Разработка технологического процесса изготовления отливки

      Таблица 1.

      Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость. Свойства выбранных смесей в таблицах 2  и 3

      Таблица 2.

 

      Таблица 3.

 

4. Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема модели и формы.

    Положение отливки в форме обеспечивает удобство изготовления и сборки формы. Располагаем отливку таким образом, что внизу находится наиболее ответственная часть, где впоследствии будут находиться отверстия, а вверху менее ответственную часть. Поверхность разъема модели и формы обеспечивает свободное извлечение модели из формы, плоскость разъема не пересекает ответственные обрабатываемые поверхности. Количество разъемов формы должно быть минимальным, а поверхности разъема плоскими. В данной работе будет один разъем. Обрабатываемая поверхность отливки находится преимущественно в нижней полуформе, что гарантирует получение плотной обрабатываемой части отливки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Припуски  на механическую обработку  и технологические  припуски отливки.

    Припуск на механическую обработку – дополнительный слой металла, который удалится в  процессе механической обработки, чтобы  обеспечить заданную точность и качество поверхности отливки. Припуск на механическую обработку зависит от материала отливки, способа её изготовления, расположения отливки в форме и наибольшего габаритного размера литой детали.

    Пользуясь таблицами, определяем класс точности поверхностей отливок и ряд припусков. Затем определяем  допуск и назначаем припуск. Все значения приведены в таблице 4 [4, с21].

    Таблица 4.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Выбор стержней.

    Для получения отверстия диаметром 144 мм в отливке применяется стержень, места соединения литейной формы  со стержнем называются знаковыми частями (знаками). Их функция заключается в обеспечении правильного и устойчивого положения стержня в форме.

    Размеры знаков стержней и зазоры между знаками  стержней и модели принимают по ГОСТ 3606-80. Размеры знаков определяются удобством сборки формы, требованием точной фиксации, а так же с учетом действующих на стержень усилий при заливке. Параметры стержня приведены в таблице 5. Уклоны: α =22 ^° ,β = 22^° [8].

    Таблица 5.

 

 
 

7. Формовочные уклоны.

    Формовочные уклоны модельного комплекса служат для удобства извлечения модели из формы без ее разрушения и для  свободного удаления стержня из стержневого  ящика. Уклоны выполняют в направлении  извлечения модели из формы. Величина уклона зависит от материала модели, способа изготовления отливки и высоты боковой поверхности. Величину формовочных уклонов определяют по ГОСТ3212-80. Таблица 6 [7].

    Таблица 6.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Прибыли, выпоры.

    Прибылью  называется специальный технологический  прилив к поверхности отливки, затвердевающий позднее самой отливки, в прибыли  формируется усадочная раковина, поэтому применение прибылей позволяет  получать отливки без усадочной раковины, т.е. без дефектов.

     Прибыли различают по месту расположения: верхние, боковые; по конфигурации: открытые, закрытые; по способу заливки: проточные, сливные, независимого действия; по способу  воздействия на металл, для его  перемещения в отливке: гравитационные, газовые, атмосферные; по условию обогрева: обычные, утеплённые, подогревные; по способу отделения от отливок: отрезаемые и отбиваемые. Форма прибылей определяется геометрией питательного теплового узла.

     Прибыль должна застывать позже отливки и обеспечивать в течении всего периода затвердевания достаточное питание теплового узла. Прибыль следует размещать по возможности в верхней части отливки с тем, чтобы она выполняла ещё и роль выпора. Конструкция прибыли должна обеспечивать удобства формовки и удаления её при обработке отливки.

     Выпоры  предназначены для вывода воздуха  и газа из полости формы при  заливке, уменьшения динамического  давления металла на форму, сигнализации о конце заливки.

    При выполнении отливки используем 4 цилиндрические прибыли, которые помещаем в верхней части отливки с тем, чтобы они выполняли еще и роль выпоров.

    Диаметр цилиндрических прибылей берется в 1,3 раза больше толщины стенки или  питаемого узла: D = 1,3 · 40 = 52 мм.

    Высота  принимается в 1,5 раза больше диаметра: Н = 1,5·52 = 78 мм. Принимаем высоту прибыли 50 мм. Уклон стенок прибыли 1:10 [4, с.12]. 
 
 
 
 
 
 
 

9. Конструкция и расчет литниковой системы.

    Расчет  объема и массы  заливки.

Для вычисления объема разобьем деталь на простые  фигуры:

V₁ = S·h=           мм³

V₂ = S·h=           мм³

V_отл = V₁ + V₂ =           ·10³ =1688,37·10³ мм³ = 48,72 ·10^-4 м³     

Найдем массу  отливки:

M_отл = V_отл · γ = 48,72·10^-4 ·7820 =38,14 кг

Суммарная масса  отливки с прибылями и выпорами:

М = М_отл · 1,3 = 38,14 · 1,3 = 49,5 кг

      Расчет литниковой  системы

    Литниковая  система – это система каналов, через которые расплавленный  металл подводят в полость формы. Литниковая система должна обеспечивать:

1. заполнение литейной формы с необходимой скоростью;
2. задержание шлака и других неметаллических включений;
3. выход паров и газов из полости формы;
4. непрерывную подачу расплавленного металла к затвердевающей отливке;
5. кратчайший путь металла в форму, чтобы уменьшить потерю его температуры;
6. минимальное количество точек повода металла к отливке с целью сокращения объема работ при обрубке литников.

 

Определяем площадь  поперечного сечения питателей; определяется по формуле: 

 
 
 
 

М - суммарная масса отливки, прибылей и выпоров;

γ- плотность жидкого металла;

μ- коэффициент расхода литниковой системы, учитывающий потери напора жидкого металла при его движении в литниковых каналах;

τ- время заполнения формы;

g- ускорение силы тяжести;

H_p- расчетный напор жидкого металла при заливке формы. 

С учетом того, что g = 9,8м/с², а для жидкой стали γ = 7000 кг/м³, формула упрощается

 

Рассчитаем время  заполнения формы:

, где  S – коэффициент продолжительности заливки;

                        t – характерная толщина стенок отливки, мм;

                        М – суммарная масса отливки с прибылями и выпорами. 

Величина  коэффициента μ принимается равной 0,3-0,5 для тонкостенных отливок (t≤40 мм) и 0,7-0,8 для толстостенных.

Рассчитаем расчетный  напор жидкого металла: