Разработка технологии изготовления отливки "Плита"

1. 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.

2.Литейно-модельные указания.

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 кг/см2) 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 кг/см2) 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;

1. 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;
2. 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 β=15°.

3. 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.






перейти к странице >> 2 3