Крышка из сплава АЛ8 с литейной оснасткой и формовкой

Отливка.cdw

Сплав АЛ8 ГОСТ 1583-93
РГАТА им. П. А. Соловьева
Точность отливки 7-6-11-6 См. 12 мм ГОСТ 26645-85
Литейные радиусы 3 5 мм
Формовочные уклоны 1 3
- базы для мех. обработки

Стержневой ящик.cdw

РГАТА им. П. А. Соловьева

Форма в сборе.cdw

РГАТА им. П. А. Соловьева

КП ТЛЛ.doc

Выбор припусков на механическую обработку 3
Выбор формовочной и стержневой смесей 4
Обоснование применяемой оснастки 7
Выбор места подвода металла и конструкция ЛПС 9
Расчет литниково-питающей системы 9
Список использованных источников 14
Проведем анализ полученного задания.
Габаритные размеры: 110х110х100 мм;
Материал детали: АЛ8 ГОСТ 1583-93;
Тип производства: серийное;
На основе анализа исходных данных и рекомендаций полученного задания
Метод литья: в песчано-глинистые сырые формы из смесей с влажностью
от 35 до 45% и прочностью от 60 до 120кПа (от 06 до 12 кгсм2) с
уровнем уплотнения до твердости не ниже 70 единиц.
Оборудование: комплексная автоматическая линия.
Данный технологический процесс обеспечивает выполнение технических
требований предъявляемых к отливке (по геометрии стабильности
геометрических размеров во времени шероховатости) является наиболее
универсальным позволяет получать отливки любых конфигурации размеров и
массы при любой серийности а также он достаточно прост и дешев.
Таким образом для изготовления отливки используем комплексную
автоматическую линию предназначенную для изготовления отливок в сырых
песчано-глинистых одноразовых формах.
Выбор припусков на механическую обработку
Требуемые характеристики точности отливки а также припуски на
механическую обработку определяются в соответствии с ГОСТ 26645 – 85.
По табл.9 [1] для заданного технологического процесса габаритного
размера 110 мм и сплава АЛ8 ГОСТ 1583-93 интервал классов точности
размеров 7 - 12 согласно примечанию принимаем КР 7.
По табл.10 [1] находим степень коробления отливки: с учетом разовой
формы и L= 98110 = 0089 попадаем в интервал 5-8 в соответствием с
По табл.11 [1] для заданного технологического процесса габаритного
размера 110 мм сплава АЛ8 находим интервал степени точности
поверхности 10-17 в соответствии с примечанием принимаем СП 11.
По табл.13 [1] находим интервал классов точности массы 6-13 с
учетом примечания принимаем КМ 6.
Допуск смещения отливки определяем по классу размерной точности (КР
) и номинальному размеру 110 мм. По табл.1 ТСМ = 12 мм.
Точность отливки: 7 - 6 - 11 - 6 См. 12 мм ГОСТ 26645-85.
По табл.14 [1] для обрабатываемых поверхностей для степени точности
поверхности СП 11 находим интервал ряда припусков 4-7 с учетом
примечания принимаем РП 5.
Определение допусков и припусков на обработку для обрабатываемых
Последовательность назначения Поверхности
Схема механической обработки 1 1 1
Номинальный размер от базы до 70 40 276
обрабатываемой поверхности мм
Вид размера ВР 2 2 1
Класс точности размера КР 7 7 6
Допуск размера ТО мм 11 1 056
Номинальный размер нормируемого участка 110 40 40
Степень коробления СКЭ; 6 6 5
Допуск формы ТФ 04 04 032
вызванного перекосом
Размер наиболее тонкой стенки формируемой- - 162
Класс точности размера КР - - 6
Допуск смещения ТСМ мм 0 0 05
- позиционный допуск:
Расстояние до базовой поверхности - - 276
(диаметр поверхности) мм
Вид размера ВР - - 1
Допуск размера ТО мм - - 056
Позиционный допуск ТПОЗ мм 0 0 028
Общий допуск ТОБЩ мм 12 11 09
Общий допуск при назначении припуска 12 11 09
общий припуск мм 15 13 12
Выбор формовочной и стержневой смесей
Отливка алюминиевая средняя к чистоте поверхности особых
требований не предъявляется производство среднесерийное. Исходя из
этого выбирается литье в песчано-глинистые формы из смесей с
влажностью от 28 до 35% прочностью от 120 до 160 кПа со средним
уровнем уплотнения до твердости не ниже 80 единиц. Для импульсной
формовки под высоким удельным давлением используют формовочные смеси
аналогичные для формовки прессованием. На автоматической линии для
изготовления мелких отливок используется единая смесь которая состоит
из оборотной смеси и свежих материалов.
Оборотная смесь; 9625 %
Песок 2К1О2016 ГОСТ 2138-91; 25 %
Свойства формовочной смеси:
Газопроницаемость в сыром состоянии; 140 180 ед.
Прочность на сжатие в сыром состоянии; 160 190 кПа
Стержни в процессе заливки испытывают большие термические и
механические воздействия по сравнению с формой поэтому к стержневым
смесям предъявляются более жесткие требования. Прочность стержня в
сухом состоянии и поверхностная твердость должны быть выше чем у
формы. Стержневые смеси должны иметь большую огнеупорность
податливость небольшую гигроскопичность при формовке по-сырому.
Для изготовления стержней к данной отливке применяем BETA-SET-
процесс который основан на быстром отверждении смеси в холодной
оснастке при продувке парами метилформиата. Приготовление смеси
производится в специальных лопаточных смесителях а заполнение
стержневого ящика осуществляется пескострельной машиной.
Состав смеси на 100 мас. ч. кварцевого песка:
Связующее - щелочной резольный полифенолят: 15 25 мас.ч.
Используемый для продувки реагент: метилформиат
(Метилформиат (МФ) (метиловый эфир муравьиной кислоты) НСООСН3.)
Разделительный состав:
Серебристый графит 05 м.ч
Расчетная доза жидкого МФ при нагреве в пневмоиспарительном
генераторе легко переходит в состояние пара и подхватывается потоком
сжатого воздуха; данную паро-газовую смесь используют для продувки
стержневой смеси в оснастке.
Паро-воздушная смесь содержит обычно по объему 60% паров МФ
остальное воздух; допускается применение неосушенного сжатого воздуха.
Время продувки в зависимости от массы стержня составляет от 10 до 30
с. Для достижения оптимальной прочности скорость и давление
паро–воздушной смеси не должны быть чрезмерными: давление не может
превышать 005-0075 МПа а длительность контакта МФ со связующим в
микрообъемах смеси должна быть не менее 05 с. Желательна
дополнительная продувка смеси воздухом для удаления из нее избытка МФ
так как последний при длительном контакте может привести к размягчению
Малотоксичность МФ избавляет от необходимости полной герметизации
газового потока. Для поддержания условной нормы безопасного содержания
МФ в воздухе рабочей зоны (не более 100 мгм3) должны использоваться
средства приточно-вытяжной и общеобменной вентиляции. С учетом
изложенного масса стержней по BETA-SET- процессу ограничена 10 12 кг
Уровень достигаемой прочности в 15 2 раза ниже чем в процессах с
К достоинствам этой технологии относится хорошее качество
поверхностей отсутствие N и S в связующем незначительное термическое
расширение смеси относительная влагостойкость более легкая (по
сравнению с Cold-box-amin и Epoxy-SO2) выбиваемость и возможность
достижения экологически благоприятных условий на стержневых участках.
Изготовления стержней по технологии Cold-box-amin Epoxy-SO2
является очень дорогостоящим и это объясняет область рационального
существования рассматриваемого процесса.
Обоснование применяемой оснастки
Основную массу фасонных отливок из различных литейных сплавов
изготовляют в разовых песчаных формах. Для получения таких форм
используют специальную модельно–опочную оснастку необходимую для
получения частей формы стержней и их сборки. Комплект модельно–опочной
оснастки включает: модели и модельные плиты для изготовления по ним
частей формы стержневые ящики для изготовления стержней опоки
приспособления для контроля формы в процессе сборки а также
холодильники штыри для соединения опок и другой инструмент.
Моделями называют приспособления предназначенные для получения в
литейных формах полостей конфигурация которых соответствует
изготовляемым отливкам.
Для машинной формовки модели монтируют на специальных плитах
которые называют модельными плитами. Для серийного производства данной
отливки используем одностороннюю наборную плиту (модель расположенную
только на одной верхней стороне крепят к плите болтами).
В условиях серийного производства отливок используются металлические
модели и плиты. Они имеют следующие преимущества: долговечность
большую точность и более гладкую рабочую поверхность. Их используют при
машинной формовке которая предъявл²т определенные требования к
конструкции и качеству модельной оснастки. Материалом для модели данной
отливки а также для плиты служит сталь марки Ст 15Л (высокая прочность
и износостойкость). При машинной формовке на автоматических линиях
используют сменные модельные плиты которые устанавливаются в
Конструкция модельной плиты зависит главным образом от типа машины
на которой будет изготовляться полуформа конструкции отливки
получаемой по данному модельному комплекту.
Для фиксации плиты в рамке имеются два центрирующих штыря которые
блокируют смещения в горизонтальной плоскости.
Конструкция стержневого ящика зависит от формы и размеров стержня и
способа его изготовления. По конструкции стержневые ящики подразделяют
на неразъемные (вытряхные) и разъемные.
Выбор направления заполнения ящика смесью зависит прежде всего от
метода изготовления стержня а также от установки каркасов и
В серийном производстве применяют металлические стержневые ящики. Их
делают чаще разъемными с горизонтальным и вертикальным разъемом.
Для изготовления стержней данной отливки применяем пескострельный
способ. Для пескострельных машин применяют разъемные стержневые ящики.
При заполнении смесью они испытывают избыточное давление воздуха
абразивное действие песчано-воздушной струи а также усилие поджима
ящика к надувному соплу машины поэтому они должны обладать повышенной
жесткостью прочностью быть герметичными по плоскости разъема и
Для производства данной отливки в условиях серийного производства и
импульсной формовки применим опоки для автоматических линий. Такие
опоки имеют усиленные стенки без вентиляционных отверстий. Особенностью
опок для формовки на автоматических линиях является их не
взаимозаменяемость т.е. опоки для низа и верха разные. Верхняя опока
имеет втулки для скрепляющих штырей. Нижняя опока имеет конические
отверстия в которых закрепляются штыри.
Выбор места подвода металла и конструкция ЛПС
Данная отливка имеет среднюю толщину стенок (от 98 мм) плоские
непротяженные поверхности. Подвод металла в массивную часть отливки
позволяет создать равномерное питание и заполнение.. Так как прибыли
будут заполняться последними то для обеспечения их функций полости
формы образующие прибыль необходимо обрабатывать экзотермическими
составами либо использовать стержни на основе экзотермических смесей
для формирования прибылей.
Расчет литниково-питающей системы
Полость формы конфигурации средней сложности. Литниковая система
Схема подвода металла:
Определим расчетный металлостатический напор в форме:
где [pic] - высота отливки в верхней полуформе мм
Определим критическую скорость заполнения формы
- толщина стенки 0 = 98 мм;
ρ - плотность жидкого металла р = 2380 кгм3;
lо = 02 = 000982 = 00049 м.
Время заполнения формы металлом
где: Н0 - длина пробега металла
Но = 015 м (определено по чертежу отливки).
Определим площадь сечения стояка
Далее по соотношению находим остальные элементы литниковой системы
Fст: ΣFл.х.: ΣFп=1:2:3
dн.с. = 2r = 2217 = 434 мм;
dв.с. = dн.с. + 0015H = 434 + 0015250 = 472 мм;
Площадь литникового хода:
ΣFл.х.=21510-3 = 310-3 м2
Fп = 31510-3 = 4510-3 м2
Суммарная ширина питателей:
Ширина одного питателя: b = 54810=548 мм
Определим расстояние до первого питателя
где: Wш.max = 2[pic]мс
Найдем общий объем прибылей:
где: [pic] - отношение объема прибыли к объему усадочной
раковины (табл.54[2] )
[pic] - часть объемной усадки сплава принимающая участие в
формировании усадочной раковины (табл.54[2] )
[pic] - объем питаемого узла.
Расчет времени затвердевания отливки в форме
Расчет времени охлаждения отливки в форме для фасонных отливок
может быть проведен по следующей формуле (для сплавов кристаллизующихся
при постоянной температуре):
где – время охлаждения отливки с;
– приведенный размер отливки 10 = 0015 м;
bф – коэффициент теплоаккумулирующей способности формы
Вт(м2 Kc-12) bф = 950 Вт(м2Кс-12);
Сж Ст - удельная теплоемкость сплава в жидком и твердом состоянии Дж(кг
К); Сж=1286Дж(кгК) Ст=1085Дж(кгК);
(Сж + Ств)2 = (1286 + 1085)2 = 11855 Дж(кг К);
рж рт - плотность сплава в жидком и твердом состоянии кгм ;
рж=2380 кгм3 рт=2700 кгм3;
(рж + рт)2 = (2380 + 2700)2 = 2540 кгм3;
L – удельная теплота кристаллизации сплава L= 160 кДжкг;
Тс – температура солидуса Тс = 850 К;
Тл - температура ликвидуса Тл = 864 К;
Температуру выбивки отливок выбирают с таким расчетом чтобы металл
приобрел достаточную прочность и в отливке не возникало больших
термических напряжений которые могут привести к образованию холодных
трещин и к короблению. Температура выбивки составит 300 ° С;
= 477 + 1238 + 7945 = 966 с = 161 мин.
Список использованных источников
Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок. Галдин Н.М.
Чистяков В.В. Шатульский А.А.; Под общ. ред. В.В. Чистякова. -
М.: Машиностроение 1992. - 256с.
Добродеев В.В. Шатульский А.А. Технология литейной формы: Учебное
пособие. - Рыбинск: РАТИ 1991. - 112 с.
Справочник по чугунному литью. Под ред. Н.Г. Гиршовича. - 3-е
изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение ленинградского
отделения 1978. - 758 с.
Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров массы и припуски
на механическую обработку. ГОСТ 26645 - 85.
Технология литейного производства: формовочные и стержневые смеси.
Учебное пособие для вузов - Брянск: Издательство БГТУ2002-570 с.
Токарев А. И. Пособие по курсовому проектированию по курсу
«Технология литейной формы»: Учебное пособие. Ярославль ЯПИ.
Справочник литейщика. Фасонное литье из сплавов тяжелых цветных
металлов. Орлов Н. Д. Чурсин В. М. М. «Машиностроение» 1971

Модельная плита верха.cdw

Болт М12х35 ГОСТ 15589-70
Шайба 12 ГОСТ 11371-78
Шайба 12 Н ГОСТ 6402-70
Штифт 12х30 ГОСТ 3128-70
Модель отливки в верхней полуформе
Модель литникового хода и питателей
РГАТА им. П. А. Соловьева