Разработка технологического процесса литья детали «Фланец»

 

где     – общий объем полости формы

          – объемы детали и цилиндра соответственно

 

Рис. 4.1. Упрощенный эскиз полости формы

 

 

 

 

 

Принимаем удельную массу жидкой стали равной 6.8 г/мм³. Вычисляем массу жидкого металла в форме:

 

Воспользовавшись  формулой 2.4. определяем суммарное значение питателей.

 

где     – суммарное значение питателей, мм³;

          – масса заливаемого в форму металла, кг;

          – средняя скорость поднятия уровня металла в форме, мм/с;

          – коэффициент расхода, кг;

          – высота отливки при заливке, мм;

          – объемная масса жидкого металла, кг/мм³;

          – ускорение свободного падения, мм/с³;

          – расчетный напор, мм;

 

Для определения  расчетного напора воспользуемся схемой изображенной на рисунке 4.2.

Рис. 4.2. Схема для определения расчетного напора

 

 

 

По таблице 2.12 (методического пособия) определяем рекомендуемое число питателей  для стальных отливок при массе  отливке от 50 до 100 кг и преобладающей толщине стенок равной от 12 до 20 мм. Определяемое по таблице число питателей равно 2 . Для данной отливки выбираем количество питателей равной 2.

По формуле 2.6. определяем площадь сечения одного питателя.

 

 

Площадь остальных  элементов литниковой системы определяем из соотношения типа:

 

 

 

Далее определяем размеры  элементов литниковой системы:

Определяем размеры питателей

Поперечное  сечение питателя, обычно имеет трапецеидальную  форму. Высота питателя не должна превышать  толщину отливки в месте подвода  металла. Ширина питателя определяется делением площади его поперечного сечения на высоту. Воспользовавшись этими указаниями, определяем размеры питателя:

 

Определяем размеры шлакоуловителя:

В зависимости  от площади поперечного сечения  шлакоуловителя определяем размеры шлакоуловителя методом подбора, и получаем следующие размеры:

 

Определяем диаметр стояка:

Диаметр стояка определяется по формуле (2.7):

 

 

Определяем основные размеры  воронки:

Для заливки  металла используют нормализованные  воронки (рис 4.5.), размеры которых выбираются в зависимости от диаметра стояка и с учетом обеспечения нормальной заливки формы. Основные размеры воронки будут равны:

 

Определяем диаметры выпоров:

Сечение выпора принимается равным 1/2 сечения стенки отливки. Так как модель разъемная то выпоры располагаем в самой верхней точке отливки. Вследствие этого диаметр выпора будет равен:

 

Конусность выпора должна быть равна в зависимости от высоты от 2% до 4%, отсюда находим верхний  диметр выпора

 

Элементы литниковой системы в сборе показаны на рисунке 3.3.

 

 

 

 

 

 

5. Выбор размеров опок, составляющие эскиза формы

 

Для изготовления формы выбираем опоки прямоугольного сечения. На рисунке 5.1. показана схема расположения отливки в форме.

Определяем  длину опоки. Согласно таблице 2.16. (методического  пособия) длина опоки будет определяться, из следующих параметров:

Основные размеры для определения длины и ширины опоки:

От модели до стенки опоки  – 20 мм.

Между моделью и шлакоуловителем – 60мм

Диаметр отливки – 160 мм

L = 160×2 + 40 + 60 = 420(500) мм

Определения ширины опоки:

В = 160 + 40 = 200(250) мм

Основные размеры для  определения высоты нижней и верхней  опок:

От верха модели до верха опоки – 50 мм

От низа модели до низа опоки – 0 мм

Высота нижней опоки:

Н_н = 160 + 50  = 210(200) мм

Высота верхней опоки:

Н_в = 35+40 = 75 мм

Ближайшая стандартная  высота нижней и верхней опоки  равна 200 и 75 мм. Согласно ГОСТ 2133-75 принимаем нижнюю опоку равной 200 мм, тогда длина опоки должна быть равна 500 мм. Ширина опоки при такой длине должна быть равна 250 мм.

Таким образом, для производства литой заготовки  – зубчатое колесо (рис. 1.1.)  должны быть использованы опоки следующих стандартных размеров:

Верхняя опока: 500х250х75 мм.

Нижняя опока: 500х250х200 мм. 

4.1. Приготовление формовочных смесей.

 

Формовочные смеси для форм стальных отливок приготовляют обычно из глинистых песков. Для мелких отливок при машинной формовке применяют единые смеси, которые по составу и свойствам близки к облицовочным смесям.

Состав и  характеристика песчано-глинистых  смесей, используемых при производстве отливок из стали, представлена в таблицах 4.1. и 4.2. Характеристики получаемых отливок: масса менее 20 кг и при толщине стенки не более 10 мм.[5]

Таблица 4.1.

Массовая  доля компонентов песчано-глинистой  смеси при производстве отливок из стали

Оборотная смесь	Свежие материалы	Каменноугольный порошок
96,5 – 94,5	3 – 5	0,5

 

 

 

 

Таблица 4.2.

Характеристика  песчано-глинистой смеси при производстве отливок из стали

Содержание глинистой составляющей, %	Зерновая группа песка	Влажность, %	Газопроницаемость, единицы	Прочность на сжатие во влажном состоянии, кПа
8 – 10	01А	4,5 – 5,5	25 – 35	29,49

 

К стержневым смесям предъявляют требования более  жесткие, чем к формовочным. Прочность стержня в сухом состоянии и его поверхностная твердость должна быть выше этих же параметров формы. Стержневые смеси должны иметь большую огнеупорность, податливость и небольшую гигроскопичность, особенно при формовке по сырому, высокую газопроницаемость и малую газотворную способность, хорошую выбиваемость.

В качестве стержневой смеси для стержней данного типа отливок применим стержневую смесь, используемую при производстве отливок из чугуна и стали. Состав и свойства, а так же характеристика такой стержневой смеси представлена в таблицах 4.3. и 4.4.[5]

Таблица 4.3.

Массовая  доля компонентов стержневой смеси, используемой при производстве отливок из стали.

Песок	Олифа, 4ГУ, или КО	КБЖ
93 – 91	2,0 – 2,5	2 – 3

 

Таблица 4.4.

Характеристика  стержневой смеси, используемой при  производстве отливок из стали.

Влажность, %	Газопроницаемость, единицы	Прочность, кПа
3 – 4	100	(5 – 10)/(490 – 685)

 

 

Рис. 5.1. Схема формы в сборе

 

Для изготовления форм необходимо выбрать модельные  плиты для выбранных опок. Выбираем модельную плиту по ГОСТ 20111-74.

 

Список используемой литературы

 

1. Галдин Н.М. Литниковые системы для отливок из легких сплавов. - М.: Маши-ностроение.-1978-198с.
2. Б.В. Гуляев, Теория литейных процессов. Учебник для вузов. - Л.: Машиностроение, 1976.-215 с.
3. Дубинин Н.П. Чугунное литье в металлических формах. - М: Машгиз. - 1956. -320с.
4. Дубицкий Г.М. Литниковые системы. -М.; Машгиз - 1962. -256с.
5. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. - М, 1988. -272 с.
6. Курдюков А.В. , Пикунов М.В., Чурсин В.М. Литейное производство цветных и редких металлов. -М.: Металлургия -1982. -352.