• RU
  • icon На проверке: 19
Меню

Технология литейного производства

  • Добавлен: 03.07.2014
  • Размер: 4 MB
  • Закачек: 2
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Разработка конструкции отливок из СЧ18 и тех. процесс ее изготовления + пояснительная записка 42 стр.

Состав проекта

icon
icon
icon Прочитать!!!.txt
icon Расчетно-пояснительная записка с рамкой.docx
icon Расчетно-пояснительная записка с рамкой.pdf
icon Расчетно-пояснительная записка.doc
icon
icon Отливка с элементами литейной формы.cdw
icon Отливка с элементами литейной формы.pdf
icon Плита модельная верхняя.cdw
icon Плита модельная верхняя.pdf
icon Плита модельная нижняя.cdw
icon Плита модельная нижняя.pdf
icon Плита модельная средняя.cdw
icon Плита модельная средняя.pdf
icon Спецификация.spw
icon Стержневой ящик.cdw
icon Стержневой ящик.pdf
icon Форма в сборе.cdw
icon Форма в сборе.pdf
icon Чертеж-задание.cdw
icon Чертеж-задание.pdf
icon
icon Шаблон ГОСТ для MS Word.chm
icon Шаблон ГОСТ.dot

Дополнительная информация

Содержание

Введение

1. Анализ конструкции детали и выбор способа литья

1.1 Технические требования на отливку «Опора нижняя»

1.2 Характеристика сплава СЧ

1.3 Выбор технологического процесса изготовления отливки в зависимости от объема, характера и условий производства

1.4 Определение группы сложности отливки, размерной точности отливки и класса точности модельного комплекта

2. Выбор расположения и количество отливок в литейной форме

2.1 Определение положения отливки в форме и положения поверхности разъема модели и формы при формовке и заливке

2.2 Определение границ поверхности отливки, выполняемых стержнями

2.3 Выбор и назначение конструкции знаков, стержней, уклонов стержневых знаков и зазоров

3. Выбор и расчет литниково-питающей системы

4. Расчет и назначение припусков на механическую обработку и технологических припусков

4.1 Назначение припусков на механическую обработку

4.2 Назначение технологических припусков

5. Выбор и конструктивный расчет литейной оснастки

5.1 Расчет и выбор литейных опок

5.2 Выбор модельных плит

5.3 Выбор конструкции и материала изготовления моделей

5.4 Разработка конструкции стержневого ящика и выбор материала для его изготовления

6. Выбор и описание технологического процесса производства для изготовления отливки

6.1 Технология изготовления форм

6.2 Сборка и контроль форм

6.3 Расчёт массы груза

6.4 Состав шихты

6.5 Назначение температуры заливки сплава, время выдержки отливки в форме и температуру выбивки отливки, выбор ковша для заливки

7. Выбор и описание технологических процессов производства формовочных и стержневых смесей и красок

7.1 Выбор формовочной смеси, состояние форм, характеристика смеси, специальные добавки, приготовление и регенерация смеси, оборудование

7.2 Выбор стержневой смеси, физико-механические свойства, оборудование для приготовления

7.3 Выбор противопригарной краски и способ приготовления

Библиография

Введение

Литейное производство обеспечивает отливками – заготовками, предназначенными для последующей обработки, деталями различные отрасли машиностроения: станкостроительную, автомобилестроительную, энергетическую, сельскохозяйственную.

Для изготовления отливок используют литьё в песчаные, металлические, керамические, графитовые формы, литьё под давлением и другие способы. Основную часть, около 80% всех отливок, изготавливают в песчаных формах. Литейное производство представляет собой сложный комплекс технологических процессов. Основными из них являются приготовление формовочных смесей, изготовление оснастки, форм и стержней, приготовление расплавленного металла, заливка форм и контроль качества отливок.

В планах дальнейшего развития литейного производства большое внимание удаляется снижению материалоёмкости и трудоёмкости изготовления отливок, экономии топливно-энергетических ресурсов, применению малоотходных и безотходных технологий. На многих предприятиях имеется опыт рационального использования различных отходов производства. В производство внедряются новые технологические процессы, среди которых можно выделить технологию изготовления стержней с отверждением газообразными катализаторами, получение крупных отливок высокой точности по газифицированным моделям литьё в сухие стопочные формы, вакуумно-пленочную формовку.

Создаются управляемые заливочные установки, манипуляторы для установки стержней в формы, съёма и межоперационного перемещения отливок, многоцелевые робототехнические комплексы и другие средства механизации. Ведутся работы по совершенствованию средств механизации и автоматизации финишных операций.

При производстве отливок используют различные формовочные материалы: пески, глины, связующие и шихтовые материалы: металлом, ферросплавы и др. Формовочные материалы и шихтовые оказывают влияние на свойства литейных форм и стержней, приготовляемого металла и, в конечном счёте, на качество отливки. Всё это предопределяет многообразие способов и приемов контроля материалов и работ в литейном производстве, которые осуществляют контролёры литейного цеха.

С целью повышения качества продукции на предприятии через один – два года проводят внутризаводскую аттестацию качества. Для повышения надёжности литейного оборудования предусматривается создание конструкций по блочно – модульному принципу на базе отработанных уз-лов и агрегатов.

Планируется 60 – 70% основных агрегатов оснастить встроенной микропроцессорной техникой, автоматические линии и комплексы, обеспечить системами диагностики и автоматического поиска неисправностей, а также программным управлением.

Опыт ряда передовых предприятий успешно осуществляющих технологическое перевооружение литейного производства показывает, что добиться существенного повышения производительности труда коренным образом улучшить его условия можно только путём широкого использования результатов научно- технического процесса.

Наиболее распространенным способом (до 80%) является литье в разовые песчаные формы, которые позволяют получать отливки из любых литейных сплавов, мелкие и очень крупные, при индивидуальном и массовом производстве с высокой степенью механизации.

При выборе способа изготовления отливки нужно исходить из назначения отливки, экономической целесообразности и учитывать следующие факторы:

- сложность конфигурации и массу отливки: отливка «Опора нижняя» средней сложности;

- серийность производства: крупносерийное;

- точность и чистоту поверхности: отливка должна удовлетворять требованиям ГОСТ 2664585;

- марка сплава, применяемого для получения отливки: серый чугун СЧ18 ГОСТ 141285.

Контент чертежей

icon Расчетно-пояснительная записка с рамкой.pdf

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Машины и технология литейного производства»
По дисциплине «Технология литейного производства».
Тема проекта: «Разработать конструкцию отливки «Опора нижняя» из сплава
СЧ18 и технологический процесс ее изготовления при крупносерийном производстве».
ПГУ 2.150204.4101 ПЗ
На курсовой проект по дисциплине
Технология литейного производства
Студенту Мироночеву Д.А. группы 06ЗМЛ41.
Тема проекта: «Разработать конструкцию отливки «Опора нижняя» из сплава СЧ18 и технологический процесс ее изготовления при крупносерийном производстве».
Исходные данные на проектирование
Рабочий чертеж литой детали «Опора нижняя».
Материал для изготовления детали СЧ 18.
Серийность производства – крупносерийное.
Пояснительная записка
Объем 20-30 стр. формата А4.
Анализ конструкции детали и выбор способа литья.
Выбор расположения и количество отливок в литейной форме.
Выбор и расчет литниково-питающей системы.
Расчет и назначение припусков на механическую обработку и технологических припусков.
Выбор и конструктивный расчет литейной оснастки.
Выбор и описание технологического процесса производства для изготовления отливки.
Выбор и описание технологических процессов производства формовочных и стержневых
Графическое изображение элементов литейной формы и отливки на чертеже литой детали (А1 – 1 лист) – в цвете.
Чертеж монтажа модели на модельной плите верха или низа (А1 – необходимое количество листов).
Чертеж общего вида стержневого ящика (А1 – 1 лист).
Форма в сборе (А1 – 1 лист).
Срок выполнения проекта
Руководитель проекта
Настоящий курсовой проект содержит 6 чертежей формата А1; объем пояснительной записки 43 стр.; список литературы – 23 источника; 14 рисунков; 11
ОТЛИВКА МОДЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКТ ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА
ОПОКА ДЕТАЛЬ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ОСНАСТКА.
Цель работы – разработка технологического процесса изготовления литой
детали «Опора нижняя».
В процессе работы производится расчет литейной формы прорабатывается конструирование литейной формы и литейной оснастки.
В результате проведенной работы был разработан технологический процесс изготовления детали «Опора нижняя» из СЧ18 литьем в разовые песчаные
ПГУ 2.150204.4101.ПЗ
Анализ конструкции детали и выбор способа литья. 8
1 Технические требования на отливку «Опора нижняя» 8
2 Характеристика сплава СЧ18. 8
3 Выбор технологического процесса изготовления отливки в
зависимости от объема характера и условий производства. 9
4 Определение группы сложности отливки размерной точности отливки
и класса точности модельного комплекта. 11
Выбор расположения и количество отливок в литейной форме. 13
1 Определение положения отливки в форме и положения поверхности
разъема модели и формы при формовке и заливке. 13
2 Определение границ поверхности отливки выполняемых стержнями. 15
3 Выбор и назначение конструкции знаков стержней уклонов
стержневых знаков и зазоров. 17
Выбор и расчет литниково-питающей системы. 20
Расчет и назначение припусков на механическую обработку и
технологических припусков. 23
1 Назначение припусков на механическую обработку. 23
2 Назначение технологических припусков. 25
4 Разработка конструкции стержневого ящика и выбор материала для его
1 Технология изготовления форм. 31
1 Расчет и выбор литейных опок 27
Выбор и конструктивный расчет литейной оснастки. 27
2 Выбор модельных плит. 28
3 Выбор конструкции и материала изготовления моделей. 28
Выбор и описание технологического процесса производства для
изготовления отливки. 31
2 Сборка и контроль форм. 31
3 Расчёт массы груза. 32
5 Назначение температуры заливки сплава время выдержки отливки в
форме и температуру выбивки отливки выбор ковша для заливки. 33
Выбор и описание технологических процессов производства
формовочных и стержневых смесей и красок. 35
1 Выбор формовочной смеси состояние форм характеристика смеси
специальные добавки приготовление и регенерация смеси оборудование. 35
2 Выбор стержневой смеси физико-механические свойства
оборудование для приготовления. 38
3 Выбор противопригарной краски и способ приготовления. 39
Литейное производство обеспечивает отливками – заготовками предназначенными для последующей обработки деталями различные отрасли машиностроения: станкостроительную автомобилестроительную энергетическую сельскохозяйственную.
Для изготовления отливок используют литьё в песчаные металлические
керамические графитовые формы литьё под давлением и другие способы. Основную часть около 80% всех отливок изготавливают в песчаных формах. Литейное производство представляет собой сложный комплекс технологических
процессов. Основными из них являются приготовление формовочных смесей
изготовление оснастки форм и стержней приготовление расплавленного металла заливка форм и контроль качества отливок.
В планах дальнейшего развития литейного производства большое внимание удаляется снижению материалоёмкости и трудоёмкости изготовления отливок экономии топливно-энергетических ресурсов применению малоотходных и
безотходных технологий. На многих предприятиях имеется опыт рационального
использования различных отходов производства. В производство внедряются
новые технологические процессы среди которых можно выделить технологию
изготовления стержней с отверждением газообразными катализаторами получение крупных отливок высокой точности по газифицированным моделям литьё в
сухие стопочные формы вакуумно-пленочную формовку.
Создаются управляемые заливочные установки манипуляторы для установки стержней в формы съёма и межоперационного перемещения отливок
многоцелевые робототехнические комплексы и другие средства механизации.
Ведутся работы по совершенствованию средств механизации и автоматизации
При производстве отливок используют различные формовочные материалы: пески глины связующие и шихтовые материалы: металлом ферросплавы и
др. Формовочные материалы и шихтовые оказывают влияние на свойства литейных форм и стержней приготовляемого металла и в конечном счёте на качество
отливки. Всё это предопределяет многообразие способов и приемов контроля
материалов и работ в литейном производстве которые осуществляют контролёры литейного цеха.
С целью повышения качества продукции на предприятии через один – два
года проводят внутризаводскую аттестацию качества. Для повышения надёжности литейного оборудования предусматривается создание конструкций по блочно – модульному принципу на базе отработанных узлов и агрегатов.
Планируется 60 – 70% основных агрегатов оснастить встроенной микропроцессорной техникой автоматические линии и комплексы обеспечить системами диагностики и автоматического поиска неисправностей а также программным управлением.
Опыт ряда передовых предприятий успешно осуществляющих технологическое перевооружение литейного производства показывает что добиться существенного повышения производительности труда коренным образом улучшить
его условия можно только путём широкого использования результатов научнотехнического процесса.
Наиболее распространенным способом (до 80%) является литье в разовые
песчаные формы которые позволяют получать отливки из любых литейных
сплавов мелкие и очень крупные при индивидуальном и массовом производстве
с высокой степенью механизации.
При выборе способа изготовления отливки нужно исходить из назначения
отливки экономической целесообразности и учитывать следующие факторы:
- сложность конфигурации и массу отливки: отливка «Опора нижняя»
- серийность производства: крупносерийное;
- точность и чистоту поверхности: отливка должна удовлетворять требованиям ГОСТ 26645-85;
- марка сплава применяемого для получения отливки: серый чугун
Тип производства – крупносерийное.
1 Технические требования на отливку «Опора нижняя»
Отливка «Опора нижняя» изготавливается из серого чугуна марки СЧ 18
ГОСТ 1412 –85. Отливка должна удовлетворять следующим технологическим
- По линии разъёма модели допускаются заусенцы 10 мм.
- Максимальное смещение по линии разъёма 1 мм.
- Уклоны принимать в плюс.
- Неуказанные литейные радиусы – 8-10 мм;
- Необработанные поверхности очистить от песка пригара и других
литейных загрязнений особо обратив внимание на чистоту внутренних полостей.
2 Характеристика сплава СЧ18.
2.1 Химический состав
Станины корпуса кронштейны опоры плиты крышки траверсы колосники и т.д.
2.3 Технологические свойства.
Стрела прогиба при изгибе мм (расстояние между опорами 300 мм) 25
Температура плавления Т °С: 1200.
Свариваемость: Не применяется для сварных конструкций.
Удельная теплоемкость Дж(кг*К): 480.
Теплопроводность Вт(м*К): 54.
Линейная усадка %: 12.
2.4 Физические свойства.
Модуль упругости Е МПа: 80000.
Модуль сдвига G МПа: 42000
Плотность ρ кгкуб.м: 7200
2.5 Механические свойства.
Временное Предел тесопротивле- кучести т
3 Выбор технологического процесса изготовления отливки в зависимости от объема характера и условий производства.
Основные факторы выбора способа литья
Выбор способа литья и оформление технологического процесса изготовления отливки определяются следующими факторами (таблица 1.3) [1]:
- типом сплава его температурой плавления литейными свойствами;
зависимостью его обрабатываемости от способа литья;
- серийностью производства литой детали;
- конструкцией литой детали ее сложностью габаритными размерами массой толщиной стенок и т. п.;
- особыми требованиями к механическим химическим и специальным
свойствам литой детали (прочность термостойкость герметичность
- требованиями к параметрам точности литой детали и соответственно
к параметрам точности отливки;
- производственными возможностями литейного цеха - этот фактор
очень часто определяет выбор технологического процесса.
Значительное влияние на выбор способа литья оказывает серийность производства отливок. Очень многие способы литья ограничены значением минимального выпуска отливок. Например литье под давлением применяется только
при серийном крупносерийном и массовом производстве.
В единичном мелкосерийном и серийном производстве отливки изготовляют обычно литьем в песчаные сырые подсушиваемые химически твердеющие
и сухие формы. Иногда используют специальные способы литья: в кокиль по выплавляемым моделям в оболочковые формы центробежное литье и др.
При крупносерийном и массовом производстве чаще применяют специальные способы литья а также литьё в сырые песчаные формы изготовляемые
на формовочных машинах или автоматических линиях.
Наиболее экономичен способ изготовления отливок в сырых формах так
как в этом случае не требуются площадь для установки сушильных агрегатов и
складирования форм перед сушкой и дополнительный расход топлива. При изготовлении формы этим способом по сравнению с формовкой по- сухому значительно сокращается цикл изготовления отливки и снижается её себестоимость
поэтому нужно отдавать предпочтение формовке по сырому [5].
Этот способ литья экономически целесообразен при любом характере производства для деталей любых массы конфигурации габаритов для получения
отливок практически из всех литейных сплавов. Этот способ литья является
основным для производства отливок из чугуна и стали в различных отраслях
машиностроения. А для изготовления массивных крупногабаритных отливок
это единственный способ литья.
Также способ изготовления отливки выбирается в зависимости от норм
точности заданных конструктором и указанных на чертеже детали в виде записи
«Точность отливки 12-0-13-0 ГОСТ 26645-85». Цифры обозначающие параметры точности отливки указывают соответственно: 12 12-й класс точности размеров 0 не учитывается класс точности на степень коробления 13 13-й
класс точности поверхностей 0 не учитывается класс точности массы. В дан-
ном примере записи точности отливки указанные классы точности могут быть
получены при изготовлении отливок в песчано-глинистых формах.
Точность отливок зависит от способа литья типа сплава серийного производства размеров массы и сложности отливки. По указанной на чертеже точности отливки определяют допуски на размеры массу и припуски на механическую
обработку. Чем меньше значения классов точности тем меньше назначаемые
допуски на размеры и припуски на механическую обработку.
Проанализировав конструкцию литой детали «Опора нижняя» и приняв во
внимание все вышеприведенные факторы выбора способа литья выбираем технологический процесс изготовления отливки в разовые песчано-глинистые формы который обеспечит требуемые качество и точность отливки в условиях
крупносерийного производства с наилучшим экономическим эффектом по сравнению с другими видами литья.
4.1 [1] Группа общей (приведенной) сложности отливки определяется
способом группировки выбранных групп сложности по каждому из девяти факторов сложности отливки. Группировку признаков сложности производят путем
их последовательного отнесения начиная с более высоких групп сложности в
сторону более низких групп сложности. Необходимо остановиться на той группе
сложности в которой достигается четыре условно совпадающие группы сложности по отдельным факторам сложности (для центробежного литья – три условно
совпадающие группы сложности). Следует учесть что при определении группы
сложности отливки по факторам: «Конфигурация поверхности»; «Характер механической обработки» и «Особые технические требования» выбор остается за
более высокой группой сложности из этих трех факторов сложности.
и класса точности модельного комплекта.
- по фактору конфигурации поверхности – 2-й класс точности;
- по фактору сложности по факторам массы и габаритного размера –
-я группа сложности;
- по габаритному размеру – 1-я группа сложности;
- по толщине основной стенки – 4-я группа сложности;
- по характеру выступов и углублений – 3-я групп сложности;
- по количеству стержней вкладышей – 1-я группа сложности;
- по характеру механической обработки – 2-я группа сложности;
- по ответственности назначения – 2-я группа сложности;
- по особым техническим требованиям – 2-я группа сложности.
Суммируем факторы сложности с одинаковой группой сложности. Результаты оформим следующим образом:
Применяем способ группировки по следующей схеме: один фактор из четвертой группы переходит в третью; затем эти два условно совпадающих фактора
переносятся во вторую группу; количество условно совпадающих факторов в
этой группе сложности достигает шести (более четырех); отливке присваивается
вторая группа сложности.
4.2 [1] Для обеспечения параметров точности отливки необходима модельная оснастка с определенной размерной точностью. ГОСТ 3212-92 устанавливает девять классов точности модельного комплекта для изготовления песчаных и оболочковых форм а также пресс-форм для изготовления моделей при литье по выплавляемым моделям.
Класс точности модельного комплекта взаимосвязан с классом размерной
точности отливки (по ГОСТ 26645-85).
Так как группа общей сложности отливки – является вторая то при изготовлении отливок в песчаные формы с габаритными размерами от 250 до 630 мм
и сложностью первой-второй групп для отливок из чугуна подвергаемых термообработке – класс размерной точности отливки будет - двенадцатый [1].
[1] Назначение степени точности поверхности и допуска на отклонение ее
неровностей. В зависимости от способа литья максимального габаритного размера отливки наличия термообработки принимаем [1 таблица 25] степень точности поверхности 13. В зависимости от степени точности поверхности [1 таблица 26] принимаем допуск на отклонение неровностей поверхности мм 08;
шероховатость поверхности Ra32.
Принимаем точность отливки 12-0-13-0 ГОСТ 26645-85.
Принимаем класс точности модельного комплекта – 7 (седьмой).
Запись в технических условиях (точности модельного комплекта) будет
выглядеть следующим образом: Точность МК7 – металл ГОСТ 3212-92.
Выбор расположения и количество отливок в литейной
разъема модели и формы при формовке и заливке.
1.1 Определение положения отливки в форме [2].
Основной задачей при выборе положения отливки во время заливки заключается в получении наиболее ответственных ее поверхностей без литейных
Отливки - тела вращения у которых обрабатываются и наружные и внутренние поверхности желательно заливать в вертикальном положении при котором посторонние включения поднимаются вверх и могут быть легко удалены. Не
следует располагать вверху большие горизонтальные поверхности так как здесь
могут возникнуть различные литейные дефекты скапливаться шлак. Если отливки склонны к образованию усадочных раковин используют принцип направленного затвердевания – наиболее массивные части отливки располагают вверху
с питанием их за счет прибылей.
Для предупреждения недоливов тонкие стенки отливки следует располагать в нижней части формы желательно вертикально или наклонно причем путь
прохождения металла от литниковой системы до тонких стенок должен
Формы для станин плит и других отливок с большим числом ребер
должны быть при заливке расположены так чтобы имелась возможность направить металл вдоль стержней и выступов формы.
Выбираем вертикальное расположение отливки в форме (рисунок 2.1). Такое положение обеспечит наилучшее качество отливки возможность проверки
размеров полости формы при сборке а также надежное крепление стержня.
Положение отливки в форме зависит от требований которые предъявляются к отливке по плотности металла и шероховатости поверхностей. В нижней
части формы металл получается более плотным и без посторонних включений в
то время как в верхней части могут концентрироваться шлаковые и газовые раковины пористость и другие дефекты. Поэтому рекомендуется располагать в
нижней части формы наиболее ответственные поверхности отливок подвергающихся в дальнейшем механической обработке.
1.2 Выбор положения разъёма модели и формы.
Поверхность соприкосновения верхней и нижней полуформ называется
поверхностью разъема формы. Она необходима для извлечения модели из уплотненной формовочной смеси и установки стержней в форму.
Поверхность разъема может быть плоской и фасонной.
При определении поверхности разъема формы необходимо руководствоваться следующими положениями:
- форма и модель по возможности должны иметь одну поверхность
разъема желательно плоскую горизонтальную удобную для изготовления и сборки формы;
Выбор разъема формы определяет конструкцию и разъемы модели необходимость применения стержней величину формовочных уклонов размер опок
и т.д. При неправильном выборе поверхности разъема возможно искажение конфигурации отливки неоправданное усложнение формовки сборки.
- модель должна свободно извлекаться из формы;
- всю отливку если позволяет ее конструкция нужно располагать в
одной (преимущественно в нижней) полуформе в целях исключения перекосов;
- при формовке в парных опоках следует стремиться к тому чтобы
общая высота формы была минимальной.
- При машинной формовке выбор поверхности разъема формы зависит также от типа формовочных машин.
Особенность разъема формы у отливки «Опора нижняя»:
- поверхность разъема формы и модели плоская что наиболее рационально
с точки зрения изготовления модельного комплекта;
- такое расположение обеспечивает простоту выемки модели из формы;
- форма и модель имеют одну поверхность разъема - плоскую горизонтальную удобную для изготовления и сборки формы.
1.3 Выбор количества отливок в форме.
Важным моментом является определение оптимального числа отливок
в форме. В условиях единичного и мелкосерийного производства отливок в
песчаных формах желательно в форме размещать одну отливку. Для повышения металлоемкости формы практикуется размещение в ней нескольких различных по конфигурации отливок. При крупносерийном и массовом изготовление песчаных формах на машинах а также при использовании специальных способов литья необходимо стремиться к максимальной металлоемкости формы. На металлоемкость форм влияют правильный выбор и рациональное
размещение элементов питания отливки.
Проанализировав стандартные конструкции и размеры чугунных литейных
опок рабочий чертеж детали «Опора нижняя» а также расположение отливки в
форме и положение разъема модели и формы приняв во внимание серийность
производства отливок: принимаем количество отливок в форме равным одной
отливке. Такое количество позволит выбрать опоки оптимальной высоты что
обеспечит экономию формовочной смеси и соответственно увеличит металлоемкость формы а также оптимальное расположение литниково-питающей системы.
2 Определение границ поверхности отливки выполняемых стержнями.
Предварительно необходимо определить возможность выполнения отверстий в процессе получения отливки и тех частей отливки которые не могут
быть получены с помощью модели. Число стержней служащих для оформления
полостей отливки ее отдельных элементов и элементов литниковой системы
определяют с учетом серийности выпуска отливок. В единичном и мелкосерийном производстве целесообразно получать отливки с использованием минимального числа стержней или вовсе без них имеющиеся выступающие части оформлять с помощью отъемных частей внутренние полости — с помощью болванов а
мелкие отверстия пазы и выемки при последующей механической обработке.
При крупносерийном и особенно массовом производстве когда окупаются
затраты связанные с изготовлением оснастки целесообразно расчленение
сложных стержней на части так как это способствует повышению производительности машинной формовки и обеспечивает более высокое качество отливок.
При определении участков поверхности отливки выполняемых стержнями нужно руководствоваться следующими правилами:
а) обеспечивать минимальные затраты на изготовление стержневых ящиков;
б) обеспечивать удобную установку стержней в форму и контроль всех размеров полостей в ней;
в) учитывать конфигурацию и габаритные размеры отливки определяющие
расход смеси на изготовление стержней. Повышенная прочность смесей в сухом
состоянии позволяет изготовлять пустотелые стержни вместо сплошных. При
этом улучшается их газопроницаемость сокращаются продолжительность
сушки и расход смеси. Высокую чистоту поверхности обеспечивают пустотелые оболочковые стержни из смесей на основе кварцевых или цирконовых
песков и пульвербакелита в качестве связующего;
г) если отливка имеет две полости соединенные каналом эти полости надо
оформлять двумя стержнями;
д) при использовании одного сложного стержня обычно происходит его
поломка в месте тонкой перемычки;
е) газоотводные каналы стержней должны иметь выходы в верхних знаках
или образовывать общую вентиляционную систему с другими стержнями знаки которых соприкасаются с формой. Газоотводные каналы должны быть размещены так чтобы исключалось попадание в них жидкого металла;
з) разъем ящика и опорная поверхность стержня при сушке должны быть
по возможности плоскими; в массовом производстве выполнение этого условия не обязательно так как применяют специальные сушильные плиты. Создание сложных не плоскостных разъёмов при отсутствии сушильных плит допускается использования химически твердеющих смесей;
и) опорные поверхности стержней должны быть достаточными чтобы
исключить деформацию стержня под действием силы тяжести;
к) если невозможно использовать нижние знаки в качестве опорных элементов следует предусмотреть боковые знаки которые обеспечили бы установку стержня в сушило на боковые опоры или же использовать арматуру выступающую из знаковых частей;
л) Необходимо избегать кантовки стержня; после извлечения из ящика он
должен укладываться на сушильную плиту в таком положении в каком его
ставят в форму. В этом положении стержень удобно красить и транспортировать.
ж) поверхность стержня со стороны набивки должна быть достаточно большой
для удобства работа;
бочий чертеж детали «Опора нижняя» расположение
отливки в форме и положение разъема модели и формы приходим к выводу о
необходимости применения
одного сложного стержня.
На рисунке 2.2 черным отмечены поверхности отливки которые будут формироваться стержнем.
3 Выбор и назначение конструкции знаков стержней уклонов стержневых знаков и зазоров.
При вертикальном расположении стержня в форме он фиксируется
нижним и верхним знаками или только нижним (часто уширенным). В последнем случае для предупреждения всплывания стержня его фиксируют сверху
жеребейками или прижимают верхней полуформой.
3.1 [3] Высоту нижних вертикальных знаков для
всех видов смесей и способов литья следует назначать в
зависимости от высоты стержня (L=1503 мм) и размеров
сечения стержневого знака. DМ = 1428 мм.
Точность фиксации стержня в форме обеспечивается конфигурацией и размерами его знаковых частей которые назначают по ГОСТ 3212-92 с учетом размеров стержня способа формовки и его положения в форме.
Высоту верхнего вертикального знака следует принимать не менее высоты 05 от высоты нижнего знака
(h1=05h). Для массового и крупносерийного производства допускается назначать высоту нижнего и верхнего знаков одинаковыми (h1~ h).
[6] Во избежание поворачивания стержня вокруг
своей оси принимаем форму нижнего стержневого знака
такое как показано на рисунке 2.3.
Для простоты и точности установки
стержня в верхнюю полуформу согласно
рисунку 2.4 выбираем второе исполнение
формы верхнего стержневого знака.
В зависимости от высоты и диаметра стержня принимаем высоту нижнего
вертикального стержневого знака h = 35
мм. Высоту верхнего знака принимаем h1
Ширину выступающих частей нижнего знака принимаем равной 100 мм
3.2 При литье в «сырую» литейную форму с целью предотвращения попадания жидкого металла в вентиляционные каналы стержня следует выполнять на
верхнем знаке (при вертикальном расположении его) углубление для получения в
сырой форме обжимного кольца (рис 2.5).
[6] Для предупреждения скопления частиц смеси в форме (всех видов) при
возможном задире ее стержнем на нижнем вертикальном знаке следует выполнять канавки (рисунок 2.5).
Выбираем размеры обжимного кольца и канавки в стержневом знаке [3
3.3 Уклоны и технологические зазоры стрежневых знаков.
Уклоны на знаковых поверхностях (α и ) в основном зависят от значения
высоты знака (h или h1) независимо горизонтальные ли они или вертикальные
(рисунок 2.4). Чем больше значение высоты знака тем меньше значение уклона
знаковых поверхностей [3 таблица 23]:
[3] При назначении технологических зазоров ( S2) между знаками литейной формы и стержня следует учитывать назначенный класс точности мо-
дельного комплекта (от 1 до 9). Точность данного стержневого комплекта 7 (см.
Принимаем технологические зазоры для верхнего и нижнего знаков [3
Для наглядности полученный стержень изображен на рисунке 2.6.
Соединение в определенном порядке каналы и устройства для подвода
жидкого металла в полость формы и для питания отливки в процессе её затвердевания называют литниковой системой. Она должна обеспечить подвод металла
в форму с определённой скоростью без завихрений и ударов при полном отделении шлаков и других включений.
Литниковая система имеет важное значение для получения качественных
отливок. В практике литейного производства 40% брака происходит из-за неправильного выполнения литниковой системы.
При выборе места и способа подвода металла необходимо учитывать свойства заливаемого сплава и особенности конструкции отливки.
По данным компьютерной программы трехмерного твердотельного моделирования Solid Works 2008 масса данной отливки составляет 292 кг.
1 Определение высоты расчетного напора.
где Н – расстояние от уровня чаши до питателя см 25; Р – высота отливки
над питателем см 1503; С – общая высота отливки см 1503.
2 Определение продолжительности заливки формы металлом с.
Практически расчет сводится к определению общей площади сечения наиболее узкого места литниковой системы – питателя. При этом большую роль играет величина напора расплава. В процессе заливки величина напора все время
меняется так как уровень расплава в форме повышается. Для упрощения расчетов в литейной практике принято понятие высоты расчетного напора Нр определяющее высоту среднего напора за весь период заполнения формы.
S – преобладающая толщина стенки отливки мм 392; G – металлоемкость
формы кг 292; f – коэффициент зависящий от толщины стенки и конфигурации отливок: для чугуна 17 20; для стали 091 17; для алюминиевых сплавов
30; медных сплавов 20 21; магниевых сплавов 23 45.
2 Определение суммарной площади сечения питателей.
где G – масса отливки кг 292; γ – плотность металла в жидком состоянии
для чугуна γ=68 гсм2; - коэффициент сопротивления литниковой системы
2; g – ускорение свободного падения смс2 981; Нр – расчетный напор металла
При всех способах расчета размеры каждого питателя вычисляют по формуле Fп =Fп n где n – количество питателей в форме 1.
[2] В литейной практике распространен способ определения площади поперечных сечений шлакоуловителя Fшл и стояка Fст исходя из приближенных
: Fшл : Fcт = 1 : 12 : 14
: Fшл : Fcт = 1 : 12 : 4
: Fшл : Fcт = 1 : 2 : 2
Так как данная отливка выполняется из чугуна принимаем следующее соотношение:
3 Определение размеров стояка.
Диаметр стояка в нижней части принимаем dст.в = 23
мм [4 прилож. I]. Высота стояка 175 мм.
При формовочном уклоне 20` [3 таблица 9] диаметр стояка в нижней части будет равен: dст.н = 259 мм
4 Выбор номера и размеров воронки.
Выбираем номер воронки №3 [2 таблица13.15 а]
со следующими размерами:
(К выбранной воронке можно присоединять стояки
Масса чугуна в воронке ~ 11 кг.
Размеры питателя при расчете зависят от того куда
он будет присоединен. Для данной литниково-питающей
системы принимаем форму сечения питателя трапецеидальной со следующими параметрами рисунок 3.2: ниж-
4 Определение размеров питателя.
нее основание a=175 мм верхнее b=130 мм высота h=175 мм; номер питателя
№11 [4 приложение 6].
Количество питателей 1.
5 Определение размеров литникового хода (шлакоуловителя).
Сечение литникового хода (шлакоуловителя) делается трапецеидальным. Принимаем следующие параметры
рисунок 3.3: нижнее основание a=30 мм верхнее b=20 мм
высота h=12 мм; радиус r = 3 мм; номер шлакоуловителя
№2 [4 приложение 2].
6 Определение количество газоотводных выпоров.
Выпор - вертикальный канал в верхней полуформе соединяющий полость
формы с атмосферой. Назначение выпора — выведение газов из формы контроль заполнения формы перепускание расплава местное питание отливки в
процессе ее затвердевания.
Принимаем количество выпоров равное двум.
[1] Припуском называется определенная толщина слоя металла отливки
удаляемая с ее поверхности в процессе механической обработки. Основной задачей припуска является обеспечение при осуществлении механической обработки
- заданных требований по размерной точности обрабатываемых конструктивных элементов литой детали;
- заданных требований по точности формы и расположения поверхности обрабатываемых конструктивных элементов отливки;
- заданных требований по точности или шероховатости поверхностей
литой детали подвергаемых механической обработке.
Припуски на механическую обработку задаются на всех обрабатываемых
поверхностях отливки. Величина припуска зависит от положения поверхности
отливки при заливке способа формовки и чистоты обработки поверхности а
также от максимальных (габаритных) размеров отливки и самой обрабатываемой
При машинной формовке ввиду большей точности литья припуски на обработку даются меньшие чем при ручной формовке. Наибольшие припуски предусматриваются для поверхностей которые при заливке обращены вверх так
как они больше всего засоряются неметаллическими включениями.
Требования по точности отливки для всех сплавов регламентируется по
1 Назначение припусков на механическую обработку.
1.1 [1] Уровень точности обработки отливки.
[1] Согласно ГОСТ 26645-85 устанавливается 4 уровня точности обработки: высокий; повышенный; средний и пониженный. Чем выше уровень точности
обработки отливки тем меньше значение общего припуска на обработку. Уровень точности обработки зависит от степени точности применяемых обрабатывающих станков и степени их автоматизации. Для обрабатывающих станков установлено две степени точности: нормальная и высокая.
Принимаем уровень точности обработки отливок средний. Оборудование –
автоматизированное (станки с ЧПУ).
1.2 Назначение минимального литейного припуска.
Минимальный литейный припуск назначается исходя из значения ряда
припусков на обработку. Выбор ряда припусков на обработку отливки почти
полностью зависит от назначенной степени точности поверхности отливки. Чем
ное значеение степени точн
значеение рядаа припускков на обрработку отливки.
мообрабоотки отливок.
нимаем ряяд припусска 6 [1 таблица
Исходя из этоого прини
имаем [1 таблица 32] мини
ых припусск на сторрону мм ((не более)) 06.
1.3 Наазначениее общего припуска
ническую обработкку.
й: рядаа припуссков на обрао
ивного элемента оттливки; вида
оккончателььной мехханичееской
Общий допуск на конструуктивный
местно двва допускка: допускк на откллонение размера коонструкти
ивного эллемента отливки
ия поверххности даанного коонструкти
ивного эллемента оотливки (ДФРО).
и А предсставлены значенияя ОДО в зависимос
сти от знаачений ДРО и
ым суммее ДРО и ДФРО.
РО не норрмируетсяя технологом литей
ком и принимается равным 025 ДРО (согласно ГОСТ 26645-85). В данном случае ОДО можно принять равным: ОДО = 125 ДРО.
Выбираем значение ДРО [1 таблица 22] для каждого обрабатываемого
элемента отливки в зависимости от его номинального размера и класса размерной точности отливки вычисляем значение ОДО. Выбираем ДРД в зависимости
от квалитета точности обрабатываемой поверхности и номинального размера [1
таблица 33]. Выбираем вид окончательной механической обработки [1 таблица
] и припуски в зависимости от ОДО и ряда припусков на обработку отливки
[1 Приложение Б] сводим полученные данные в таблицу 4.1.
Вид окончательной механической обработки
Общий припуск на сторону мм (не
[1] Технологические припуски - это различные утолщения стенок отливки
приливы и т. п. которые назначаются сверх общего припуска на механическую
обработку для решения достаточно различных технологических задач при изготовлении отливки.
Технологические припуски и их назначение полностью определяются выбранной технологией изготовления отливки и технологичностью конструкции
литой детали. Они напрямую не связаны с параметрами точности отливки.
К технологическим припускам можно отнести:
2 Назначение технологических припусков.
- гарантированный технологический припуск;
- формовочные или литейные уклоны;
- технологические (усадочные) напуски;
- технологические (усадочные) ребра;
- технологические радиусы и переходы стенок;
- технологические стяжки (перемычки);
- технологические приливы впадины выступы и т.п.;
- отверстия выточки и иные полости детали.
2.1 Принимаем литейную усадку равной 1% [3 таблица15].
2.2 Назначаем формовочные уклоны [3 таблица 9] для элементов отливки и модельного комплекта с учетом принятой литейной усадки минимального
литейного припуска и припусков на механическую обработку в сторону увеличения размеров. Сводим полученные данные в таблицу 4.2:
Размер элемента отлив- Формовочный уклон:
1 Расчет и выбор литейных опок.
[2] Опоки предназначены для восприятия нагрузки от смеси возникающей
при уплотнении литейной формы удерживания смеси при кантовке и транспортировке для уменьшения подутия и предотвращения возможности разрушения
формы при заливке. Опоки как правило выполняют прямоугольной формы они
бывают сварными и литыми. Чаще используются более дешевые литые опоки.
Для отливок среднего развеса больших габаритных размеров и большой
массы целесообразно одногнездное расположение.
1.1 Выбор расстояний между моделями и элементами формы производится в зависимости от массы отливки по [4 таблица 6] и рисунку 5.1.
Верхняя опока: L = 476 мм; B = 420 мм; Н = 1403 мм.
Принимаем: Опока 0260-0041 ГОСТ 14998-69.
Средняя опока: L = 476 мм; B = 420 мм; Н = 100 мм.
Принимаем: Опока 0260-0039 ГОСТ 14998-69.
Получаем следующие ориентировочные размеры опок и производим выбор опок по ГОСТ 14998-69 [7]:
[4] Выбор оптимальных размеров опок и размещение моделей в опоке или
на плите имеют важное значение. Большие габаритные размеры опок значительно увеличивают удельный расход формовочных материалов. Уменьшение размеров опок при одном и том же количестве моделей приводит к появлению различных дефектов (обвал частей формы утечка металла из формы во время заливки и т.п.).
Нижняя опока: L = 476 мм; B = 420 мм; Н = 90 мм.
1.2 Выбор центрирующих и направляющих втулок для литейных опок.
Втулка направляющая: Втулка 0290-1252 ГОСТ 15019-69 [11].
Втулка центрирующая: Втулка 0290-1052 ГОСТ 15019-69 [11].
1.3 Выбор ручек для литейных опок.
Ручка 0298-0301 ГОСТ 150022-69 [14].
1.4 Выбор штырей для литейных опок.
Опоки можно скрепить двумя способами:
а) Штырем. В данном случае при спаривании деталей используемые металлические штыри вставляют в отверстия ушек верхней опоки.
б) На штырь. При этом способе скрепления верхнюю опоку надевают на
штыри предварительно закрепленные на нижней.
В связи с тем что высота формы невысокая выбираем второй способ крепления. Конструкцию и основные размеры направляющих и центрирующих
штырей (с резьбовым хвостовиком) принимаем по ГОСТ 22965-88 (черт.2) [15]
изменяя размер до l1 = 180 мм.
Модельные плиты применяются для изготовления полуформ на формовочных машинах. Конструкция и размеры модельных плит устанавливаются в
соответствии с размерами опок для которых они предназначены и с типами
формовочных машин. К модельным плитам прочно крепятся части модели для
изготовления верхней и нижней полуформ и модели элементов литниковой системы.
Модельная плита образует поверхность разъема формы. Материалами для
изготовления модельных плит служат чаще всего серый чугун марок СЧ15-32
СЧ18-36 и СЧ21-40 и реже стали и алюминиевые сплавы.
2 Выбор модельных плит.
Плита модельная 0280-0058001 ГОСТ 20084-74 [9].
2.2 Выбор центрирующих и направляющих штырей для модельных плит.
Штырь центрирующий 0290-2501 ГОСТ 20122-74 [12].
Штырь направляющий 0290-2551ГОСТ 20123-74
3 Выбор конструкции и материала изготовления моделей.
Модели являются основной оснасткой применяемой при изготовлении
форм. Конструкция моделей должна обеспечивать: незатрудненную набивку и
выемку моделей из формы; получение чистой и гладкой рабочей поверхности
форм и болванов; достаточную прочность соответствующую напряжениям возникающим в процессе набивки форм; стойкость к влиянию сырой формовочной
смеси; технологичность и экономичность.
[18] Конструкция модели должна быть легкой и в то же время достаточно
жесткой что особенно важно при изготовлении полуформ на прессовых машинах с высоким давление. Этому требованию удовлетворяют облегченные модели снабженные для жесткости ребрами расположенными во внутренней полости.
Принимаем материал для изготовления моделей и элементов литниковой
системы СЧ 20 ГОСТ 1412-85 который имеет небольшую усадку и высокую
прочность что обеспечит заданное число съёмов.
[18] В соответствии с ГОСТ 13138-67 исходными данными дл определения
толщины тела модели являются ее длина и ширина (L и B) определяющие средний габаритный размер модели (L+B)2 и материал модели. По ГОСТ 13138-67
толщина стенок чугунных моделей составляет от 6 до 10 мм. Стандартом допускается увеличение толщины стенок моделей для изготовления полуформ под высоким давлением до 35%. Модели со средним габаритным размером до 160 мм
допускается изготавливать монолитными (без облегчения).
Толщина ребер жесткости зависит от установленной толщины тела. Толщина нижней (наименьшей) части ребра не должна превышать 08 от толщины
тела. Ребра могут доходить до плоскости разъема модели или несколько приподниматься над ней а также располагаться в виде арки.
Мелкие и средние модели высотой до 75 мм могут иметь ребра приподнятые на 5-10 мм над плоскостью разъема. У моделей с большими горизонтальными плоскостями и высотой до 100 мм ребра должны находиться на уровне плоскости разъема.
Принимаем толщину стенки модели средней полуформы равной 7
Соответственно толщину ребра принимаем равной 08 · 7
Радиус сопряжения стенок r = 8 мм [18 таблица 6].
Технические требования к изготовлению моделей назначаем по ГОСТ
3.1 Выбор способа фиксирования моделей отливки литниковой системы
на модельной плите и назначение технических условий [16] [18] [19].
3.2 Выбираем конструкцию и размеры выпоров газоотводных [20].
Выпор 0219-0053 ГОСТ 21085-75.
Стержневые ящики должны отвечать следующим требованиям:
- обеспечивать удобное и равномерное уплотнение стержня;
- надежность в эксплуатации;
- лёгкую разборку для извлечения стержня без деформации и повреждения;
- иметь достаточную жёсткость конструкции и малую массу.
В условиях серийного производства стержни изготавливаем машинным
способом в металлическом стержневом ящике
Различают разъёмные и неразъёмные стержневые ящики. Так как производство крупносерийное принимаем материал стержневого ящика АК7 ГОСТ
83 – 93 тип ящика – разъемный.
Конструкцию и размеры элементов стержневого ящика принимаем по [21]
Уплотнение смеси в стержневом ящике и опоках производим пескомётом.
Основным рабочим органом пескомета является метательная головка. Формовочная смесь через отверстие в торцовой стенке кожуха подается внутрь головки
пескомета. Вал с ротором и метательной лопаткой вращается (1450 обмин).
Метательная лопатка захватывает порцию формовочной смеси (пакеты) и с
большой скоростью (до 16—30 мс) выбрасывает эти пакеты через окно практически непрерывной струей. Падая в опоку пакеты формовочной смеси ударяются о модель и модельную плиту уплотняются за счет кинетической энергии удара. Для обеспечения требуемого уплотнения формовочной смеси необходимо
метательную головку равномерно перемещать над опокой что требует определенных навыков рабочего. В отличие от встряхивающих и прессовых формовочных машин пескомет выполняет сразу две операции: подачу формовочной смеси
в опоку и ее уплотнение. Пескомет является высокопроизводительной машиной.
Выбор и описание технологического процесса производства
для изготовления отливки.
1 Технология изготовления форм.
- Протереть модель керосином и припылить графитом из мешочка
дальнейшее протирание керосином по мере необходимости припыливание производить перед каждой формовкой;
- взять опоку и установить на модельную плиту;
- насыпать из бункера формовочную смесь и разровнять по всей площади опоки;
- включить механизм встряхивания и уплотнить смесь. Количество
ударов устанавливается практически;
- выключить механизм встряхивания включить механизм прессования и произвести подпресовку полуформы;
- сделать вентиляционные наколы шагом 50 – 60 мм над стержнем
наколы шагом 30 – 40 мм;
- включить механизм штифтового подъёма и снять полу- форму с модельной плиты;
- проверить плотность набивки полуформы. Плотность должна быть
– 70 ед. по твердомеру;
2 Сборка и контроль форм.
Проверить качество стержней. Запрещается ставить в форму плохо высушенные пережжённые или имеющие механические повреждения стержни.
Установить стержни в форме. Стержень должен входить в знаковую часть
свободно без зазора и смещения.
Припылить полуформу графитом. Графит должен наноситься ровным тонким слоем.
Произвести спаривание опок по центрирующим штырям и строго вертикально.
Контроль состояния технологической оснастки производить путём внешнего осмотра перед началом работы а затем периодически в процессе работы.
Произвести визуальный контроль формы.
- собрать форму на тележке конвейера.
Перед заливкой с помощью подвесного загрузочного конвейера нагрузить
Контроль качества набивки заключается в проверке плотности набивки.
Плотность набивки должна быть 60 – 70 ед по твердомеру. Контроль производит
мастер участка 3 – 4 раза в смену.
Контроль сборки формы заключается в проверке простановки стержней и
скреплении полуформ. Контроль визуальный.
3 Расчёт массы груза.
Во избежание подъёма верхней полуформы при заливке
производят крепление форм или рассчитывают массу груза:
Р = [Нв (Fотл + F лит) γм + ( γм + γст)Vст - g] К
Где Р – давление металла на верхнюю полуформу кгс
Н в – высота верхней полуформы 1 дм
Fотл – горизонтальная проекция отливки в плоскости разъёма; 203 дм2 (по
данным Solid Works).
Fпит – площадь литниковой системы в разъёме формы; 007дм2
γм и γст – плотность жидкого металла и стержневой
Vст - объём стержня без знаков (элементы стержня препятствующие свободному подъему расплава); 26 дм3
g - масса верхней полуформы;
К – коэффициент запаса учитывающий гидравлический удар
К = 2 ÷ 4 (наименьшее значение для мелких и средних отливок).
В нашем случае груз не требуется.
Химический состав серого чугуна марки СЧ 18 ГОСТ1412 - 85
Состав в % компонентов шихты
Возврат собственного
Чушковый чугун марок
форме и температуру выбивки отливки выбор ковша для заливки.
5.1 Температура заливки для чугуна марки СЧ 20 при толщине стенки
-30 мм – 1350 - 1400оС.
Продолжительность заливки для массы металла в форме 292 кг составляет
9 секунд. Контроль температуры осуществляется оптическим пирометром
[2] Продолжительность выдержки чугунных отливок в форме в до температуры 200оС можно определить по приближенной формуле ч
К – коэффициент зависящий от конфигурации отливки и толщины её
G – масса отливки 00292 т.
Выбивка отливок заключается в удалении из земляных форм разрушаемых в процессе этой операции и удаление стержней из отливки.
Опока ставится на выбивную решётку. Решётка вибрирует вместе с опокой и под действием этой вибрации смесь выбивается из опоки. Одновременно
выбиваются из отливки стержни. Формовочная смесь и разрушенные стержни
проваливаются через решётку в бункер и по системе ленточных транспортёров
поступает в смесеприготовительное отделение а выбитые отливки направляются
на отбивку литников сортировку и последующую транспортировку в обрубное
5.2 Расчёт ёмкости ковша
Масса металла в ковше определяется суммарной металлоёмкостью форм
заливаемых из одного ковша с учётом запаса для компенсации возможных переливов и погрешностей формовки. Для массового производства масса металла
уточняется опытным путём с целью уменьшения сливов и предотвращения недоливов форм. Ёмкость заливаемого металлом ковша рассчитывают по формуле:
tТУ – допустимый интервал температур заливки по ТУоС;
mфi – металлоёмкость формы кг
tТУ = 1400 –1350 = 50оС;
Gк = 5020 х 292 = 73 кг х 105 = 7665 кг
Выбор и описание технологических процессов производства формовочных и стержневых смесей и красок.
специальные добавки приготовление и регенерация смеси оборудование.
1.1. Состояние форм – по сырому.
[5] Технология изготовления отливок в сырых песчано-глинистых формах
является основной в современных автоматизированных чугунно - сталелитейных
цехах крупносерийного и массового производства. Формовочные смеси изготовленные из сырых форм имеют низкую стоимость и минимальные отходы
так как отработанные смеси легко восстанавливаются что позволяет сократить
расход формовочного песка до 04т на 1т годных отливок.
При чугунном литье используют в основном кварцевые и тощие формовочные пески зерновой группы 016. Принимаем для данной отливки песок марки 3К4О3О16.
1.2. Характеристика смеси
Общее глиносодержание %
1.3. Специальные добавки.
Для предупреждения образования пригара на отливках в состав смесей
вводят каменноугольную пыль в количестве 05-1%.
В качестве связующего используют бентонит в количестве 05-1%.
Для стабилизации влажности смесей при заливке по сырому улучшение
пластичности и качества отпечатка применяют крахмалит в количества 01-05%.
Для увеличения текучести смеси при заливке по сырому и снижения вязкости глинистых суспензий применяют добавки ПАВ.
Массовое содержание смеси %
(кварц.песок+бентонит)
Единые смеси имеют одинаковые технологические свойства во всём объёме формы. Они применяются в машинной и особенно автоматизированной
формовке при производстве мелких и средних отливок.
1.4. Подготовка исходных (свежих материалов).
Назначение исходных (свежих) материалов заключается в восстановлении
свойств смеси после заливки металла и поддержании их на заданном уровне.
Подготовка песка включает в себя сушку при температуре 250-300°С. После сушки песок подвергнуть дроблению с целью измельчения комьев используя оборудование предназначенное для грубого дробления формовочных материалов. К данному виду оборудования относятся щековые валковые молотковые и роторные дробилки. Далее песок просеять для отделения спекшихся комочков и мелких камней (гальки) в полигональных барабанных ситах или вибрационных установках (грохотах) с размером ячеек 3-5 мм.
1.5 Подготовка (регенерация) отработанной формовочной смеси.
Основной составляющей единых формовочных смесей является отработанная смесь. Отработанная смесь после подготовки (регенерации) должна быть
сыпучей и однородной в ней должны отсутствовать металлические включения и
знаковые части стержней имеющие большую остаточную прочность. Влажность
подготовленной смеси должна быть не более 1 % и температура не выше 35°С.
На рисунке 7.1 приведена технологическая схема подготовки отработанной песчано-глинистой смеси которая поступает с выбивных решеток и
предназначена для приготовления формовочной смеси на ее основе.
Из-под выбивной решетки 1 смесь поступает на ленточный конвейер 3 и
далее пройдя через магнитный сепаратор 2 транспортируется в дезинтегратор 4
где разрыхляется и передается на грохот 5 для отсева спекшихся комочков и
знаковых частей стержней. Подготовленная таким образом смесь поступает в
бункер 6 а затем в гомогенизатор 7. После увлажнения в гомогенизаторе смесь
поступает в испарительно-охладительную установку 8 для доведения температуры и влажности смеси до требуемых норм. Далее по элеватору 9 смесь направляют в бункера 10 перед смесителем.
Рис. 7.1. Схема регенерации (подготовки) отработанных песчано-глинистых
— выбивная решетка; 2 — магнитный сепаратор (N S — полюсы);
— ленточный конвейер;4 — дезинтегратор; 5 — грохот; 6 — бункер;
— гомогенизатор; 8 — испарительно-охладительная установка;
— элеватор; 10 — бункера
1.6 Приготовление формовочной смеси.
Рис. 7.2. Катковый смеситель со сдвоенной чашей типа «восьмерок»:
— каток; 2 — подвеска; 3 — пружина; 4 — траверса;
— плужок; 6 — сдвоенная чаша; 7— приводные валы
Назначение процесса приготовления формовочных смесей состоит в смешивании исходных (свежих) материалов отработанной смеси и воды.
Процесс смешивания происходит в специальных машинах-смесителях. Для
серийного производства принимаю катковый смеситель со сдвоенной чашей
типа «восьмёрок» с резиновыми катками. Резиновые катки по-сравнению с металлическим имеет увеличенную площадь контакта со смесью при этом перетирающие воздействие катка на смесь увеличивается. В этих условиях объемы
смеси прижатые к поверхности шины деформируются вместе с ней вдоль ее поверхности рисунке 7.2.
Смесители - «восьмёрки» как правило работают в непрерывном режиме и
имеют наибольшую из всех смесителей производительность. Исходные компоненты при изготовлении смеси поступают в чашу сверху как правило из доза-
тора. Конструкция этих аппаратов позволяет реализовать в них также и периодический рабочий процесс.
2 Выбор стержневой смеси физико-механические свойства оборудование для приготовления.
2.1.Принимаем пластичную песчано-сульфитную смесь.
По сравнению с песчано-смоляными данный тип смесей экономичнее так
как в состав его входит недорогой и недефицитный связующий материал а также менее токсичная упрочняющая добавка.
Данный тип смесей характеризуется тем что в качестве связующего материала в них используют сульфитно-дрожжевую бражку в количестве 2-5%. В
качестве пластификатора используют техническую мочевину в количестве 12%
от содержания связующего материала в смеси. Помимо указанных выше добавок в состав смеси вводят строительный гипс или мылонафт который повышает
прочность стержней при извлечении из ящика а также добавку ПВАЭ
снижающую гигроскопичность стержней.
Твердение данного типа смесей осуществляется за счет тепловой обработки.
2.2.Состав и свойства пластичной песчано-сульфитной смеси упрочняемой в горячих ящиках для изготовления стержней при чугунном литье указаны в
Массовая доля составляющих %
Сухих на разрыв после 24ч
Пластичные смеси используют для стержней упрочняемых в горячих
ящиках. Продолжительность твердения стержней в ящиках нагретых до 2302800С (толщина стенок изготовляемых стержней не должна превышать 3040мм) составляет 10-20 мин.
2.3. Оборудование для приготовления стержневых смесей.
Рисунок 7.3 Бескатковый или вихревой смеситель:
— чаша; 2 — S-образный скребок; 3 — приводной вал;
— наклонная пластина
Эти смесители имеют цилиндрическую чашу 1с проходящим в центре
приводным вертикальным валом 3 на котором установлен S-образный скребок 2
с наклонной пластиной 4 на конце. В некоторых модификациях смесителей
скребок имеет три искривленные части что увеличивает число актов воздействия на смесь за один оборот приводного вала. Рабочий процесс в таком
смесителе в значительной степени зависит от частоты вращения скребка. Время
рабочего цикла в таких аппаратах 3 6 мин в соответствии с длительностью процесса обволакивания.
Одним из наиболее распространенных способов предупреждения образования пригара на отливках является нанесение защитных покрытий на поверхность изготовленных форм и стержней которые препятствуют проникновению
жидкого металла в поры смеси и химическому взаимодействию оксидов металла
с материалом формы. Формовочные краски должны обладать следующими свойствами:
- иметь большую температуру плавления и не размягчаться от соприкосновения с расплавом;
3 Выбор противопригарной краски и способ приготовления.
- оставаться постоянными по составу во время их приготовления хранения и использования;
- обладать хорошей кроющей способностью;
- слой краски нанесенный на поверхность формы или стержня не
должен трескаться при сушке форм и стержней;
- после подсушки удерживаться на поверхности формы или стержня.
3.1 Выбираем водную антипригарную краску с органическими связующими материалами для чугунного литья. Водные краски с неорганическими
связующими материалами применяют главным образом при массивном чугунном и стальном литье. Характерной особенностью этих красок является использование в качестве связующего материала водных растворов сульфатов
алюминия и магния а также триполифосфата натрия которые придают краскам высокую термостойкость. Последняя достигается благодаря тому что в
процессе теплового разложения этих связующих материалов при температурах 700–1000°С они прочно спекаются в химически инертное к оксидам металла состояние. Упрочнение красочного слоя происходит после испарения
влаги при температуре 100–200°С поэтому формы и стержни окрашенные
такими красками подвергают сушке при указанной выше температуре. Состав и
свойства выбранной антипригарной краски приведен в таблице 7.4.
Для предупреждения брожения в состав краски вводят формалин из расчёта 40г на 100 кг пасты. Данный состав краски приготавливают из пасты которую
поставляют централизованно.
3.2 Приготовление краски.
Наилучшее качество перемешивания обеспечивают лопастные мешалки с
отражательными перегородками и частотой вращения рабочего вала 100-200
обмин. Такие аппараты существенно сокращают время на приготовления покрытий.
При разведении централизованно поставляемых покрытий в мешалку следует сначала заливать воду (30-60% от её оптимального содержания) затем отдельны порциями загружать поставляемый концентрат. Массу перемешивают в
течение 30-60мин. и добавляют воду до необходимой плотности.
В.Н. Моргунов «Основы конструирования отливок. Параметры точности и припуски на механическую обработку». - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та
04. – 164с.: 21ил. 39 табл. библиогр. 23 назв.
«Технология литейного производства: литье в песчаные формы:
Учебник для студ. высш. учеб. заведений» А.П. Трухов Ю.А. Сорокин М.Ю.
Ершов и др.; под ред. А.П. Трухова. – М.: Издательский центр «Академия» 2005.
«Основы конструирования отливок. Элементы литейных форм и отливок: Учеб. пособие В.Н. Моргунов О.Н. Голотенков. – Пенза: Изд-во Пенз.
гос. ун-та 2008. – 64 с.
Спасский В.В. Голотенков О.Н. «Расчет и конструирование литейной формы: учеб. пособ. – Пенза: Пенз. политехн. ин-т 1987. – 76 с.: 32 ил. 28
табл. библиогр. 23 назв.
Голотенков О.Н. «Формовочные материалы: Учеб. пособие. – Пенза:
Изд-во Пенз. гос. ун-та 2004. – 164 с.: ил. 25 табл. 56 библиогр. 14 назв.
ГОСТ 3212-92 Комплекты модельные. Уклоны формовочные
стержневые знаки допуски размеров.
ГОСТ 2133-75 Опоки литейные. Типы и основные размеры.
ГОСТ 14998-69 Опоки литейные цельнолитые чугунные прямоугольные размерами в свету: длиной от 400 до 500 мм шириной от 300 до 400
мм высотой от 100 до 200 мм. Конструкция и размеры.
ГОСТ 20084-74 Плиты модельные чугунные для опок размерами в
свету 400х300 мм 450х350 мм 500х400 мм на формовочные литейные машины
без поворота полуформы с допрессовкой. Конструкция и размеры.
ГОСТ 26645-85 Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров
массы и припуски на механическую обработку.
ГОСТ 15019-69 Втулки центрирующие и направляющие для литейных опок. Конструкция и размеры.
ГОСТ 20122-74 Штыри центрирующие для модельных плит. Конструкция и размеры.
ГОСТ 20123-74 Штыри направляющие для модельных плит. Конструкция и размеры.
ГОСТ 15022-69 Ручки для литейных опок. Конструкция и размеры.
ГОСТ 22965-78 Штыри для литейных опок. Конструкция и размеры.
ГОСТ 20341-74 Модели литейные металлические. Крепление моделей винтами на металлических модельных плитах. Конструкция и размеры.
ГОСТ 21087-75 Модели литейные металлические. Технические тре-
А.С. Ложичевский «Литейные металлические модели» - М.: Машиностроение 1973.
ГОСТ 21083-75 Модели литейные металлические. Крепление частей
моделей. Конструкция и размеры.
ГОСТ 20351-74 Модели литейные. Крепление моделей на металлических модельных плитах. Технические требования.
ГОСТ 21085-75 Выпора газоотводные для металлических литейных
ГОСТ 19367-19140-74 Ящики стержневые механические.
13355-74 Ящики стержневые и модели литейные металлические.
Шероховатость поверхностей.

icon Отливка с элементами литейной формы.cdw

Отливка с элементами литейной формы.cdw
Отливка с элементами
Точность отливки 12-0-13-0 ГОСТ 26645-85.
Неуказанные литейные радиусы 8 10 мм.
Маркировать 591308-16.00.001 на бирке.

icon Плита модельная верхняя.cdw

Плита модельная верхняя.cdw
Расположение моделей
Точность МК-7 металл ГОСТ 3212-92.
Неуказанные литейные радиусы 3 мм.
Неуказанные литейные уклоны 2
Головки винтов заделать смолой.
Винт В.М6-8gх1.48.05
Винт В.М8-8gх1.48.05

icon Плита модельная нижняя.cdw

Плита модельная нижняя.cdw
Расположение моделей
Точность МК-7 металл ГОСТ 3212-92.
Неуказанные литейные радиусы 3 мм.
Неуказанные литейные уклоны 2
Головки винтов заделать смолой.
Винт В1.М6-8gx1.48.05
Винт В.М6-8gх1.48.05

icon Плита модельная средняя.cdw

Плита модельная средняя.cdw
Расположение моделей
Точность МК-7 металл ГОСТ 3212-92.
Неуказанные литейные радиусы 3 мм.
Неуказанные литейные уклоны 2
Головки винтов заделать смолой.
Модель шлакоуловителя
Винт В1.М6-8gx1.48.05
Винт В.М8-8gх1.48.05
Винт В.М10-8gх1.48.05

icon Спецификация.spw

Спецификация.spw
Пояснительная записка
Расположение моделей
Отливка с элементами

icon Стержневой ящик.cdw

Стержневой ящик.cdw
Точность МК7 - металл ГОСТ 3212-92.
Болт С2.М10-8g.60.32
Винт В1.М6-8gx1.48.05
Гайка М16-6Н.12.40Х.016
Шайба 16 ГОСТ28961-91

icon Форма в сборе.cdw

Форма в сборе.cdw

icon Чертеж-задание.cdw

Чертеж-задание.cdw
Неуказанные литейные радиусы 8 10 мм.
Маркировать 591308-16.00.001 на бирке.
up Наверх