Петля поперечного борта отливка и модельная плита

Отливка.cdw

КП 150104.ВЛ.05.003.001
РГАТА им. П. А. Соловьева
Метод литья в одноразовую песчаную форму
Точность отливки 9-8-14-8 См. 32 мм ГОСТ 26645-85
Литейные радиусы 3 5 мм
Формовочные уклоны 3
- базы для контроля размеров

Стержневой ящик.cdw

КП 150104.ВЛ.05.003.003
РГАТА им. П. А. Соловьева

Стержневой ящик.spw

КП 150104.ВЛ.04.015.003
РГАТА им. П. А. Соловьева
КП 150104.ВЛ.04.015.003.10
Матрица стержневого ящика правая
КП 150104.ВЛ.04.015.003.20
Матрица стержневого ящика левая
КП 150104.ВЛ.04.015.003.30
Плита-основание стрежневого ящика

Отливка.m3d

Форма в сборе.cdw

КП 150104.ВЛ.05.003.004
РГАТА им. П. А. Соловьева

КП ТЛП.doc

Выбор припусков на механическую обработку 4
Определение допусков и припусков на обработку для обрабатываемых
Обоснование способа формовки 6
Обоснование выбора поверхности разъема формы 7
Выбор формовочной смеси 8
Выбор стержневой смеси 9
Обоснование применяемой оснастки 11
Выбор и расчет литниковой системы 12
Расчет нагружения опок 15
Расчет времени затвердевания отливки в форме 15
Список использованных источников 18
Тип детали: «Петля поперечного борта»
Габаритные размеры: 350х144х917 мм
Материал детали: СЧ25 ГОСТ 1412-85
Тип производства: серийное
Для заготовки используем метод литья в песчано-глинистые формы. Данный
технологический процесс обеспечивает выполнение технических требований
предъявляемых к отливке (по геометрии стабильности геометрических размеров
во времени шероховатости). Этот способ литья наиболее универсален
позволяет получать отливки любых конфигурации размеров и массы при любой
серийности а также он достаточно прост и дешев.
При крупносерийном производстве используют литье в сырые песчаные
формы изготавливаемые на формовочных машинах или автоматических линиях.
Этот вид литья целесообразен для отливок массой до 100 кг и высотой до 300
мм. Когда давление металла на стенки формы не превышает 25 кПа.
Т.о. для изготовления отливки используем комплексную автоматическую
линию предназначенную для изготовления отливок в сырых одноразовых песчано-
глинистых формах в чугунолитейных цехах серийного производства.
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 350 мм и сплава СЧ25 интервал классов точности размеров 9т –
согласно примечанию принимаем КР 9.
По табл.10 [1] находим степень коробления отливки: с учетом разовой
формы и L= 107350 = 0031 попадаем в интервал 7 - 10 в
соответствием с примечанием - СК 8.
По табл.11 [1] для заданного технологического процесса габаритного
размера 350 мм сплава СЧ25 находим интервал степени точности
поверхности 12 - 19 в соответствии с примечанием принимаем СП 14.
По табл.13 [1] находим интервал классов точности массы 7т - 14 с
учетом примечания принимаем КМ 8.
Допуск смещения отливки определяем по классу размерной точности (КР
) и номинальному размеру 350 мм. По табл.1 [1] ТСМ = 32 мм.
Точность отливки: 9 - 8 - 14 - 8 См. 32 мм ГОСТ 26645-85.
По табл.14 [1] для обрабатываемых поверхностей для степени
точности поверхности СП 14 находим интервал ряда припусков 5 - 8 с
учетом примечания принимаем РП 7.
Последовательность назначения Поверхности
Схема механической обработки 1 1
Номинальный размер от базы до 137 33
обрабатываемой поверхности мм
Класс точности размера КР 9т 9т
Допуск размера ТО мм 11 14
Другие допуски: - допуск формы поверхности:
Номинальный размер нормируемого
Степень коробления СКЭ;
Размер наиболее тонкой стенки
формируемой стержнем мм
Класс точности размера КР
Допуск смещения ТСМ мм
Расстояние до базовой поверхности
(диаметр поверхности) мм
Допуск размера ТО мм
Позиционный допуск ТПОЗ мм
- допуск смещения вызванного
- позиционный допуск:
Общий допуск ТОБЩ мм 149 20
Общий допуск при назначении 149 10
общий припуск [pic] мм 19 16
Обоснование способа формовки
Формовка – это процесс изготовления разовых литейных форм. Это
трудоемкий и ответственный этап всего технологического цикла изготовления
отливок который в значительной мере определяет их качество. Процесс
формовки заключается в следующем:
- уплотнение смеси позволяющий получить точный отпечаток модели в
форме и придать ей необходимую прочность в сочетании с
податливостью газопроницаемостью и другими свойствами;
- устройство в форме вентиляционных каналов облегчающих выход из
полости формы образующихся при заливке газов;
- извлечение модели из формы;
- отделку и сборку формы включая установку стержней.
В зависимости от размеров массы и толщины стенки отливки а также
марки литейного сплава его заливают в сырые сухие и химические твердеющие
формы. Литейные формы изготавливают вручную на формовочных машинах
полуавтоматических и автоматических линиях.
Так как данная отливка имеет небольшую массу 16 кг то будем
использовать формовку по-сырому. Формовка по-сырому является более
технологичной так как отпадает необходимость в сушке форм что значительно
ускоряет технологический процесс.
В условиях серийного производства можно использовать как ручную так
как и машинную формовку. Для изготовления данной отливки применим машинную
формовку. Машинная формовка позволяет механизировать две основные операции
формовки (уплотнение смеси удаление модели из формы) и некоторые
вспомогательные (устройство литниковых каналов поворот опок и т.д.). При
механизации процесса формовки улучшается качество уплотнения возрастает
точность размеров отливки резко повышается производительность труда
облегчается труд рабочего и улучшается санитарно-гигиенические условия в
цех уменьшатся брак.
В качестве формовочной машины применим машину импульсного типа. В
такой машине уплотнение смеси происходит за счет удара воздушной (газовой)
волны. Сжатый воздух под давлением (6(10)*106 Па с большой скоростью
поступает в полость формы. Под действием удара воздушной волны формовочная
смесь уплотняется в течение 0.02-0.05 с. Оставшейся воздух удаляется через
венты. Верхние слои формовочной смеси уплотняют подпрессовкой.
При использовании обычных песчано-глинистых смесей поверхностная
твердость формы достигает 89-94 единиц. Максимальное уплотнение смеси
соответствует разъему полуформы. Улучшение технологических параметров
литейной формы повышает геометрическую точность отливок снижает брак
улучшает санитарно-гигиенические условия труда за счет полного устранения
Обоснование выбора поверхности разъема формы
Основной задачей при выборе положения отливки во время заливки
заключается в получении наиболее ответственных ее поверхностей без литейных
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.
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.
Выбранная поверхность разъема формы удовлетворяет следующим
- поверхность разъема должна занимать горизонтальное положение при
заливке и по возможности являться плоскостью симметрии отливки;
- число поверхностей разъема должно быть минимальным обеспечивающим
эффективную формовку и беспрепятственное удаление модели;
- основная и наиболее ответственная часть отливки находиться в нижней
- поверхность разъема по возможности должна обеспечить изготовление
отливки с минимальным количеством стержней.
Для данной отливки выбираем плоскость разъема таким образом чтобы можно
было легко и с большей точностью установить два стержня а затем без
трудоемких операций их извлечь. Плоскость симметрии отливки будет совпадать
Выбор формовочной смеси
Отливка чугунная мелкая к чистоте поверхности особых требований не
предъявляется производство среднесерийное. Исходя из этого выбирается 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. Формовочный припыл -
Оборотная смесь 9625%
Свойства формовочной смеси:
в сыром состоянии 140 - 180 ед.
в сыром состоянии 160 - 190 кПа
Специальными требованиями к смесям характерными для импульсного
уплотнения являются высокие: начальная степень разрыхления смеси
([pic]гсм3) текучесть смеси уплотняемость требования к содержанию влаги
и активного бентонита в смеси. Оптимальной считается влажность 32%. Если
значения содержания влаги больше указанных выше то возникает опасность
проникновения ударной волны в глубь формы. Это может привести к
разуплотнению смеси и разрушению участков формы в первую очередь болванов
и прилегающих к ним зон что неминуемо отразится на качестве отливки.
Уплотняемость смеси [pic]45% может привести к недостаточному уплотнению у
Требования импульсных способов к свойствам смеси обуславливают
повышенное внимание к системам приготовления и транспортировки смеси.
Выбор стержневой смеси
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 смеси по СО2 процессу
на жидком стекле. Приготовление смеси производится в специальных
лопаточных смесителях а заполнение стержневого ящика осуществляется
пескострельной машиной.
Состав смеси в % по массе:
Триполифосфат натрия 50
Свойства стержневой смеси:
Газопроницаемость 150 ед.
после одного часа 41 МПа
Разделительный состав:
Серебристый графит 05 м.ч
Противопригарное покрытие:
%-й раствор поливинил бутилята в спирте 44%
%-й раствор древесного пека в растворителе 647 18%
При изготовлении средних и мелких стержней крупносерийного производства
требуются повышенные показатели прочности сразу после продувки – в этом
случае используют жидкое стекло с модулем 24-28.
Удовлетворительными режимами продувки СО2 является давление
продувки 005-01 МПа при расходе 2-20 дм3мин. Экономия СО2 в газовой
смеси составляет 40-60% . При этом длительность продувки возрастает.
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
Моделями называют приспособления предназначенные для получения в
литейных формах полостей конфигурация которых соответствует изготовляемым
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 предъявляет 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 специальные рамки.
Конструкция модельной плиты зависит главным образом от типа машины
на которой будет изготовляться полуформа конструкции отливки получаемой
по данному модельному комплекту.
Для фиксирования плиты на рамке имеются 2 центрирующих штыря которые
предохраняет плиту от смещений в горизонтальном направлении.
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 холодильников.
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 наддува.
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. Опока для низа имеет втулки для скрепляющих
штырей. Опока низа имеет коническое отверстие в котором закрепляется
Опока низа имеет центрирующую (ГОСТ 15019-69) и направляющую (ГОСТ
Выбор и расчет литниковой системы
Литниковая система (л.с.) должна обеспечить спокойную равномерную и
непрерывную подачу металла в заранее определенные места отливки.
Конструкция л.с. должна создавать условия препятствующие засасыванию
воздуха потоком металла.
Л.с. должна задерживать все неметаллические включения попавшие в
Одной из важнейших функций л.с. является заполнение формы с заданной
скоростью: при очень большой скорости заливки происходит размыв стенок
формы и каналов самой л.с. а при слишком медленной заливке – значительное
охлаждение металла и образование спаев неслитин недоливов.
Л.с. должна способствовать выполнению принципа равномерного или
направленного затвердевания отливки. Она служит для частичного питания
жидким металлом отливки в начальный момент ее затвердевания.
Применение литниковых систем с последовательным уменьшением площадей
поперечных сечений элементов приводит к браку отливок по засорам вследствие
размыва формы струей вытекающих из питателя с большой скоростью.
Выбираем дроссельную литниковую систему.
Находим начальный массовый расход:
[pic]- масса всех отливок в опоке с литниковой системой
[pic]- вес литниковой системы (20% от массы всех
[pic]- время заполнения формы
Далее по диаграмме [pic] и [pic](стр. 67 [1]) в выбираем вид литниковой
системы и номер дросселя. Для данной отливки подходит щелевой
двусторонний одноходовой дроссель № 3.
Далее по соотношению находим остальные элементы литниковой системы.
Размеры литникового хода (двухстороннего):
Расчет нагружения опок
Во избежание всплытия верхней опоки при заливке формы металлом на нее
устанавливается груз массой Р или опоки скрепляют скобами
выдерживающими нагрузку Р.
Т.к. Р 0 то опоки не надо дополнительно нагружать или скреплять
Расчет времени затвердевания отливки в форме
Расчет времени снятия температуры перегрева:
- максимальная толщина отливки.
[pic]- начальная температура формы.
Расчет времени охлаждения отливки от температуры ликвидус до температуры
где: [pic]- скрытая теплота кристаллизации.
Расчет времени охлаждения отливки от температуры солидус до температуры
[pic]- теплоемкость твердого металла.
Общее время охлаждения отливки в форме:
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
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 вузовов - Брянск: Издательство БГТУ2002-570 с.

3Петля поперечного борта.СЧ 25.Rz100..m3d

Модельная плита.spw

КП 150104.ВЛ.04015.002
РГАТА им. П. А. Соловьева
КП 150104.ВЛ.04.015.002
КП 150104.ВЛ.04.015.002.01
Модель литникового хода
КП 150104.ВЛ.04.015.002.02
КП 150104.ВЛ.04.015.002.03
КП 150104.ВЛ.04.015.002.004
Болт М6х20 ГОСТ 15589-70
Болт М6х35 ГОСТ 15589-70
Шайба 6 ГОСТ 11371-78
Шайба 6Н ГОСТ 6402-70
Штифт 6х20 ГОСТ 3129-70
Штифт 6х32 ГОСТ 3129-70

Форма в сборе.a3d

Форма в сборе.spw

КП 150104.ВЛ.04.015.004
РГАТА им. П. А. Соловьева
КП 150104.ВЛ.04.015.004.01
КП 150104.ВЛ.04.015.004.02
КП 150104.ВЛ.04.015.004.03
КП 150104.ВЛ.04.015.004.04
КП 150104.ВЛ.04.015.004.05

Модельная плита верха.cdw

КП 150104.ВЛ.05.003.002
РГАТА им. П. А. Соловьева

Модельная плита верха.a3d