (416,8 + 181,5) · 4 = 2393,2Н

Объем формовочной смеси V , дм , определяем по формуле 

V ,                                     

где                 V - объем верхней опоки, дм ;

V - объем модели верха, дм .

V

135 – 4 · 1,5201 =  128,92дм

V

        

Отсюда вес формовочные  смеси верхней опоки Р . Н,  рассчитываем по формуле

Р ,                                       

где              V - объем формовочной смеси верхней опоки, дм ;

  - плотность форм смеси после уплотнения, кг \ дм и ровна от 1,65 до 1,8 кг \ дм .

Р

Вес верхней опоки  с формовочной смесью Р , Н, определяем по формуле

Р ,                                        

где                 Р - вес опоки, Н и равен 3000 – 3500Н;