Разработка технологического процесса изготовления отливки "Плита"
Содержание
4.1 Назначение детали...3
4.2 Выбор положения отливки и плоскости разъема ...3
4.3 Выбор припусков и разработка литейно-модельных указаний...4
4.4 Выбор и технология изготовления отливки...6
4.5 Расчет литниковой системы...7
4.6 Дефекты отливок и их исправление...10.
4.7 Техника безопасности и охрана окружающей среды...11
Список используемой литературы...13
4.1 Назначение детали
В массовом и крупносерийном производстве наибольшее распространение получили металлические и пластмассовые модельные комплекты. Это обусловлено тем, что металлическая оснастка по сравнению с деревянной имеет большую начальную размерную точность, которую она сохраняет в течении длительной эксплуатации .
При проектировании модели необходимо стремиться к простоте конструкции, отвечающей выбранному технологическому процессу получения формы. Она должна быть легкая, прочная и достаточно жесткая.
Модель изготавливаем цельнолитой. Материал СЧ15. Размеры модели приводим с учетом усадки сплава.
Точность монтажа литниковой системы ±0.5 мм.
Модель крепится болтами и штифтами по месту. Крепления моделей питателя, шлакоуловителя.
Стержневой ящик состоит из двух половинок: правой и левой. Половинки центрируются с помощью специального выступа на одной из половинок и соответствующей впадины на другой. Скрепляются половинки специальными скобами, которые не допускают раскрытия половинок стержневого ящика во время формовки. После окончания формовки скобы снимаются, половинки рассоединяются, и стержень выкладывают на драйер.
Металлические модели и стержневые ящики изготавливают из литых заготовок путём их механической обработки.
4.2 Выбор плоскости разьема модели и формы
При выборе плоскости разъема модели и формы необходимо руководствоваться следующими положениями:
1. большую часть модели необходимо располагать в нижней полуформе;
2. разъем модели и формы должен обеспечивать применение минимального количества стержней и отъемных частей;·
3. линия разъема не должна проходить по базовым поверхностям отливки или поверхностям с пониженной шероховатостью;
4. Плоскость разъема модели и формы должна обеспечивать:
простую конструкцию модели;
удобство и надежностьпростановки стержня;
отсутствие деформации стержня или его смещения при заливке;
оптимальную размерную прочность и качество;
4.3 Выбор припусков.
Требования, предъявляемые к литой детали, можно выполнить лишь при условии, что её конструкция будет отвечать как требованиям технологии механической обработки, так и литейной технологии. Для обеспечения этих требований воспользуемся ГОСТ 26645-85. Данный стандарт распространяется на отливки из чёрных и цветных сплавов, и устанавливает допуски размеров, формы, расположения и неровности поверхностей, допуски массы и припуски на обработку.
Классы размерной точности отливок (табл.9)
Технологический процесс литья: литьё в песчано-глинистые сырые формы из смесей с влажностью от 2.8 до 3.5% и прочностью от 120 до160 кПа (от 1.2 до1.6 ) с уровнем доуплотнения до твёрдости не ниже 80 единиц.
Тип сплава: термообрабатываемые чугунные и цветные тугоплавкие сплавы
Класс размерной точности отливки-9Т
Степень коробления элементов отливок (табл. 10)
Отношение наименьшего размера элемента отливки к наибольшему равен- 0.2
Разовые формы (термообрабатываемые отливки
Степень коробления элемента отливки-6
Номинальный размер-195 мм.
По таблице 1 определяем допуски размеров отливок не более 2.2мм.
По таблице 2 определяем допуски формы и расположения элементов отливки, мм для степеней коробления элементов отливки не более 0.64мм.
По таблице 16 определяем общий допуск элементов отливок не более 2.4мм.
По таблице 11определяем степени точности поверхностей отливки -12.
Технологический процесс литья: литьё в песчано-глинистые сырые формы из смесей с влажностью от 2.8 до 3.5% и прочностью от 120 до160 кПа( от 1.2 до1.6 ) с уровнем уплотнения до твёрдости не ниже 80 единиц.
Тип сплава: термообрабатываемые чугунные и цветные и тугоплавкие сплавы.
Степень точности поверхностей 10.
По таблице 14 определяем ряд припусков на обработку по степени точности отливок 5-6 мм
По таблице 11 определяем степень точности поверхности отливки-12
По таблице 6 определяем общий припуск на сторону, мм, для ряда припуска отливки -не более 3.2 мм.
Формовочные уклоны в зависимости от требований предъявляемых к поверхности отливки следует выполнять: по ГОСТ 3212-82;
На обрабатываемую поверхность отливки сверх припуска на механическую обработку за счёт увеличения размеров отливки. Допускается выполнение уклонов за счёт уменьшения припуска, но не более чем на 30% его назначения;
На обрабатываемых поверхностях отливок, не сопрягаемых по контуру с другими деталями за счёт уменьшения или увеличения размеров отливки в зависимости от поверхностей сопряжения.
В соответствии с ГОСТ3212-92 найдём формовочные уклоны ( табл. 1)
Формовочные уклоны:
Высота, мм: 40
Формовочный уклон: 55'
Высота, мм: 155
Формовочный уклон: 20'
Стержневые знаки.
В нашем случае вертикальные стержневые знаки. Высоту нижнего стержневого знака назначаем по таблице 7 ГОСТ 3212-92. Т.к. ширина стержня 360 мм и его высота 195 мм принимаем высоту знака в 40 мм и α=10°. Верхний знак равен половине нижнего 20 мм и α=15°.
4.4 Технико-экономическое обоснование выбранного технологического процесса .
При разработке литейной технологии очень важно выбрать наиболее рациональный способ получения отливки, обеспечивающий необходимые эксплуатационные свойства литых деталей и высокие технико-экономические показатели производства: получение качественных отливок при минимальной их стоимости; высокая производительность; максимальное использование имеющегося оборудования.
В литейном производстве при изготовлении отливок используют 2 типа литейных форм -разового и многоразового использования.
Рассмотрим различные способы получения отливок:
- при литье в песчаные формы можно получить отливки любых конфигураций, размеров (до 20000 мм), массы (до 250000) и минимальной толщиной стенки до 5 мм.
- при литье в металлические формы получают отливки простой и средней сложности, мелкие и средние по массе (до 2000 кг) и размерами (до 2000 мм). В основном для получения отливок из алюминиевых сплавов.
- при литье в оболочковые формы получаем мелкие и средние отливки, средней сложности с повышенной точностью и чистотой поверхности в серийном и массовом производстве.
- при литье по выплавляемым моделям получаем мелкие и средние отливки, любой сложности с повышенной точностью и чистотой поверхностью в основном из стали и труднообрабатываемых сплавов при серийном и массовом производстве.
- при литье под давлением получаем мелкие отливки (до 30 кг), любой конфигурации, с большой точностью размеров и высокой чистотой поверхности из цинковых, алюминиевых и магниевых сплавов в массовом производстве.
- при непрерывном литье получают длинные отливки круглого и прямоугольного сечения в массовом производстве.
Для налаживания массового производства данного типа отливок из СЧ15 используем литье в одноразовые песчано-глинистые формы. При литье в песчано-глинистые формы для данного типа отливок получаем минимальные экономические затраты и данную отливку можно получать этим способом.
4.5. Разработка конструкции и расчёт литниково-питающей системы.
Правильная конструкция литниковой системы должна обеспечивать непрерывную подачу расплава в форму по кратчайшему пути; спокойное и плавное её заполнение ; улавливание шлака и других неметаллических включений; создание направленного затвердевания отливки; минимальный расход металла на литниковую систему; не вызывать местных разрушений формы в следствии большой скорости и неправильного направления потока металла.
Литниковая система состоит из: литниковой чаши, стояка, шлакоуловителя, питателя.
В зависимости от способа заполнения формы металлом литниковые системы можно разделить на: боковые с подводом металла в плоскости разъёма, сифонные, верхние и дождевые, ярусные, комбинированные и этажные.
Расчет сводится к определению площади наименьшего сечения литниковой системы (стояка или питателя) с последующим определением площадей сечений остальных элементов системы.
Площадь наименьшего сечения питателя Fпит находим по формуле Озанна-Диттерта:
где SFn - суммарная площадь сечения питателей, см2;
G – полная масса металла в форме вместе с л.с. и прибылями, кг;
g - удельный вес жидкого металла, для стали g = 7г/см3 [10, с.39];
m - коэффициент расхода л.с.;
t - время заливки, с;
Hр – средний, расчетный напор, действующий в л.с. во время заливки, см;
g – ускорение силы тяжести, g = 981см/с2.
В случае заливки чугуна и стали формула (11) имеет вид: где Gотл – масса отливки, кг;
ТВГ – технологический выход годного, для данной отливки ТВГ = 0.65 [10, с.40];
Масса отливки определяется по формуле:
Gотл = 2*(Gдет + Gпр.м.о.) (16)
где - Gдет – масса детали, Gдет = 42.5кг;
Gпр.м.о. – масса металла на припуски и механическую обработку, кг;
Припуски на механическую обработку составляют 7 –10% от массы детали,
принимаем 9%.
Определяем продолжительность заливки по формуле:
где S – коэффициент времени, для стальных отливок S = 1.4-1.6 [10, с.58],
принимаем S = 1.5;
d - толщина определяющей стенки, d = 15мм;
G – масса отливки вместе с л.с., кг.
Определяем расчетный статический напор:
где Hр - расчетный статический напор, мм;
H0 - высота стояка от места подвода расплава в форму,
P - расстояние от верхней точки отливки до уровня подвода расплава в форму,
C - высота отливки в форме,
H0=350 мм, Р=0, Hр=Н0.
Площади сечения элементов литниковой системы находим из соотношения:
Fпит : Fшл : Fст = 1 : 1.2 :1.4 ;
где Fшл-площадь сечения шлакоуловителя;
Fст- площадь сечения стояка.
Fст=1,25*(20*50,14)=13,51=14(с.)
Fп=51,625/(7200*0,5*14*(2*9,81*0,35)?)=390.9(мм2.)
Fпит : Fшл : Fст = 390.9/469.1/547.3 (мм2)
Fпит=390,9 мм2
Fшл=469.1*2=938,2(мм2) - так как шлакоуловитель обеспечивает две отливки.
Fст=547.3*2=1094,6(мм2) так как стояк обеспечивает две отливки.
4.6 Возможные дефекты отливки/стержня.
В соответствии с ГОСТ 15467-79 качество отливок - это совокупность свойств отливок, обуславливающих их пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с их назначением.
ГОСТ 19200-80 устанавливает 5 групп дефектов:
несоответствие по геометрии,
дефекты поверхности,
несплошности в теле отливки,
включения,
несоответствия по структуре.
Несоответствия по геометрии: перекос. Основными причинами перекоса бывают неисправность в оснастке (коробление опок в результате внутренних напряжений, выход из строя фиксирующих втулок и штырей в опоках и на подмодельных плитах), некачественная сборка форм.
Метод устранения: контролировать исправность оснастки и следить за правильностью сборки форм.
Дефекты поверхности: пригар.
Методы борьбы: использовать качественные формовочные материалы и антипригарные покрытия.
Несплошности в теле отливки: газовая раковина, усадочная раковина, усадочная пористость.
Методы борьбы: применение качественных шихтовых материалов, контроль температуры заливаемого металла и содержания фосфора в металле.
Включения: неметаллические включения, каролек.
Методы борьбы: контролировать качество шихты и исправность заливочного ковша.
4.7 Техника безопасности и охрана окружающей среды
Создание безопасных и здоровых условий труда в литейных цехах является важнейшей задачей. За годы пятилеток в нашей стране были достигнуты крупные успехи в этой области. Изучение правил техники безопасности имеет для работающего на производстве персонала чрезвычайно большое значение. Несчастные случаи, которые иногда имеют место на наших заводах, происходят из-за незнания или несоблюдения этих правил. Рассмотрим сначала технику безопасности в основных отделениях литейного цеха - формовочном, стержневом и сборочно-заливочном, связанных непосредственно с работой и повседневным пребыванием в них формовщика-литейщика. Затем вкратце рассмотрим общие правила техники безопасности вне цеха, на территории завода, которые необходимо соблюдать каждому рабочему.
Техника безопасности в формовочном, стержневом и сборочно-заливочном отделениях литейного цеха
В немеханизированных литейных цехах с почвенной формовкой грунтовые воды должны быть на глубине не менее 1,5 м от поверхности земли. При несоблюдении этого условия может произойти попадание грунтовой воды в литейную форму в момент ее заливки металлом, что повлечет за собой взрыв формы. Литейные ямы, устраиваемые для сборки и заливки глубоких форм, должны иметь водонепроницаемые стенки.
В литейном цехе должны быть проходы и проезды достаточной ширины (проходы не менее 1,6 м, а проезды не менее 2 м при движении грузов в одном направлении). Ширина проходов для заливщиков между заформованными опоками должна быть не менее 1,2 м.
Важным условием безопасности труда является состояние пола. Неровности пола, выбоины, ямы могут служить причиной несчастных случаев. В формовочном отделении с почвенной формовкой должен быть земляной пол, разделенный на клетки металлическими ребрами, в проходах - пол из бетона с металлической стружкой или металлические плиты. В формовочном отделении с машинной формовкой и в стержневом отделении пол должен быть из асфальта или бетона.
Литература и стандарты
Кукуй Д.М. "Теория и технология литейного производства" - Мн.,2000 г.
Сафронов В.Я. "Справочник по литейному оборудованию" - М.,1985 г.
В.К.Могилёв "Справочник литейщика" - М.,1988 г.
Приступлюк Н.И "Справочник упражнений по литейному производству"
ГОСТ 26645 - 85 "Припуски на механическую обработку"
ГОСТ 3212 - 92 "Стержневые знаки и формовочные уклоны
