Литьё кронштейна с ребрами жесткости для единичного производства

Стерж ящик.cdw

Неуказанные литейные радиусы :
внутренние 10мм внешние 40мм.

Модель.cdw

Неуказанные литейные радиусы :
внутренние 10мм внешние 40мм.

1.frw

Курсовик ТКМ ПЗ.doc

Чертеж детали “Кронштейн” . Производство – единичное. Условия работы –
знакопеременные ударные нагрузки.
Выбор способа получения заготовки.
Деталь представляет собой тело состоящее из цилиндра и коробчатого
основания. Деталь имеет ребра жесткости. В условиях единичного
производства заготовку для такой детали можно получить ковкой литьем
Наиболее целесообразно получение литой заготовки потому что возможно
получение сложной по форме изделия в том числе и с внутренними
полостями. Себестоимость отливок обычно ниже себестоимости поковок и
сварных конструкций. Требования прочности и надежности детали допускают
использования литой заготовки.
По габаритным размерам и массе отливка является средней по форме
сравнительно простой. Выберем литье в песчаные формы как наиболее
универсальное и дешевое. Формовка – ручная.
Выбор сплава и его характеристика.
Исходя из заданных условий работы материал должен иметь высокую
пластичность и удовлетворительную прочность. Такими свойствами обладают
стали с пониженным содержанием углерода. Выбираем сталь углеродистую
литейную 30Л ГОСТ 977-88.
Деталь работает при статических и динамических нагрузках
следовательно сталь должна быть повышенного качества; отливку относят к
Сталь содержит 03 % C.
Механические свойства: (В=271 МПа (02=255 МПа (=17 % KCU=343
Выбор положения отливки в форме.
Положение отливки в форме определяет качество металла в различных
зонах детали и устройство литейной формы. Возможно два варианта положения
отливки в форме: вариант 1 (ось цилиндра расположена вертикально1
плоскость разъема) и вариант 2 (с вертикальной осью цилиндра и 2
плоскостями разъема).
Вариант 1 гарантирует наиболее дешевое производство отливки так как
форма будет состоять только из двух частей и потребуется только один
разъем формы и модели. Но потребуется применение дополнительного стержня.
Вариант 2 обеспечивает наилучшее качество по всему объему металла но
для извлечения модели из формы потребуется уже не один а два разъема
формы и модели. Формовка будет существенно сложнее а себестоимость
отливки значительно выше.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции.
Внешние очертания детали имеют простую геометрическую форму
представляют собой цилиндрическое тело Соединенное с коробчатым
основанием ребрами жесткости. Проверка по правилу теневого рельефа
говорит о необходимости применения 3 стержней.
Механическая обработка предусмотрена для минимального числа
поверхностей но объем можно уменьшить изменив конфигурацию верхней
части и нижней частей а также оснований цилиндра без ущерба для
работоспособности детали.
Внутренние полости спроектированы нетехнологично поэтому изменены.
Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учета особенностей
литейного производства. Деталь является разнотолщинной а направленность
затвердевания не обеспечена.
Наименьшая толщина стенки составляет 100 мм. это является
неприемлемым поскольку максимально допустимая толщина стенки для данной
отливки составляет 40 мм.
Стенку 100 мм. уменьшаем до 30 мм.
Ребра жесткости следует делать на 20% тоньше стенки отливки. В данном
случае толщина ребер жесткости составит 25 мм.
Скопления металла после внесенных изменений отсутствуют так как
отливка по возможности стала равностепенной. Принцип направленного
затвердевания выполнен поскольку толщина стенки на ободе постоянна.
Сопряжения стенок на деталях следует проектировать плавным. При
отношении 3030=1 радиусы сопряжения составят:
Согласно нормальному ряду r = 10 мм. R =40 мм.
Разработка чертежа технологичной детали.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертеж детали.(см. ТКМ 0032.00.00СБ)
Расчет размеров отливки модели стержневых ящиков.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ
645-85 установлен 10-й класс точности размеров отливки и 10-й класс
размеров массы. Классы точности определены исходя из способа получения
стальных отливок в разовых песчаных формах в условиях массового
производства. Данная деталь не предъявляет особых требований к коробления
отливки и степени точности поверхности поэтому степень коробления и
степень точности поверхности можно не нормировать.
Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних
или верхних поверхностей.
Допуск размеров определен по 10-му классу точности согласно таблице.
Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей увеличен на
Припуск на усадку для стали составляет 2%. Размеры модели и
стержневых ящиков превышают размеры отливки на величину припуска. Размеры
знаковых частей модели определены с учетом зазора между стержнем и формой
Формовочные уклоны на отливке будут соответствовать уклонам на модели
Сводная таблица размеров детали отливки модели стержневых ящиков.
Номина-лДопуск Сумм-арПрипуск Размер Припуск Размер Размер
ьный размернойный на мех. Отливки на моделистержне-в
размер точности допуск Обр. мм Мм. усадку мм ого
детали ( мм (общмм Мм ящикамм
0 5 625 68 690+3 14 704
0 4 5 6 400+2 8 408
0 36 45 55 205+2 4 209
0 4 5 6 300+2 6 306
0 44 55 53 510+3 10 520
0 36 45 55 200+2 4 208
0 36 45 55 179+2 4 183
0 4 5 6 258+2 5 263
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Отливка имеет отверстие которое можно получить при помощи стержня
Высота нижнего знака стержня согласно таблице составит 60 мм . Формовочные
уклоны на нижних знаках составят 7° а на верхних 10°. Размеры и уклоны
проставляют на чертеже детали с элементами литейной формы. С целью
повышения прочности стержня в него должен быть заложен армирующий каркас.
Конструкция стержневого ящика представлена на чертеже. Ящик выполнен из
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают рабочую часть керосином и располагают на столе
вертикально. Засыпают и утрамбовывают смесь слоем 50—70 мм устанавливают
внутрь ящика армирующий каркас и заполняют всю полость ящика стержневой
смесью с промежуточной трамбовкой. Для обеспечения отвода газов из стержня
душником накалывают газоотводные каналы. Иногда внутрь крупных стержней
закладывают коксовую гарь скрученные жгуты соломы витую металлическую
стружку что улучшает условия для отвода газов.
Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Готовый
стержень после устранения некоторых дефектов связанных с осыпанием смеси
направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской. Размеры стержневых ящиков соответствующие
размерам полостей отливки с учетом линейной усадки определены в таблице.
Толщина стенок ящиков назначенная конструктивно 15 мм.
Проектирование модели.
Модель повторяет внешние очертания отливки и имеет знаковые части для
формовки установочных лунок под стержни. Модель выполнена из дерева.
Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой и
окрашивают в серый цвет а знаковые части – в черный. Размеры модели
определены с учетом линейной усадки сплава. Знаковые части выполнены с
учетом требуемых зазоров (2 мм) между формой и знаками стержней.
Предельные отклонения размеров соответствуют
Выбор способа подвода металла. Расчет литниковой системы.
Литейная форма имеет одну плоскость разъема в которой расположены
питатели. Дополнительный подвод металла в верхней плоскости разъема не
потребуется так как высота отливки небольшая (408 600 .. .800 мм).
Элементы литниковой системы указаны на чертеже детали. Во избежание
усадочных раковин следует предусмотреть четыре прибыли на ободе (прибыль №
Фактическая высота прибылей будет несколько больше поскольку выбирают
стандартные опоки. Длину прибылей определяем из условия что их
протяженность составляет 50% периметра (окружности) питаемого элемента.
Размеры прибылей указывают на чертеже детали. Холодильники не
устанавливаются так как отливка практически равностенна. Прибыли -
открытые поэтому выпоры не предусматриваются.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объем Vотл и
массу отливки Mотл. Объем отливки определим как сумму объемов :
Vотл=V1+V2+V3+V4-V5=30000см3
Mотл=((Vотл=785(30000=222 кг. где р—плотность стали.
где s - коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (для средней
стальной отливки s= t—средняя толщина стенки отливки.
Общая площадь питателей составит:
где (=03-коэффициент сопротивления литниковой системы при двух поворотах
стальной струи на 90°; Hср=488-40822(408=284 мм= 284 cм - средний
гидростатический напор.
Суммарная площадь шлакоуловителя [pic] см2. Площадь стояка [pic] см2.
Литниковая система состоит из круглого стояка шлакоуловителя и трех
питателей. Поток металла на выходе из стояка в шлакоуловитель делится
надвое и далее через питатели выходит в форму.
Сечение питателя представляет собой трапецию высотой' hп со сторонами aп и
bп которые определим из соотношений:
aп=40 мм; bп=22 мм; hп=33 мм;
Размеры сечения шлакоуловителя hшл aшл и bшл найдем аналогично:
aшл=40 мм; bп=20 мм; hп=30 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113([pic]=113([pic]=40 см в
верхней - на 20% больше.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Устройство и последовательность изготовления литейной формы.
При ручной формовке в условиях единичного производства необходимы
модель стержни модели для элементов литниковой системы формовочная
песчано-глинистая смесь и опоки.
Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя
смеси между опокой и моделью (70 мм) между шлакоуловителем и моделью (60
мм) между моделью и верхом формы (100 мм) между моделью и низом формы
(120 мм). Ширина опоки В =520+2(70 =660 мм. Длина опоки
L=815+2(70+60+30=1045мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры
0 и 1200 мм. Высота нижней и верхней опоки - 300 мм.
Устройство литейной формы представлено на чертеже. Изготовление ее
осуществляется в следующем порядке. На под модельную плиту устанавливают
опоку знаковую часть модели 4 ( и модели питателей. Опоку заполняют
формовочной смесью 2 и уплотняют пневматической трамбовкой. Душником
делают наколы для улучшения газопроницаемости смеси.
После переворота опоки на шипы устанавливают основную часть модели 3
(см. рис. 20) остальные части моделей питателей и модели шлакоуловителя и
стояка. Плоскость" разъема формы присыпают- разделительной смесью (сухой
молотый песок). Излишки формовочной смеси срезают рейкой по границе
модели и опоки разъем формы присыпают разделительной смесью.
Устанавливают верхнюю часть модели отливки прибылей и опоку 4 которую
засыпают формовочной смесью и утрамбовывают делают наколы и прорезают
заливную воронку вокруг стояка.
Извлечение частей модели производят после удаления моделей стояка и
прибылей подъема и переворота опоки 4 а затем—опоки 3. Перед сборкой
формы ее очищают от случайно осыпавшейся смеси покрывают противопригарным
составом. При сборке формы в нижнюю опоку 1 устанавливают стержни 6 и 5
опускают опоки 3 и 4. Опоки фиксируют центрирующими штырями и скобами.
В готовые формы заливают сплав. После охлаждения отливок формы разрушают.
Из отливки вытряхивают стержневую смесь и удаляют каркас. Отделение
литниковой системы и прибылей осуществляют газокислородной резкой.

Форма.cdw

Для наглядности на виде сверху верхняя опока снята.