Проектирование заготовок из круглого стального проката и штампованных поковок

Проектирование заготовок 1.cdw

Отливка.doc

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛИВОК В РАЗОВЫХ
В настоящее время в машиностроении действует ГОСТ 26645-85 "Отливки из
металлов и сплавов. Допуски размеров массы и припуски на механическую
обработку" с внесенным изменением №1 [1] взамен отмененных стандартов ГОСТ
55-55 и ГОСТ 2009-55. Стандарт распространяется на отливки из черных и
цветных металлов и сплавов изготовляемые различными способами литья и
соответствует международному стандарту ИСО 8062-84.
Принимая во внимание определённую сложность использования стандарта в
пособии изложена последовательность работы по назначению допусков размеров
формы и расположения поверхностей и припусков на механическую обработку
отливок с рассмотрением конкретных примеров.
Освоить методику проектирования заготовок полученных литьём в разовые
Спроектировать литую заготовку корпуса полученную в песчаной литейной
форме. Разработать чертёж элементов литейной формы и чертёж отливки с
техническими требованиями. Определить стоимость литой заготовки.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ
Теоретические основы
Заготовки получают путём заливки жидкого металла в формы. Основные
способы изготовления отливок – литьё в разовые песчано-глинистые формы
(ПГФ) в оболочковые формы в кокиль по выплавляемым моделям центробежное
литьё литьё под давлением. Последние пять способов называют специальными.
Технологические возможности указанных способов литья приведены в
таблице 3.1[2]. Литье в разовые песчаные формы – самый распространенный
способ литья с помощью которого в машиностроении изготавливают 75-80 %
Технологические возможности способов литья
Способы Группа Квалитет ШероховатостьПрипуск наКИМ
литья сложности точности поверхности сторону
литья Rz (Ra) мкм мм
обычной прочности;1 6 16 18 60 320 3 9 055 071
высокопрочные 1 3 14 17 80 160 3 7 075
В оболочковые 2 5 12 15 10 80 05 20 09
В кокиль 1 3 12 15 20 80 15 40 071 075
По выплавляемым 1 5 11 14 10 40 05 25 085 095
Под давлением 1 5 9 12 10 40 03 15 095 098
Центробежное 1 2 13 15 20 80 2 12 070 080
Форма (рис.3.1) состоит из двух полуформ 1 и 2 изготовленных из
влажной песчано-глинистой смеси которую уплотняют в металлических рамках 7
и 9 называемых опоками. Полость формы 3 имеющую очертания будущей
отливки получают с помощью модели 10. Чтобы образовать отверстие в
отливке в форму устанавливают стержень 5 который изготавливают отдельно
от формы из песчано-глинистой стержневой смеси уплотняемой в стержневом
ящике 12. Для обеспечения правильной установки и надежной фиксации стержня
в форме выполняют гнезда называемые знаками которые образуются выступами-
гнездами 11 модели 10.
Полость формы заполняют расплавом через каналы 6 называемые литниковой
системой. Перед заливкой нижнюю и верхнюю полуформы соединяют стальными
цилиндрическими штырями которые вставляют в отверстия приливов 8 опок. Для
предупреждения подъёма верхней полуформы под действием давления
поступающего расплава на собранную форму устанавливают груз 4.
В современных литейных цехах технологический процесс изготовления
отливок разделяется на отдельные операции осуществляемые коллективом
литейщиков различных профессий: формовщиками стерженщиками сборщиками
форм плавильщиками обрубщиками термистами контролерами и др. В
формовочное отделение поступают модели опоки и формовочные смеси для
изготовления полуформ. При сырой формовке полуформы после изготовления
поступают на сборку минуя операцию сушки. Сборка форм состоит в проверке
качества формы установке стержней соединении и скреплении нижней и
верхней половин формы. Собранные формы поступают на заливку куда из
плавильного отделения в специальных ковшах подается расплав. После
затвердевания и охлаждения отливок формы разрушают отливки поступают в
очистное отделение а выбитая из опок смесь возвращается в
смесеприготовительное отделение. В отделении очистки и обрубки из отливок
выбивают стержни очищают от приставшей формовочной смеси и удаляют с их
поверхности заусенцы и заливы. Затем если необходимо отливки подвергают
термической обработке и после контроля размеров механических свойств и
химического состава передают на склад литья откуда они поступают в
механический цех на обработку.
Тип производства оказывает большое влияние на выбор методов литья и
технологию изготовления отливок на характер применяемого оборудования и
организацию труда в литейном цехе. Различают следующие основные типы
литейного производства [23]: единичное серийное и массовое (табл.3.2).
Если единичное производство характерно применением ручного труда частичной
механизацией производственных процессов то в серийном и особенно в
массовом производствах целесообразно использовать автоматизированное
оборудование специальные приспособления и аппаратуру обеспечивающие
высокую производительность и качество отливок.
Нормы определения серийности производства отливок из чугуна и стали
Распределение Годовой выпуск отливок одного наименования
единичнмелкосерийносерийное крупносерийноемассовое
До 20 300 300-3000 3000-35000 35000-200000 >200000
Свыше 20 до 100 150 150-2000 2000-15000 15000-100000 >100000
>> 100 до 50075 75-1000 1000-6000 6000-40000 >40000
>> 500 до 50 50-600 600-3000 3000-20000 >20000
Особенности формирования точности размеров
формы и расположения поверхностей отливки
Причины возникновения погрешностей размеров отливок многообразны.
Однако процесс их формирования является идентичным для всех способов литья
поскольку сами погрешности размеров формируются на всех этапах получения
отливки: изготовление модельно-стержневой оснастки; изготовление полуформ и
стержней; сборка литейных форм и стержней; взаимодействие отливки и формы с
момента заливки до момента выбивки; выбивка форм; финишные операции и
термообработка отливок.
При изготовлении отливки формирование погрешностей её различных
поверхностей взаимосвязано поскольку используется один инструмент -
литейная форма. Однако необходимо учитывать что различные размеры отливки
имеют неодинаковую точность [4].
У всех отливок изготавливаемых различными способами литья имеются
размеры пересекающие плоскость разъёма модели и формы и выходящие на
плоскость разъёма (размеры D1 D2 L1 L2 b3 b4 на рис.3.2абв).
Точность именно таких размеров отражается в общей надписи на чертежах в
соответствии с ГОСТ 26645-85. Присвоим этому виду размеров обозначение ВР 2
Точность размеров образованных одной полуформой или одним стержнем
(обозначение ВР1) на один-два класса точнее размеров ВР2 (на рис.3.2абв
размеры ВР1 – d1 d2 H1 L3).
Точность размеров образованных тремя и более частями формы
несколькими стержнями или подвижными элементами формы а также толщин
стенок (обозначение ВР3) на один-два класса грубее размеров ВР2 (на
рис.3.2абв размеры ВР3 – h1 h2 h3 h4 h5 b1 b2).
Термины и определения допусков формы и расположения поверхностей
приведены в ГОСТ 24642-81. К отклонениям формы поверхностей относят
отклонения от прямолинейности плоскостности от заданного криволинейного
профиля от заданной криволинейной поверхности а также отклонения от
цилиндричности и круглости. К отклонениям расположения относятся
отклонения параллельности перпендикулярности соосности симметричности
позиционное отклонение и отклонение от пересечения осей.
Основной причиной возникновения погрешностей формы является коробление
отливок в процессе охлаждения в литейной форме и после выбивки из-за
неоднородности температур по несимметричному сечению или из-за
разностенности вследствие которых в отливке возникают неоднородные
напряжения и неоднородные пластические деформации. При этом коробление
например бруса постоянного сечения при заданном распределении (разности)
температур обратно пропорционально высоте и прямо пропорционально длине
сечения а форма сечения не влияет на искривление.
Другой причиной возникновения погрешностей формы в отливках является
искривление отливок в процессе термообработки которое происходит
вследствие снятия неоднородных по сечению отливки остаточных напряжений
неоднородного протекания фазовых превращений при термообработке и
пластических деформаций изгиба под действием собственной силы тяжести и
силы тяжести других отливок при неправильной их укладке. Контроль
коробления осуществляют измерением стрелы прогиба f по схеме приведенной
Наиболее характерным отклонением расположения в отливках является
смещение по плоскости разъёма. Наибольшие величины смещения наблюдаются при
изготовлении песчано - глинистых форм по модельным плитам верха и низа.
Р и с. 3.3. Схемы коробления фланца (а) и цилиндра (б) отливки
Р и с. 3.4. Схема контроля допуска смещения
Допуск смещения по плоскости разъёма отливки равен разности между
предельными отклонениями положений частей отливки формируемых в разных
полуформах от номинального положения: Тсм = Dmax – Dmin (рис. 3.4).
Примером позиционного допуска может служить допуск расположения осей
отверстий относительно баз механической обработки а также позиционный
допуск при обработке внутренней поверхности (рис.3.5). В первом случае
позиционный допуск размеров определяется как вероятностная сумма половин
допусков на расстояния L1 и L2 от баз 1 и 2 до оси обрабатываемого
Во втором случае позиционный допуск определяется половиной допуска на
наружный диаметр отливки т.е. [pic]. При обработке наружного диаметра
относительно внутренней базовой поверхности позиционный допуск будет равен
половине допуска на внутренний диаметр т.е. [pic].
Основные этапы проектирования технологии
изготовления отливок
Анализ чертежа детали на соответствие требованиям литейной технологии.
Выбор способа формовки.
Разработка чертежа элементов литейной формы.
Разработка чертежа отливки.
Разработка технологического маршрута изготовления отливки и
составление технологической карты.
Разработка чертежа (эскиза) литейной формы.
Разработка чертежей приспособлений входящих в состав модельного
Определение стоимости отливки.
В рамках настоящей работы выполняются 1- 4 и 8 этапы.
1. АНАЛИЗ ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ НА СООТВЕТСТВИЕ
ТРЕБОВАНИЯМ ЛИТЕЙНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Технолог изучая чертеж определяет соответствие детали литейным
требованиям и при необходимости вносит предложения по изменению её
конструкции. Это необходимо потому что литейный брак часто бывает
результатом недостаточно продуманной конструкции детали в которой не
учтены особенности процессов литья и условия получения отливки. При оценке
технологичности конструкции учитывают в первую очередь литейные свойства
сплава - усадку и жидкотекучесть влияющие на заполнение формы образование
внутренних напряжений усадочных раковин а также правильность выполнения
конструктивных элементов детали.
Толщина стенок отливки влияет на условия заполнения формы прочность и
образование напряжений в отливках. Толщина стенок зависит от марки сплава и
габаритных размеров отливки. Чем больше габаритные размеры отливки и меньше
жидкотекучесть сплава тем толще должна быть стенка. Наименьшая толщина
стенок отливок из серого чугуна СЧ20 принимается для небольших отливок 4-6
мм средних 6-8 мм крупных 12-15 мм для стальных отливок соответственно
-8 8-10 и 15-20 мм; для отливок из цветных сплавов на основе алюминия
цинка и оловянных бронз – 3 5 мм для магниевых сплавов – 35 6 мм для
остальных бронз и латуней – 6 7 мм [2 3 5 6].
Переходы сечений от тонких стенок к массивным должны быть плавными
(рис.3.6). Если одно сечение более чем в два раза превышает другое то
переход выполняют клинообразно постепенно изменяя сечение. Угловые
соединения стенок выполняют с закруглениями.
Формовочные уклоны обязательны на всех поверхностях отливки
перпендикулярных плоскости разъёма формы.
Пересечение ребер должно быть рассредоточено и не должно создавать
скоплений металла способствующих при затвердевании отливки образованию
усадочных дефектов и больших внутренних напряжений. Для снижения остаточных
напряжений в литых маховиках с четным числом спиц рекомендуется спицы
делать изогнутыми а с нечетным – прямыми. Окна в отливке должны быть
достаточных размеров и в необходимом количестве для устойчивого крепления
стержней вывода газов удаления каркасов и очистки внутренних полостей.
Отверстия в отливке могут быть необрабатываемыми – черновыми и
обрабатываемыми механически. Минимальные размеры черновых отверстий при
литье в разовые ПГФ не должны быть меньше толщины стенки. Обрабатываемые
отверстия должны быть не менее 20 мм в массовом производстве 30 мм в
серийном и 50 мм в единичном. Конфигурация деталей должна способствовать
получению отливок с минимальным количеством стержней упрощать процессы
формовки сборки форм и очистки отливок.
2. ВЫБОР СПОСОБА ФОРМОВКИ
По способу изготовления разовых песчаных форм различают ручную и
машинную формовку. Применяют следующие основные методы формовки в опоках:
по неразъёмной (цельной) модели размещаемой в одной опоке; по разъёмной
модели размещаемой в двух опоках; с подрезкой; с фальшивой опокой; с
отъёмными частями и др. Сложные и высокие формы изготовляют в трёх и более
Наиболее распространен способ изготовления форм по неразъёмным и
разъёмным моделям в двух опоках который может осуществляться как вручную
так и на машинах. В прил.3.1 приведены схемы и краткие описания некоторых
методов формовки [356].
Разовые формы получают из обычных формовочных смесей. Они служат для
производства только одной отливки после чего их разрушают. В литейных
цехах используют сырые сухие подсушиваемые и химически твердеющие разовые
песчаные формы. Наиболее часто применяют сырые разовые формы для получения
отливок из любых сплавов массой до 100-150 кг.
Твердость сырых форм после уплотнения определяют твердомером модели 071
путем вдавливания в поверхность формы шарика. Оптимальная твердость сырых
форм для получения отливок массой до 150 кг составляет 60 75 единиц по
3. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ЭЛЕМЕНОВ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ
Чертеж элементов литейной формы определяет особенности технологического
процесса и является основой для проектирования модельного комплекта и
литейной оснастки (опоки шаблоны и др.). В нём должно быть дано
принципиальное решение технологических вопросов производства конкретной
По результатам анализа на технологичность в чертёж детали при
необходимости вносятся изменения способствующие повышению технологичности
конструкции: дорабатываются внешние и внутренние очертания детали
сопряжения переходы; мелкие выемки пазы отверстия небольшого диаметра
литьём не выполняются их получают последующей механической обработкой.
Чертёж элементов литейной формы согласно ГОСТ 3.1125-88 [7] в условиях
серийного производства рекомендуется выполнять непосредственно на копии
чертежа детали путём нанесения контуров модели и других литейных указаний в
Выбирают положение отливки в форме при заливке и место разъёма модели
Устанавливают допуски размеров формы расположения и неровностей
поверхностей и массы отливки припуски на обработку и усадку сплава а
также технологические напуски.
Указывают места установки и контуры стержней.
Назначают формовочные уклоны и радиусы закруглений.
Конструируют элементы литниковой системы прибыли и холодильники.
Выбор положения отливки в форме и места разъёма модели и формы.
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.
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.
Разъём модели и формы показывают отрезком или ломаной штрихпунктирной
линией заканчивающейся знаком Х-- --Х над которой указывается буквенное
обозначение разъёма – МФ. Направление разъёма показывают сплошной основной
линией перпендикулярной к линии разъёма ограниченной стрелками и буквами
В и Н (рис. 3.7). При применении неразъёмных моделей указывают лишь разъём
При выборе места разъёма модели и формы необходимо соблюдать следующие
- положение при формовке должно совпадать с положением при заливке
(если это не снизит качество отливки);
- выбранная поверхность разъёма формы должна обеспечить свободное
извлечение моделей из формы без применения отъёмных частей подрезки и
других приёмов усложняющих процесс;
- количество стержней должно быть наименьшим так как изготовление
стержневых ящиков увеличивает стоимость модельного комплекта и изготовления
- во избежание брака из-за перекоса желательно всю отливку или
наиболее ответственные её части размещать в одной (лучше нижней) полуформе;
- выбранное положение при формовке должно обеспечивать удобство
установки стержней в форму отделки и контроля формы.
Одновременное выполнение всех указанных условий бывает затруднительно. В
этих случаях выполняют основные условия обеспечивающие качество отливок и
подчиняют им все остальные.
Определение норм точности отливки. Точность отливок регламентируется
ГОСТ 26645-85. Точность отливки в целом характеризуют классом размерной
точности отливки степенью коробления степенью точности поверхностей
классом точности массы. Для всех видов отливок стандарт предусматривает 22
класса точности размеров и масс отливок 11 степеней коробления 22 степени
точности поверхностей. В совокупности эти сведения а также допуск смещения
элемента отливки по плоскости разъёма представляют собой нормы точности
отливки. Нормы точности а также ряды припусков на обработку для различных
технологических процессов условий изготовления и обработки приведены в
приложениях. Ниже изложена последовательность работы с этими приложениями.
По табл. П2.1 приложения 2 в зависимости от способа литья уровня
прочности и твердости уплотнённой формы наибольшего габаритного размера
отливки и типа сплава определяется диапазон классов размерной точности
отливки и с учетом примечаний выбирается конкретное значение класса
По табл.П3.1 приложения 3 по величине отношения наименьшего размера
элемента отливки к наибольшему размеру с учетом примечаний определяется
степень коробления элементов отливки.
По табл.П4.1 приложения 4 в зависимости от способа литья уровня
отливки и типа сплава определяется диапазон степеней точности поверхностей
отливки и с учетом примечаний к таблице выбирается конкретное значение
степени точности поверхностей.
По табл.П5.1 приложения 5 в зависимости от способа литья уровня
прочности и твердости уплотнённой формы номинальной массы отливки и типа
сплава определяется диапазон классов точности массы отливки и с учетом
примечаний к таблице принимается конкретное значение класса точности
Допуск смещения отливки по плоскости разъёма в диаметральном выражении
устанавливают по табл.П10.1 приложения 10 на уровне класса размерной
точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок отливки
выходящих на разъём или пересекающих его.
Допуск смещения вызванный перекосом стержня устанавливают в
диаметральном выражении по табл.П10.1 приложения 10 на 1-2 класса точнее
класса размерной точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой
из стенок отливки формируемых с участием стержня.
По табл.П6.1 приложения 6 для выбранной степени точности поверхностей
определяется соответствующее значение шероховатости поверхностей отливки
(предпочтительно в Ra мкм.).
По табл.П7.1 приложения 7 для выбранной степени точности поверхностей
определяется допуск неровностей поверхностей отливки.
По табл.П7.2 приложения 7 для принятого класса точности массы
определяется допуск массы отливки; рекомендуется симметричное расположение
поля допуска массы относительно номинальной массы.
По табл.П8.1 приложения 8 в зависимости от принятой степени точности
поверхностей определяется диапазон рядов припусков на обработку отливки
и с учетом примечаний к таблице выбирается конкретное значение ряда
По табл.П9.1 приложения 9 выбирается уровень точности обработки в
зависимости от технического уровня технологии механообработки; с учетом
примечаний к таблице рекомендуется назначать увеличенные или уменьшенные
Найденные нормы точности и другие необходимые для изготов-ления
отливки параметры приведены в таблице 3.3.
Нормы точности отливки и ряд припусков на механообработку
Определяемый параметр Перечень приложений Принятое
Класс размерной точности отливки Прил. 2 табл.П2.1 с
Степень коробления элементов отливки Прил. 3 табл.П3.1 с
Степень точности поверхностей отливки Прил. 4 табл.П4.1 с
Класс точности массы отливки Прил. 5 табл.П5.1 с
Допуск смещения отливки по плоскости табл.П10.1
разъёма в диаметральном выражении мм
Допуск смещения вызванный перекосом табл.П10.1
стержня в диаметральном выражении мм
Шероховатость поверхности отливки мкмПрил. 6 табл.П6.1
Допуск неровностей поверхностей Прил. 7 табл.П7.1
Допуск массы отливки % Прил. 7 табл.П7.2
Ряд припусков на обработку отливки Прил. 8 табл.П8.1 с
Уровень точности обработки Прил. 9 табл.П9.1 с
Назначение допусков размеров формы и расположения поверхностей
отливок. Стандарт предписывает допуски размеров формы расположения и
неровностей поверхностей отливок а также допуск массы. При ненормированных
требованиях к точности формы и расположения обрабатываемых поверхностей
устанавливают только допуски линейных размеров и допуски массы отливок.
Допуски размеров отливок приведены в таблице П10.1 приложения10.
Величину допуска Т0 устанавливают в зависимости от расположения в литейной
форме элемента отливки характеризуемого данным размером (см. рис.3.2).
Расположение поля допуска может быть несимметричным (односторонним –Т0 или
+Т0) или симметричным (двухсторонним ±05Т0). Предпочтительно следующее
расположение полей допусков размеров формы и расположения:
- симметричное и несимметричное (частично или полностью) расположение
поля допуска устанавливают для размеров элементов отливки не подвергаемых
механообработке (предпочтительно для охватывающих элементов (отверстие) "в
плюс" (+Т0) а для охватываемых (вал) – "в минус" (-Т0);
- симметричное (двухстороннее) расположение поля допуска (±05Т0)
устанавливают для обрабатываемых поверхностей отливок.
Допуски формы и расположения элементов отливки в диаметральном
выражении определяются по таблице П10.2 в зависимости от номинального
размера нормируемого участка элемента отливки и принятой степени
Определение припусков на обработку
размеров и массы отливки
Припуски на обработку (на сторону) назначают отдельно на каждую
обрабатываемую поверхность отливки. Для устранения погрешностей размеров
формы и расположения неровностей и дефектов обрабатываемой поверхности
формирующихся при изготовлении отливки и последовательных переходах её
обработки в целях повышения точности обрабатываемого элемента отливки
назначают общий припуск [8].
Общий припуск на обработку Zобщ (рис.3.8) соответствует рассто-янию
между серединами полей допусков детали и отливки и является суммарным на
все переходы механической обработки: [pic] где Zi – припуск на выполнение
Zmin–минимальный припуск на
обработку; Nomin Noma Nд
Nо – номинальные размеры детали и отливки; Тд.общ – общий допуск детали;
То.общ – общий допуск отливки. Припуск на механическую обработку на
выполнение i-го перехода определяется двумя составляющими: параметром
качества поверхностного слоя П1(i-1) на (i-1)-ом переходе и параметром
геометрической точности П2i детали после i-го перехода механической
На первом переходе параметр П1(i-1) равен минимальному (исходному)
литейному припуску который формируется на отливке (на нулевом переходе
обработки). На всех последующих переходах припуск формируется в
соответствии с технологическим маршрутом механической обработки.
Минимальный литейный припуск равен сумме высот шероховатости
неровностности и толщины дефектного поверхностного слоя (обезуглероженный
слой литейная корка). При отсутствии необходимости в повышении точности
размеров формы и расположения обрабатываемых поверхностей для устранения
неровностей и дефектов литой поверхности и уменьшения шероховатости
поверхности назначают минимальный литейный припуск в зависимости от ряда
припусков и расположения в момент заливки (верх низ бок) той поверхности
на которую назначается припуск. В ГОСТ 26645-85 минимальный литейный
припуск изменяется от 01 до 10 мм и разбит на 18 рядов припусков
Минимальные литейные припуски на сторону мм
Ряды припусков отливок
до 50 свыше 50 до 150 свыше 150 до 300
Свыше 25 до 50 20 30 45
Высота вертикальных знаков (для всех видов форм) мм
D или средний поперечный размер стержня
до 50 свыше 50 свыше 100 свыше 200
до 100 до 200 до 300
hн hв hн hв hн hв hн hв
Свыше 50 40 25 35 20 30 20 35 20
Свыше 150 60 35 50 30 40 25 40 25
Величину уклонов знаков моделей и стержневых ящиков выбирают по табл.3.7.
Уклоны знаков моделей и стержневых ящиков
Высота знака Уклоны знака град.
Вертикальные стержни Горизонтальные стержни
нижний верхний нижний верхний
Свыше 20 до 50 7 10 7 10
В табл.3.8 приведены величины зазоров в знаках для сухих подсушенных
и химически твердеющих форм. При формовке по сырому зазоры берут меньше
указанных в таблице на 05 10 мм но не менее 015 мм. Зазор S4 при
формовке по сырому не выполняют.
Зазоры между знаком формы и стержнем мм
Высота Зазор S1 при длине стержня L или диаметре D
до 50 свыше 50 свыше 150
Свыше 25 до 50 05 05 10 15 30
0 до 20015 15 15 25 75
0 до 30015 15 15 30 80
Зазор S2 = S4 025 05 10 -
Знак стержня обычно имеет чертёжные размеры а размер знака на модели
увеличивают на величину зазора. Стержни их знаки и фиксаторы знаки
моделей изображают в масштабе чертежа сплошной тонкой линией которую
допускается выполнять синим цветом. В разрезе стержни штрихуют только у
контурных линий. Стержни обозначают буквами и присваивают им номера в
порядке их установки в форму. Горизонтальные знаки стержней выполняются
цилиндрическими вертикальные знаки для удобства установки и сборки формы –
На чертеже необходимо указывать направление набивки стержня и разъём
стержневого ящика. Отъёмные части модели обозначают буквами ОЧМ и
порядковым номером. Для облегчения операции отделения прибыли от отливки
между ними размещают разделительные диафрагмы представляющие собой тонкие
керамические пластинки толщиной tдф = 5 мм. Размеры диафрагм рассчитывают в
зависимости от размеров отливки. Разделительные диафрагмы изображают в
масштабе чертежа сплошной тонкой линией и крестообразной штриховкой.
Формовочные уклоны и
Для облегчения удаления модели из формы необходимо на её вертикальных
стенках предусматривать уклоны направленные в сторону плоскости разъёма.
На обрабатываемых поверхностях формовочные уклоны назначают сверх припуска
на обработку на необрабатываемых поверхностях которые не сопрягаются с
другими поверхностями – путём одновременного увеличения и уменьшения
размеров отливки (рис.3.13аб).
Величину уклона назначают по ГОСТ 3212-92 в зависимости от размеров
углублений высоты формообразующей поверхности способа литья и вида
модельного комплекта (табл.3.9).
Формовочные уклоны обозначают сплошной тонкой линией на соответствующих
поверхностях или дают указания в тексте на чертеже элементов литейной
формы. Радиусы закруглений (галтели) изображают в масштабе чертежа и
указывают их размеры которые составляют от 15 до 13 полусуммы толщин
двух сопрягаемых стенок. Сведения о неуказанных литейных радиусах дают в
Формовочные уклоны и радиусы закруглений моделей
[pic] Высота поверхности h Уклон [pic] (не более) для моделей
металлических деревянных
Радиусы закруглений в сопряжениях в зависимости от материала отливки
толщины сопрягаемых стенок и угла образованного между ними выбирают по
графикам (рис.3.14).
Расчет и проектирование элементов литниковой системы. Литниковой
системой называют совокупность каналов подводящих расплав в литейную
форму. Для изготовления отливок из серого чугуна обычно применяют
литниковую систему элементами которой являются литниковая чаша 1 пробка
стояк 3 шлакоуловитель 4 зумпф стояка 5 питатель 6 и выпор 7
Чтобы верхняя полуформа не поднималась при заливке на неё накладывают
груз 8. В зависимости от назначения сложности и размеров отливки вида
применяемого сплава состав литниковой системы может изменяться. Мелкие
отливки часто изготовляют без выпора а литниковую чашу заменяют литниковой
воронкой 9. Для лучшего отделения шлака от расплава применяют фильтрующие
В зависимости от места подвода металла в форму литниковые системы
- горизонтальные – металл подводится по разъёму формы;
- верхние или дождевые – металл заполняет форму сверху;
- сифонные – металл подводится к нижней части отливки и заполняет
- ярусные – металл поступает в форму на нескольких уровнях.
Тип литниковой системы и место подвода расплава к отливке выбирают в
зависимости от того как затвердевает отливка: равномерно или направленно.
Равномерное затвердевание предусматривает одновременное затвердевание
всей отливки что предотвращает возникновение внутренних напряжений и
рыхлот. Для обеспечения равномерного затвердевания расплав подводят к
тонким частям отливки от которых его направляют к более массивным. Так
отливают детали стенки которых имеют примерно одинаковую толщину.
Направленное затвердевание предусматривает подачу расплава к массивным
частям отливки расположенным преимущественно вверху или сбоку. Эти части
получая через питатели расплав от специальных бобышек или прибылей
остывают последними и питают расположенные ниже части отливки. Направленное
затвердевание применяют при производстве отливок из сплавов с большой
усадкой при наличии в них массивных сечений.
Расчет литниковых систем основан на применении уравнений гидравлики
для идеальных жидкостей текущих в газонепроницаемых каналах. Так как
жидкий металл не является идеальной жидкостью а форма газопроницаема
дополнительно используют опытно- экспериментальные данные (номограммы
эмпирические формулы) [56].
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.
Р и с.3.16. Схема к определению расчетного напора для подвода металла:
а – по разъёму б – сверху в – снизу
Высота расчетного напора зависит от способа подвода расплава к отливке
(рис.3.16) и определяется по формуле
где Н – расстояние от уровня чаши до питателя см; Р – высота отливки над
питателем см; С – общая высота отливки см.
Продолжительность заливки может быть определена по формуле
где – продолжительность заливки с; S – преобладающая толщина стенки
отливки мм; G – металлоемкость формы кг; f – коэффициент зависящий от
толщины стенки и конфигурации отливок: для чугуна 17 20; для стали
1 17; для алюминиевых сплавов 17 30; медных сплавов 20 21;
магниевых сплавов 23 45.
Суммарная площадь сечения питателей может быть найдена по одной из
где x – коэффициент учитывающий среднюю толщину стенок отливки: при
толщине стенок 25 35 мм; 35 80 мм; 80 150 мм соответственно равен
; 49; 43; Mo – номинальная масса отливки кг; Hр – расчетный
статический напор см; m – коэффициент зависящий от толщины стенки
отливки: при толщине стенок до 15 мм; от 16 до 30 мм и свыше 30 мм
коэффициент m соответственно равен 041; 047; 055.
При всех способах расчета размеры каждого питателя вычисляют по
формуле Fп =Fп n где n – количество питателей в форме.
В литейной практике распространен способ определения площади
поперечных сечений шлакоуловителя Fшл и стояка Fст исходя из приближенных
соотношений [p [p [p
[p [pic] для медных сплавов [3 5 6].
Площадь сечения шлакоуловителя Fшл (см2) может быть вычислена также по
где ρ – плотность расплава гсм3; V – скорость течения расплава в
шлакоуловителе равная (35 45) смс.
При расчете стояка сначала находят площадь его верхнего сечения у
литниковой чаши (см2) по формуле
где H – полный напор (расстояние от уровня заливки до питателя) см; hч –
высота литниковой чаши или воронки см.
Затем определяют диаметр верхнего сечения стояка
и его нижний диаметр принимая уклон 1:12 (~ 2 3º). При этом площадь
нижнего сечения стояка не должна быть меньше площади наименьшего сечения
каналов литниковой системы.
Получаемые по этим соотношениям площади сечений обычно требуют
корректировки которая проводится при изготовлении пробных отливок.
Питатели и шлакоуловители обычно выполняют в форме трапеции
обращенной большим основанием к разъёму формы.
Литниковую систему выполняют в масштабе изображения детали
сплошной тонкой линией (рис.17); допускается её выполнение красным цветом;
сечения элементов литниковой системы не штрихуют.
Способы питания отливок. Одной из причин образования дефектов отливок
является объёмная усадка сплава. Усадочные дефекты образуются в результате
неодновременного затвердевания различных частей отливки. Массивные части
отливки затвердевают дольше при этом они отдают часть расплава соседним
участкам с более тонким сечением которые затвердевают раньше. Эффективным
методом предотвращения усадочных дефектов является питание массивных частей
отливки при затвердевании через питающие бобышки выпоры или прибыли а
также охлаждение отдельных мест отливки (рис.3.18).
Питающие выпоры применяют в основном для питания утолщенных мест
чугунных отливок. В зависимости от питаемого участка А выбирают следующие
размеры выпора: d = 08А; d1 = 12d; d2 = 16d; h = (25 3)d.
Питающие бобышки используют также для питания массивных участков
чугунных отливок. При этом необходимо учитывать что бобышки считаются
частью отливки; питатель подводящий расплав к бобышке должен иметь
наименьшее допустимое сечение; сечение переходного канала от бобышки к
отливке не должно превышать более чем в два раза суммарное сечение
питателей. Основные размеры питающей бобышки: D =80 120 мм H = (12 18)D
l = 20 30 мм A = 80 100 мм.
Прибыли используют для питания массивных частей отливок изготовляемых
из различных сплавов. По конструкции прибыли бывают открытыми и закрытыми.
Прибыль должна удовлетворять следующим требованиям: объём её должен быть
достаточным для питания теплового узла а высота – достаточной для
размещения в ней усадочной раковины. Кроме того прибыль должна
затвердевать позже питаемого ею узла отливки. В табл.3.10 приведена
методика выбора конструкции прибыли и определения её размеров в зависимости
от размеров питаемого теплового узла [11]. Основные свойства литейных
сплавов приведены в прил.3.4.расплава в прибыли должна составлять
15 массы питаемого ею узла.
Методы расчета размеров прибылей основаны на обобщении практических
данных. Размеры обычных открытых прибылей находят методом построения
вписанных окружностей: диаметр каждой вышерасположенной вписанной
окружности должен быть больше диаметра предыдущей т.е. dd1d2d3 и т. д.
Уклон стенок прибыли принимают равным ~ 5º.
Конструкции прибылей и формулы для расчета
В верхней части табл.3.10 приведены конструктивные элементы прибылей
в нижней – формулы для их расчета. Прибыли первых трех исполнений – прямые
открытые. Высоту открытых прибылей обычно увеличивают до высоты верхней
опоки что приводит к перерасходу сплава. Прибыль четвертого исполнения –
закрытая со сферической верхней частью. Сущность работы закрытой прибыли
работающей под атмосферным давлением заключается в том что после
образования наружной корочки прибыли атмосферное давление продолжает
действовать на расплав через песчаный стержень 1 благодаря чему прибыль
питает отливку. Основными параметрами характеризующими размеры теплового
узла являются: отношение внутреннего диаметра отливки do и её высоты Lo к
диаметру сферы Dту вписанной в самую массивную часть отливки равную
толщине So её стенки.
Прибыли на чертеже элементов литейной формы обозначают порядковым
номером на полке линии-выноски перед которым ставят слово "Прибыль" и
указывают общее количество прибылей этого номера. Прибыль изображают
сплошной тонкой линией которую допускается выполнять красным цветом. На
рис.3.19 приведен чертёж элементов литейной формы с модельно-литейными
указаниями для изготовления отливки "Поршень" учитывающий вышеприведенные
требования по его оформлению (сечения элементов ЛПС не показаны).
Определение размеров опок. Чтобы расположить модели в опоках нужно
предусмотреть место для литниковой системы а также определить расстояния
между моделями и опокой моделью и литниковой системой. Недостаточная
величина слоя смеси в указанных местах вызывает раздутие формы и утечку
расплава а слишком большая – перерасход формовочной смеси. Расстояние от
модели или литниковой системы до боковой стенки опоки принимают для
небольших отливок 30 50 мм для средних – 50 120 мм и для крупных – 120 250
мм. Со стороны стержневых знаков это расстояние может быть уменьшено. Слой
смеси над моделью принимают для небольших отливок 60 100 мм для средних –
0 150 мм и для крупных – 150 300 мм. Размеры и конструкции опок
нормализованы [3 611].
4. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОТЛИВКИ
Обозначение точности отливки. В технических требованиях чертежа отливки
или детали с нанесенными размерами отливки должны быть указаны нормы
точности отливки в следующем порядке: класс размерной точности степень
коробления степень точности поверхностей класс точности массы и допуск
Пример условного обозначения отливки 9-го класса размерной точности 7-
й степени коробления 5-й степени точности поверхностей 8-го класса
точности массы с допуском смещения 0.8 мм:
Точность отливки 9-7-5-8 См. 08 ГОСТ 26645-85.
В технических требованиях чертежа отливки должны быть указаны в приведенном
порядке значения номинальных масс детали припусков на обработку
технологических напусков и массы отливки.
Пример обозначения номинальных масс равных для детали 2035кг для
припусков на обработку 315 кг для технологических напусков 135кг для
Масса 2035-315-135-2485 ГОСТ 26645-85.
Для необрабатываемых отливок или при отсутствии технологических
напусков соответствующие величины обозначаются через "0": 2035-0-0-
Чертеж отливки с техническими требованиями должен содержать все данные
необходимые для изготовления и контроля отливки. Выполняется чертеж в
соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и ГОСТ 3.1125-88. Масштаб
В графе основной надписи чертежа под наименованием детали пишут слово
отливка". При вычерчивании отливки учитывают припуски с указанием их
величины. Если графический документ на отливку изображают на копии чертежа
детали то элементы отливки выполняют красным цветом. Черновые базы
первоначальной обработки указывают на соответствующих поверхностях
специальными значками. Контролируемые размеры рекомендуется указывать от
Отливка на чертеже изображается такой какой она выдается из литейного
цеха. При этом остатки питателей выпоров и прибылей если они не удаляются
полностью в литейном цехе изображаются на чертеже отливки. Линия отрезки
должна соответствовать способу отрезки: при отрезке резцом пилой дисковой
фрезой её выполняют сплошной тонкой линией при огневой отрезке или
обламывании – сплошной тонкой волнистой линией.
Технические требования на изготовление отливки составляют на основе
требований предъявляемых к детали и примечаний сформулированных на
чертеже элементов литейной формы. В них отражают перечень мероприятий
выполнение которых обеспечивает требуемое качество поверхностного слоя
отливки (очистка от пригара заварка раковин удаление заусенцев и острых
кромок); сведения о формовочных уклонах и неуказанных радиусах закруглений;
нормы точности отливки; номинальные массы детали припусков на
механообработку технологических напусков отливки и допуск массы отливки;
вид термообработки и гарантируемую твердость. Технические требования
располагают над основной надписью чертежа без заголовка в порядке
указанном в таблице 3.11.
Технические требования на изготовление отливки
№ Вид требования Параметр требования
Качество поверхности отливки Поверхность отливки очистить от пригара
Допускаемая глубина внешних Заварка раковин на поверхности А не
дефектов на ответственных допускается
Допускаемая величина заусенцев Заусенцы и острые кромки не допускаются
Формовочные уклоны Формовочные уклоны (см. табл.9)
Неуказанные литейные радиусы Неуказанные литейные радиусы R (см.
Точность изготовления отливки Точность отливки ..ГОСТ 26645-85
Номинальные массы детали .ГОСТ 26645-85
припусков технологических Допуск массы отливки .(%)
напусков и отливки. Допуск
Термообработка и диапазон Термообработка – (выбрать вид
твердости отливки по Бринеллю термообработки отливки) твердость ( )
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ОТЛИВОК
Цены отливок определяются по прейскуранту 25-01 [12]
введенному в действие с 01.01.1991г с учетом коэффициента учитывающего
уровень изменения цен в условиях рыночной экономики. Оплата отливок
дифференцирована по маркам сплавов массе сложности серийности годового
заказа механическим свойствам точностным и качественным характеристикам
регламентируемым нормативно-технической документацией.
Оплата отливок производится по оптовым ценам включающим: табличные
оптовые цены предусмотренные разделом 2 прейскуранта; оптовые цены
определяемые в соответствии с разделом 2 через коэффициенты расчета;
доплаты и скидки к оптовым ценам при изменении потребительских свойств
При определении оптовой цены учитывается расчетная масса отливки
устанавливаемая по ее чертежу исходя из размеров окончательно обработанной
детали с учетом точностных характеристик отливки (припуски на механическую
обработку допуски размеров и массы) регламентируемых по ГОСТ 26645-85 и
Оптовые цены установлены за 1т отливок конкретной массы указанной в
таблицах цен. Если масса отливки не совпадает с конкретными значениями
массы предусмотренными таблицей цен то оптовая цена 1т определяется
интерполяцией по формуле
где Цх –искомая оптовая цена для отливки с промежуточным значением массы
Мх руб.;М1 – ближайшее значение массы предусмотренное таблицей цен
меньшее чем Мх кг; М2 – ближайшее значение массы предусмотренное
таблицей цен большее чем Мх кг; Ц1 – оптовая цена для отливки массой М1
руб.; Ц2 – оптовая цена для отливки массой М2 руб.
По конструктивно-технологической сложности отливки подразделяются на
шесть групп. Группа сложности отливки устанавливается по классификатору
групп сложности отливок (раздел 4 прейскуранта).
Оптовые цены на отливки установлены с учетом указанных в табл.1.1
прейскуранта базовых значений классов точности размеров и массы по ГОСТ
645-85. За поставку отливок изготовляемых с повышенными или пониженными
против базовых значениями классов точности размеров и массы применяются
доплаты или скидки в размерах предусмотренных табл.1.1а. Скидки
устанавливаются в половинном размере от доплат.
Оптовые цены на отливки установлены с учетом указанных в табл.1.2
базовых толщин стенок отливок. За поставку отливок с утоненными против
базовых толщин стенок производится доплата в размере указанном в табл.1.3.
По отливкам изготовляемым литьем под давлением центробежным методом по
выплавляемым моделям доплаты за тонкостенность не производятся.
В зависимости от назначения и требований предъявляемых к литым
деталям отливки разделяются на 3 группы :отливки общего назначения
ответственного назначения и особо ответственного назначения. Оптовые цены
установлены на отливки общего назначения.
За поставку отливок ответственного назначения предусматривается доплата
в размере 3% а за поставку отливок особо ответственного назначения – в
размере 5% к оптовой цене за 1т отливок. За поставку отливок с повышенными
требованиями по непроницаемости производятся доплаты к оптовым ценам в
размерах указанных в табл 3.1.6.
Оплата отливок дифференцирована по десяти группам серийности в
зависимости от массы отливок и их количества в годовом заказе.
Классификация отливок по группам серийности приведена в табл. 1.7. Оптовые
цены на отливки установлены для пятой группы серийности. Оплата отливок
изготовляемых количеством по 1- 4 группам серийности производится с
применением скидок предусмотренных табл.1.8. Оплата отливок изготовляемых
количеством по 6-10 группам серийности производится с применением доплат
предусмотренных табл.1.8.
В оптовых ценах на отливки из ковкого чугуна высокопрочного чугуна с
шаровидным графитом и антифрикционного чугуна учтена стоимость термической
обработки. Термическая обработка остальных отливок и их очистка
оплачивается сверх оптовой цены согласно табл.1.10. При поставке отливок
грунтованными производится доплата в размерах указанных в табл.1.12.
Важно учесть что каждая из доплат (скидок) установленных в
процентах исчисляется оптовой ценой указанной в таблице цен прейскуранта
или определенной по базовым ценам через коэффициент расчета.
Отливка масса которой совпадает с граничной указанной для весовых
групп в таблицах прейскуранта относится к весовой группе большей массы.
Так отливка массой 063 кг относится к весовой группе 063-10 кг; отливка
массой 10кг - к весовой группе 10-16кг.
Оптовые цены на отливки. Учитывая большое разнообразие марок сплавов
в Прейскуранте выбраны базовые марки сплавов в соответствии с табл. 2.1а
на каждую из которых приведены оптовые цены. Оптовые цены на отливки из
других марок сплавов определяются умножением оптовой цены отливок
изготовляемых из базовой марки сплава на коэффициент Кц расчета оптовых
цен (табл.2.5) учитывающий конкретную марку сплава.
Пример: определить оптовую цену 1т отливок из серого чугуна марки СЧ
массой 10 кг 3-й группы сложности.
В данном примере с табличным значением по прейскуранту не совпадают ни
масса отливки ни марка чугуна с базовой маркой. Сначала путем интерполяции
определим оптовую цену 1т отливок из базовой марки чугуна СЧ 20 массой 10
кг 3-й группы сложности:
по табл.2.1 имеем М1=9 кг; Ц1=468 руб.т; М2=11.25 кг; Ц2=460 руб.т
Для отливок из серого чугуна марки СЧ 25 по табл.2.5 коэффициент Кц равен
1. Тогда оптовая цена 1 т отливок из серого чугуна СЧ 25 массой 10 кг 3-
й группы сложности составит
Цопт = Цх · Кц = 464.4 ·1.01 = 469.1 руб.т
От этой цены рассчитывают доплаты или скидки за потребительские свойства
отливок отличающиеся от указанных в Прейскуранте.
Стоимость отливки в первом приближении может быть вычислена по массе
отливки требующейся на изготовление детали за вычетом массы отходов
где СОПТ – оптовая цена 1т отливок массой Мотл заданных потребительских
свойств руб.т; Цотх. – оптовая цена 1т отходов (стружки) руб.т.
где Ктр Ктм Кs Кс – доплаты или скидки к оптовой цене отливки
соответственно за точность размеров массу толщину стенок и серийность;
Цто и Цо – стоимость термической обработки и очистки отливок руб.т.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Описание методики иллюстрируется примером проектирования литой
заготовки для детали "Корпус". В приложении 14 приведены варианты заданий
для самостоятельного проектирования. Исходным документом для проектирования
является рабочий чертеж детали (рис.3.20). Деталь представляет собой
корпус. Материал – сталь 30Л ГОСТ 977-88 масса 218 кг. Термообработка –
отжиг и нормализация с высоким отпуском. Производство мелкосерийное (Nгод =
00 шт.) механизированное.
Анализ чертежа детали на соответствие требованиям литейной
технологии. Исходя из задания необходимо изготовить стальную отливку
средней сложности группа сложности вторая [6]. В условиях мелкосерийного
типа производства наиболее экономичным способом изготовления является литьё
в разовые песчаные формы. Способ формовки – машинная формовка по разъёмной
модели в двух опоках с уровнем уплотнения до твердости формы не ниже 70
Анализ технических требований и технологичности конструкции детали
показывает что она является симметричным телом вращения; наружные
поверхности диаметром D=100 мм D1=75 мм переходный конус под углом 45º и
нижний торец детали не подлежат механической обработке; наиболее точная
поверхность диметром d = 56 мм (база А) выполнена по 9 квалитету точности
верхний торец корпуса связан с базой А допуском торцового биения
поверхность внутреннего отверстия (d+a)=61 мм связана с базой А допуском
соосности неуказанные предельные отклонения размеров выполнены по 14
квалитету. Минимальная толщина стенок 7 8 мм может быть получена выбранным
способом литья. Восемь отверстий М10 не имеет смысла получать литьём они
являются напуском. Сталь имеет низкую жидкотекучесть и большую объёмную
усадку (до 2%) склонна к образованию горячих трещин. Поэтому целесообразно
всю отливку расположить в нижней полуформе вертикально совместив плоскость
разъёма формы с её верхним торцом; подводить металл к отливке следует
сверху способствуя её направленному затвердеванию и питанию. На массивных
верхних частях отливки для питания расплавом необходимо предусмотреть
прибыль. Стержнем в отливке будут получены две внутренние цилиндрические
поверхности под последующее растачивание в размеры 56H9 и 51H10. Получить
стержнем внутреннюю цилиндрическую поверхность глубиной 23 мм под
последующее растачивание в размер 61H10 не представляется возможным так
как на этом участке уменьшается толщина стенки и затрудняется питание более
массивной части отливки расположенной ниже что может вызвать образование
В качестве черновых баз механической обработки целесообразно принять
нижний торец корпуса и цилиндрическую поверхность диаметром D1=75 мм
реализуя таким образом явную установочную базу по торцу и двойную
опорную скрытую базу по цилиндру.
Назначение норм точности отливки. Пользуясь методическим пособием
назначаем нормы и показатели точности отливки (см. табл.3.3). Принимая во
внимание среднюю сложность отливки мелкосерийное механизированное
производство материал отливки - стальная термообрабатываемая с наибольшим
габаритным размером лежащим в интервале 100-250 мм по табл. П2.1 выбираем
диапазон классов размерной точности 9-13 а с учетом примечания 1
окончательно принимаем класс размерной точности отливки 11 (КР 11).
По табл. П3.1 определяем степень коробления отливки по её элементу с
наибольшей степенью коробления (см. рис. 3.3б). Таким элементом является
внутренний цилиндр (d = 56 мм L = 95 мм).
Для отношения dL=059 с учетом разовой формы и термообработки отливки
попадаем в интервал 4-7 а в соответствии с примечанием 1 принимаем 6-ю
степень коробления (СК 6). Степень коробления отливки в целом принимается
по наибольшему значению степени коробления её элемента.
По табл.П4.1 определяем диапазон степени точности поверхностей отливки
-19 и с учетом примечания окончательно выбираем 15-ю степень точности
поверхностей (СП 15).
По табл.П6.1 определяем значение шероховатости поверхностей отливки для
степени точности её поверхностей Ra = 50 мкм; допуск неровностей по
табл.П7.1 составляет 12 мкм поля допусков (±06 мкм).
По табл.П5.1 определяем диапазон классов точности массы отливки 8-15 и
с учетом примечания принимаем класс точности массы 11т (КМ 11т) допуск
массы (%) назначаем по табл.П7.2 после определения припусков размеров
объёма и массы отливки. Допуск смещения отливки по плоскости разъёма не
назначаем так как вся отливка располагается в нижней полуформе.
По табл.П8.1 для 15 степени точности поверхностей отливки
расположенных при заливке снизу или вертикально принимаем 8 ряд припусков
(РП 8) а для поверхностей расположенных при заливке сверху принимаем 10
Результаты анализа и найденные показатели точности изготовления отливки
вносим в карту проектирования техпроцесса (табл.3.12).
Карта проектирования техпроцесса
Иванов И.И. 3-МС-1 10 01.10.05
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Корпус
Масса детали кг 218
Материал термообработка Сталь 30Л ГОСТ 977-88 отжиг и
нормализация с высоким отпуском
Способ литья Литьё в разовые песчано-глинистые формы
Способ формовки твердость формы после Машинная формовка в двух опоках по
уплотнения разъёмной модели до твердости после
уплотнения не ниже 70 единиц
Нормы точности отливки по ГОСТ 26645-85
Класс размерной точности отливки Прил. 2 табл.П2.1 (9-13) КР11
Степень коробления отливки Прил. 3 табл.П3.1 (4-7)
Степень точности поверхностей Прил. 4 табл.П4.1 (12-19) СП15
Класс точности массы отливки Прил. 5 табл.П5.1 (8-15) КМ11т
Допуск смещения по плоскости разъёма Не назначается
формы в диаметральном выражении мм
Шероховатость поверхности отливки мкм Прил. 6 табл.П6.1 Ra=50
Допуск неровностей поверхности отливки Прил.7 табл.П7.1 (±06 мкм)
Допуск массы % Прил.7 табл.П7.2 (±10%)
Ряд припусков Прил.8 табл.П8.1 (6-9) РП8
Уровень точности обработки Прил. 9 табл.П9.1 Средний
Разработка чертежа элементов литейной формы
По варианту задания в масштабе 1:1 вычертите эскиз готовой детали в
том положении которое отливка занимает в литейной форме (рис.3.21).Укажите
размеры знаки шероховатости и черновые базы. Пометьте будущее положение
плоскости разъёма модели и формы.
Пользуясь методическими указаниями определите допуски припуски и
номинальные размеры отливки в последовательности изложенной в табл.3.13.
Выделите латинскими буквами поверхности подлежащие механической обработке.
Руководствуясь рис.3.9 определите для каждой поверхности схему её
механической обработки и соответствующее этой схеме правило учета общего
допуска при назначении припуска. Определите вид размера ВР (см. рис.3.2) и
класс точности каждого размера КР от базы до обрабатываемой поверхности. По
табл.П10.1 установите допуски размеров отливки от базы до обрабатываемой
Размер L. Элемент отливки – длина L образован двумя полуформами и
размер L перпендикулярен к плоскости разъёма формы. Следовательно допуск
размера L установите в соответствии с принятым 11 классом размерной
точности отливки. По табл.П10.1 величина допуска размера L=95 мм равна TL =
мм. Элемент L расположен в одной части формы подвергается
механообработке поэтому поле допуска установите симметричным: ±05TL =
Размер l. Элемент отливки – буртик l образован одним стержнем.
Следовательно допуск размера l установите на 2 класса точнее класса
точности размеров отливки т.е. по 10 классу. По табл. П10.1 величина
допуска для размера элемент образован одним
стержнем и подвергается механообработке. Поэтому поле допуска установите
симметричным: ±05T1 = ±08 мм.
Размеры D и D1. Элементы отливки – наружные цилиндрические
поверхности. Каждый элемент образован одной частью литейной формы.
Следовательно допуски размеров D и D1 установите на 2 класса точнее класса
точности размеров отливки т.е. по 10 классу. По табл.П10.1 величины
допусков для размеров D = 100 мм и D1 = 75 мм равны 28 мм. Каждый элемент
расположен в одной части формы не подвергается обработке охватываемый.
Поэтому поле допуска установите односторонним "в минус": TD = TD1 = -28
Размеры d и (d-b). Элементы отливки – внутренние цилиндрические
поверхности каждый элемент образован одним стержнем. Следовательно
допуски размеров установите на два класса точнее класса размерной
точности отливки т.е. по 10 классу. По табл. П10.1 величины допусков
размеров d = 56мм (d – b) = 51 мм равны 24 мм (попадают в один интервал
размеров). Все элементы подвергаются обработке поэтому поле допуска
установите симметричным: ±12 мм.
По табл.П10.2 установите допуски формы и расположения поверхностей
элементов отливки с учетом номинального размера нормируемого участка и
По табл. П10.1 установите допуск смещения вызванного перекосом
стержня с учетом размера наиболее тонкой стенки формируемой с участием
В соответствии с рис.3.5 определите позиционный допуск размеров
отверстий 56H9 и 51Н10 с учетом диаметра базовой поверхности класса
точности размера и величины допуска размера от базы.
Установите по табл. П10.3 общие допуски элементов отливки учитывающие
совместное влияние допуска размера и допуска формы и расположения
поверхности. Если таких величин больше двух то операция расчета
выполняется последовательно: сначала для двух величин затем для общего
допуска как результирующего двух величин и третьей величины и т.д. В
табл.3.13-3.15 * обозначены порядковые номера допусков при определении
общего допуска по схеме: Т*1>T*2>T*3 и т.д. Введите коррекцию в величины
общих допусков с учетом схемы обработки поверхности отливки (см. рис.3.9)
при последующем определении припуска на механическую обработку.
По табл. П13.1 определите допуски размеров детали от базы обработки до
обрабатываемой поверхности и вычислите соотношение между допусками размера
детали и отливки ТдТотл.
По табл. П11.1 определите вид механообработки соответствующий
отношению допусков размеров детали и отливки а по табл. П11.2 с учетом
примечаний определите вид механообработки соответствующий отношению
допусков формы и расположения поверхности детали и отливки. Выберите вид
наиболее точной механической обработки каждой поверхности отливки который
будет учитываться при выборе величины припуска на обработку.
С учетом положения отливки в форме на поверхность «А» скорректируйте
табличное значение ряда припусков. По табл.П11.3 определите общий припуск
на сторону на каждую обрабатываемую поверхность. Входными параметрами при
этом являются общий допуск элемента поверхности отливки То.общ ряд
припуска (РП) и вид наиболее точной механической обработки. Руководствуясь
методическими указаниями (см. рис.3.10) рассчитайте номинальные размеры
отливки и проставьте их допускаемые отклонения.
По данным табл.3.13 изобразите на Вашем эскизе припуски на
обработку и укажите их величины слева от знака шероховатости.
Обозначьте плоскость разъёма модели и формы и проведите её синим
Спроектируйте стержень обозначьте его укажите размеры; обведите
контур стержня синим цветом заштрихуйте стержень по контуру. Спроектируйте
и изобразите разделительную диафрагму обведите её контур синим цветом.
Дайте в примечаниях указание о величине формовочных уклонов и
неуказанных радиусах закруглений.
Обозначьте технологические напуски (красным цветом) дайте в
Примечаниях указание о припусках на усадку сплава.
Сконструируйте прибыль и рассчитайте её размеры. Толщина стенки So
в верхней части отливки равна диаметру Dту сферы вписанной в самую
массивную часть теплового узла и составляет Dту= So= (100-498)2=251 мм.
Параметры теплового узла (см.табл.10): doSo= 498251= 2; LoSo =
Определение допусков припусков и размеров отливки
Последовательность Обрабатываемые резанием поверхности отливки
назначения припусков
h14 7h14 56H9 51H10
Схема механической обработки см. см. см .рис.3.см.
рис.3.9а рис.3.9а 9б рис.3.9б
Номинальный размер от базы до
обрабатываемой поверхности 95h14 7h14 56H9 51H10
Вид размера по ГОСТ 26645-85 2 1 1 1
Класс точности размера КР 11 10 10 10
Допуск размера отливки 44 *1 16 *1 24 *1 24 *1
Допуск формы поверхности
нормируемого участка мм 100 75 95 95
степень коробления элемента
отливки СКэ 6 6 6 6
допуск формы Тф мм 04 *2 04 *2 04 *4 04 *4
Допуск смещения отливки Тсм1 не не не не
по плоскости разъёма назна-чаетсназна-чаетназна-чаетназна-чает
Допуск смещения вызванного
размер наиболее тонкой
стенки формируемый с
участием стержня (75-56)2 = 95 95
класс точности размера КР 16 *2 16 *2
допуск смещения Тсм2 мм
Позиционный допуск:
диаметр базовой поверхности 75 75
вид размера ВР 10 10
класс точности размера КР
допуски размеров отливки от 28 28
базы То мм (см. рис.3.5) 14 *3 14 *3
позиционный допуск Тпоз мм
Общий допуск То.общ мм 50 16 36 36
Общий допуск при назначении
припуска То.общ мм (см. 50 16 18 18
мехобработки: база-ось база-ось
Допуск размера детали от базы087 036 00742=00122=00
Тд мм (см. табл. П13.1) 08744=003616=0037 6
Отношение ТдТотл 20 23 003724=00624=0
Вид мехобработки (см. черновая черновая 002 03
табл.П11.1) 01611=0- чистовая чистовая
Отношение Тф.дТф.отл 15 - - -
Вид мехобработки (см. пчистовая черновая - -
табл.П11.2) пчистовая чистовая чистовая
механичес-кой обработки
Ряд припусков РП верх 10 8 8 8
Общий припуск Zобщ мм 58 21 31 28
Размер отливки мм 1008 91 498 454
Поле допуска размера ±22 ±08 ±12 ±12
Р и с. 3.21. Чертеж элементов литейной формы
Это значит что элементы прибыли примерно отвечают условиям исполнения 2
или 3. Принимаем исполнение 2 тогда Hпр = 06Lo+035So =
·1008+035·251 = 6926 мм. Принимаем Hпр =70 мм.
Верхнюю опоку выбирают в зависимости от размеров отливки и её прибыли:
высота 75 мм внутренний диаметр Dоп = 3D = 3·100 = 300 мм округляя до
табличных значений [57].
Вычислите номинальную массу отливки Мо на основе построения 3D-
модели и определения МЦХ. При расчете объёма отливки без применения 3D-
моделирования весь объём условно разбейте на элементарные объёмы простейших
Номинальную массу отливки вычисляют по формуле
где Vo – объём отливки вычисленный по номинальным размерам отливки (см.
табл3..13) с учетом припусков и напусков см3; ρ – плотность материала
отливки гсм3 (см. табл. П12.1).
Для заданной отливки расчетом получена масса Мо = 369 кг.
Рассчитайте элементы литниковой системы (см. рис. 3.21).
Расчетный статический напор Hp = Hст + p22Lo = 75+0=75 см.
Суммарная площадь поперечного сечения питателей
где расчетная металлоемкость формы G = Mo + Mприбыли + Млпс = 7 кг.
Выбираем один питатель с размерами оснований трапеции 25х22 мм высотой 8
мм скорость течения расплава в шлакоуловителе 40 смс.
Продолжительность заливки формы [pic]= 1038 с.
Площадь шлакоуловителя [pic]215 см2. Размеры оснований трапеции 20х16 мм
высота 12 мм. Сечение стояка [pic]31 см2 [pic]2 см = 20 мм.
Изобразите литниковую систему. Вычертите на свободном поле чертежа
сечения всех элементов литниковой системы в масштабе 1:1 проставьте
размеры; площади сечений не штрихуют. Наружные контуры отливки и литниковую
систему обведите красным цветом.
Разработка чертежа отливки. Оформите чертёж отливки (рис.3.22) и
сформулируйте технические требования на её изготовление руководствуясь
Определение стоимости отливки. Базовой маркой стали для отливки из
конструкционной нелегированной стали 30Л является сталь 25Л ГОСТ 977-88. По
табл.2.4 прейскуранта [12] определите оптовую цену 1т отливок 2 группы
сложности массой Мо=369 кг из базовой марки стали 25Л: М1=3575 кг; Ц1 =
1 руб.т М2=45 кг; Ц2=482 руб.т.
По табл. 2.5 определите величину коэффициента расчета оптовых цен Кц для
отливок из стали 30Л (Кц= 1015) и оптовую цену 1т отливок из стали 30Л:
ЦОПТ = Цх · Кц = 48988 ·1015 = 49723 рубт. Установите по табл.1.1
Прейскуранта базовые значения точностных характеристик стальной отливки 2-
й группы сложности с наибольшим габаритным размером до 100 мм: класс
точности размеров 11 класс точности массы 11. Отливка "Корпус" имеет класс
размерной точности 11 класс точности массы 11т. По табл.1.1а определите
величину доплат к оптовой цене за точность размеров и точность массы
отличные от базовых значений: kтр= 0 kтм= +0025. По табл.1.2 для стальной
отливки массой 369 кг базовая толщина стенки составляет 11 мм фактическая
средняя толщина стенок отливки больше базовой поэтому доплату за
тонкостенность не назначаем т.е. ks=0. По табл.1.7 определите группу
серийности отливок массой 369 кг при Nг=1000 шт.год: имеем 8 группу. По
табл.1.8 рассчитайте величину доплат для 8 группы серийности: kc=018. По
табл.1.10 найдите величину доплат за термическую обработку и очистку
отливок: Цто = 40 руб.т Цо = 8 руб.т.
Определите оптовую цену 1т отливок массой Мо=369 кг заданных
потребительских свойств:
= 49723·(1+0+0025+0+018 )+40+8 =64716 руб.т.
Рассчитайте стоимость отливки в ценах 1991 г.:
Определите фактическую стоимость отливки:
Сотл.факт= Сотл.·kинфл.= 235·31=7285 руб
Р и с. 3.22. Чертёж отливки
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Ознакомиться с теоретическими основами и методикой проектирования
заготовок литьём в разовые песчаные формы.
Проанализировать исходные данные для проектирования заполнить карту
проектирования технологического процесса (табл.3.1) определить нормы
точности отливки рассчитать величины припусков и номинальных размеров
Выполнить чертеж детали по заданному варианту определить МЦХ по 3D -
модели (рис.1); выполнить чертеж отливки и определить МЦХ по 3D –
Разработать чертёж элементов литейной формы (рис.3.2).
Оформить чертёж отливки (рис.3.3) и сформулировать технические
требования на её изготовление.
ФОРМА ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Карта проектирования технологического процесса (табл.3.12).
Сводная таблица результатов расчета припусков и размеров отливки
Чертёж детали (рис.3.20).
Чертеж элементов литейной формы (рис.3.21).
Чертёж отливки (рис.3.22).
Рассмотрим ещё один пример [4] назначения допусков и припусков на
механическую обработку отливки – ступицы заднего колеса автомобиля ЗИЛ
(рис.23). Исходные данные: материал КЧ 35-10 наибольший габаритный размер
6 мм масса 22 кг сложность отливки – средняя термообработка –
графитизирующий отжиг способ литья – в сырые ПГФ из смеси влажностью от
до 45 % твердостью не ниже 70 единиц машинное поточно-
механизированное производство со средним техническим уровнем технологии
механической обработки. Пользуясь стандартом и методическими указаниями
(см. табл.3.3) назначаем нормы точности отливки.
Рис. 3.23. Ступица колеса
По табл. П2.1 для заданного технологического процесса габаритного
размера 326 мм и сплава КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал классов
размерной точности 9-13 и согласно примечаниям принимаем 11 класс точности
По табл. П3.1 определяем степень коробления элементов отливки: фланца
(см. рис. 3.3а) и цилиндра отливки (см. рис.3.3б). При определении степени
коробления фланца за высоту принимается толщина h=28мм за длину – диаметр
D=326 мм; отношение hD = 0083. Для отношения 0083 с учётом разовой формы
и термообработки отливки попадаем в интервал 6-9 степеней коробления и в
соответствии с примечаниями принимаем 8 степень коробления СКэ = 8. При
определении степени коробления цилиндра за высоту принимается диаметр d=136
мм за длину L=230 мм; отношение dL = 059. Для отношения 059 с учётом
разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 4-7 степеней
коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 6 степень коробления
СКэ = 6. Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему
значению степени коробления её элемента т.е. СК 8.
По табл. П4.1 для заданного технологического процесса габаритного
размера 326 мм и сплава КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал степеней
точности поверхностей 13-19 и с учетом примечаний принимаем 15 степень
точности поверхностей отливки СП 15.
По табл. П5.1 для заданного технологического процесса номинальной
массы 22 кг и материала КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал классов
точности массы 8-15 и согласно примечаниям принимаем 11 класс точности
массы отливки КМ 11.
Допуск смещения отливки определяем для наименьшей толщины стенки в
плоскости разъёма формы по классу размерной точности отливки КР 11. В нашем
случае наименьшая толщина стенки h = 14 мм; по табл.П10.1 для КР 11 и h =14
мм допуск смещения Тсм = 32 мм. Таким образом найдены основные точностные
параметры отливки ступицы заднего колеса:
Точность отливки: 11 – 8 – 15 – 11 См. 32 мм ГОСТ 26645-85.
Для обрабатываемых резанием поверхностей по табл. П8.1 для степени
точности поверхностей отливки СП 15 определяем интервал ряда припусков 6-9
и с учетом примечаний принимаем 9 ряд припусков.
Последовательность определения допусков и припусков на обрабатываемые
поверхности отливки приведена в таблице 3.14.
А=158 В=27 С=136 D=135 Е=150 F=99
Схема механической Рис.9 аРис.9 бРис.9 б Рис.9 б Рис.9 бРис.9 а
Номинальный размер от
базы до обрабатываемой158 27 136 135 150 99
Вид размера ВР 2 2 1 1 1 2
Класс точности 11 11 10 10 10 11
Допуск размера отливки50 *1 36 *1 32 *1 32 *1 32 *1 44 *1
коробления): 136+30 326-186 150+20
номинальный размер = 166 = 140 230 230 230 = 170
нормируемого участка
степень коробления 10 *2 08 *2 08 *4 08 *4 08 *4 10 *2
элемента отливки СКэ
вызванного перекосом
стенки формируемый с - - 10 10 10 -
участием стержня мм - - 11т 11т 11т -
класс точности размера- - 20 *2 20 *2 20 *2 -
допуск смещения Тсм
поверхности мм - - 326 326 326 -
вид размера ВР - - 1 1 1 -
класс точности размера- - 10 10 10 -
допуск размера То мм
позиционный допуск - - 20 *3 20 *3 20 *3 -
Общий допуск То.общ 50 40 50 50 50 50
назначении припуска
То.общ мм 50 20 25 25 25 50
Вид механообработки: .
Допуск размера детали база-осьбаза-ось база-ос
от 09 021 0125 002 ь 08
базы Тд мм 018 0058 0039 00125 0017 0181
Отношение ТдТотл - - - - 0005 -
Отношение Тф.дТф.отл черноваполучисчисто-ватонкая - чернова
вид окончательной я то-вая я тонкая я
механической обработки
Ряд припусков РП верх 119 9 9 9 9
Общий припуск Zобщ мм48 31 43 46 46 40
Размер отливки мм 2388 332 1274 1258 1408 103
Поле допуска ±25 ±18 ±16 ±16 ±16 ±22
На рис 3.24 приведен чертеж отливки который должен быть положен в основу
построения 3D-модели и определения МЦХ.
Р и с. 3.24. Чертеж отливки
Рассмотрим следующий пример назначения допусков и припусков на
механическую обработку отливки – корпуса приспособления (рис.3.25).
Исходные данные: материал алюминиевый сплав АК5М ГОСТ 1583-93 наибольший
габаритный размер 200 мм масса 1785 кг сложность отливки – средняя
термообработка – искусственное старение способ литья – в сырые ПГФ из
смеси влажностью от 35 до 45 % твердостью не ниже 70 единиц машинное
поточно-механизированное производство со средним техническим уровнем
технологии механической обработки. Пользуясь стандартом и методическими
указаниями назначаем нормы точности отливки (см. табл. 3.3).
размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал классов
размерной точности 8-13т и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности
По табл. П3.1 определяем степень коробления элементов отливки:
основания (см. рис.3.3а) и цилиндра отливки (см. рис.3.3б). При определении
степени коробления основания за высоту принимается толщина h=20мм за длину
L=200 мм; отношение hL = 01. Для отношения 01 с учётом разовой формы и
термообработки отливки попадаем в интервал 5-8 степеней коробления и в
соответствии с примечаниями принимаем 5 степень коробления СКэ = 5. При
определении степени коробления цилиндра за высоту принимается диаметр d=38
мм за длину L=90 мм; отношение dL = 042. Для отношения 042 с учётом
коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 4 степень коробления
СКэ = 4. Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему
значению степени коробления её элемента т.е. СК 5.
размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал степеней
точности поверхностей 10-17 и с учетом примечаний принимаем 13 степень
точности поверхностей отливки СП 13.
массы до 10 кг и материала АК5М (термообработка) находим интервал классов
точности массы 7т-14 и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности
массы отливки КМ 10.
плоскости разъёма формы по классу размерной точности отливки КР 10. В нашем
случае наименьшая толщина стенки h = 85 мм (толщина ребра); по табл.П10.1
для КР 10 и h =85 мм допуск смещения Тсм = 16 мм. Таким образом найдены
основные точностные параметры отливки ступицы:
Точность отливки: 10 – 5 – 13 – 10 См. 16 мм ГОСТ 26645-85.
точности поверхностей отливки СП 13 определяем интервал ряда припусков 5-
и с учетом примечаний принимаем 5 ряд припусков РП 5.
поверхности отливки приведена в табл.3.15. На рис.3.26 приведен чертеж
отливки который должен быть положен в основу построения 3D-модели и
Схема механической обработкиРис.9 бРис.9 гРис.9 а
Номинальный размер от базы 20 110 55
Вид размера ВР 2 2 2
Класс точности размера КР 10 10 10
Допуск размера отливки 20 *1 32 *1 24 *1
Допуск формы поверхности (от
нормируемого участка мм 200 90 65
допуск формы Тф мм 05 *3 024 *5024 *3
Допуск смещения отливки по
плоскости разъёма (см. п.
Класс точности размера КР 85 85 85
Наименьшая толщина стенки 16 *2 16 *3 16 *2
Допуск смещения Тсм мм
(п.2.8 ГОСТ 26645-85):
участием стержня мм - 135 -
класс точности размера КР - 9т -
допуск смещения Тсм ст. мм - 11 *4 -
диаметр базовой поверхности- - -
вид размера ВР - 10 -
класс точности размера КР - 110 и -
размеры от базы мм - 55 -
допуски (см. рис.5 ) То мм - 32 и -
позиционный допуск Тпоз мм 24
Общий допуск То.общ мм 32 56 32
припуска То.общ мм (см. 16 28 32
Вид мехобработки: .
Допуск размера детали от
Тд мм 0105 027 0308
Отношение ТдТотл (вид м.о.)- - -
Отношение Тф.дТф.отл (вид получи-черно-вчерно-в
Ряд припусков РП 5 5 5
Общий припуск Zобщ мм 21 22 24
Размер отливки мм 242 336 526
Поле допуска ±10 ±16 ±12
Перечислите основные способы получения отливок.
Перечислите основные этапы изготовления отливок в разовые ПГФ.
Охарактеризуйте сущность достоинства недостатки и область применения
литья в разовые ПГФ.
Каковы основные требования технологичности отливок.
Какие литейные свойства сплава необходимо учитывать при выборе
Как выбирается положение отливки в форме.
С какой целью и в какой последовательности выполняется чертеж
элементов литейной формы.
Что включает в себя понятие "нормы точности отливки".
От чего зависят и как назначаются припуски на механическую обработку.
В чем особенности питания стальных и чугунных отливок.
Для чего предназначены и как рассчитываются прибыли.
Какие поверхности отливки следует выбирать в качестве черновых баз.
Каковы особенности простановки размеров на чертеже отливки.
Как формируют технические требования к чертежу отливки.
Как определяется стоимость отливки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров
массы и припуски на механическую обработку.
Руденко П.А. Харламов Ю.А. Плескач В.М. Проектирование и
производство заготовок в машиностроении: Учеб. пособие Под ред.
В.М. Плескача.- К.: Выща шк. 1991.-247 с.
Абрамов Г.Г. Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика.- М.:
Высш. шк. 1991.- 319 с.
Волкомич А.А. Трухов А.П. Сорокин Ю.А. Формирование точности
отливок: Учеб. пособие.- М.: МАМИ 1996.-82 с.
Цветное литье: Справочник Под ред. Н.М. Галдина.- М.:
Машиностроение 1989.- 528 с.
Жебин М.И. Сосненко М.Н. Изготовление форм и приготовление
литейных сплавов.- М.: Высш. школа 1982.- 304 с.
ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных
Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении: Учеб.
пособ. Я.М. Радкевич В.А. Тимирязев А.Г. Схиртладзе М.С.
Островский.- М.: Высш. шк. 2004.-272 с.
ГОСТ 3212-92. Комплекты модельные. Уклоны формовочные стержневые
знаки допуски размеров.
Зайончик Л.И. Проектирование поковок и отливок: Лабораторные
работы - Челябинск: ЧГТУ 1992.- 63 с.
Прейскурант 25-01. Оптовые цены на отливки поковки и горячие
штамповки.-М.:Прейскурантиздат1990.-188с.
СПОСОБЫ РУЧНОЙ И МАШИННОЙ ФОРМОВКИ
Формовка по неразъёмной модели. Модель размещают в нижней
полуформе а в верхней располагают шлакоуловитель стояк литниковую чашу
или воронку (рис.П1.1). Применяют способ при изготовлении отливок простой
конфигурации. Размещение нескольких моделей в одной форме удешевляет
производство отливок.
Если верхняя плоскость отливки должна быть чистой и плотной необходимо
всю отливку вместе с литниковой системой размещать в верхней полуформе а
нижняя полуформа при этом оформляет ровную плоскость; в том случае когда
верхняя плоскость отливки не играет существенной роли при эксплуатации
детали и может применяться без точной обработки резанием целесообразно
использовать формовку в одной опоке (рис.П3.1.2). Заливку расплава
выполняют непосредственно в полость формы что позволяет резко увеличить
выход годного за счет отсутствия литниковой системы уменьшить расход
формовочной смеси и снизить трудоемкость формовочно-сборочных работ.
Р и с.П3.1.2. Формовка в одной опоке
Формовка по разъёмной модели. На подмодельную плиту 1 (рис.П3.1.3)
устанавливают нижнюю половину модели2 и нижнюю опоку 3. Опоку заполняют
формовочной смесью 4 уплотняют смесь трамбовками срезают излишки смеси и
выполняют вентиляционные каналы (б). Затем переворачивают нижнюю полуформу
(в) на нижнюю половину модели 2 устанавливают верхнюю 5 а на нижнюю опоку
накладывают верхнюю 6 и фиксируют центрирующими штырями 7 в верхнюю
опоку устанавливают модели стояка 8 и выпора 9 (элементы каналов литниковой
Р и с. П3.1.3. Форма для изготовления шкива
Верхнюю опоку после припыливания модели так же как и нижнюю
заполняют формовочной смесью уплотняют её и прокалывают в ней
вентиляционные каналы. Далее из верхней полуформы вынимают модели стояка 8
и выпора 9 расширяют верхнюю часть отверстия стояка образуя литниковую
чашу 10 и поднимают верхнюю полуформу переворачивая её на 180°. Из нижней
(г) и верхней (д) полуформ вынимают модели 2 и 5 и прорезают в полуформах
дополнительные каналы для поступления расплава - шлакоуловитель 11 и
питатель 12. Затем в нижнюю полуформу (ж) устанавливают стержень 13 и вновь
накладывают верхнюю полуформу на нижнюю. Полуформы скрепляют между собой во
избежание подъёма верхней опоки расплавом и прорыва его по линии разъёма
формы. Форма готова к заливке в неё расплава.
На рис. П3.1.4 показаны формы для изготовления патрубка (горизонтальное
расположение стержня) и звездочки (вертикальное расположение стержня)
выполненные в двух опоках по разъёмной модели.
Р и с. П3.1.4. Формовка в двух опоках по разъёмной модели
а- детали б- нижние полуформы
в- формы с моделями г- собранные формы
Формовка с применением подрезки. Метод формовки с подрезкой применяют
при изготовлении форм по цельной модели или непосредственно по образцу
которые не имеют горизонтальной плоскости необходимой для укладки форм на
подмодельную плиту (рис. П3.1.5). Образец (а) и нижнюю опоку 2
устанавливают на подмодельную плиту 6. Опока наполняется формовочной смесью
в обычном порядке (б-в). При формовке смесь забивает пространство 1.
Р и с. П3.1.5. Формовка в двух опоках с подрезкой
После поворота нижней полуформы и установки её на щиток 4 вычищают
смесь затрудняющую извлечение образца из полуформы. Затем выполняют
плоскость подрезки 3 посыпают её и образец разделительной смесью и
накрывают верхней опокой 5. Далее процесс изготовления формы обычный (г).
Углубления образовавшиеся в нижней опоке при подрезке заполняются
формовочной смесью из верхней опоки.
Формовка с фальшивой опокой. Подрезка усложняет процесс формовки
поэтому в серийном производстве деталей требующих подрезки применяют
метод формовки с фальшивой опокой (рис.П3.1.6). Фальшивая опока 1 является
своеобразной фигурной подмодельной плитой выполненной из формовочной
Чтобы её изготовить пустую опоку ставят на щиток разъёмом книзу и
плотно набивают смесью. Перевернув опоку на её плоскости вручную вырезают
углубление в которое укладывают модель и если нужно делают плавный
переход от углубления к плос
кости разъёма как при подрезке а плоскость
разъёма и модель посыпают разделительной смесью. Затем формовку выполняют в
обычной последовательности. Фальшивая опока заменяет подмодельную плиту: на
неё ставят нижнюю опоку 2. Заполнив нижнюю опоку формовочной смесью её
переворачивают (вместе с моделью) чтобы установить на ней верхнюю 3 а
фальшивая опока 1 используется для изготовления следующих форм.
Р и с. П3.1.6. Формовка с фальшивой опокой
а-деталь б-изготовление фальшивой опоки в-изготовление нижней полуформы
г-изготовление верхней полуформы д-собранная форма
Формовка по модели с отъёмными частями. Отливки на своих стенках
нередко имеют различные бобышки платики и другие выступающие части. Если
изготовить модель такой отливки как единое целое то её невозможно будет
удалить из формы не нарушив целостности очертаний самой формы. Поэтому для
удобного извлечения выступающие части 3 на такой модели делают отъёмными
(рис. П3.1.7). Выступающие отъёмные части прикрепляют к деревянной модели 2
шпильками 4. Крепление отъёмных частей шпильками несколько меняет процесс
формовки. При изготовлении нижней полуформы 1 вначале заполняют опоку
смесью до выступающих частей затем плотно обжимают смесь вокруг них и
осторожно вынимают шпильки прикрепляющие отъёмные части к модели.
Изготовление верхней полуформы 5 и все последующие операции выполняют как
обычно. При удалении модели отъёмные её части остаются в форме и вынимаются
Р и с.П3.1.7. формовка по модели с отъёмными частями
а-деталь б-формовка нижней опоки в-собранная форма
Формовка в трёх опоках. Детали для изготовления которых необходимы
две плоскости разъёма можно формовать в трёх опоках (рис.П3.1.8).
Для формовки катка (а) с двумя ребордами используют среднюю опоку
ширина которой соответствует ширине катка. Формовку начинают с изготовления
средней части формы 2 (б). После этого сверху устанавливают опоку 3 и
уплотняют смесь (в). Кантуют обе опоки вместе отделывают плоскость разъёма
и установив модели стояка 5 и выпора 4 уплотняют смесь в верхней опоке 1
(г). вырезают литниковую чашу извлекают стояки и перевернув верхнюю
опоку верхнюю часть модели а сняв среднюю опоку извлекают вторую часть
модели. Затем формы собирают под заливку (д).
Классы размерной точности отливок
Технологический процесс габаритный легкие
литья размер нетермо
черные и абатываерабатыв
тугоплавкчугунныестальны
Класс размерной точности отливки
Литье под давлениемДо 100 3т - 6 3 - 7т 4 - 7 5т - 8
в металлические формы и Св. 100 до 2503 - 7т 4 - 7 5т - 8 5 - 9т
по выжигаемым моделям с Св. 250 до 6304 - 7 5т - 8 5 - 9т 6 - 9
малотерморасширяющихся
огнеупорных материалов
Литье по выжигаемымДо 100 3 - 7 4 – 8 5т – 9т 5 – 9
моделям с применением Св. 100 до 2504 – 8 5т – 9т 5 – 9 6 – 10
кварцевых огнеупорных Св. 250 до 6305т – 9т5 - 9 6 - 10 7т –
Литье по До 100 4 – 8 5т – 9т 5 – 9 6 – 10
выплавляемым моделям с Св. 100 до 2505т – 9т5 – 9 6 – 10 7т –
применением кварцевых Св. 250 до 6305 - 9 6 - 10 7т – 11т11т
огнеупорных материалов 7 - 11
Литье под низким До 100 5т – 9т5 – 9 6 – 10 7т –
давлением и в кокиль без Св. 100 до 2505 – 9 6 – 10 7т – 11т11т
песчаных стержней Св. 250 до 6306 – 10 7т – 11т 7 – 11 7 – 11
Св. 630 до 7т – 7 – 11 8 – 12 8 – 12
00 11т 8 - 12 9т – 13т9т –
Св. 1600 до 7 - 11 13т
Литье в До 100 5 – 10 6 – 11т 7т – 11т7 – 12
песчано-глиняные сырые Св. 100 до 2506 – 11т7т – 11 7 – 11 8 – 13т
формы из низковлажных (доСв. 250 до 6307т – 117 – 12 8 – 12 9т – 13
%) высокопрочных Св. 630 до 7 – 12 8 – 13т 9т – 13т9 – 13
(более 160 кПа или 16 1600 8 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
кгсм2) смесей с высокимСв. 1600 до 9т - 139 - 13 10 - 14 11т -
и однородным уплотнением 4000 14
до твердости не ниже 90 Св. 4000 до
газифицированным моделям
в песчаные формы До 100 5 – 10 6 – 11т 7т – 11т7 – 12
Литье в формы Св. 100 до 2506 – 11т7т – 11 7 – 11 8 – 13т
отвержденные в контакте сСв. 250 до 6307т – 117 – 12 8 – 12 9т – 13
холодной оснасткой Св. 630 до 7 – 12 8 – 13т 9т – 13т9 – 13
Литье под низким 1600 8 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
давлением и в кокиль с Св. 1600 до 9т - 139 - 13 10 - 14 11т -
песчаными стержнями 4000 14
Литье в облицованный Св. 4000 до
продолжение табл. П 2.1
песчано-глинистые сырые
формы из смесей с До 100 6 – 11т7т – 11 7 - 12 8 – 13т
влажностью от 28 до 35 Св. 100 до 2507т – 117 - 12 8 – 13т 9т – 13
% и прочностью от 120 до Св. 250 до 6307 - 12 8 – 13т 9т – 13 9 – 13
0 кПа (от 12 до 16 Св. 630 до 8 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
кгсм2) со средним 1600 9т – 139 – 13 10 – 14 11т –
уровнем уплотнения до Св. 1600 до 9 - 13 10 - 14 11т - 1414
твердости не ниже 80 4000 11 - 15
единиц. Св. 4000 до
Литье центробежное 10000
(внутренние поверхности)
отверждеваемые в контакте
с горячей оснасткой
формы из смесей с До 100 7т – 147 - 12 8 – 13т 9т – 13
влажностью от 35 до 45 Св. 100 до 2507 - 12 8 – 13т 9т – 13 9 – 13
% и прочностью от 60 до Св. 250 до 6308 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
0 кПа (от 06 до 12 Св. 630 до 9т – 139 – 13 10 – 14 11т –
кгсм2) с уровнем 1600 9 – 13 10 – 14 11т – 1414
уплотнения до твердости Св. 1600 до 10 - 1411т - 14 11 - 15 11 – 15
не ниже 70 единиц 4000 12 - 15
Литье в оболочковые формыСв. 4000 до
из термореактивных смесей10000
отверждаемые вне контакта
с оснасткой без тепловой
Литье в формы из жидких
самотвердеющих смесей
Литье в песчано-глинистые
подсушенные и сухие формы
Литье в До 100 7 - 12 8 – 13т 9т – 13 9 – 13
песчано-глинистые сырые Св. 100 до 2508 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
формы из высоковлажных Св. 250 до 6309т – 139 – 13 10 – 14 11т –
(более 45%) низкопрочныхСв. 630 до 9 – 13 10 – 14 11т – 1414
( до 60 кПа или 06 1600 10 – 1411т – 14 11 – 15 11 – 15
кгсм2) смесей с низким Св. 1600 до 11т – 11 – 15 12 – 15 12 – 15
уровнем уплотнения до 4000 14 12 - 15 13т - 1613т –
твердости ниже 70 единиц Св. 4000 до 11 - 15 16
П р и м е ч а н и я:
В таблице указаны диапазоны классов размерной точности отливок
обеспечиваемых различными технологическими процессами литья. Меньшие их
значения относятся к простым отливках и условиям массового
автоматизированного производства большие – к сложным отливкам единичного и
мелкосерийного производства средние – к отливкам средней сложности и
условиям механизированного серийного производства.
В табл. к цветным легкоплавким сплавам отнесены сплавы с температурой
плавления ниже 7000С (973К) к цветным тугоплавким – сплавы с температурой
плавления выше 7000С (973К).
В табл. к легким отнесены сплавы с плотностью до 30 гсм3 к тяжелым –
сплавы с плотностью свыше 30 гсм3.
Степень коробления элементов отливок
Отношение наименьшего Степень коробления элемента отливки
размера элемента отливки
к наибольшему (толщины
Многократные формы Разовые формы
НетермообрТермообрабатНетермообрТермообрабат
абатываемыываемые абатываемыываемые
е отливки е отливки отливки
отливки после правки после правки
Св. 0200 1-4 2-5 3-6 4-7
Св. 0100 до 0200 2-5 3-6 4-7 5-8
Св. 0050 до 0100 3-6 4-7 5-8 6-9
Св. 0025 до 0050 4-7 5-8 6-9 7-10
до 0025 5-8 6-9 7-10 8-11
Меньшие значения из диапазонов степеней коробления относятся к
простым отливкам из легких цветным сплавов; большие значения – к сложным
отливкам из черных сплавов.
Степень коробления отливки указываемую на чертеже следует
принимать по ее элементу с наибольшей степенью коробления.
Степени точности поверхностей отливок
Технологический Наибольший
процесс литья габаритный
ЦветныеНетермообрабатТермообраТермооб
легкие ываемые черныебатываемырабатыв
нетермои цветные е аемые
обрабаттугоплавкие чугунные стальны
ываемыесплавы и и цветныее
сплавы термообрабатывтугоплавксплавы
аемые цветные ие сплавы
Степень точности поверхностей
Литье под До 100 2-6 3-7 4-8 5-9
давлением в Св. 100 до 3-7 4-8 5-9 6-10
металлические 250 4-8 5-9 6-10 7-11
формы Св.250 до 630
Литье в До 100 3-8 4-9 5-10 6-11
керамические Св. 100 до 4-9 5-10 6-11 7-12
формы литье по 250 5-10 6-11 7-12 8-13
выжигаемым и Св.250 до 630
Литье под До 100 4-9 5-10 7-11 7-12
низким давлением иСв. 100 до 5-10 6-11 7-12 8-13
в кокиль без 250 6-11 7-12 8-13 9-14
песчаных стержнейСв.250 до 630
Литье в До 100 6-12 7-13 8-14 9-15
оболочковые формы Св. 100 до 7-13 8-14 9-15 10-16
из термореактивных250 8-14 9-15 10-16 11-17
смесей. Св.250 до 630
продолжение табл. П4.1
песчано-глинистые До 100 7-14 8-15 9-16 10-17
сырые формы из Св. 100 до 8-15 9-16 10-17 11-18
низковлажных (до 250 9-16 10-17 11-18 12-19
%) Св.250 до 63010-17 11-18 12-19 13-19
высокопрочных Св.630 до 11-18 12-19 13-19 14-20
(более 160 кПа или1600
кгсм2) смесейСв.1600 до
до 35% и До 100 8-15 9-16 10-17 11-18
прочностью от 120 Св. 100 до 9-16 10-17 11-18 12-19
до 160 кПа (от 12250 10-17 11-18 12-19 13-19
до 16 кгссм2) соСв.250 до 63011-18 12-19 13-19 14-20
средним уровнем Св.630 до 12-19 13-19 14-20 15-20
уплотнения до 1600 13-19 14-20 15-20 16-21
твердости не ниже Св.1600 до
Литье в песчаные Св.4000
отвержденные до10000
до 45% и До 100 9-16 10-17 11-18 12-19
прочностью от 60 Св. 100 до 10-17 11-18 12-19 12-19
до 120 кПа (от 06250 11-18 12-19 13-19 14-20
до 12 кгссм2) с Св.250 до 63012-19 13-19 14-20 15-20
уровнем уплотненияСв.630 до 13-19 14-20 15-20 16-21
до твердости не 1600 14-20 15-20 16-21 17-21
ниже 70 единиц Св.1600 до
Литье в песчаные 4000
отвержденные сухиеСв.4000
или подсушенные до10000
низкопрочных (до До 100 10-17 11-18 12-19 13-19
кПа или 06 Св. 100 до 11-18 12-19 12-19 14-20
кгмсм2) смесей с 250 12-19 13-19 14-20 15-20
низким уровнем Св.250 до 63013-19 14-20 15-20 16-21
уплотнения до Св.630 до 14-20 15-20 16-21 17-21
твердости ниже 70 1600 15-20 16-21 17-21 18-22
единиц Св.1600 до 16-21 17-21 18-22 19-22
отверждаемые Св.4000
подсушенные Св. 10000
П р и м е ч а н и е. В таблице указаны диапазоны степеней точности
поверхности отливок обеспечиваемых различными технологическими процессами
литья. Меньшие из значений относятся к простым отливкам и условиям
массового автоматизированного производства большие – к сложным отливкам
единичного и мелкосерийного производства средние – к отливкам средней
сложности и условиям механизированного серийного производства.
Классы точности массы отливок
Технологический Номинальная
процесс литья масса
ЦветныНетермообрТермообрабТермооб
е абатываемыатываемые рабатыв
легкиее черные ичугунные иаемые
нетермцветные цветные стальны
ообрабтугоплавкитугоплавкие
атываее сплавы ие сплавы сплавы
Класс точности отливок
Литье под давлением До 10 1-7 2-8 3т-9т 3-9
в металлические формы и поСв.1.0 до 102-8 3т-9т 3-9 4-10
выжигаемым моделям с Св. 10 до 3т-9т 3-9 4-10 5т-11т
Литье по выжигаемым До 10 2-9т 3т-9 3-10 4-11т
моделям с применением Св.1.0 до 103т-9 3-10 4-11т 5т-11
кварцевых огнеупорных Св. 10 до 3-10 4-11т 5т-11 5-12
Литье по До 10 1-7 2-8 3т-9т 3-9
выплавляемым моделям с Св.1.0 до 102-8 3т-9т 3-9 4-10
применением кварцевых Св. 10 до 3т-9т 3-9 4-10 5т-11т
огнеупорных материалов 100
Литье по выжигаемым До 10 3т-9 3-10 4-11т 5т-11
моделям с применением Св.1.0 до 103-10 4-11т 5т-11 5-12
кварцевых огнеупорных Св. 10 до 4-11т 5т-11 5-12 6-13т
Литье по выплавляемымДо 10 3т-9 3-10 4-11т 5т-11
Литье под низким До 10 3-10 4-11т 5т-11 5-12
давлением и в кокиль без Св.1.0 до 104-11т 5т-11 5-12 6-13т
песчаных стержней Св. 10 до 5т-11 5-12 6-13т 7т-13
0 5-12 6-13т 7т-13 7-14
Св.100 до 6-13т 7т-13 7-14 8-15
формы из низковлажных (до
%) высокопрочных (более
0 кПа или 16 кгсм2)
смесей с высоким и До 10 4-11т 5т-12 5-13т 6-13
однородным уплотнением до Св.1.0 до 105т-12 5-13 6-13 7т-14
твердости не ниже 90 Св. 10 до 5-13 6-13 7т-14 7-15
единиц 100 6-13 7т-14 7-15 8-15
Литье по газифицированным Св.100 до 7т-14 7-15 8-15 9т-16
моделям в песчаные формы. 1000 7-15 8-15 9т-16 9-16
Литье в формы Св.1000до
отвержденные в контакте с 10000
холодной оснасткой. Св.10000до
Литье под низким давлением100000
и в кокиль с песчаными
Литье в облицованный
продолжение табл.П 5.1
влажностью от 28 до 35%
и прочностью от 120 до 160
кПа (от 12 -16 кгсм2) До 10 5т-12 5-13т 6-13 7т-14
со средним уровнем Св.1.0 до 105-13 6-13 7т-14 7-15
уплотнения до твердости неСв. 10 до 6-13 7т-14 7-15 8-15
ниже 80 единиц 100 7т-14 7-15 8-15 9т-16
Литье центробежное Св.100 до 7-15 8-15 9т-16 9-16
(внутренние поверхности) 1000 8-15 9т-16 9-16 10-16
отверждаемые в контакте с 10000
горячей оснасткой Св.10000до
Литье в оболочковые формы 100000
Литье в вакуумно-пленочные
сырые формы из смесей с
влажностью от 35 до 45%
и прочностью от 60 до 120
кгсм2) с уровнем До 10 5-13т 6-13 7т-14 7-15
уплотнения до твердости неСв.1.0 до 106-13 7т-14 7-15 8-15
ниже 70 единиц Св. 10 до 7т-14 7-15 8-15 9т-16
Литье в оболочковые формы 100 7-15 8-15 9т-16 9-16
из термореактивных смесей Св.100 до 8-15 9т-16 9-16 10-16
Литье в формы 1000 9т-16 9-16 10-16 11т-16
отверждаемые вне контакта Св.1000до
с оснасткой без тепловой 10000
Литье в песчано-глинистые 100000
Литье в До 10 6-13 7т-14 7-15 8-15
песчано-глинистые сырые Св.1.0 до 107т-14 7-15 8-15 9т-16
формы из высоковлажных Св. 10 до 7-15 8-15 9т-16 9-16
(более 45%) низкопрочных 100 8-15 9т-16 9-16 10-16
(до 60 кПа или 06 кгсм2)Св.100 до 9т-16 9-16 10-16 11т-16
смесей с низким уровнем 1000 9-16 10-16 11т-16 11-16
уплотнения до твердости Св.1000до 10-16 11т-16 11-16 12-16
ниже 70 единиц 10000
П р и м е ч а н и е. В таблице указаны диапазоны классов точности
массы отливок обеспечиваемых различными технологическими процессами литья.
Меньшие их значения относятся к простым компактным отливкам и условиям
массового автоматизированного производства большие – к сложным
крупногабаритным отливкам единичного и мелкосерийного производства средние
– к отливкам средней сложности и условиям механизированного серийного
Соответствие между степенями точности и шероховатостью
поверхностей отливок
ШероховатостьЗначение шероховатости для степеней точности поверхности
поверхности отливки
Ряды 8-11 9-12 10-13 11-17 12-15 13-16
Меньшие значения рядов припусков из диапазонов их значений следует
принимать для термообрабатываемых отливок из цветных легкоплавких сплавов
большие значения – для отливок из ковкого чугуна средние – для отливок из
серого и высокопрочного чугуна термообрабатываемых отливок из стальных и
цветных тугоплавких сплавов.
Для верхних при заливке поверхностей отливок единичного и мелкосерийного
производства изготавливаемых в разовых формах допускается принимать
увеличенные на 1-3 единицы значения ряда припуска.
Точность обработки и припуски отливок
Характеристика Уровень точности обработки при степени точности
металлообрабатывающего станков
оборудование оснащенное
устройствами для - высокая
стабилизации и управления
точностью обработки
оборудование (агрегатные
станки и станки с ЧПУ средняя повышенная
автоматические линии из
агрегатных станков с ЧПУ
и гибких производственных
Неавтоматизированное
оборудование (станки с пониженная средняя
ручным управлением)
П р и м е ч а н и е. К нормальной степени точности станков следует относить
станки нормальной точности по ГОСТ 8-82.
К высокой степени точности станков следует относить станки повышенной
высокой особо высокой точности по ГОСТ 8-82.
Значения припусков приведенные в табл. П11.3 следует применять при
среднем уровне точности обработки. При повышенном или высоком уровне
точности обработки следует принимать значения припусков соответствующие
интервалам общих допусков расположенных в таблице соответственно на 1 или
строки выше интервала действительного допуска при пониженном уровне
точности обработки – на 1 строку ниже интервала действительного допуска.
Допуски линейных размеров отливок
Интервал Допуски размеров отливок для классов точности мм
Св. 040 до 050 До 012 050
окончание табл.П10.3
Допуск размера Допуск формы и Общий допуск элемента
от поверхности до расположения поверхностиотливки не более
Св. 050 до 064 До 012 064
Св. 064 до 080 До 020 080
Св. 080 до 100 До 024 100
Св. 100 до 120 До 032 120
Св. 120 до 160 До 040 160
Св. 160 до 200 До 040 200
Св. 200 до 240 До 064 240
Св. 240 до 320 До 080 320
Св. 320 до 400 До 100 400
Св. 400 до 500 До 120 500
Св. 500 до 640 До 120 640
Св. 640 до 800 До 200 800
Влияние погрешностей размеров детали и отливки
на выбор метода окончательной механической обработки
Допуск размера Соотношение между Вид окончательной
отливки мм допусками размеров механической обработки
До 05 015 до 04 Получистовая
Св. 05 до 10 01 до 03 Получистовая
Св. 10 до 20 01 до 02 Получистовая
Св. 20 до 50 005 до 015 Получистовая
Влияние погрешностей формы и расположения поверхностей
детали и отливки на выбор метода окончательной
механической обработки
отливки мм допусками формы и механической обработки
расположения поверхности
Примечания: 1. При неуказанных допусках формы и расположения
обрабатываемой поверхности отливки их суммарное значение принимают
равным 25% допуска размера от базы до обрабатываемой поверхности
отливки. 2. При неуказанных допусках формы и расположения
обработанной поверхности детали их суммарное значение принимают равным
% допуска размера от базы до обработанной поверхности детали.
Общие припуски на сторону соответствующие виду
окончательной механической обработки поверхности отливки
Общий Вид Общий припуск на сторону для ряда припуска отливки
допуск окончательной не более мм
элемента механической
поверхностобработки
элементамеханической
Серый 71 73 09 13 1150-1260 1240-1400 143 289
Белый 74 77 15 20 1150-1260 1240-1300 300 700
Ковкий 72 74 14 17 1150-1350 1380-1450 100 320
Высокопрочный71 72 05 10 1150-1260 1280-1400 140 369
Сталь 78 20 1420-1520 1500-1600 149 169
Алюминиевые 255 283 05 14 610-660 700 780 40 100
Бронза 86 15 1000-1050 1100-1150 100
Латунь 86 15 900-1050 1000-1100 80
Магниевые 18 183 10 15 600-650 680-780 30 65
Неуказанные предельные отклонения размеров: Н14 h14 ± IT142.
Термообработка: (назначать в соответствии с маркой материала отливки).
варианта D D1 d d+a d-b D2 L l детали материал кг 1 100 80
Н9 70Н10 50Н10 85 110 11 сталь 20Л 977-88 254 2 100 80
Н8 70Н10 50Н10 85 110 11 СЧ 20 1412-85 231 3 95 75 55Н7
Н9 45Н10 80 105 105 сталь 25Л 977-88 229 4 96 76 56Н8
Н10 46Н10 81 106 106 СЧ 30 1412-85 218 5 90 70 50Н7 60Н9
Н10 75 100 10 сталь 30Л 977-88 203 6 105 85 65Н9 75Н10
Н10 90 115 115 ВЧ 35 7293-85 259 7 100 80 60Н8 70Н10
Н10 85 110 11 сталь15Л 977-88 254 8 95 75 55Н7 65Н9 45Н10
105 105 КЧ 30-6 1215-79 228 9 94 74 54Н8 64Н10 44Н10 79
4 104 сталь 20Л 977-88 223 10 105 85 65Н7 75Н9 55Н10 90
5 115 ВЧ 40 7293-85 259 11 106 86 66Н9 76Н10 56Н10 91
6 116 АК 7 1583-93 097 12 102 82 62Н7 72Н9 52Н10 87 112
2 СЧ 18 1412-85 244 13 100 80 60Н7 70Н9 50Н10 85 110 11
Бр 05Ц5С5 613-79 286 14 100 80 60Н8 70Н10 50Н10 85 110 11
Сплав АК5М 1583-93 086 15 96 76 56Н7 66Н9 46Н10 81 106 106
ЛС58-2 15527-2004 251 16 98 78 58Н7 68Н9 48Н10 83 108 108
сталь 15Л 977-88 244 17 102 82 62Н8 72Н10 52Н10 87 112 112
СЧ10 1412-85 231 18 104 84 64Н7 74Н9 54Н10 89 114 114 КЧ30-
1215-79 240 19 108 88 68Н8 78Н10 58Н10 93 118 118 ВЧ-35
93-85 275 20 110 90 70Н7 80Н9 60Н10 95 120 12 Сплав АМг6
Р и с. 3.1. Литейная форма
Р и с.3.6. Виды соединений стенок и ребер в отливках
Р и с. 3.18. Питающие элементы литниковой
а – выпор б – бобышка в – открытая прибыль
Р и с. 3.10. Определение размеров отливки
Р и с. 3.11. Метод световых лучей
Р и с. 3.12. Схема типовых знаков стержней
Р и с.3.13.Формовочные уклоны
Р и с.3.25. Корпус приспособления
Р и с. 3.15. Горизонтальная литниковая система
Формовочные уклоны по диаметру 200 за счет увеличения размеров отливки
Неуказанные литейные радиусы R 2 3 мм.
При проектировании модельного комплекта все размеры моделей и стержневых
ящиков увеличить на 2 %.
Р и с. 3.19. Чертеж элементов литейной формы
Р и с. П3.1.1. Формовка в двух
опоках по неразъёмной модели
Р и с.П3.1.8. Формовка катка в трёх опоках
Р и с. 3.17. Изображение элементов
Р и с. 3.7. Положение отливки в форме
припуски на обработку
Р и с. 3.5. Позиционный
Р и с. 3.2. Виды размеров отливок
Р и с.3.8. Структура
Р и с. 3.9.Схемы обработки
Р и с. 3.14. Графики определения радиусов закруглений R
по средней толщине стенки
для отливок а – из стали и медных сплавов; б – из чугуна алюминиевых и

Проектирование заготовок 2.cdw

табл..doc

Карта проектирования техпроцесса
Янгуразов Е.О. 3-МиАТ-1 7-15 10.10.08
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Фланец
Масса детали кг 3439
Годовой объём выпуска 1000
Материал термообработка Сталь 45Г2 ГОСТ 4543-71 нормализация
Группа поковки по ГОСТ 8479-71 Поковка II группы
Штамповочное оборудование Молот
Способ штамповки Открытый
Способ нагрева исходной заготовки Пламенный
D = 336 мм T = 63 мм
D1 = 168 мм t = 53 мм
Класс точности поковки. Т5.
Группа стали. Материал поковки сталь 12ХН3А. Средняя массовая доля углерода
в этой марке – 045% суммарная массовая доля легирующих элементов – свыше
% до 5%. Устанавливаем группу стали М2.
Расчетная масса поковки.
Мпр = Мд·kp = 3439·15 = 51585 кг.
Степень сложности поковки. Определим отношение tD для нашего варианта
размеров: 53336=01602 - то есть поковка содержит тонкий элемент t25
мм. Поэтому для таких поковок с тонкими элементами и пробиваемыми
перемычками стандартом устанавливается степень сложности С4.
Исходный индекс поковки. 20.
Расчет размеров поковки.
Основной припуск. z0 = 3 мм
Первый дополнительный припуск. m =0.6мм
Dп=336+2(37+0.6) =3446 мм
Основной припуск. z0 = 35 мм
Первый дополнительный припуск. m =0.4мм
dп=105-2(3+0.6) =978 мм
Размер D1: припуск не назначают так как по этому размеру нет механической
Tп=63+(38+08) =676 мм
tп=53+(38+08) =576 мм
Наносим припуски на эскиз поковки и проставляем их размеры.
Выбираем положение плоскости разъёма штампа. Назначаем и изображаем
штамповочные уклоны. Устанавливаем координаты плоскости разъёма штампа.
Уклоны: на наружной поверхности - 7°
на внутренней поверхности - 10°
Рассчитываем толщину перемычки:
ds=0.5(D+D1)=0.5(336+168)=252 мм
Толщину перемычки выбираем по следующему рисунку и таблице 3:
Минимальная толщина S (мм) дна или плоской перемычки
удлинённых или круглых в плане поковок
KS или dS LKS ≤ 3 LKS > 3
или hd S ≤ 3 или hdS > 3
Выбираем толщину перемычки: S = 20 мм.
Глубина полости ручья штампа:
Т-b=T-t2=676-5762=5 мм
Назначаем радиусы закруглений наружных и внутренних углов поковки таблице
Проектирование операции холодной калибровки.
Требуется установить размер толщины калиброванной поковки с
допускаемыми отклонениями. Припуск на механическую обработку и допускаемые
отклонения назначают по табл.П2.4.2.
Рассчитываем площадь F кольцевой поверхности поковки подвергаемой
калибровке назначаем припуск на механическую обработку поковки.
Площадь кольцевой поверхности F = 4·(34462 – 1782) = 6835
см2; припуск на механическую обработку по табл.П2.4.2 составляет 1 мм.
Размер калиброванной поковки: 53 + 1 = 54 ±04мм (толщина детали
t = 53 мм; припуск на мехобработку 1 мм; поле допуска 08 мм; допускаемые
отклонения принимают равными половине поля допуска).
Изображаем чертеж поковки с техническими требованиями.

Фланец.cdw

1. Неуказанные предельные отклонения размеров: H14h14
Термообработка - нормализация
Сталь 20Х ГОСТ 4543-71

Отливка-тит.doc

АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
“САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Самарский государственный технический университет
Р е ц е н з е н т ы: д-р техн. Наук Р.М. Богомолов
Д-р техн. наук В.И. Никитин
К 64 Проектирование заготовок в машиностроении: учеб. пособ. В.А.
Дмитриев.- Самара. Самар. гос. техн. ун-т 2008.- 173 с.: ил
ISBN 978-5-06-0043-0
Учебно-методическое пособие содержит теоретический материал и
практические рекомендации к выполнению лабораторных работ и практических
занятий при изучении дисциплины "Проектирование и производство
Изложена методика проектирования заготовок полученных литьём в разовые
песчаные формы и технология их изготовления. Приведены правила
разработки и оформления чертежа элементов литейной формы и отливки.
Приведены сведения из нормативно-технической документации необходимые
для проектирования и результаты решения контрольного примера.
Пособие предназначено для студентов обучающихся по направлению
29.00 специальностям 1510.01 1510.02 1510.06 и может быть
использовано при выполнении курсовых и дипломных проектов.
ISBN 978-5-06-0043-0 ©
© Самарский государственный
технический университет 2008
ДМИТРИЕВ Владимир Александрович
ПРОЕКТИРОВАНИЕ заготовок
Редактор В. Ф. Е л и с е е в а
Технический редактор Г. Н. Ш а н ь к о в а
Подписано в печать 21.01.03
Формат 60х 84 116 . Бумага тип N 2.
Печать офсетная. Усл. п. л. 349. Усл.-кр.отт. 349.
Уч.-изд. л. 335. Тираж 50 экз. С-3.
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
3100 г. Самара ул. Молодогвардейская 244

Титульный лист (2).docx

Лабораторная работа №3
“Проектирование отливок в разовых песчаных формах”

ЧЕРТЕЖ ПОКОВКИ.cdw

поковка штампованная
Сталь 12ХН3А ГОСТ 4543-71
Поковка Гр.II. Класс точности Т5 группа стали М2 степень
сложности С4 исходный индекс 19
Допускаемое смещение по плоскости разъёма штампа 07 мм.
Допускаемая величина остаточного облоя по внешнему контуру
Допускаемая величина высоты заусенца по внешнему контуру
поковки 09 мм по контуру отверстия 4 мм.
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого
отверстия относительно внешнего контура поковки 15 мм.
Допускаемое отклонение от плоскостности 10 мм.
Неуказанные предельные отклонения размеров (
Очистка от окалины дробеструйная.
На обрабатываем поверхностях допускаются внешние дефекты
не более 50% припуска.
Размеры исходной заготовки

Карта проектирования техпроцесса (4).doc

Карта проектирования техпроцесса
Янгуразов Е.О 3МС-1 15 30.11.08
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Корпус
Масса детали кг 251
Материал термообработка ЛС58-2 графитизирующий отжиг
Способ литья Литьё в разовые песчано-глинистые формы
Способ формовки твердость формы после Машинная формовка в двух опоках по
уплотнения разъёмной модели до твердости после
уплотнения не ниже 70 единиц
Нормы точности отливки по ГОСТ 26645-85
Класс размерной точности отливки Прил. 2 табл.П2.1 (7-12) КР9
Степень коробления отливки Прил. 3 табл.П3.1 (3-6)
Степень точности поверхностей Прил. 4 табл.П4.1 (10-17) СП14
Класс точности массы отливки Прил. 5 табл.П5.1 (6-13) КМ9
Допуск смещения по плоскости разъёма Не назначается
формы в диаметральном выражении мм
Шероховатость поверхности отливки мкм Прил. 6 табл.П6.1 Ra=40
Допуск неровностей поверхности отливки Прил.7 табл.П7.1 (±05 мкм)
Допуск массы % Прил.7 табл.П7.2 (±6%)
Ряд припусков Прил.8 табл.П8.1 (5-8) РП7
Уровень точности обработки Прил. 9 табл.П9.1 Средний

Карта проектирования техпроцесса (3).doc

Карта проектирования техпроцесса
Минастинов С.И. 3-МС-1 13 7.11.08
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Корпус
Масса детали кг 286
Материал термообработка БР 05Ц5С5
Способ литья Литьё в разовые песчано-глинистые формы
Способ формовки твердость формы после Машинная формовка в двух опоках по
уплотнения разъёмной модели до твердости после
уплотнения не ниже 70 единиц
Нормы точности отливки по ГОСТ 26645-85
Определяемый параметр Перечень приложений Принятое
Класс размерной точности отливки Прил. 2 табл.П2.1 с (7-12) КР9
Степень коробления элементов отливки Прил. 3 табл.П3.1 с (3-6) СК3
Степень точности поверхностей отливки Прил. 4 табл.П4.1 с (10-17) СП14
Класс точности массы отливки Прил. 5 табл.П5.1 с (7-14) КМ10т
Допуск смещения отливки по плоскости табл.П10.1 Не
разъёма в диаметральном выражении мм назначается
Шероховатость поверхности отливки мкмПрил. 6 табл.П6.1 Ra=40
Допуск неровностей поверхностей Прил. 7 табл.П7.1 (±0.6 мкм)
Допуск массы отливки % Прил. 7 табл.П7.2 (±10%)
Ряд припусков на обработку отливки Прил. 8 табл.П8.1 с (5-8) РП8
Уровень точности обработки Прил. 9 табл.П9.1 с Средний

Карта проектирования техпроцесса.doc

Карта проектирования техпроцесса
Хасанов Р.Р. 3-МиАТ-1 7-13 10.10.08
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Фланец
Масса детали кг 2516
Годовой объём выпуска 1000
Материал термообработка Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 нормализация
Группа поковки по ГОСТ 8479-71 Поковка II группы
Штамповочное оборудование Молот
Способ штамповки Открытый
Способ нагрева исходной заготовки Пламенный
Класс точности поковки. Т5.
Группа стали. Материал поковки сталь 20Х. Средняя массовая доля углерода в
этой марке – 02%. Устанавливаем группу стали М1.
Расчетная масса поковки:
Мпр = Мд·kp = 2516·15 = 3774 кг.
Степень сложности поковки. Определим отношение tD для нашего варианта
размеров: 47304=015402 - то есть поковка содержит тонкий элемент t25
мм. Поэтому для таких поковок с тонкими элементами и пробиваемыми
перемычками стандартом устанавливается степень сложности С4.
Исходный индекс поковки. 19.
Расчет размеров поковки.
Основной припуск. z0 = 3мм
Первый дополнительный припуск. m =06 мм
Dп=304+2(34+0.6) =312 мм
Основной припуск. z0 = 35мм
Первый дополнительный припуск. m =0.4мм
dп=95-2(3.5+0.6) =868 мм
Размер D1: припуск не назначают так как по этому размеру нет механической
Tп=57+(35+08) =613 мм
tп=47+(35+08) =513 мм
Наносим припуски на эскиз поковки и проставляем их размеры.
Выбираем положение плоскости разъёма молота. Назначаем и изображаем
штамповочные уклоны. Устанавливаем координаты плоскости разъёма молота.
Уклоны: на наружной поверхности - 7°
на внутренней поверхности - 10°
Рассчитываем толщину перемычки:
ds=0.5(D+D1)=0.5(304+152)=228
Толщину перемычки выбираем по следующему рисунку и таблице 3:
Минимальная толщина S (мм) дна или плоской перемычки
удлинённых или круглых в плане поковок
KS или dS LKS ≤ 3 LKS > 3
или hd S ≤ 3 или hdS > 3
Выбираем толщину перемычки: S = 12 мм.
Глубина полости ручья штампа:
Т-b=T-t2=57-472=5 мм
Назначаем радиусы закруглений наружных и внутренних углов поковки.
Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа = 1.4 мм
(назначают по табл. П2.5.1 в зависимости от массы и класса
Остаточный облой и срезанная кромка = 1.6 мм. При обрезке
облоя и пробивке отверстия на поверхности поковки могут
образоваться дефекты в виде выступа - остаточного облоя или
наоборот в виде срезанной кромки. Допускаемую величину остаточного
облоя для случая плоской поверхности разъема штампов назначают по
табл. П2.5.2 в зависимости от массы и класса точности поковки.
Допускаемая величина высоты заусенца = 8.0 мм. Заусенцем называют
выступ образовавшийся на поверхности поковки в непредусмотренных
для образования облоя местах сочленения частей штампов (зазорах) а
также при обрезке облоя и пробивке отверстия. Допускаемую величину
высоты заусенца назначают по табл. П2.5.3 в зависимости от массы
степени сложности и размеров поковки и способа штамповки.
Допускаемое отклонение от концентричности = 2.5 мм. При пробивке
отверстия в поковке центр его может сместиться относительно центра
поковки. Такое смещение называют отклонением от концентричности.
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого в поковке
отверстия относительно внешнего контура поковки устанавливают по
табл. П2.5.4 в зависимости от наибольшего размера и класса
Допускаемое отклонение от плоскостности = 1.6 мм (устанавливают
по табл. П2.5.5 в зависимости от наибольшего размера и класса
Проектирование операции калибровки. Площадь кольцевой поверхности F =
·(3042 – 1522) = 5195 см2; припуск на механическую обработку по
табл.П2.4.2 составляет 10 мм.
Размер калиброванной поковки: 47 + 1 = 48±04 мм (толщина детали t = 47
мм; припуск на мехобработку 10 мм; поле допуска 08 мм; допускаемые
отклонения принимают равными половине поля допуска).
Изображаем чертеж поковки с техническими требованиями.

Документ Microsoft Office Word.docx

Необходимо изготовить бронзовую отливку средней сложности группа сложности вторая [6]. Наиболее экономичным способом изготовления является литьё в разовые песчаные формы. Способ формовки – машинная формовка по разъёмной модели в двух опоках с уровнем уплотнения до твердости формы не ниже 70 единиц.
Деталь является симметричным телом вращения; наружные поверхности диаметром D=100 мм D1=80 мм переходный конус под углом 45º и нижний торец детали не подлежат механической обработке; наиболее точная поверхность диаметром d = 60 мм (база А) выполнена по 7 квалитету точности верхний торец корпуса связан с базой А допуском торцового биения поверхность внутреннего отверстия (d+a)=70 мм связана с базой А допуском соосности неуказанные предельные отклонения размеров выполнены по 14 квалитету. Минимальная толщина стенок 7 8 мм может быть получена выбранным способом литья. Восемь отверстий М10 не имеет смысла получать литьём они являются напуском. Стержнем в отливке будут получены две внутренние цилиндрические поверхности под последующее растачивание в размеры 573H7 и 479H10. Получить стержнем внутреннюю цилиндрическую поверхность глубиной 23 мм под последующее растачивание в размер 70H9 не представляется возможным так как на этом участке уменьшается толщина стенки и затрудняется питание более массивной части отливки расположенной ниже что может вызвать образование усадочной раковины.
В качестве черновых баз механической обработки целесообразно принять нижний торец корпуса и цилиндрическую поверхность диаметром D1=80 мм реализуя таким образом явную установочную базу по торцу и двойную опорную скрытую базу по цилиндру.
Назначение норм точности отливки. Пользуясь методическим пособием назначаем нормы и показатели точности отливки (см. табл.3.3). Принимая во внимание среднюю сложность отливки мелкосерийное механизированное производство материал отливки - бронза нетермообрабатываемая с наибольшим габаритным размером лежащим в интервале 100-250 мм по табл. П2.1 выбираем диапазон классов размерной точности 7-12 а с учетом примечания 1 окончательно принимаем класс размерной точности отливки 9 (КР 9).
По табл. П3.1 определяем степень коробления отливки по её элементу с наибольшей степенью коробления. Таким элементом является внутренний цилиндр (d = 60 мм L = 110 мм).
Для отношения dL=054 с учетом разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 3-6 а в соответствии с примечанием 1 принимаем 3-ю степень коробления (СК 3). Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему значению степени коробления её элемента.
По табл.П4.1 определяем диапазон степени точности поверхностей отливки 10-17 и с учетом примечания окончательно выбираем 15-ю степень точности поверхностей (СП 15).
По табл.П6.1 определяем значение шероховатости поверхностей отливки для 15 степени точности её поверхностей Ra = 40 мкм; допуск неровностей по табл.П7.1 составляет 12 мкм поля допусков (±06 мкм).
По табл.П5.1 определяем диапазон классов точности массы отливки 7-14 и с учетом примечания принимаем класс точности массы 10т (КМ 10т) допуск массы (%) назначаем по табл.П7.2 после определения припусков размеров объёма и массы отливки. Допуск смещения отливки по плоскости разъёма не назначаем так как вся отливка располагается в нижней полуформе.
По табл.П8.1 для 15 степени точности поверхностей отливки расположенных при заливке снизу или вертикально принимаем 8 ряд припусков (РП 8) а для поверхностей расположенных при заливке сверху принимаем 10 ряд припусков.
Результаты анализа и найденные показатели точности изготовления отливки вносим в карту проектирования техпроцесса
Разработка чертежа элементов литейной формы
По варианту задания в масштабе 1:1 вычертите эскиз готовой детали в том положении которое отливка занимает в литейной форме (рис.3.21).Укажите размеры знаки шероховатости и черновые базы. Пометьте будущее положение плоскости разъёма модели и формы.
Пользуясь методическими указаниями определите допуски припуски и номинальные размеры отливки в последовательности изложенной в табл.3.13. Выделите латинскими буквами поверхности подлежащие механической обработке. Руководствуясь рис.3.9 определите для каждой поверхности схему её механической обработки и соответствующее этой схеме правило учета общего допуска при назначении припуска. Определите вид размера ВР (см. рис.3.2) и класс точности каждого размера КР от базы до обрабатываемой поверхности. По табл.П10.1 установите допуски размеров отливки от базы до обрабатываемой поверхности.
Размер L. Элемент отливки – длина L образован двумя полуформами и размер L перпендикулярен к плоскости разъёма формы. Следовательно допуск размера L установите в соответствии с принятым 9 классом размерной точности отливки. По табл. П10.1 величина допуска размера L=110 мм равна TL = 24 мм. Элемент L расположен в одной части формы подвергается механообработке поэтому поле допуска установите симметричным: ±05TL = ±12 мм.
Размер элемент образован одним стержнем и подвергается механообработке. Поэтому поле допуска установите симметричным: ±05T1 = ±045 мм.
Размеры D и D1. Элементы отливки – наружные цилиндрические поверхности. Каждый элемент образован одной частью литейной формы. Следовательно допуски размеров D и D1 установлен на 1 класс точнее класса точности размеров отливки т.е. по 8 классу. По табл.П10.1 величины допусков для размеров D = 110 мм и D1 = 80 мм равны 12 мм. Элемент образован одним стержнем и подвергается механообработке. Поэтому поле допуска установите симметричным: ±05TD =±05TD1= ±06 мм.
Размеры d и (d-b). Элементы отливки – внутренние цилиндрические поверхности каждый элемент образован одним стержнем. Следовательно допуски размеров установите на класс точнее класса размерной точности отливки т.е. по 8 классу. По табл. П10.1 величины допусков размеров d = 60мм равен 18 мм; (d – b) = 50 мм равен 16 мм. Все элементы подвергаются обработке поэтому поле допуска установите симметричным: для d =±06 мм; для (d – b)= =±035
По табл.П10.2 установите допуски формы и расположения поверхностей элементов отливки с учетом номинального размера нормируемого участка и степени коробления. Допуск формы для всех элементов отливки будет равен ТФ=020.
По табл. П10.1 установите допуск смещения вызванного перекосом стержня с учетом размера наиболее тонкой стенки формируемой с участием стержня. Размер наиболее тонкой стенки равен 10 мм класс точности размера КР=8 Тсм ст.=080 мм .
В соответствии с рис.3.5 определите позиционный допуск размеров отверстий 60H7 и 50Н10 с учетом диаметра базовой поверхности класса точности размера и величины допуска размера от базы. Для 60h7 и 50Н10 Тпоз.=07 мм.
Установите по табл. П10.3 общие допуски элементов отливки учитывающие совместное влияние допуска размера и допуска формы и расположения поверхности. Если таких величин больше двух то операция расчета выполняется последовательно: сначала для двух величин затем для общего допуска как результирующего двух величин и третьей величины и т.д. В табл.3.13-3.15 * обозначены порядковые номера допусков при определении общего допуска по схеме: Т*1>T*2>T*3 и т.д. Введите коррекцию в величины общих допусков с учетом схемы обработки поверхности отливки (см. рис.3.9) при последующем определении припуска на механическую обработку. Общий допуск для L ТО.Общ.=24; для для d ТО.Общ.=18; для (d-b) ТО.Общ.=16.
По табл. П13.1 определите допуски размеров детали от базы обработки до обрабатываемой поверхности и вычислите соотношение между допусками размера детали и отливки ТдТотл.
По табл. П11.1 определите вид механообработки соответствующий отношению допусков размеров детали и отливки а по табл. П11.2 с учетом примечаний определите вид механообработки соответствующий отношению допусков формы и расположения поверхности детали и отливки. Выберите вид наиболее точной механической обработки каждой поверхности отливки который будет учитываться при выборе величины припуска на обработку.
С учетом положения отливки в форме на поверхность «А» скорректируйте табличное значение ряда припусков. По табл.П11.3 определите общий припуск на сторону на каждую обрабатываемую поверхность. Входными параметрами при этом являются общий допуск элемента поверхности отливки То.общ ряд припуска (РП) и вид наиболее точной механической обработки. Руководствуясь методическими указаниями (см. рис.3.10) рассчитайте номинальные размеры отливки и проставьте их допускаемые отклонения.
По данным табл.3.13 изобразите на Вашем эскизе припуски на обработку и укажите их величины слева от знака шероховатости.
Обозначьте плоскость разъёма модели и формы и проведите её синим цветом.
Спроектируйте стержень обозначьте его укажите размеры; обведите контур стержня синим цветом заштрихуйте стержень по контуру. Спроектируйте и изобразите разделительную диафрагму обведите её контур синим цветом.
Дайте в примечаниях указание о величине формовочных уклонов и неуказанных радиусах закруглений.
Обозначьте технологические напуски (красным цветом) дайте в Примечаниях указание о припусках на усадку сплава.
Рассчитайте элементы литниковой системы (см. рис. 3.21).
Расчетный статический напор Hp = Hст + p22Lo = 75+0=75 см.
Суммарная площадь поперечного сечения питателей где расчетная металлоемкость формы G = Mo + Mприбыли + Млпс = 7 кг.
Выбираем один питатель с размерами оснований трапеции 25х22 мм высотой 8 мм скорость течения расплава в шлакоуловителе 40 смс.
Продолжительность заливки формы = 1038 с. Площадь шлакоуловителя 215 см2. Размеры оснований трапеции 20х16 мм высота 12 мм. Сечение стояка 31 см2 2 см = 20 мм.

Эскиз.cdw

1. Неуказанные предельные отклонения размеров: H14 h14 ±IT142.
Термообработка - нормализация.

КРУГ-сб.doc

1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ КРУГЛОГО
В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются
стальные и чугунные отливки отливки из цветных металлов и сплавов
штамповки из черных и цветных металлов и сплавов и различные профили
Основным показателем характеризующим экономичность выбранного метода
получения заготовок является коэффициент использования материала (КИМ)
выражающий отношение массы детали к норме расхода металла на деталь:
где КВГ и КВТ – соответственно коэффициент выхода годного и коэффициент
В табл.1 приведены значения коэффициента весовой точности для различных
способов производства заготовок.
Коэффициент весовой точности для способов производства заготовок
Способ производства заготовок Квт
Литье в песчано-глинистые формы (ПГФ) 07
Центробежное литье 085
Литье под давлением 091
Литье в оболочковые формы 09
Литье по выплавляемым моделям 091
Штамповка на молотах и прессах 08
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах 085
Сварные заготовки 0.95
Для рационального расходования материала необходимо обеспечивать величину
Валы и оси составляют 10 13% в общем объеме производства деталей машин.
По технологическому признаку валы и оси делятся на гладкие и ступенчатые
цельные и пустотелые валы с фланцами гладкие шлицевые валы и валы-
шестерни а также комбинированные.
По длине L валы делятся на четыре группы: 1 группа - L = 150мм; 2
группа L = 150 500 мм; 3 группа – L = 500 1200 мм; 4 группа – L > 1200 мм.
Валы 3 и 4 групп составляют 85% общего числа валов.
По отношению длины L и среднего диаметра D валы делятся на жесткие (L
D = 8 12) и нежесткие (L D >12).
Гладкие валы и оси ступенчатые валы с небольшим (до 15 25%) перепадом
между наибольшим и наименьшим диаметрами изготавливают из круглого проката
независимо от типа производства. Однако если КИМ ниже 065 075 прокат
необходимо обрабатывать давлением приближая конфигурацию заготовки к форме
Обобщенный критерий целесообразности использования проката в качестве
заготовки для деталей переменного сечения имеет вид:
где Мд Мпр Мш – соответственно масса детали масса заготовки из проката и
масса штампованной заготовки.
Если указанное соотношение не выполняется целесообразно применять
штампованную заготовку.
В таблице 1.2 приведены основные стандарты на сортаменты сортового
проката и специальных профилей.
Основные стандарты на продукцию проката
Наименование проката Номер ГОСТа
Горячекатаный круглый стальной 2590-88
Горячекатаный квадратный 2591-88
Калиброванный круглый 7417-75
Полосовой горячекатаный 103-76
Квадратный шестигранный 8559-75
калиброванный 8560-78
Листовой горячекатаный 19903-74
Листовой холоднокатаный 19904-74
Трубный горячекатаный 8732-78
Трубный холоднокатаный 8734-75
Поперечно-винтовой 8320-83
Трубный электросварной 10704-76
Профильный горячекатаный: 8239-72
балки швеллеры 8240-72
1. Методика технико-экономического обоснования выбора
Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при
заданном объеме выпуска деталей. Технико-экономическое обоснование выбора
заготовки для обрабатываемой детали производят по нескольким направлениям:
металлоемкости трудоемкости и себестоимости учитывая при этом конкретные
производственные условия.
Технико-экономическое обоснование ведется по двум или нескольким
конкурирующим вариантам в следующем порядке:
- устанавливают метод получения заготовки согласно типу производства
конструкции детали материалу шероховатости необрабатываемых поверхностей
и другим техническим требованиям на изготовление детали;
- назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали согласно
выбранному методу получения заготовки по нормативным таблицам
соответствующих стандартов или производят расчет аналитическим методом при
наличии маршрута обработки;
- определяют расчетные размеры на каждую поверхность заготовки;
- назначают предельные отклонения на размеры заготовки по нормативным
таблицам в зависимости от метода ее получения;
- производят расчет массы заготовки на сопоставляемые варианты;
- определяют норму расхода материала с учетом неизбежных
технологических потерь для каждого вида заготовки (на литниково-питающую
систему прибыли угар облой некратность и т.п.);
- определяют коэффициент использования материала по каждому из
вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь;
- определяют себестоимость изготовления заготовки по каждому из
вариантов изготовления для сопоставления и определения экономического
эффекта получения заготовки;
- определяют годовую экономию материала по сопоставляемым вариантам
получения заготовки;
- определяют годовую экономию от выбранного варианта заготовки в
2.заготовки и норма расхода металла на деталь
Норма расхода материала на единицу продукции Мн определяется
где Мд – масса готовой детали; Мто – масса технологического отхода; Мзо –
масса заготовительного отхода.
технологического отхода Мто представляет собой неизбежные для
выбранного способа производства потери материала которые определяются
где Мтпз – технологические потери материала связанные с изготовлением
детали на стадии получения заготовки: для поковок - это потери на угар
облой клещевину; для отливок – это потери на литниково-питующую систему
прибыли и др.; Мтпм – технологические потери материала на стадии
механической обработки заготовок в виде припусков и напусков.
Технологический отход находится в прямой зависимости от типа производства.
Отходы при механической обработке металлов по разным видам заготовок
от чистой массы деталей в среднем составляют: для отливок чугунных
стальных и бронзовых – 15 20%; для заготовок полученных свободной ковкой –
40%; для заготовок полученных горячей объемной штамповкой – 10%; для
заготовок из стального проката – 15%.
заготовительного отхода Мзо непосредственно с процессом
изготовления детали не связана. Она определяется условиями поставки
материала и складывается из отходов по некратности длины прутка длине
заготовки из полосовых отходов при холодной вырубке заготовок из листа
отходов на обрезание на зажим на торцевой обрезок и др. При любом типе
производства необходимо стремиться к снижению нормы расхода материала за
счет уменьшения технологического и заготовительного отходов. с
которой заготовка поступает на предварительную механическую обработку
называется массой заготовки:
При определении массы заготовки или детали сначала вычисляют их объемы.
Сложную фигуру условно разбивают на элементарные части (цилиндры конусы
кольца призмы пирамиды и т.д.) и определяют объемы этих элементарных
частей по справочным таблицам. Сумма элементарных объемов составит общий
объем. Принято объем заготовки определять с учетом плюсовых допусков.
Точнее и быстрее эту задачу в настоящее время можно решить используя
компьютерные программы трехмерного моделирования (Компас-3D AutoCAD и
где V ρ – плотность материала гсм3; к –
Для вала объём i-ступени Vi определится в виде:
где Ri Li – соответственно радиус и длина i-ой ступени вала.
Учитывая все потери материала при выбранном методе получения заготовки
определяют норму расхода материала на деталь.
3. Определение размеров заготовки из круглого проката
Диаметр проката определяется исходя из диаметра наибольшей ступени
вала прибавляя к нему общий припуск на механическую обработку 2Z0
определяемый по таблице П1.1. Приложения 1.1 [1.11.2] в зависимости от
отношения всей длины вала L к диаметру его наибольшей ступени Dmax
где 2Z0 – припуск на обработку в диаметральном выражении на диаметр
наибольшей ступени детали мм.
По расчетному диаметру заготовки Dз и Приложению 1.2 из сортамента [2]
подбираем ближайший наибольший диаметр круглого стального проката
назначаем точность прокатки (В) и определяем предельные отклонения диаметра
Затем определяем длину заготовки. По таблице П1.2 Приложения 1.1
назначаем двусторонний припуск на обработку обоих торцов детали. Тогда
длина заготовки Lз составит:
где 2Z0 – двусторонний припуск на обработку торцов заготовки мм [3].
Предельные отклонения на длину заготовки зависят от способа резки
проката на штучные заготовки и определяются по таблице П1.3.1 Приложения 3.
Общие потери материала Побщ на деталь изготавливаемую из проката
состоят из потерь на некратность торговой длины проката длине заготовки
Пнк торцовой обрезки Пто потерь на зажим Пзаж опорных концов и потерь на
отрезку Потр в виде стружки при разрезании:
Поб = Пнк + Пто + Пзаж + Потр
Потери материала на некратность %
где Lнк – величина некратности длины заготовки торговой длине проката Lпр
Некратность длины заготовки определяется исходя из торговой длины
проката и длины заготовки с учетом потерь от выбранного метода
заготовительного раскроя. Средневероятностная расчетная длина некратности
при раскрое немерного проката составляет примерно половину длины заготовки.
В соответствии с [2] торговая длина проката выбирается в интервале 2-6
метров для качественных конструкционных сталей по ГОСТ 1050-88 и в
интервале 2-12 метров для сталей по ГОСТ 380-88 или ГОСТ 4543-71. При
расчете некратности необходимо стремиться к минимальным величинам.
Для каждого значения торговой длины проката взятого с учетом п.8
Приложения 2 следует определить величину некратности Lнк по формулам
(1.11) и (1.12) и в дальнейших расчетах использовать ту торговую длину
для которой величина некратности будет наименьшей.
Некратность в зависимости от принятой длины проката:
Lнк = Lпр – Lто – Lзаж –n ( Lз + Lр )
где Lпр –торговая длина проката из сортамента мм; n - целое число
заготовок изготавливаемых из принятой торговой длины проката шт; Lз –
длина заготовки мм; Lр – ширина реза мм.
Число заготовок изготавливаемых из принятой длины проката:
где Lзаж – минимальная длина опорного (зажимного) конца проката выбираемая
по таблице П1.1.2 Приложения 1.1.
Потери на торцовую обрезку проката %
где Lто – длина торцового обрезка мм.
Длина торцового обрезка зависит от размеров сечения проката и при
резке ножницами обычно составляет:
где Dз – диаметр проката или сторона квадрата мм.
Потери на зажим опорного конца проката при выбранной длине зажима %:
Потери на отрезку заготовки при выбранной по таблице П1.1.2 Приложения
Норма расхода материала на деталь с учетом всех потерь:
4. Определение стоимости заготовок из проката
Стоимость заготовок из проката определяется выражением:
где См – затраты на материал заготовки руб; Сзоi - технологическая
себестоимость i-ой заготовительной операции (правки калибровки прутков
диаметром менее 30 мм разрезки на штучные заготовки) руб; n – число
заготовительных операций.
Затраты на материал заготовки См определяются по массе проката
расходуемой на изготовление детали и массе возвращаемой в виде отходов
где С – цена 1т материала заготовки рубт [4]; Сотх – цена 1 т отходов
материала рубт [5]; Мн Мд – норма расхода и масса детали кг.
Технологическая себестоимость i-ой заготовительной операции:
tшт.к.i – штучно-калькуляционное время выполнения i-ой заготовительной
По данным [6] приведенные затраты за один час работы заготовительного
оборудования при правке и резке прутков составляют 2 25 рубчас в ценах до
Штучно-калькуляционное время приближенно определяется в виде:
где tмаш – машинное время при разрезании заготовки мин; φк - коэффициент
равный 184 для условий единичного и мелкосерийного производства и 151 –
для массового производства.
По данным [3] [7] приближенная формула для расчета tмаш при
разрезании круглого проката на мерные заготовки дисковой силой:
где Dз – диаметр разрезаемой заготовки мм.
При разрезании ножовочной пилой:
При разрезании резцом на токарном станке:
tмаш = 0000393 [pic] (мин)
Рассчитанное по формуле (19) значение себестоимости заготовки следует
скорректировать с учетом новых цен на материалы и отходы.
Экономический эффект по использованию материала на годовую программу N
выпуска деталей без учета технологических потерь на стадии получения
где Мз1 и Мз2 – масса заготовки при первом и втором методе ее получения
Экономический эффект выбранного метода получения заготовки в денежном
выражении на годовую программу выпуска деталей составит:
где Сз1 и Сз2 – соответственно стоимость заготовки по первому и второму
5. Упрощенный метод расчета себестоимости
Упрощенный расчет себестоимости заготовки применяют для приближенной и
быстрой оценки различных вариантов технологии изготовления заготовки без
анализа элементов себестоимости. Сравнение в этом случае производят с
учетом себестоимости приведенных затрат как заготовки так и последующей
механической обработки.
В общем виде технологическая себестоимость детали Сд определяется как
сумма технологических себестоимостей заготовки Сз и механической обработки
Себестоимость заготовки в этом случае определяется выражением (1.19).
Себестоимость механической обработки сводится к определению затрат
Сстр на превращение в стружку припуска на механическую обработку данной
где Сстр – затраты на механическую обработку отнесенные к 1 тонне стружки
(рубт) приведенные в таблице П1.4.1 Приложения 1.4.
В тех случаях когда вид механической обработки тип и количество
оборудования оснастки практически не зависят от способа производства
заготовок то есть когда при любом варианте получения заготовок их
последующая механическая обработка отличается только объемом удаляемого
металла технологическая себестоимость детали может быть определена по
приближенной зависимости:
где Цз – оптовая цена единицы массы заготовки.
В Приложении 1.5 приведены значения физико-механических характеристик
некоторых материалов а в Приложениях 6-8 содержатся варианты заданий для
самостоятельной работы.
На кафедре «Технология машиностроения» разработана компьютерная
программа проектирования заготовок из круглого стального проката (программа
6. Порядок выполнения работы
По конструкторскому чертежу и заданию определяем размеры заготовки
по формулам (1.7) и (1.8) и допускаемые отклонения на диаметр и длину
заготовки (см. Приложения 1.1-1.3).
Определяем диапазон торговых длин проката исходя из марки
материала по п.8 Приложения 1.2. Для выбранного диапазона торговых длин с
шагом в 1000 мм находим целое число заготовок (формула 1.12) и потери на
некратность (формула 1.11) для каждой торговой длины. Окончательно выбираем
ту торговую длину для которой потери на некратность наименьшие.
Определяем общие потери металла (формулы 9-16) массу заготовки
(формула 1.5) норму расхода металла (формула 17) и КИМ.
Определяем стоимость См материала заготовки (формула 1.20).
В зависимости от выбранного способа резки проката по формулам (22-
) определяем tмаш и tшт.к а также технологическую себестоимость
заготовительных операций (формула 1.21).
Определяем стоимость заготовки (формула 1.19) стоимость ее
механической обработки (формула 1.29) и стоимость детали (формула 1.28).
Вводим исходные данные в компьютер в режиме диалога используя
программу KRUG 97 (запускной файл krug.exe) и сверяем результаты
собственного ручного расчета с расчетами ЭВМ.
Распечатываем результаты расчета.
Вычерчиваем на формате А4 два графических документа: чертеж детали
выполненный в соответствии с вариантом задания и чертеж заготовки
выполненный по результатам расчетов.
Формируем отчет о работе.
7. Пример выполнения работы
Спроектируем заготовку из круглого горячекатаного проката для
изготовления ступенчатых валов в условиях мелкосерийного производства (N =
0 штгод) используя программу “KRUG-97”. Рабочий чертеж детали приведен
При вводе данных следите за размерностью целую часть числа от
дробной отделяйте точкой! После каждого ввода данных нажимайте клавишу
Введите плотность материала заготовки гсм.куб.
Введите число ступеней вала
Введите диаметр ступени D1 и длину ступени в (мм) L1
Введите диаметр ступени D2 и длину ступени в (мм) L2
Введите диаметр ступени D3 и длину ступени в (мм) L3
Введите диаметр ступени D4 и длину ступени в (мм) L4
Объем заданной детали V = 223.5115 см.куб.
Масса детали кг Md =1.7456
Введите значение длины детали L(мм) и максимальный диаметр детали Dmax
Вы хотите изменить введенные данные? Да(1) нет(0).
Диаметр заготовки Dз = 70.0 мм
Введите из таблицы значения припуска на обработку двух торцов 2a мм 7
Р и с. 1.1. Чертеж детали
Выберите способ резки проката и введите значение ширины реза B мм 2.5
Введите величину припуска на зажим проката l1 мм
По сортаменту на круглый стальной горячекатаный прокат ГОСТ 2590-88
выберите точность проката (В) и допускаемые отклонения на диаметр заготовки
Введите допускаемое отклонение на длину заготовки
Объем заготовки см.куб. Vz = 534.5255
Масса заготовки кг Mz = 4.1746
Коэффициент весовой точности Квт = 0.4181
Введите шаг изменения торговой длины проката мм
Введите наибольшее значение торговoй длины проката по п.8 сортамента
f = 6000 (для конструкционной качественной стали 45 ГОСТ 1050-88)
Минимальное значение некратности мм Lн = 13.00 при торговой длине
проката Lтд = 4000 мм
Целое число заготовок n = 28
Потери на обрезку торцов Пот = 0.5%
Потери на прорезку Пр = 0.1%
Потери на зажим Пз = 1.5%
Потери на некратность Пн = 0.3%
Суммарные потери материала приходящиеся на 1 деталь Псум = 2.4%
Коэффициент использования металла Ким = 0.41
Расчет стоимости заготовки и детали в ценах на 01.01.1992 года
Оптовая цена единицы массы материала руб.т Ц = 145
Оптовая цена отходов материала руб.т Цотх = 28
Стоимость материала См = 1.45руб.
Введите число заготовительных операций (правка калибровка резка) 1- резка
Введите значение приведенных затрат на заготовительные операции руб.час
Введите коэффициент учитывающий тип производства fi
84 (мелкосерийное производство)
Выберите способ резки проката из таблицы П1.1.1:
Tм = 6.14 мин – машинное время разрезки одной заготовки
Штучно-калькуляционное время затраченное на разрезку одной заготовки
Cзi = 0.47 руб – технологическая себестоимость операции разрезки.
Стоимость заготовки 1.92 руб.
Приведенные затраты по машиностроению на перевод припуска в стружку руб
Стоимость механической обработки Цмех = 1.20 руб.
Стоимость детали равна 3.12 руб. (в ценах на 01.01.1992 г.)
Введите поправочный ценовой коэффициент Кц
Стоимость детали в современных ценах 36.5 руб.
Вывести результаты на экран(1) или на печать (2)
Р и с. 1.2. Чертеж заготовки вала
ВЫВОД ОКОНЧАТЕЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА
Диаметр заготовки Dз = 70 [+0.50-1.10] мм
Длина заготовки Lз = 137.00 [+-.[0.80] мм
Минимальное значение некратности мм Lн = 13.0000
Принятое значение торговой длины проката мм Lтд = 4000
Целое число заготовокn = 28
Стоимость материала Cм = 1.45 руб.
Стоимость заготовки Сзаг = 1.92 руб.
Стоимость механической обработки Смех = 1.20 руб.
Стоимость детали в "старых " ценах 3.12 руб. и в "новых " ценах 114
На рис.1.2 приведен чертеж заготовки.
Библиографический список
Обработка металлов резанием: Справочник технологаПод ред. А.А.
Панова.- М.; Машиностроение 1988.- 736 с.
ГОСТ 2590-88. Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога - машиностроителя.-
М.Изд-во стандартов 1992.-464 с.
Прейскурант № 01-08. Оптовые цены на сортовой и фасонный прокат.
М.: Прейскурантиздат 1989.-71 с.
Прейскурант № 01-03. Оптовые цены на лом и отходы черных металлов.-
М.: Прейскурантиздат 1989.-86с.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии
машиностроенияю- Мн.: В.Ш. 1983.-256 с.
Картавов С.А. Технология машиностроения.- К.: В.Ш. 1984.-272 с.
Руденко П.А. Харламов Ю.А. Плескач В.М. Проектирование и
производство заготовок в машиностроении.- К.: Выща шк. 1991.- 247 с.
Выбор диаметра заготовки для деталей
изготавливаемых из круглого сортового проката по ГОСТ 2590-88
НомДиаметр заготовки D в НомиДиаметр заготовки D в зависимости от
иназависимости от длины детали L нальдлины детали L
Сечение заготовки Припуск мм Прип
КруглДвутаШвеллУгловна резку без обработки торцов на обработку
ое вровоерноеое торцов
На разрезку без обработки торцов На обработку торцов
Диско-вНожо-вочТокарные и Длина Длина Длина
ая ная пиларевольверные до 1 м от 1 м св. 5 м
Срок действия с 01.01.90
Несоблюдения стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на стальной горячекатаный прокат
круглого сечения диаметром от 5 до 270 мм включительно:
Прокат диаметром более 270 мм изготавливается по согласованию изготовителя с
По точности прокат изготавливают:
А – высокой точности;
Б – повышенной точности;
В – обычной точности.
Диаметр проката предельные отклонения по нему площадь поперечного
сечения и масса 1 м длины должны соответствовать указанным на чертеже и в
Диаметр d Предельные отклонения мм при Площадь 1 м
мм точности поперечного профиля кг
прокатки сечения см2
продолжение таблицы П1.2.2
окончание таблицы П1.2.3
0 - - +20 53066 41657
Прокат изготовляют длиной:
от 2 до 12 м – из углеродистой обыкновенного качества (ГОСТ 380-92) и
низколегированной стали (ГОСТ 4543-71);
от 2 до 6 м – из качественной углеродистой (ГОСТ 1050-88) и
от 15 до 6 м – из высоколегированной стали (ГОСТ 5632-72).
По требованию потребителя прокат изготовляют длиной от 2 до 24 м.
Предельные отклонения по длине проката мерной и кратной мерной
длины не должны превышать:
+30 мм – при длине до 4 м включ.;
+50 мм – при длине св. 4 м до 6 м включ.;
+70 мм – при длине свыше 6 м.
По требованию потребителя предельные отклонения не должны превышать:
+40 мм – для проката длиной св. 4 до 7 м;
+5 мм на каждый метр длины – свыше 7 м.
Допуски на длину заготовок
Диаметр или Допуски (±) при длине заготовки
До 300 300-600 600-1000 Св. 1000
При разрезке на пресс-ножницах
До 25 До 08 08 - 1 1 – 15 15 - 2
-40 08 - 1 1 – 15 15 - 2 2 - 25
-70 1 – 15 15 - 2 2 - 25 25 - 3
-100 15 - 2 2 - 25 25 - 3 3 – 35
0-150 2 - 25 25 - 3 3 – 35 35 - 4
0-200 25 - 3 3 – 35 35 - 4 4 – 45
При разрезке в штампах на прессах
До 10 05 – 06 06 – 07 07 – 08 08 – 09
-20 06 – 07 07 – 08 08 – 09 09 - 1
-30 07 – 08 08 – 09 09 - 1 1- 1 2
-40 08 – 09 09 - 1 1- 1 1 12 – 15
При разрезке на дисковых ленточных и ножовочных механических пилах
До 50 08 08 - 1 1 – 13 13 – 15
-70 08 – 1 1 – 13 1 4 – 15 15 – 18
-100 1 – 13 13 – 15 1 5- 1 8 18 - 2
0-130 12 – 14 14 – 16 1 6 – 18 19 – 21
0-160 13 – 15 15 – 18 1 8 – 2.0 2 – 25
Затраты на механическую обработку отнесенные к 1 т стружки руб.
Отрасль машиностроения Затраты на 1 т стружки
Текущие Капитальные
По машиностроению в целом 495 1085
Тяжелое энергетическое и транспортное468 1039
Станкостроение и инструментальная 365 1035
Автомобильное и сельскохозяйственное 188 566
Машиностроение для легкой и пищевой 563 1000
По прочим отраслям машиностроения 1060 2213
Физико-механические характеристики материалов
Марка в Мпа НВ Марка материала в Мпа НВ
Сталь ст. 3 370-480 - сталь 18ХГТ 730 217
Сталь ст. 5 500-690 - сталь 12ХНЗА 740 217
сталь10 330 143 сталь 40ХН 770 229
сталь 15 370 149 сталь 20ХМ 600 179
сталь 20 410 163 сталь 38ХА 690 207
сталь 30 490 179 сталь 20ХН2М 760 229
сталь 40 570 187-217 СЧ18 176 199
сталь 45 600 197-229 СЧ30 294 213
сталь 40Х 700 197-229 КЧ30-6 290 163
сталь 30ХГСА 750 229 ВЧ42-12 420 170
сталь ШХ 15 600-750 179-207 ВЧ50-7 490 206
Плотность материалов
Сталь конструкционная ρ = 785 гсм3
Чугун серый ρ = 70 – 72 гсм3
Чугун ковкий и высокопрочный ρ = 72 – 74 гсм3
Алюминиевые сплавы ρ = 27 – 28 гсм3
Бронзы ρ = 80 – 91 гсм3
латуни ρ = 81 – 885
№ Диаметры шеек вала Длины шеек Материал детали
вари-мм мм стандарт на механи-
анта ческие свойства
D1 D2 D3 D4 L1 L2 L3 L4 1 15 20 10 10 15 10 65 85
Сталь Ст.3 ГОСТ 380-88 2 16 24 18 12 15 20 55 80 Сталь Ст.6
ГОСТ 380-88 3 20 25 20 15 20 15 65 85 Сталь 20 ГОСТ 1050-88
25 20 12 8 20 15 50 75 Сталь 35 ГОСТ 1050-88 5 42 58 40
50 30 75 115 Сталь18ХГТ ГОСТ 4543-71 6 56 60 50 40 50 20
100 Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 7 65 75 60 50 40 25 70 110
Сталь 40ХН ГОСТ 4543-71 8 75 80 70 64 45 30 80 120 Сталь 20ХН
ГОСТ 4543-71 9 85 90 80 75 50 35 90 120 Сталь 45 ГОСТ 1050-88
95 100 90 85 45 40 100 125 Сталь ШХ15 ГОСТ 801-88 11 100
5 90 80 35 30 80 115 Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 12 105 110 90
35 35 90 120 Сталь 45 ГОСТ1050-88 13 110 120 100 85 40 30
125 Сталь30ХС ГОСТ 4543-71 14 115 120 110 100 40 30 90
0 Сталь ШХ15 ГОСТ 801-88 15 120 130 115 90 45 40 100 135
Сталь Ст.3 ГОСТ 380-88

Чертеж1.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров
Термообработка - нормализация.
Остальные параметры см. в Табл.1.

таблица.doc

Тип размеров Размеры детали Шероховатость
Ra мкм Припуск на сторону Размер паковки с припуском Для размеров с пл-
ти разъема Допуск размераполе допуска Размер с допуском Размер горячей
паковки Обозначение Величина Основной 1 доп. 2 доп. Суммарный
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Диаметральные
D 336 125 37 06 - 43 3446 - +53
-2.7 3498 Dп 336 125 37 06 - 43 3446 652
-2.7 3564 d 105 08 41 06 - 47 956 -
-2.7 971 dп 105 08 41 06 - 47 956 11088
-37 858 D1 168 - 168 - 1065
8+5325 1705 Линейные Т 63 16 38 08 46 676 - +37
-19 686 t 53 16 38 08 46 576 - +37

Чертеж.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров: Н14 h14 ± IT142.
Термообработка: (назначать в соответствии с маркой материала отливки).

Фрагмент3.frw

Карта проектирования техпроцесса (2).doc

Карта проектирования техпроцесса
Хасанов Р.Р. 3-МС-1 13 7.11.08
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Корпус
Масса детали кг 286
Материал термообработка БР 05Ц5С5
Способ литья Литьё в разовые песчано-глинистые формы
Способ формовки твердость формы после Машинная формовка в двух опоках по
уплотнения разъёмной модели до твердости после
уплотнения не ниже 70 единиц
Нормы точности отливки по ГОСТ 26645-85
Класс размерной точности отливки Прил. 1 табл.9 (7-12) КР9
Степень коробления отливки Прил. 2 табл.10 (3-6)
Степень точности поверхностей Прил. 3 табл.11 (10-17) СП14
Класс точности массы отливки Прил. 5 табл.13 (7-14) КМ10т
Допуск смещения по плоскости разъёма Прил. 2.7. стандарта Не назначается
формы в диаметральном выражении мм табл.1
Шероховатость поверхности отливки мкм Прил. 4 табл.12 Ra=40
Допуск неровностей поверхности отливки Прил.7 табл.П7.1 (±06 мкм)
Допуск массы % Прил.7 табл.П7.2 (±10%)
Ряд припусков Прил.6 табл.14 (5-8) РП8
Уровень точности обработки Прил. 7 табл.15 Средний

КРУГ-сб (2).doc

1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ КРУГЛОГО
В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются
стальные и чугунные отливки отливки из цветных металлов и сплавов
штамповки из черных и цветных металлов и сплавов и различные профили
Основным показателем характеризующим экономичность выбранного метода
получения заготовок является коэффициент использования материала (КИМ)
выражающий отношение массы детали к норме расхода металла на деталь:
где КВГ и КВТ – соответственно коэффициент выхода годного и коэффициент
В табл.1 приведены значения коэффициента весовой точности для различных
способов производства заготовок.
Коэффициент весовой точности для способов производства заготовок
Способ производства заготовок Квт
Литье в песчано-глинистые формы (ПГФ) 07
Центробежное литье 085
Литье под давлением 091
Литье в оболочковые формы 09
Литье по выплавляемым моделям 091
Штамповка на молотах и прессах 08
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах 085
Сварные заготовки 0.95
Для рационального расходования материала необходимо обеспечивать величину
Валы и оси составляют 10 13% в общем объеме производства деталей машин.
По технологическому признаку валы и оси делятся на гладкие и ступенчатые
цельные и пустотелые валы с фланцами гладкие шлицевые валы и валы-
шестерни а также комбинированные.
По длине L валы делятся на четыре группы: 1 группа - L = 150мм; 2
группа L = 150 500 мм; 3 группа – L = 500 1200 мм; 4 группа – L > 1200 мм.
Валы 3 и 4 групп составляют 85% общего числа валов.
По отношению длины L и среднего диаметра D валы делятся на жесткие (L
D = 8 12) и нежесткие (L D >12).
Гладкие валы и оси ступенчатые валы с небольшим (до 15 25%) перепадом
между наибольшим и наименьшим диаметрами изготавливают из круглого проката
независимо от типа производства. Однако если КИМ ниже 065 075 прокат
необходимо обрабатывать давлением приближая конфигурацию заготовки к форме
Обобщенный критерий целесообразности использования проката в качестве
заготовки для деталей переменного сечения имеет вид:
где Мд Мпр Мш – соответственно масса детали масса заготовки из проката и
масса штампованной заготовки.
Если указанное соотношение не выполняется целесообразно применять
штампованную заготовку.
В таблице 1.2 приведены основные стандарты на сортаменты сортового
проката и специальных профилей.
Основные стандарты на продукцию проката
Наименование проката Номер ГОСТа
Горячекатаный круглый стальной 2590-88
Горячекатаный квадратный 2591-88
Калиброванный круглый 7417-75
Полосовой горячекатаный 103-76
Квадратный калиброванный 8559-75
Шестигранный калиброванный 8560-78
Листовой горячекатаный 19903-74
Листовой холоднокатаный 19904-74
Трубный горячекатаный 8732-78
Трубный холоднокатаный 8734-75
Поперечно-винтовой 8320-83
Трубный электросварной 10704-76
Профильный горячекатаный:
1. Методика технико-экономического обоснования выбора
Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при
заданном объеме выпуска деталей. Технико-экономическое обоснование выбора
заготовки для обрабатываемой детали производят по нескольким направлениям:
металлоемкости трудоемкости и себестоимости учитывая при этом конкретные
производственные условия.
Технико-экономическое обоснование ведется по двум или нескольким
конкурирующим вариантам в следующем порядке:
- устанавливают метод получения заготовки согласно типу производства
конструкции детали материалу шероховатости необрабатываемых поверхностей
и другим техническим требованиям на изготовление детали;
- назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали согласно
выбранному методу получения заготовки по нормативным таблицам
соответствующих стандартов или производят расчет аналитическим методом при
наличии маршрута обработки;
- определяют расчетные размеры на каждую поверхность заготовки;
- назначают предельные отклонения на размеры заготовки по нормативным
таблицам в зависимости от метода ее получения;
- производят расчет массы заготовки на сопоставляемые варианты;
- определяют норму расхода материала с учетом неизбежных
технологических потерь для каждого вида заготовки (на литниково-питающую
систему прибыли угар облой некратность и т.п.);
- определяют коэффициент использования материала по каждому из
вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь;
- определяют себестоимость изготовления заготовки по каждому из
вариантов изготовления для сопоставления и определения экономического
эффекта получения заготовки;
- определяют годовую экономию материала по сопоставляемым вариантам
получения заготовки;
- определяют годовую экономию от выбранного варианта заготовки в
2.заготовки и норма расхода металла на деталь
Норма расхода материала на единицу продукции Мн определяется
где Мд – масса готовой детали; Мто – масса технологического отхода; Мзо –
масса заготовительного отхода.
технологического отхода Мто представляет собой неизбежные для
выбранного способа производства потери материала которые определяются
где Мтпз – технологические потери материала связанные с изготовлением
детали на стадии получения заготовки: для поковок - это потери на угар
облой клещевину; для отливок – это потери на литниково-питующую систему
прибыли и др.; Мтпм – технологические потери материала на стадии
механической обработки заготовок в виде припусков и напусков.
Технологический отход находится в прямой зависимости от типа производства.
Отходы при механической обработке металлов по разным видам заготовок
от чистой массы деталей в среднем составляют: для отливок чугунных
стальных и бронзовых – 15 20%; для заготовок полученных свободной ковкой –
40%; для заготовок полученных горячей объемной штамповкой – 10%; для
заготовок из стального проката – 15%.
заготовительного отхода Мзо непосредственно с процессом
изготовления детали не связана. Она определяется условиями поставки
материала и складывается из отходов по некратности длины прутка длине
заготовки из полосовых отходов при холодной вырубке заготовок из листа
отходов на обрезание на зажим на торцевой обрезок и др. При любом типе
производства необходимо стремиться к снижению нормы расхода материала за
счет уменьшения технологического и заготовительного отходов. с
которой заготовка поступает на предварительную механическую обработку
называется массой заготовки:
При определении массы заготовки или детали сначала вычисляют их объемы.
Сложную фигуру условно разбивают на элементарные части (цилиндры конусы
кольца призмы пирамиды и т.д.) и определяют объемы этих элементарных
частей по справочным таблицам. Сумма элементарных объемов составит общий
объем. Принято объем заготовки определять с учетом плюсовых допусков.
Точнее и быстрее эту задачу в настоящее время можно решить используя
компьютерные программы трехмерного моделирования (Компас-3D AutoCAD и
где V ρ – плотность материала гсм3; к –
Для вала объём i-ступени Vi определится в виде:
где Ri Li – соответственно радиус и длина i-ой ступени вала.
Учитывая все потери материала при выбранном методе получения заготовки
определяют норму расхода материала на деталь.
3. Определение размеров заготовки из круглого проката
Диаметр проката определяется исходя из диаметра наибольшей ступени
вала прибавляя к нему общий припуск на механическую обработку 2Z0
определяемый по таблице П1.1. Приложения 1.1 [1.11.2] в зависимости от
отношения всей длины вала L к диаметру его наибольшей ступени Dmax
где 2Z0 – припуск на обработку в диаметральном выражении на диаметр
наибольшей ступени детали мм.
По расчетному диаметру заготовки Dз и Приложению 1.2 из сортамента [2]
подбираем ближайший наибольший диаметр круглого стального проката
назначаем точность прокатки (В) и определяем предельные отклонения диаметра
Затем определяем длину заготовки. По таблице П1.2 Приложения 1.1
назначаем двусторонний припуск на обработку обоих торцов детали. Тогда
длина заготовки Lз составит:
где 2Z0 – двусторонний припуск на обработку торцов заготовки мм [3].
Предельные отклонения на длину заготовки зависят от способа резки
проката на штучные заготовки и определяются по таблице П1.3.1 Приложения 3.
Общие потери материала Побщ на деталь изготавливаемую из проката
состоят из потерь на некратность торговой длины проката длине заготовки
Пнк торцовой обрезки Пто потерь на зажим Пзаж опорных концов и потерь на
отрезку Потр в виде стружки при разрезании:
Поб = Пнк + Пто + Пзаж + Потр
Потери материала на некратность %
где Lнк – величина некратности длины заготовки торговой длине проката Lпр
Некратность длины заготовки определяется исходя из торговой длины
проката и длины заготовки с учетом потерь от выбранного метода
заготовительного раскроя. Средневероятностная расчетная длина некратности
при раскрое немерного проката составляет примерно половину длины заготовки.
В соответствии с [2] торговая длина проката выбирается в интервале 2-6
метров для качественных конструкционных сталей по ГОСТ 1050-88 и в
интервале 2-12 метров для сталей по ГОСТ 380-88 или ГОСТ 4543-71. При
расчете некратности необходимо стремиться к минимальным величинам.
Для каждого значения торговой длины проката взятого с учетом п.8
Приложения 2 следует определить величину некратности Lнк по формулам
(1.11) и (1.12) и в дальнейших расчетах использовать ту торговую длину
для которой величина некратности будет наименьшей.
Некратность в зависимости от принятой длины проката:
Lнк = Lпр – Lто – Lзаж –n ( Lз + Lр )
где Lпр –торговая длина проката из сортамента мм; n - целое число
заготовок изготавливаемых из принятой торговой длины проката шт; Lз –
длина заготовки мм; Lр – ширина реза мм.
Число заготовок изготавливаемых из принятой длины проката:
где Lзаж – минимальная длина опорного (зажимного) конца проката выбираемая
по таблице П1.1.2 Приложения 1.1.
Потери на торцовую обрезку проката %
где Lто – длина торцового обрезка мм.
Длина торцового обрезка зависит от размеров сечения проката и при
резке ножницами обычно составляет:
где Dз – диаметр проката или сторона квадрата мм.
Потери на зажим опорного конца проката при выбранной длине зажима %:
Потери на отрезку заготовки при выбранной по таблице П1.1.2 Приложения
Норма расхода материала на деталь с учетом всех потерь:
4. Определение стоимости заготовок из проката
Стоимость заготовок из проката определяется выражением:
где См – затраты на материал заготовки руб; Сзоi - технологическая
себестоимость i-ой заготовительной операции (правки калибровки прутков
диаметром менее 30 мм разрезки на штучные заготовки) руб; n – число
заготовительных операций.
Затраты на материал заготовки См определяются по массе проката
расходуемой на изготовление детали и массе возвращаемой в виде отходов
где С – цена 1т материала заготовки рубт [4]; Сотх – цена 1 т отходов
материала рубт [5]; Мн Мд – норма расхода и масса детали кг.
Технологическая себестоимость i-ой заготовительной операции:
tшт.к.i – штучно-калькуляционное время выполнения i-ой заготовительной
По данным [6] приведенные затраты за один час работы заготовительного
оборудования при правке и резке прутков составляют 2 25 рубчас в ценах до
Штучно-калькуляционное время приближенно определяется в виде:
где tмаш – машинное время при разрезании заготовки мин; φк - коэффициент
равный 184 для условий единичного и мелкосерийного производства и 151 –
для массового производства.
По данным [3] [7] приближенная формула для расчета tмаш при
разрезании круглого проката на мерные заготовки дисковой силой:
где Dз – диаметр разрезаемой заготовки мм.
При разрезании ножовочной пилой:
При разрезании резцом на токарном станке:
tмаш = 0000393 [pic] (мин)
Рассчитанное по формуле (19) значение себестоимости заготовки следует
скорректировать с учетом новых цен на материалы и отходы.
Экономический эффект по использованию материала на годовую программу N
выпуска деталей без учета технологических потерь на стадии получения
где Мз1 и Мз2 – масса заготовки при первом и втором методе ее получения
Экономический эффект выбранного метода получения заготовки в денежном
выражении на годовую программу выпуска деталей составит:
где Сз1 и Сз2 – соответственно стоимость заготовки по первому и второму
5. Упрощенный метод расчета себестоимости
Упрощенный расчет себестоимости заготовки применяют для приближенной и
быстрой оценки различных вариантов технологии изготовления заготовки без
анализа элементов себестоимости. Сравнение в этом случае производят с
учетом себестоимости приведенных затрат как заготовки так и последующей
механической обработки.
В общем виде технологическая себестоимость детали Сд определяется как
сумма технологических себестоимостей заготовки Сз и механической обработки
Себестоимость заготовки в этом случае определяется выражением (1.19).
Себестоимость механической обработки сводится к определению затрат
Сстр на превращение в стружку припуска на механическую обработку данной
где Сстр – затраты на механическую обработку отнесенные к 1 тонне стружки
(рубт) приведенные в таблице П1.4.1 Приложения 1.4.
В тех случаях когда вид механической обработки тип и количество
оборудования оснастки практически не зависят от способа производства
заготовок то есть когда при любом варианте получения заготовок их
последующая механическая обработка отличается только объемом удаляемого
металла технологическая себестоимость детали может быть определена по
приближенной зависимости:
где Цз – оптовая цена единицы массы заготовки.
В Приложении 1.5 приведены значения физико-механических характеристик
некоторых материалов а в Приложениях 6-8 содержатся варианты заданий для
самостоятельной работы.
На кафедре «Технология машиностроения» разработана компьютерная
программа проектирования заготовок из круглого стального проката (программа
6. Порядок выполнения работы
По конструкторскому чертежу и заданию определяем размеры заготовки
по формулам (1.7) и (1.8) и допускаемые отклонения на диаметр и длину
заготовки (см. Приложения 1.1-1.3).
Определяем диапазон торговых длин проката исходя из марки
материала по п.8 Приложения 1.2. Для выбранного диапазона торговых длин с
шагом в 1000 мм находим целое число заготовок (формула 1.12) и потери на
некратность (формула 1.11) для каждой торговой длины. Окончательно выбираем
ту торговую длину для которой потери на некратность наименьшие.
Определяем общие потери металла (формулы 9-16) массу заготовки
(формула 1.5) норму расхода металла (формула 17) и КИМ.
Определяем стоимость См материала заготовки (формула 1.20).
В зависимости от выбранного способа резки проката по формулам (22-
) определяем tмаш и tшт.к а также технологическую себестоимость
заготовительных операций (формула 1.21).
Определяем стоимость заготовки (формула 1.19) стоимость ее
механической обработки (формула 1.29) и стоимость детали (формула 1.28).
Вводим исходные данные в компьютер в режиме диалога используя
программу KRUG 97 (запускной файл krug.exe) и сверяем результаты
собственного ручного расчета с расчетами ЭВМ.
Распечатываем результаты расчета.
Вычерчиваем на формате А4 два графических документа: чертеж детали
выполненный в соответствии с вариантом задания и чертеж заготовки
выполненный по результатам расчетов.
Формируем отчет о работе.
7. Пример выполнения работы
Спроектируем заготовку из круглого горячекатаного проката для
изготовления ступенчатых валов в условиях мелкосерийного производства (N =
0 штгод) используя программу “KRUG-97”. Рабочий чертеж детали приведен
При вводе данных следите за размерностью целую часть числа от
дробной отделяйте точкой! После каждого ввода данных нажимайте клавишу
Введите плотность материала заготовки гсм.куб.
Введите число ступеней вала
Введите диаметр ступени D1 и длину ступени в (мм) L1
Введите диаметр ступени D2 и длину ступени в (мм) L2
Введите диаметр ступени D3 и длину ступени в (мм) L3
Введите диаметр ступени D4 и длину ступени в (мм) L4
Объем заданной детали V = 223.5115 см.куб.
Масса детали кг Md =1.7456
Введите значение длины детали L(мм) и максимальный диаметр детали Dmax
Вы хотите изменить введенные данные? Да(1) нет(0).
Диаметр заготовки Dз = 70.0 мм
Введите из таблицы значения припуска на обработку двух торцов 2a мм 7
Р и с. 1.1. Чертеж детали
Выберите способ резки проката и введите значение ширины реза B мм 2.5
Введите величину припуска на зажим проката l1 мм
По сортаменту на круглый стальной горячекатаный прокат ГОСТ 2590-88
выберите точность проката (В) и допускаемые отклонения на диаметр заготовки
Введите допускаемое отклонение на длину заготовки
Объем заготовки см.куб. Vz = 534.5255
Масса заготовки кг Mz = 4.1746
Коэффициент весовой точности Квт = 0.4181
Введите шаг изменения торговой длины проката мм
Введите наибольшее значение торговoй длины проката по п.8 сортамента
f = 6000 (для конструкционной качественной стали 45 ГОСТ 1050-88)
Минимальное значение некратности мм Lн = 13.00 при торговой длине
проката Lтд = 4000 мм
Целое число заготовок n = 28
Потери на обрезку торцов Пот = 0.5%
Потери на прорезку Пр = 0.1%
Потери на зажим Пз = 1.5%
Потери на некратность Пн = 0.3%
Суммарные потери материала приходящиеся на 1 деталь Псум = 2.4%
Коэффициент использования металла Ким = 0.41
Расчет стоимости заготовки и детали в ценах на 01.01.1992 года
Оптовая цена единицы массы материала руб.т Ц = 145
Оптовая цена отходов материала руб.т Цотх = 28
Стоимость материала См = 1.45руб.
Введите число заготовительных операций (правка калибровка резка) 1- резка
Введите значение приведенных затрат на заготовительные операции руб.час
Введите коэффициент учитывающий тип производства fi
84 (мелкосерийное производство)
Выберите способ резки проката из таблицы П1.1.1:
Tм = 6.14 мин – машинное время разрезки одной заготовки
Штучно-калькуляционное время затраченное на разрезку одной заготовки
Cзi = 0.47 руб – технологическая себестоимость операции разрезки.
Стоимость заготовки 1.92 руб.
Приведенные затраты по машиностроению на перевод припуска в стружку руб
Стоимость механической обработки Цмех = 1.20 руб.
Стоимость детали равна 3.12 руб. (в ценах на 01.01.1992 г.)
Введите поправочный ценовой коэффициент Кц
Стоимость детали в современных ценах 36.5 руб.
Вывести результаты на экран(1) или на печать (2)
Р и с. 1.2. Чертеж заготовки вала
ВЫВОД ОКОНЧАТЕЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА
Диаметр заготовки Dз = 70 [+0.50-1.10] мм
Длина заготовки Lз = 137.00 [+-.[0.80] мм
Минимальное значение некратности мм Lн = 13.0000
Принятое значение торговой длины проката мм Lтд = 4000
Целое число заготовокn = 28
Стоимость материала Cм = 1.45 руб.
Стоимость заготовки Сзаг = 1.92 руб.
Стоимость механической обработки Смех = 1.20 руб.
Стоимость детали в "старых " ценах 3.12 руб. и в "новых " ценах 114
На рис.1.2 приведен чертеж заготовки.
Библиографический список
Обработка металлов резанием: Справочник технологаПод ред. А.А.
Панова.- М.; Машиностроение 1988.- 736 с.
ГОСТ 2590-88. Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога - машиностроителя.-
М.Изд-во стандартов 1992.-464 с.
Прейскурант № 01-08. Оптовые цены на сортовой и фасонный прокат.
М.: Прейскурантиздат 1989.-71 с.
Прейскурант № 01-03. Оптовые цены на лом и отходы черных металлов.-
М.: Прейскурантиздат 1989.-86с.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии
машиностроенияю- Мн.: В.Ш. 1983.-256 с.
Картавов С.А. Технология машиностроения.- К.: В.Ш. 1984.-272 с.
Руденко П.А. Харламов Ю.А. Плескач В.М. Проектирование и
производство заготовок в машиностроении.- К.: Выща шк. 1991.- 247 с.
Выбор диаметра заготовки для деталей
изготавливаемых из круглого сортового проката по ГОСТ 2590-88
НомДиаметр заготовки D в НомиДиаметр заготовки D в зависимости от
иназависимости от длины детали L нальдлины детали L
Сечение заготовки Припуск мм Прип
КруглДвутаШвеллУгловна резку без обработки торцов на обработку
ое вровоерноеое торцов
На разрезку без обработки торцов На обработку торцов
Диско-вНожо-вочТокарные и Длина Длина Длина
ая ная пиларевольверные до 1 м от 1 м св. 5 м
Срок действия с 01.01.90
Несоблюдения стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на стальной горячекатаный прокат
круглого сечения диаметром от 5 до 270 мм включительно:
Прокат диаметром более 270 мм изготавливается по согласованию изготовителя с
По точности прокат изготавливают:
А – высокой точности;
Б – повышенной точности;
В – обычной точности.
Диаметр проката предельные отклонения по нему площадь поперечного
сечения и масса 1 м длины должны соответствовать указанным на чертеже и в
Диаметр d Предельные отклонения мм при Площадь 1 м
мм точности поперечного профиля кг
прокатки сечения см2
продолжение таблицы П1.2.2
окончание таблицы П1.2.3
0 - - +20 53066 41657
Прокат изготовляют длиной:
от 2 до 12 м – из углеродистой обыкновенного качества (ГОСТ 380-92) и
низколегированной стали (ГОСТ 4543-71);
от 2 до 6 м – из качественной углеродистой (ГОСТ 1050-88) и
от 15 до 6 м – из высоколегированной стали (ГОСТ 5632-72).
По требованию потребителя прокат изготовляют длиной от 2 до 24 м.
Предельные отклонения по длине проката мерной и кратной мерной
длины не должны превышать:
+30 мм – при длине до 4 м включ.;
+50 мм – при длине св. 4 м до 6 м включ.;
+70 мм – при длине свыше 6 м.
По требованию потребителя предельные отклонения не должны превышать:
+40 мм – для проката длиной св. 4 до 7 м;
+5 мм на каждый метр длины – свыше 7 м.
Допуски на длину заготовок
Диаметр или Допуски (±) при длине заготовки
До 300 300-600 600-1000 Св. 1000
При разрезке на пресс-ножницах
До 25 До 08 08 - 1 1 – 15 15 - 2
-40 08 - 1 1 – 15 15 - 2 2 - 25
-70 1 – 15 15 - 2 2 - 25 25 - 3
-100 15 - 2 2 - 25 25 - 3 3 – 35
0-150 2 - 25 25 - 3 3 – 35 35 - 4
0-200 25 - 3 3 – 35 35 - 4 4 – 45
При разрезке в штампах на прессах
До 10 05 – 06 06 – 07 07 – 08 08 – 09
-20 06 – 07 07 – 08 08 – 09 09 - 1
-30 07 – 08 08 – 09 09 - 1 1- 1 2
-40 08 – 09 09 - 1 1- 1 1 12 – 15
При разрезке на дисковых ленточных и ножовочных механических пилах
До 50 08 08 - 1 1 – 13 13 – 15
-70 08 – 1 1 – 13 1 4 – 15 15 – 18
-100 1 – 13 13 – 15 1 5- 1 8 18 - 2
0-130 12 – 14 14 – 16 1 6 – 18 19 – 21
0-160 13 – 15 15 – 18 1 8 – 2.0 2 – 25
Затраты на механическую обработку отнесенные к 1 т стружки руб.
Отрасль машиностроения Затраты на 1 т стружки
Текущие Капитальные
По машиностроению в целом 495 1085
Тяжелое энергетическое и транспортное468 1039
Станкостроение и инструментальная 365 1035
Автомобильное и сельскохозяйственное 188 566
Машиностроение для легкой и пищевой 563 1000
По прочим отраслям машиностроения 1060 2213
Физико-механические характеристики материалов
Марка в Мпа НВ Марка материала в Мпа НВ
Сталь ст. 3 370-480 - сталь 18ХГТ 730 217
Сталь ст. 5 500-690 - сталь 12ХНЗА 740 217
сталь10 330 143 сталь 40ХН 770 229
сталь 15 370 149 сталь 20ХМ 600 179
сталь 20 410 163 сталь 38ХА 690 207
сталь 30 490 179 сталь 20ХН2М 760 229
сталь 40 570 187-217 СЧ18 176 199
сталь 45 600 197-229 СЧ30 294 213
сталь 40Х 700 197-229 КЧ30-6 290 163
сталь 30ХГСА 750 229 ВЧ42-12 420 170
сталь ШХ 15 600-750 179-207 ВЧ50-7 490 206
Плотность материалов
Сталь конструкционная ρ = 785 гсм3
Чугун серый ρ = 70 – 72 гсм3
Чугун ковкий и высокопрочный ρ = 72 – 74 гсм3
Алюминиевые сплавы ρ = 27 – 28 гсм3
Бронзы ρ = 80 – 91 гсм3
латуни ρ = 81 – 885
№ Диаметры шеек вала Длины шеек Материал детали
вари-мм мм стандарт на механи-
анта ческие свойства
D1 D2 D3 D4 L1 L2 L3 L4 1 15 20 10 10 15 10 65 85
Сталь Ст.3 ГОСТ 380-88 2 16 24 18 12 15 20 55 80 Сталь Ст.6
ГОСТ 380-88 3 20 25 20 15 20 15 65 85 Сталь 20 ГОСТ 1050-88
25 20 12 8 20 15 50 75 Сталь 35 ГОСТ 1050-88 5 42 58 40
50 30 75 115 Сталь18ХГТ ГОСТ 4543-71 6 56 60 50 40 50 20
100 Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 7 65 75 60 50 40 25 70 110
Сталь 40ХН ГОСТ 4543-71 8 75 80 70 64 45 30 80 120 Сталь 20ХН
ГОСТ 4543-71 9 85 90 80 75 50 35 90 120 Сталь 45 ГОСТ 1050-88
95 100 90 85 45 40 100 125 Сталь ШХ15 ГОСТ 801-88 11 100
5 90 80 35 30 80 115 Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 12 105 110 90
35 35 90 120 Сталь 45 ГОСТ1050-88 13 110 120 100 85 40 30
125 Сталь30ХС ГОСТ 4543-71 14 115 120 110 100 40 30 90
0 Сталь ШХ15 ГОСТ 801-88 15 120 130 115 90 45 40 100 135
Сталь Ст.3 ГОСТ 380-88

Otlivka-07-испр.doc

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛИВОК В РАЗОВЫХ
В настоящее время в машиностроении действует ГОСТ 26645-85 "Отливки из
металлов и сплавов. Допуски размеров массы и припуски на механическую
обработку" с внесенным изменением №1 [1] взамен отмененных стандартов ГОСТ
55-55 и ГОСТ 2009-55. Стандарт распространяется на отливки из черных и
цветных металлов и сплавов изготовляемые различными способами литья и
соответствует международному стандарту ИСО 8062-84.
Принимая во внимание определённую сложность использования стандарта в
пособии изложена последовательность работы по назначению допусков размеров
формы и расположения поверхностей и припусков на механическую обработку
отливок с рассмотрением конкретных примеров.
Освоить методику проектирования заготовок полученных литьём в разовые
Спроектировать литую заготовку корпуса полученную в песчаной литейной
форме. Разработать чертёж элементов литейной формы и чертёж отливки с
техническими требованиями. Определить стоимость литой заготовки.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ
Теоретические основы
Заготовки получают путём заливки жидкого металла в формы. Основные
способы изготовления отливок – литьё в разовые песчано-глинистые формы
(ПГФ) в оболочковые формы в кокиль по выплавляемым моделям центробежное
литьё литьё под давлением. Последние пять способов называют специальными.
Технологические возможности указанных способов литья приведены в
таблице 3.1[2]. Литье в разовые песчаные формы – самый распространенный
способ литья с помощью которого в машиностроении изготавливают 75-80 %
Технологические возможности способов литья
Способы Группа Квалитет ШероховатостьПрипуск наКИМ
литья сложности точности поверхности сторону
литья Rz (Ra) мкм мм
обычной прочности;1 6 16 18 60 320 3 9 055 071
высокопрочные 1 3 14 17 80 160 3 7 075
В оболочковые 2 5 12 15 10 80 05 20 09
В кокиль 1 3 12 15 20 80 15 40 071 075
По выплавляемым 1 5 11 14 10 40 05 25 085 095
Под давлением 1 5 9 12 10 40 03 15 095 098
Центробежное 1 2 13 15 20 80 2 12 070 080
Форма (рис.3.1) состоит из двух полуформ 1 и 2 изготовленных из
влажной песчано-глинистой смеси которую уплотняют в металлических рамках 7
и 9 называемых опоками. Полость формы 3 имеющую очертания будущей
отливки получают с помощью модели 10. Чтобы образовать отверстие в
отливке в форму устанавливают стержень 5 который изготавливают отдельно
от формы из песчано-глинистой стержневой смеси уплотняемой в стержневом
ящике 12. Для обеспечения правильной установки и надежной фиксации стержня
в форме выполняют гнезда называемые знаками которые образуются выступами-
гнездами 11 модели 10.
Полость формы заполняют расплавом через каналы 6 называемые литниковой
системой. Перед заливкой нижнюю и верхнюю полуформы соединяют стальными
цилиндрическими штырями которые вставляют в отверстия приливов 8 опок. Для
предупреждения подъёма верхней полуформы под действием давления
поступающего расплава на собранную форму устанавливают груз 4.
В современных литейных цехах технологический процесс изготовления
отливок разделяется на отдельные операции осуществляемые коллективом
литейщиков различных профессий: формовщиками стерженщиками сборщиками
форм плавильщиками обрубщиками термистами контролерами и др. В
формовочное отделение поступают модели опоки и формовочные смеси для
изготовления полуформ. При сырой формовке полуформы после изготовления
поступают на сборку минуя операцию сушки. Сборка форм состоит в проверке
качества формы установке стержней соединении и скреплении нижней и
верхней половин формы. Собранные формы поступают на заливку куда из
плавильного отделения в специальных ковшах подается расплав. После
затвердевания и охлаждения отливок формы разрушают отливки поступают в
очистное отделение а выбитая из опок смесь возвращается в
смесеприготовительное отделение. В отделении очистки и обрубки из отливок
выбивают стержни очищают от приставшей формовочной смеси и удаляют с их
поверхности заусенцы и заливы. Затем если необходимо отливки подвергают
термической обработке и после контроля размеров механических свойств и
химического состава передают на склад литья откуда они поступают в
механический цех на обработку.
Тип производства оказывает большое влияние на выбор методов литья и
технологию изготовления отливок на характер применяемого оборудования и
организацию труда в литейном цехе. Различают следующие основные типы
литейного производства [23]: единичное серийное и массовое (табл.3.2).
Если единичное производство характерно применением ручного труда частичной
механизацией производственных процессов то в серийном и особенно в
массовом производствах целесообразно использовать автоматизированное
оборудование специальные приспособления и аппаратуру обеспечивающие
высокую производительность и качество отливок.
Нормы определения серийности производства отливок из чугуна и стали
Распределение Годовой выпуск отливок одного наименования
единичнмелкосерийносерийное крупносерийноемассовое
До 20 300 300-3000 3000-35000 35000-200000 >200000
Свыше 20 до 100 150 150-2000 2000-15000 15000-100000 >100000
>> 100 до 50075 75-1000 1000-6000 6000-40000 >40000
>> 500 до 50 50-600 600-3000 3000-20000 >20000
Особенности формирования точности размеров
формы и расположения поверхностей отливки
Причины возникновения погрешностей размеров отливок многообразны.
Однако процесс их формирования является идентичным для всех способов литья
поскольку сами погрешности размеров формируются на всех этапах получения
отливки: изготовление модельно-стержневой оснастки; изготовление полуформ и
стержней; сборка литейных форм и стержней; взаимодействие отливки и формы с
момента заливки до момента выбивки; выбивка форм; финишные операции и
термообработка отливок.
При изготовлении отливки формирование погрешностей её различных
поверхностей взаимосвязано поскольку используется один инструмент -
литейная форма. Однако необходимо учитывать что различные размеры отливки
имеют неодинаковую точность [4].
У всех отливок изготавливаемых различными способами литья имеются
размеры пересекающие плоскость разъёма модели и формы и выходящие на
плоскость разъёма (размеры D1 D2 L1 L2 b3 b4 на рис.3.2абв).
Точность именно таких размеров отражается в общей надписи на чертежах в
соответствии с ГОСТ 26645-85. Присвоим этому виду размеров обозначение ВР 2
Точность размеров образованных одной полуформой или одним стержнем
(обозначение ВР1) на один-два класса точнее размеров ВР2 (на рис.3.2абв
размеры ВР1 – d1 d2 H1 L3).
Точность размеров образованных тремя и более частями формы
несколькими стержнями или подвижными элементами формы а также толщин
стенок (обозначение ВР3) на один-два класса грубее размеров ВР2 (на
рис.3.2абв размеры ВР3 – h1 h2 h3 h4 h5 b1 b2).
Термины и определения допусков формы и расположения поверхностей
приведены в ГОСТ 24642-81. К отклонениям формы поверхностей относят
отклонения от прямолинейности плоскостности от заданного криволинейного
профиля от заданной криволинейной поверхности а также отклонения от
цилиндричности и круглости. К отклонениям расположения относятся
отклонения параллельности перпендикулярности соосности симметричности
позиционное отклонение и отклонение от пересечения осей.
Основной причиной возникновения погрешностей формы является коробление
отливок в процессе охлаждения в литейной форме и после выбивки из-за
неоднородности температур по несимметричному сечению или из-за
разностенности вследствие которых в отливке возникают неоднородные
напряжения и неоднородные пластические деформации. При этом коробление
например бруса постоянного сечения при заданном распределении (разности)
температур обратно пропорционально высоте и прямо пропорционально длине
сечения а форма сечения не влияет на искривление.
Другой причиной возникновения погрешностей формы в отливках является
искривление отливок в процессе термообработки которое происходит
вследствие снятия неоднородных по сечению отливки остаточных напряжений
неоднородного протекания фазовых превращений при термообработке и
пластических деформаций изгиба под действием собственной силы тяжести и
силы тяжести других отливок при неправильной их укладке. Контроль
коробления осуществляют измерением стрелы прогиба f по схеме приведенной
Наиболее характерным отклонением расположения в отливках является
смещение по плоскости разъёма. Наибольшие величины смещения наблюдаются при
изготовлении песчано - глинистых форм по модельным плитам верха и низа.
Р и с. 3.3. Схемы коробления фланца (а) и цилиндра (б) отливки
Р и с. 3.4. Схема контроля допуска смещения
Допуск смещения по плоскости разъёма отливки равен разности между
предельными отклонениями положений частей отливки формируемых в разных
полуформах от номинального положения: Тсм = Dmax – Dmin (рис. 3.4).
Примером позиционного допуска может служить допуск расположения осей
отверстий относительно баз механической обработки а также позиционный
допуск при обработке внутренней поверхности (рис.3.5). В первом случае
позиционный допуск размеров определяется как вероятностная сумма половин
допусков на расстояния L1 и L2 от баз 1 и 2 до оси обрабатываемого
Во втором случае позиционный допуск определяется половиной допуска на
наружный диаметр отливки т.е. [pic]. При обработке наружного диаметра
относительно внутренней базовой поверхности позиционный допуск будет равен
половине допуска на внутренний диаметр т.е. [pic].
Основные этапы проектирования технологии
изготовления отливок
Анализ чертежа детали на соответствие требованиям литейной технологии.
Выбор способа формовки.
Разработка чертежа элементов литейной формы.
Разработка чертежа отливки.
Разработка технологического маршрута изготовления отливки и
составление технологической карты.
Разработка чертежа (эскиза) литейной формы.
Разработка чертежей приспособлений входящих в состав модельного
Определение стоимости отливки.
В рамках настоящей работы выполняются 1- 4 и 8 этапы.
1. АНАЛИЗ ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ НА СООТВЕТСТВИЕ
ТРЕБОВАНИЯМ ЛИТЕЙНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Технолог изучая чертеж определяет соответствие детали литейным
требованиям и при необходимости вносит предложения по изменению её
конструкции. Это необходимо потому что литейный брак часто бывает
результатом недостаточно продуманной конструкции детали в которой не
учтены особенности процессов литья и условия получения отливки. При оценке
технологичности конструкции учитывают в первую очередь литейные свойства
сплава - усадку и жидкотекучесть влияющие на заполнение формы образование
внутренних напряжений усадочных раковин а также правильность выполнения
конструктивных элементов детали.
Толщина стенок отливки влияет на условия заполнения формы прочность и
образование напряжений в отливках. Толщина стенок зависит от марки сплава и
габаритных размеров отливки. Чем больше габаритные размеры отливки и меньше
жидкотекучесть сплава тем толще должна быть стенка. Наименьшая толщина
стенок отливок из серого чугуна СЧ20 принимается для небольших отливок 4-6
мм средних 6-8 мм крупных 12-15 мм для стальных отливок соответственно
-8 8-10 и 15-20 мм; для отливок из цветных сплавов на основе алюминия
цинка и оловянных бронз – 3 5 мм для магниевых сплавов – 35 6 мм для
остальных бронз и латуней – 6 7 мм [2 3 5 6].
Переходы сечений от тонких стенок к массивным должны быть плавными
(рис.3.6). Если одно сечение более чем в два раза превышает другое то
переход выполняют клинообразно постепенно изменяя сечение. Угловые
соединения стенок выполняют с закруглениями.
Формовочные уклоны обязательны на всех поверхностях отливки
перпендикулярных плоскости разъёма формы.
Пересечение ребер должно быть рассредоточено и не должно создавать
скоплений металла способствующих при затвердевании отливки образованию
усадочных дефектов и больших внутренних напряжений. Для снижения остаточных
напряжений в литых маховиках с четным числом спиц рекомендуется спицы
делать изогнутыми а с нечетным – прямыми. Окна в отливке должны быть
достаточных размеров и в необходимом количестве для устойчивого крепления
стержней вывода газов удаления каркасов и очистки внутренних полостей.
Отверстия в отливке могут быть необрабатываемыми – черновыми и
обрабатываемыми механически. Минимальные размеры черновых отверстий при
литье в разовые ПГФ не должны быть меньше толщины стенки. Обрабатываемые
отверстия должны быть не менее 20 мм в массовом производстве 30 мм в
серийном и 50 мм в единичном. Конфигурация деталей должна способствовать
получению отливок с минимальным количеством стержней упрощать процессы
формовки сборки форм и очистки отливок.
2. ВЫБОР СПОСОБА ФОРМОВКИ
По способу изготовления разовых песчаных форм различают ручную и
машинную формовку. Применяют следующие основные методы формовки в опоках:
по неразъёмной (цельной) модели размещаемой в одной опоке; по разъёмной
модели размещаемой в двух опоках; с подрезкой; с фальшивой опокой; с
отъёмными частями и др. Сложные и высокие формы изготовляют в трёх и более
Наиболее распространен способ изготовления форм по неразъёмным и
разъёмным моделям в двух опоках который может осуществляться как вручную
так и на машинах. В прил.3.1 приведены схемы и краткие описания некоторых
методов формовки [356].
Разовые формы получают из обычных формовочных смесей. Они служат для
производства только одной отливки после чего их разрушают. В литейных
цехах используют сырые сухие подсушиваемые и химически твердеющие разовые
песчаные формы. Наиболее часто применяют сырые разовые формы для получения
отливок из любых сплавов массой до 100-150 кг.
Твердость сырых форм после уплотнения определяют твердомером модели 071
путем вдавливания в поверхность формы шарика. Оптимальная твердость сырых
форм для получения отливок массой до 150 кг составляет 60 75 единиц по
3. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ЭЛЕМЕНОВ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ
Чертеж элементов литейной формы определяет особенности технологического
процесса и является основой для проектирования модельного комплекта и
литейной оснастки (опоки шаблоны и др.). В нём должно быть дано
принципиальное решение технологических вопросов производства конкретной
По результатам анализа на технологичность в чертёж детали при
необходимости вносятся изменения способствующие повышению технологичности
конструкции: дорабатываются внешние и внутренние очертания детали
сопряжения переходы; мелкие выемки пазы отверстия небольшого диаметра
литьём не выполняются их получают последующей механической обработкой.
Чертёж элементов литейной формы согласно ГОСТ 3.1125-88 [7] в условиях
серийного производства рекомендуется выполнять непосредственно на копии
чертежа детали путём нанесения контуров модели и других литейных указаний в
Выбирают положение отливки в форме при заливке и место разъёма модели
Устанавливают допуски размеров формы расположения и неровностей
поверхностей и массы отливки припуски на обработку и усадку сплава а
также технологические напуски.
Указывают места установки и контуры стержней.
Назначают формовочные уклоны и радиусы закруглений.
Конструируют элементы литниковой системы прибыли и холодильники.
Выбор положения отливки в форме и места разъёма модели и формы.
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.
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.
Разъём модели и формы показывают отрезком или ломаной штрихпунктирной
линией заканчивающейся знаком Х-- --Х над которой указывается буквенное
обозначение разъёма – МФ. Направление разъёма показывают сплошной основной
линией перпендикулярной к линии разъёма ограниченной стрелками и буквами
В и Н (рис. 3.7). При применении неразъёмных моделей указывают лишь разъём
При выборе места разъёма модели и формы необходимо соблюдать следующие
- положение при формовке должно совпадать с положением при заливке
(если это не снизит качество отливки);
- выбранная поверхность разъёма формы должна обеспечить свободное
извлечение моделей из формы без применения отъёмных частей подрезки и
других приёмов усложняющих процесс;
- количество стержней должно быть наименьшим так как изготовление
стержневых ящиков увеличивает стоимость модельного комплекта и изготовления
- во избежание брака из-за перекоса желательно всю отливку или
наиболее ответственные её части размещать в одной (лучше нижней) полуформе;
- выбранное положение при формовке должно обеспечивать удобство
установки стержней в форму отделки и контроля формы.
Одновременное выполнение всех указанных условий бывает затруднительно. В
этих случаях выполняют основные условия обеспечивающие качество отливок и
подчиняют им все остальные.
Определение норм точности отливки. Точность отливок регламентируется
ГОСТ 26645-85. Точность отливки в целом характеризуют классом размерной
точности отливки степенью коробления степенью точности поверхностей
классом точности массы. Для всех видов отливок стандарт предусматривает 22
класса точности размеров и масс отливок 11 степеней коробления 22 степени
точности поверхностей. В совокупности эти сведения а также допуск смещения
элемента отливки по плоскости разъёма представляют собой нормы точности
отливки. Нормы точности а также ряды припусков на обработку для различных
технологических процессов условий изготовления и обработки приведены в
приложениях. Ниже изложена последовательность работы с этими приложениями.
По табл. П2.1 приложения 2 в зависимости от способа литья уровня
прочности и твердости уплотнённой формы наибольшего габаритного размера
отливки и типа сплава определяется диапазон классов размерной точности
отливки и с учетом примечаний выбирается конкретное значение класса
По табл.П3.1 приложения 3 по величине отношения наименьшего размера
элемента отливки к наибольшему размеру с учетом примечаний определяется
степень коробления элементов отливки.
По табл.П4.1 приложения 4 в зависимости от способа литья уровня
отливки и типа сплава определяется диапазон степеней точности поверхностей
отливки и с учетом примечаний к таблице выбирается конкретное значение
степени точности поверхностей.
По табл.П5.1 приложения 5 в зависимости от способа литья уровня
прочности и твердости уплотнённой формы номинальной массы отливки и типа
сплава определяется диапазон классов точности массы отливки и с учетом
примечаний к таблице принимается конкретное значение класса точности
Допуск смещения отливки по плоскости разъёма в диаметральном выражении
устанавливают по табл.П10.1 приложения 10 на уровне класса размерной
точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок отливки
выходящих на разъём или пересекающих его.
Допуск смещения вызванный перекосом стержня устанавливают в
диаметральном выражении по табл.П10.1 приложения 10 на 1-2 класса точнее
класса размерной точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой
из стенок отливки формируемых с участием стержня.
По табл.П6.1 приложения 6 для выбранной степени точности поверхностей
определяется соответствующее значение шероховатости поверхностей отливки
(предпочтительно в Ra мкм.).
По табл.П7.1 приложения 7 для выбранной степени точности поверхностей
определяется допуск неровностей поверхностей отливки.
По табл.П7.2 приложения 7 для принятого класса точности массы
определяется допуск массы отливки; рекомендуется симметричное расположение
поля допуска массы относительно номинальной массы.
По табл.П8.1 приложения 8 в зависимости от принятой степени точности
поверхностей определяется диапазон рядов припусков на обработку отливки
и с учетом примечаний к таблице выбирается конкретное значение ряда
По табл.П9.1 приложения 9 выбирается уровень точности обработки в
зависимости от технического уровня технологии механообработки; с учетом
примечаний к таблице рекомендуется назначать увеличенные или уменьшенные
Найденные нормы точности и другие необходимые для изготов-ления
отливки параметры приведены в таблице 3.3.
Нормы точности отливки и ряд припусков на механообработку
Определяемый параметр Перечень приложений Принятое
Класс размерной точности отливки Прил. 2 табл.П2.1 с
Степень коробления элементов отливки Прил. 3 табл.П3.1 с
Степень точности поверхностей отливки Прил. 4 табл.П4.1 с
Класс точности массы отливки Прил. 5 табл.П5.1 с
Допуск смещения отливки по плоскости табл.П10.1
разъёма в диаметральном выражении мм
Допуск смещения вызванный перекосом табл.П10.1
стержня в диаметральном выражении мм
Шероховатость поверхности отливки мкмПрил. 6 табл.П6.1
Допуск неровностей поверхностей Прил. 7 табл.П7.1
Допуск массы отливки % Прил. 7 табл.П7.2
Ряд припусков на обработку отливки Прил. 8 табл.П8.1 с
Уровень точности обработки Прил. 9 табл.П9.1 с
Назначение допусков размеров формы и расположения поверхностей
отливок. Стандарт предписывает допуски размеров формы расположения и
неровностей поверхностей отливок а также допуск массы. При ненормированных
требованиях к точности формы и расположения обрабатываемых поверхностей
устанавливают только допуски линейных размеров и допуски массы отливок.
Допуски размеров отливок приведены в таблице П10.1 приложения10.
Величину допуска Т0 устанавливают в зависимости от расположения в литейной
форме элемента отливки характеризуемого данным размером (см. рис.3.2).
Расположение поля допуска может быть несимметричным (односторонним –Т0 или
+Т0) или симметричным (двухсторонним ±05Т0). Предпочтительно следующее
расположение полей допусков размеров формы и расположения:
- симметричное и несимметричное (частично или полностью) расположение
поля допуска устанавливают для размеров элементов отливки не подвергаемых
механообработке (предпочтительно для охватывающих элементов (отверстие) "в
плюс" (+Т0) а для охватываемых (вал) – "в минус" (-Т0);
- симметричное (двухстороннее) расположение поля допуска (±05Т0)
устанавливают для обрабатываемых поверхностей отливок.
Допуски формы и расположения элементов отливки в диаметральном
выражении определяются по таблице П10.2 в зависимости от номинального
размера нормируемого участка элемента отливки и принятой степени
Определение припусков на обработку
размеров и массы отливки
Припуски на обработку (на сторону) назначают отдельно на каждую
обрабатываемую поверхность отливки. Для устранения погрешностей размеров
формы и расположения неровностей и дефектов обрабатываемой поверхности
формирующихся при изготовлении отливки и последовательных переходах её
обработки в целях повышения точности обрабатываемого элемента отливки
назначают общий припуск [8].
Общий припуск на обработку Zобщ (рис.3.8) соответствует рассто-янию
между серединами полей допусков детали и отливки и является суммарным на
все переходы механической обработки: [pic] где Zi – припуск на выполнение
Zmin–минимальный припуск на
обработку; Nomin Noma Nд
Nо – номинальные размеры детали и отливки; Тд.общ – общий допуск детали;
То.общ – общий допуск отливки. Припуск на механическую обработку на
выполнение i-го перехода определяется двумя составляющими: параметром
качества поверхностного слоя П1(i-1) на (i-1)-ом переходе и параметром
геометрической точности П2i детали после i-го перехода механической
На первом переходе параметр П1(i-1) равен минимальному (исходному)
литейному припуску который формируется на отливке (на нулевом переходе
обработки). На всех последующих переходах припуск формируется в
соответствии с технологическим маршрутом механической обработки.
Минимальный литейный припуск равен сумме высот шероховатости
неровностности и толщины дефектного поверхностного слоя (обезуглероженный
слой литейная корка). При отсутствии необходимости в повышении точности
размеров формы и расположения обрабатываемых поверхностей для устранения
неровностей и дефектов литой поверхности и уменьшения шероховатости
поверхности назначают минимальный литейный припуск в зависимости от ряда
припусков и расположения в момент заливки (верх низ бок) той поверхности
на которую назначается припуск. В ГОСТ 26645-85 минимальный литейный
припуск изменяется от 01 до 10 мм и разбит на 18 рядов припусков
Минимальные литейные припуски на сторону мм
Ряды припусков отливок
до 50 свыше 50 до 150 свыше 150 до 300
Свыше 25 до 50 20 30 45
Высота вертикальных знаков (для всех видов форм) мм
D или средний поперечный размер стержня
до 50 свыше 50 свыше 100 свыше 200
до 100 до 200 до 300
hн hв hн hв hн hв hн hв
Свыше 50 40 25 35 20 30 20 35 20
Свыше 150 60 35 50 30 40 25 40 25
Величину уклонов знаков моделей и стержневых ящиков выбирают по табл.3.7.
Уклоны знаков моделей и стержневых ящиков
Высота знака Уклоны знака град.
Вертикальные стержни Горизонтальные стержни
нижний верхний нижний верхний
Свыше 20 до 50 7 10 7 10
В табл.3.8 приведены величины зазоров в знаках для сухих подсушенных
и химически твердеющих форм. При формовке по сырому зазоры берут меньше
указанных в таблице на 05 10 мм но не менее 015 мм. Зазор S4 при
формовке по сырому не выполняют.
Зазоры между знаком формы и стержнем мм
Высота Зазор S1 при длине стержня L или диаметре D
до 50 свыше 50 свыше 150
Свыше 25 до 50 05 05 10 15 30
0 до 20015 15 15 25 75
0 до 30015 15 15 30 80
Зазор S2 = S4 025 05 10 -
Знак стержня обычно имеет чертёжные размеры а размер знака на модели
увеличивают на величину зазора. Стержни их знаки и фиксаторы знаки
моделей изображают в масштабе чертежа сплошной тонкой линией которую
допускается выполнять синим цветом. В разрезе стержни штрихуют только у
контурных линий. Стержни обозначают буквами и присваивают им номера в
порядке их установки в форму. Горизонтальные знаки стержней выполняются
цилиндрическими вертикальные знаки для удобства установки и сборки формы –
На чертеже необходимо указывать направление набивки стержня и разъём
стержневого ящика. Отъёмные части модели обозначают буквами ОЧМ и
порядковым номером. Для облегчения операции отделения прибыли от отливки
между ними размещают разделительные диафрагмы представляющие собой тонкие
керамические пластинки толщиной tдф = 5 мм. Размеры диафрагм рассчитывают в
зависимости от размеров отливки. Разделительные диафрагмы изображают в
масштабе чертежа сплошной тонкой линией и крестообразной штриховкой.
Формовочные уклоны и
Для облегчения удаления модели из формы необходимо на её вертикальных
стенках предусматривать уклоны направленные в сторону плоскости разъёма.
На обрабатываемых поверхностях формовочные уклоны назначают сверх припуска
на обработку на необрабатываемых поверхностях которые не сопрягаются с
другими поверхностями – путём одновременного увеличения и уменьшения
размеров отливки (рис.3.13аб).
Величину уклона назначают по ГОСТ 3212-92 в зависимости от размеров
углублений высоты формообразующей поверхности способа литья и вида
модельного комплекта (табл.3.9).
Формовочные уклоны обозначают сплошной тонкой линией на соответствующих
поверхностях или дают указания в тексте на чертеже элементов литейной
формы. Радиусы закруглений (галтели) изображают в масштабе чертежа и
указывают их размеры которые составляют от 15 до 13 полусуммы толщин
двух сопрягаемых стенок. Сведения о неуказанных литейных радиусах дают в
Формовочные уклоны и радиусы закруглений моделей
[pic] Высота поверхности h Уклон [pic] (не более) для моделей
металлических деревянных
Радиусы закруглений в сопряжениях в зависимости от материала отливки
толщины сопрягаемых стенок и угла образованного между ними выбирают по
графикам (рис.3.14).
Расчет и проектирование элементов литниковой системы. Литниковой
системой называют совокупность каналов подводящих расплав в литейную
форму. Для изготовления отливок из серого чугуна обычно применяют
литниковую систему элементами которой являются литниковая чаша 1 пробка
стояк 3 шлакоуловитель 4 зумпф стояка 5 питатель 6 и выпор 7
Чтобы верхняя полуформа не поднималась при заливке на неё накладывают
груз 8. В зависимости от назначения сложности и размеров отливки вида
применяемого сплава состав литниковой системы может изменяться. Мелкие
отливки часто изготовляют без выпора а литниковую чашу заменяют литниковой
воронкой 9. Для лучшего отделения шлака от расплава применяют фильтрующие
В зависимости от места подвода металла в форму литниковые системы
- горизонтальные – металл подводится по разъёму формы;
- верхние или дождевые – металл заполняет форму сверху;
- сифонные – металл подводится к нижней части отливки и заполняет
- ярусные – металл поступает в форму на нескольких уровнях.
Тип литниковой системы и место подвода расплава к отливке выбирают в
зависимости от того как затвердевает отливка: равномерно или направленно.
Равномерное затвердевание предусматривает одновременное затвердевание
всей отливки что предотвращает возникновение внутренних напряжений и
рыхлот. Для обеспечения равномерного затвердевания расплав подводят к
тонким частям отливки от которых его направляют к более массивным. Так
отливают детали стенки которых имеют примерно одинаковую толщину.
Направленное затвердевание предусматривает подачу расплава к массивным
частям отливки расположенным преимущественно вверху или сбоку. Эти части
получая через питатели расплав от специальных бобышек или прибылей
остывают последними и питают расположенные ниже части отливки. Направленное
затвердевание применяют при производстве отливок из сплавов с большой
усадкой при наличии в них массивных сечений.
Расчет литниковых систем основан на применении уравнений гидравлики
для идеальных жидкостей текущих в газонепроницаемых каналах. Так как
жидкий металл не является идеальной жидкостью а форма газопроницаема
дополнительно используют опытно- экспериментальные данные (номограммы
эмпирические формулы) [56].
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.
Р и с.3.16. Схема к определению расчетного напора для подвода металла:
а – по разъёму б – сверху в – снизу
Высота расчетного напора зависит от способа подвода расплава к отливке
(рис.3.16) и определяется по формуле
где Н – расстояние от уровня чаши до питателя см; Р – высота отливки над
питателем см; С – общая высота отливки см.
Продолжительность заливки может быть определена по формуле
где – продолжительность заливки с; S – преобладающая толщина стенки
отливки мм; G – металлоемкость формы кг; f – коэффициент зависящий от
толщины стенки и конфигурации отливок: для чугуна 17 20; для стали
1 17; для алюминиевых сплавов 17 30; медных сплавов 20 21;
магниевых сплавов 23 45.
Суммарная площадь сечения питателей может быть найдена по одной из
где x – коэффициент учитывающий среднюю толщину стенок отливки: при
толщине стенок 25 35 мм; 35 80 мм; 80 150 мм соответственно равен
; 49; 43; Mo – номинальная масса отливки кг; Hр – расчетный
статический напор см; m – коэффициент зависящий от толщины стенки
отливки: при толщине стенок до 15 мм; от 16 до 30 мм и свыше 30 мм
коэффициент m соответственно равен 041; 047; 055.
При всех способах расчета размеры каждого питателя вычисляют по
формуле Fп =Fп n где n – количество питателей в форме.
В литейной практике распространен способ определения площади
поперечных сечений шлакоуловителя Fшл и стояка Fст исходя из приближенных
соотношений [p [p [p
[p [pic] для медных сплавов [3 5 6].
Площадь сечения шлакоуловителя Fшл (см2) может быть вычислена также по
где ρ – плотность расплава гсм3; V – скорость течения расплава в
шлакоуловителе равная (35 45) смс.
При расчете стояка сначала находят площадь его верхнего сечения у
литниковой чаши (см2) по формуле
где H – полный напор (расстояние от уровня заливки до питателя) см; hч –
высота литниковой чаши или воронки см.
Затем определяют диаметр верхнего сечения стояка
и его нижний диаметр принимая уклон 1:12 (~ 2 3º). При этом площадь
нижнего сечения стояка не должна быть меньше площади наименьшего сечения
каналов литниковой системы.
Получаемые по этим соотношениям площади сечений обычно требуют
корректировки которая проводится при изготовлении пробных отливок.
Питатели и шлакоуловители обычно выполняют в форме трапеции
обращенной большим основанием к разъёму формы.
Литниковую систему выполняют в масштабе изображения детали
сплошной тонкой линией (рис.17); допускается её выполнение красным цветом;
сечения элементов литниковой системы не штрихуют.
Способы питания отливок. Одной из причин образования дефектов отливок
является объёмная усадка сплава. Усадочные дефекты образуются в результате
неодновременного затвердевания различных частей отливки. Массивные части
отливки затвердевают дольше при этом они отдают часть расплава соседним
участкам с более тонким сечением которые затвердевают раньше. Эффективным
методом предотвращения усадочных дефектов является питание массивных частей
отливки при затвердевании через питающие бобышки выпоры или прибыли а
также охлаждение отдельных мест отливки (рис.3.18).
Питающие выпоры применяют в основном для питания утолщенных мест
чугунных отливок. В зависимости от питаемого участка А выбирают следующие
размеры выпора: d = 08А; d1 = 12d; d2 = 16d; h = (25 3)d.
Питающие бобышки используют также для питания массивных участков
чугунных отливок. При этом необходимо учитывать что бобышки считаются
частью отливки; питатель подводящий расплав к бобышке должен иметь
наименьшее допустимое сечение; сечение переходного канала от бобышки к
отливке не должно превышать более чем в два раза суммарное сечение
питателей. Основные размеры питающей бобышки: D =80 120 мм H = (12 18)D
l = 20 30 мм A = 80 100 мм.
Прибыли используют для питания массивных частей отливок изготовляемых
из различных сплавов. По конструкции прибыли бывают открытыми и закрытыми.
Прибыль должна удовлетворять следующим требованиям: объём её должен быть
достаточным для питания теплового узла а высота – достаточной для
размещения в ней усадочной раковины. Кроме того прибыль должна
затвердевать позже питаемого ею узла отливки. В табл.3.10 приведена
методика выбора конструкции прибыли и определения её размеров в зависимости
от размеров питаемого теплового узла [11]. Основные свойства литейных
сплавов приведены в прил.3.4.расплава в прибыли должна составлять
15 массы питаемого ею узла.
Методы расчета размеров прибылей основаны на обобщении практических
данных. Размеры обычных открытых прибылей находят методом построения
вписанных окружностей: диаметр каждой вышерасположенной вписанной
окружности должен быть больше диаметра предыдущей т.е. dd1d2d3 и т. д.
Уклон стенок прибыли принимают равным ~ 5º.
Конструкции прибылей и формулы для расчета
В верхней части табл.3.10 приведены конструктивные элементы прибылей
в нижней – формулы для их расчета. Прибыли первых трех исполнений – прямые
открытые. Высоту открытых прибылей обычно увеличивают до высоты верхней
опоки что приводит к перерасходу сплава. Прибыль четвертого исполнения –
закрытая со сферической верхней частью. Сущность работы закрытой прибыли
работающей под атмосферным давлением заключается в том что после
образования наружной корочки прибыли атмосферное давление продолжает
действовать на расплав через песчаный стержень 1 благодаря чему прибыль
питает отливку. Основными параметрами характеризующими размеры теплового
узла являются: отношение внутреннего диаметра отливки do и её высоты Lo к
диаметру сферы Dту вписанной в самую массивную часть отливки равную
толщине So её стенки.
Прибыли на чертеже элементов литейной формы обозначают порядковым
номером на полке линии-выноски перед которым ставят слово "Прибыль" и
указывают общее количество прибылей этого номера. Прибыль изображают
сплошной тонкой линией которую допускается выполнять красным цветом. На
рис.3.19 приведен чертёж элементов литейной формы с модельно-литейными
указаниями для изготовления отливки "Поршень" учитывающий вышеприведенные
требования по его оформлению (сечения элементов ЛПС не показаны).
Определение размеров опок. Чтобы расположить модели в опоках нужно
предусмотреть место для литниковой системы а также определить расстояния
между моделями и опокой моделью и литниковой системой. Недостаточная
величина слоя смеси в указанных местах вызывает раздутие формы и утечку
расплава а слишком большая – перерасход формовочной смеси. Расстояние от
модели или литниковой системы до боковой стенки опоки принимают для
небольших отливок 30 50 мм для средних – 50 120 мм и для крупных – 120 250
мм. Со стороны стержневых знаков это расстояние может быть уменьшено. Слой
смеси над моделью принимают для небольших отливок 60 100 мм для средних –
0 150 мм и для крупных – 150 300 мм. Размеры и конструкции опок
нормализованы [3 611].
4. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОТЛИВКИ
Обозначение точности отливки. В технических требованиях чертежа отливки
или детали с нанесенными размерами отливки должны быть указаны нормы
точности отливки в следующем порядке: класс размерной точности степень
коробления степень точности поверхностей класс точности массы и допуск
Пример условного обозначения отливки 9-го класса размерной точности 7-
й степени коробления 5-й степени точности поверхностей 8-го класса
точности массы с допуском смещения 0.8 мм:
Точность отливки 9-7-5-8 См. 08 ГОСТ 26645-85.
В технических требованиях чертежа отливки должны быть указаны в приведенном
порядке значения номинальных масс детали припусков на обработку
технологических напусков и массы отливки.
Пример обозначения номинальных масс равных для детали 2035кг для
припусков на обработку 315 кг для технологических напусков 135кг для
Масса 2035-315-135-2485 ГОСТ 26645-85.
Для необрабатываемых отливок или при отсутствии технологических
напусков соответствующие величины обозначаются через "0": 2035-0-0-
Чертеж отливки с техническими требованиями должен содержать все данные
необходимые для изготовления и контроля отливки. Выполняется чертеж в
соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и ГОСТ 3.1125-88. Масштаб
В графе основной надписи чертежа под наименованием детали пишут слово
отливка". При вычерчивании отливки учитывают припуски с указанием их
величины. Если графический документ на отливку изображают на копии чертежа
детали то элементы отливки выполняют красным цветом. Черновые базы
первоначальной обработки указывают на соответствующих поверхностях
специальными значками. Контролируемые размеры рекомендуется указывать от
Отливка на чертеже изображается такой какой она выдается из литейного
цеха. При этом остатки питателей выпоров и прибылей если они не удаляются
полностью в литейном цехе изображаются на чертеже отливки. Линия отрезки
должна соответствовать способу отрезки: при отрезке резцом пилой дисковой
фрезой её выполняют сплошной тонкой линией при огневой отрезке или
обламывании – сплошной тонкой волнистой линией.
Технические требования на изготовление отливки составляют на основе
требований предъявляемых к детали и примечаний сформулированных на
чертеже элементов литейной формы. В них отражают перечень мероприятий
выполнение которых обеспечивает требуемое качество поверхностного слоя
отливки (очистка от пригара заварка раковин удаление заусенцев и острых
кромок); сведения о формовочных уклонах и неуказанных радиусах закруглений;
нормы точности отливки; номинальные массы детали припусков на
механообработку технологических напусков отливки и допуск массы отливки;
вид термообработки и гарантируемую твердость. Технические требования
располагают над основной надписью чертежа без заголовка в порядке
указанном в таблице 3.11.
Технические требования на изготовление отливки
№ Вид требования Параметр требования
Качество поверхности отливки Поверхность отливки очистить от пригара
Допускаемая глубина внешних Заварка раковин на поверхности А не
дефектов на ответственных допускается
Допускаемая величина заусенцев Заусенцы и острые кромки не допускаются
Формовочные уклоны Формовочные уклоны (см. табл.9)
Неуказанные литейные радиусы Неуказанные литейные радиусы R (см.
Точность изготовления отливки Точность отливки ..ГОСТ 26645-85
Номинальные массы детали .ГОСТ 26645-85
припусков технологических Допуск массы отливки .(%)
напусков и отливки. Допуск
Термообработка и диапазон Термообработка – (выбрать вид
твердости отливки по Бринеллю термообработки отливки) твердость ( )
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ОТЛИВОК
Цены отливок определяются по прейскуранту 25-01 [12]
введенному в действие с 01.01.1991г с учетом коэффициента учитывающего
уровень изменения цен в условиях рыночной экономики. Оплата отливок
дифференцирована по маркам сплавов массе сложности серийности годового
заказа механическим свойствам точностным и качественным характеристикам
регламентируемым нормативно-технической документацией.
Оплата отливок производится по оптовым ценам включающим: табличные
оптовые цены предусмотренные разделом 2 прейскуранта; оптовые цены
определяемые в соответствии с разделом 2 через коэффициенты расчета;
доплаты и скидки к оптовым ценам при изменении потребительских свойств
При определении оптовой цены учитывается расчетная масса отливки
устанавливаемая по ее чертежу исходя из размеров окончательно обработанной
детали с учетом точностных характеристик отливки (припуски на механическую
обработку допуски размеров и массы) регламентируемых по ГОСТ 26645-85 и
Оптовые цены установлены за 1т отливок конкретной массы указанной в
таблицах цен. Если масса отливки не совпадает с конкретными значениями
массы предусмотренными таблицей цен то оптовая цена 1т определяется
интерполяцией по формуле
где Цх –искомая оптовая цена для отливки с промежуточным значением массы
Мх руб.;М1 – ближайшее значение массы предусмотренное таблицей цен
меньшее чем Мх кг; М2 – ближайшее значение массы предусмотренное
таблицей цен большее чем Мх кг; Ц1 – оптовая цена для отливки массой М1
руб.; Ц2 – оптовая цена для отливки массой М2 руб.
По конструктивно-технологической сложности отливки подразделяются на
шесть групп. Группа сложности отливки устанавливается по классификатору
групп сложности отливок (раздел 4 прейскуранта).
Оптовые цены на отливки установлены с учетом указанных в табл.1.1
прейскуранта базовых значений классов точности размеров и массы по ГОСТ
645-85. За поставку отливок изготовляемых с повышенными или пониженными
против базовых значениями классов точности размеров и массы применяются
доплаты или скидки в размерах предусмотренных табл.1.1а. Скидки
устанавливаются в половинном размере от доплат.
Оптовые цены на отливки установлены с учетом указанных в табл.1.2
базовых толщин стенок отливок. За поставку отливок с утоненными против
базовых толщин стенок производится доплата в размере указанном в табл.1.3.
По отливкам изготовляемым литьем под давлением центробежным методом по
выплавляемым моделям доплаты за тонкостенность не производятся.
В зависимости от назначения и требований предъявляемых к литым
деталям отливки разделяются на 3 группы :отливки общего назначения
ответственного назначения и особо ответственного назначения. Оптовые цены
установлены на отливки общего назначения.
За поставку отливок ответственного назначения предусматривается доплата
в размере 3% а за поставку отливок особо ответственного назначения – в
размере 5% к оптовой цене за 1т отливок. За поставку отливок с повышенными
требованиями по непроницаемости производятся доплаты к оптовым ценам в
размерах указанных в табл 3.1.6.
Оплата отливок дифференцирована по десяти группам серийности в
зависимости от массы отливок и их количества в годовом заказе.
Классификация отливок по группам серийности приведена в табл. 1.7. Оптовые
цены на отливки установлены для пятой группы серийности. Оплата отливок
изготовляемых количеством по 1- 4 группам серийности производится с
применением скидок предусмотренных табл.1.8. Оплата отливок изготовляемых
количеством по 6-10 группам серийности производится с применением доплат
предусмотренных табл.1.8.
В оптовых ценах на отливки из ковкого чугуна высокопрочного чугуна с
шаровидным графитом и антифрикционного чугуна учтена стоимость термической
обработки. Термическая обработка остальных отливок и их очистка
оплачивается сверх оптовой цены согласно табл.1.10. При поставке отливок
грунтованными производится доплата в размерах указанных в табл.1.12.
Важно учесть что каждая из доплат (скидок) установленных в
процентах исчисляется оптовой ценой указанной в таблице цен прейскуранта
или определенной по базовым ценам через коэффициент расчета.
Отливка масса которой совпадает с граничной указанной для весовых
групп в таблицах прейскуранта относится к весовой группе большей массы.
Так отливка массой 063 кг относится к весовой группе 063-10 кг; отливка
массой 10кг - к весовой группе 10-16кг.
Оптовые цены на отливки. Учитывая большое разнообразие марок сплавов
в Прейскуранте выбраны базовые марки сплавов в соответствии с табл. 2.1а
на каждую из которых приведены оптовые цены. Оптовые цены на отливки из
других марок сплавов определяются умножением оптовой цены отливок
изготовляемых из базовой марки сплава на коэффициент Кц расчета оптовых
цен (табл.2.5) учитывающий конкретную марку сплава.
Пример: определить оптовую цену 1т отливок из серого чугуна марки СЧ
массой 10 кг 3-й группы сложности.
В данном примере с табличным значением по прейскуранту не совпадают ни
масса отливки ни марка чугуна с базовой маркой. Сначала путем интерполяции
определим оптовую цену 1т отливок из базовой марки чугуна СЧ 20 массой 10
кг 3-й группы сложности:
по табл.2.1 имеем М1=9 кг; Ц1=468 руб.т; М2=11.25 кг; Ц2=460 руб.т
Для отливок из серого чугуна марки СЧ 25 по табл.2.5 коэффициент Кц равен
1. Тогда оптовая цена 1 т отливок из серого чугуна СЧ 25 массой 10 кг 3-
й группы сложности составит
Цопт = Цх · Кц = 464.4 ·1.01 = 469.1 руб.т
От этой цены рассчитывают доплаты или скидки за потребительские свойства
отливок отличающиеся от указанных в Прейскуранте.
Стоимость отливки в первом приближении может быть вычислена по массе
отливки требующейся на изготовление детали за вычетом массы отходов
где СОПТ – оптовая цена 1т отливок массой Мотл заданных потребительских
свойств руб.т; Цотх. – оптовая цена 1т отходов (стружки) руб.т.
где Ктр Ктм Кs Кс – доплаты или скидки к оптовой цене отливки
соответственно за точность размеров массу толщину стенок и серийность;
Цто и Цо – стоимость термической обработки и очистки отливок руб.т.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Описание методики иллюстрируется примером проектирования литой
заготовки для детали "Корпус". В приложении 14 приведены варианты заданий
для самостоятельного проектирования. Исходным документом для проектирования
является рабочий чертеж детали (рис.3.20). Деталь представляет собой
корпус. Материал – сталь 30Л ГОСТ 977-88 масса 218 кг. Термообработка –
отжиг и нормализация с высоким отпуском. Производство мелкосерийное (Nгод =
00 шт.) механизированное.
Анализ чертежа детали на соответствие требованиям литейной
технологии. Исходя из задания необходимо изготовить стальную отливку
средней сложности группа сложности вторая [6]. В условиях мелкосерийного
типа производства наиболее экономичным способом изготовления является литьё
в разовые песчаные формы. Способ формовки – машинная формовка по разъёмной
модели в двух опоках с уровнем уплотнения до твердости формы не ниже 70
Анализ технических требований и технологичности конструкции детали
показывает что она является симметричным телом вращения; наружные
поверхности диаметром D=100 мм D1=75 мм переходный конус под углом 45º и
нижний торец детали не подлежат механической обработке; наиболее точная
поверхность диметром d = 56 мм (база А) выполнена по 9 квалитету точности
верхний торец корпуса связан с базой А допуском торцового биения
поверхность внутреннего отверстия (d+a)=61 мм связана с базой А допуском
соосности неуказанные предельные отклонения размеров выполнены по 14
квалитету. Минимальная толщина стенок 7 8 мм может быть получена выбранным
способом литья. Восемь отверстий М10 не имеет смысла получать литьём они
являются напуском. Сталь имеет низкую жидкотекучесть и большую объёмную
усадку (до 2%) склонна к образованию горячих трещин. Поэтому целесообразно
всю отливку расположить в нижней полуформе вертикально совместив плоскость
разъёма формы с её верхним торцом; подводить металл к отливке следует
сверху способствуя её направленному затвердеванию и питанию. На массивных
верхних частях отливки для питания расплавом необходимо предусмотреть
прибыль. Стержнем в отливке будут получены две внутренние цилиндрические
поверхности под последующее растачивание в размеры 56H9 и 51H10. Получить
стержнем внутреннюю цилиндрическую поверхность глубиной 23 мм под
последующее растачивание в размер 61H10 не представляется возможным так
как на этом участке уменьшается толщина стенки и затрудняется питание более
массивной части отливки расположенной ниже что может вызвать образование
В качестве черновых баз механической обработки целесообразно принять
нижний торец корпуса и цилиндрическую поверхность диаметром D1=75 мм
реализуя таким образом явную установочную базу по торцу и двойную
опорную скрытую базу по цилиндру.
Назначение норм точности отливки. Пользуясь методическим пособием
назначаем нормы и показатели точности отливки (см. табл.3.3). Принимая во
внимание среднюю сложность отливки мелкосерийное механизированное
производство материал отливки - стальная термообрабатываемая с наибольшим
габаритным размером лежащим в интервале 100-250 мм по табл. П2.1 выбираем
диапазон классов размерной точности 9-13 а с учетом примечания 1
окончательно принимаем класс размерной точности отливки 11 (КР 11).
По табл. П3.1 определяем степень коробления отливки по её элементу с
наибольшей степенью коробления (см. рис. 3.3б). Таким элементом является
внутренний цилиндр (d = 56 мм L = 95 мм).
Для отношения dL=059 с учетом разовой формы и термообработки отливки
попадаем в интервал 4-7 а в соответствии с примечанием 1 принимаем 6-ю
степень коробления (СК 6). Степень коробления отливки в целом принимается
по наибольшему значению степени коробления её элемента.
По табл.П4.1 определяем диапазон степени точности поверхностей отливки
-19 и с учетом примечания окончательно выбираем 15-ю степень точности
поверхностей (СП 15).
По табл.П6.1 определяем значение шероховатости поверхностей отливки для
степени точности её поверхностей Ra = 50 мкм; допуск неровностей по
табл.П7.1 составляет 12 мкм поля допусков (±06 мкм).
По табл.П5.1 определяем диапазон классов точности массы отливки 8-15 и
с учетом примечания принимаем класс точности массы 11т (КМ 11т) допуск
массы (%) назначаем по табл.П7.2 после определения припусков размеров
объёма и массы отливки. Допуск смещения отливки по плоскости разъёма не
назначаем так как вся отливка располагается в нижней полуформе.
По табл.П8.1 для 15 степени точности поверхностей отливки
расположенных при заливке снизу или вертикально принимаем 8 ряд припусков
(РП 8) а для поверхностей расположенных при заливке сверху принимаем 10
Результаты анализа и найденные показатели точности изготовления отливки
вносим в карту проектирования техпроцесса (табл.3.12).
Карта проектирования техпроцесса
Иванов И.И. 3-МС-1 10 01.10.05
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Корпус
Масса детали кг 218
Материал термообработка Сталь 30Л ГОСТ 977-88 отжиг и
нормализация с высоким отпуском
Способ литья Литьё в разовые песчано-глинистые формы
Способ формовки твердость формы после Машинная формовка в двух опоках по
уплотнения разъёмной модели до твердости после
уплотнения не ниже 70 единиц
Нормы точности отливки по ГОСТ 26645-85
Класс размерной точности отливки Прил. 2 табл.П2.1 (9-13) КР11
Степень коробления отливки Прил. 3 табл.П3.1 (4-7)
Степень точности поверхностей Прил. 4 табл.П4.1 (12-19) СП15
Класс точности массы отливки Прил. 5 табл.П5.1 (8-15) КМ11т
Допуск смещения по плоскости разъёма Не назначается
формы в диаметральном выражении мм
Шероховатость поверхности отливки мкм Прил. 6 табл.П6.1 Ra=50
Допуск неровностей поверхности отливки Прил.7 табл.П7.1 (±06 мкм)
Допуск массы % Прил.7 табл.П7.2 (±10%)
Ряд припусков Прил.8 табл.П8.1 (6-9) РП8
Уровень точности обработки Прил. 9 табл.П9.1 Средний
Разработка чертежа элементов литейной формы
По варианту задания в масштабе 1:1 вычертите эскиз готовой детали в
том положении которое отливка занимает в литейной форме (рис.3.21).Укажите
размеры знаки шероховатости и черновые базы. Пометьте будущее положение
плоскости разъёма модели и формы.
Пользуясь методическими указаниями определите допуски припуски и
номинальные размеры отливки в последовательности изложенной в табл.3.13.
Выделите латинскими буквами поверхности подлежащие механической обработке.
Руководствуясь рис.3.9 определите для каждой поверхности схему её
механической обработки и соответствующее этой схеме правило учета общего
допуска при назначении припуска. Определите вид размера ВР (см. рис.3.2) и
класс точности каждого размера КР от базы до обрабатываемой поверхности. По
табл.П10.1 установите допуски размеров отливки от базы до обрабатываемой
Размер L. Элемент отливки – длина L образован двумя полуформами и
размер L перпендикулярен к плоскости разъёма формы. Следовательно допуск
размера L установите в соответствии с принятым 11 классом размерной
точности отливки. По табл.П10.1 величина допуска размера L=95 мм равна TL =
мм. Элемент L расположен в одной части формы подвергается
механообработке поэтому поле допуска установите симметричным: ±05TL =
Размер l. Элемент отливки – буртик l образован одним стержнем.
Следовательно допуск размера l установите на 2 класса точнее класса
точности размеров отливки т.е. по 10 классу. По табл. П10.1 величина
допуска для размера элемент образован одним
стержнем и подвергается механообработке. Поэтому поле допуска установите
симметричным: ±05T1 = ±08 мм.
Размеры D и D1. Элементы отливки – наружные цилиндрические
поверхности. Каждый элемент образован одной частью литейной формы.
Следовательно допуски размеров D и D1 установите на 2 класса точнее класса
точности размеров отливки т.е. по 10 классу. По табл.П10.1 величины
допусков для размеров D = 100 мм и D1 = 75 мм равны 28 мм. Каждый элемент
расположен в одной части формы не подвергается обработке охватываемый.
Поэтому поле допуска установите односторонним "в минус": TD = TD1 = -28
Размеры d и (d-b). Элементы отливки – внутренние цилиндрические
поверхности каждый элемент образован одним стержнем. Следовательно
допуски размеров установите на два класса точнее класса размерной
точности отливки т.е. по 10 классу. По табл. П10.1 величины допусков
размеров d = 56мм (d – b) = 51 мм равны 24 мм (попадают в один интервал
размеров). Все элементы подвергаются обработке поэтому поле допуска
установите симметричным: ±12 мм.
По табл.П10.2 установите допуски формы и расположения поверхностей
элементов отливки с учетом номинального размера нормируемого участка и
По табл. П10.1 установите допуск смещения вызванного перекосом
стержня с учетом размера наиболее тонкой стенки формируемой с участием
В соответствии с рис.3.5 определите позиционный допуск размеров
отверстий 56H9 и 51Н10 с учетом диаметра базовой поверхности класса
точности размера и величины допуска размера от базы.
Установите по табл. П10.3 общие допуски элементов отливки учитывающие
совместное влияние допуска размера и допуска формы и расположения
поверхности. Если таких величин больше двух то операция расчета
выполняется последовательно: сначала для двух величин затем для общего
допуска как результирующего двух величин и третьей величины и т.д. В
табл.3.13-3.15 * обозначены порядковые номера допусков при определении
общего допуска по схеме: Т*1>T*2>T*3 и т.д. Введите коррекцию в величины
общих допусков с учетом схемы обработки поверхности отливки (см. рис.3.9)
при последующем определении припуска на механическую обработку.
По табл. П13.1 определите допуски размеров детали от базы обработки до
обрабатываемой поверхности и вычислите соотношение между допусками размера
детали и отливки ТдТотл.
По табл. П11.1 определите вид механообработки соответствующий
отношению допусков размеров детали и отливки а по табл. П11.2 с учетом
примечаний определите вид механообработки соответствующий отношению
допусков формы и расположения поверхности детали и отливки. Выберите вид
наиболее точной механической обработки каждой поверхности отливки который
будет учитываться при выборе величины припуска на обработку.
С учетом положения отливки в форме на поверхность «А» скорректируйте
табличное значение ряда припусков. По табл.П11.3 определите общий припуск
на сторону на каждую обрабатываемую поверхность. Входными параметрами при
этом являются общий допуск элемента поверхности отливки То.общ ряд
припуска (РП) и вид наиболее точной механической обработки. Руководствуясь
методическими указаниями (см. рис.3.10) рассчитайте номинальные размеры
отливки и проставьте их допускаемые отклонения.
По данным табл.3.13 изобразите на Вашем эскизе припуски на
обработку и укажите их величины слева от знака шероховатости.
Обозначьте плоскость разъёма модели и формы и проведите её синим
Спроектируйте стержень обозначьте его укажите размеры; обведите
контур стержня синим цветом заштрихуйте стержень по контуру. Спроектируйте
и изобразите разделительную диафрагму обведите её контур синим цветом.
Дайте в примечаниях указание о величине формовочных уклонов и
неуказанных радиусах закруглений.
Обозначьте технологические напуски (красным цветом) дайте в
Примечаниях указание о припусках на усадку сплава.
Сконструируйте прибыль и рассчитайте её размеры. Толщина стенки So
в верхней части отливки равна диаметру Dту сферы вписанной в самую
массивную часть теплового узла и составляет Dту= So= (100-498)2=251 мм.
Параметры теплового узла (см.табл.10): doSo= 498251= 2; LoSo =
Определение допусков припусков и размеров отливки
Последовательность Обрабатываемые резанием поверхности отливки
назначения припусков
h14 7h14 56H9 51H10
Схема механической обработки см. см. см .рис.3.см.
рис.3.9а рис.3.9а 9б рис.3.9б
Номинальный размер от базы до
обрабатываемой поверхности 95h14 7h14 56H9 51H10
Вид размера по ГОСТ 26645-85 2 1 1 1
Класс точности размера КР 11 10 10 10
Допуск размера отливки 44 *1 16 *1 24 *1 24 *1
Допуск формы поверхности
нормируемого участка мм 100 75 95 95
степень коробления элемента
отливки СКэ 6 6 6 6
допуск формы Тф мм 04 *2 04 *2 04 *4 04 *4
Допуск смещения отливки Тсм1 не не не не
по плоскости разъёма назна-чаетсназна-чаетназна-чаетназна-чает
Допуск смещения вызванного
размер наиболее тонкой
стенки формируемый с
участием стержня (75-56)2 = 95 95
класс точности размера КР 16 *2 16 *2
допуск смещения Тсм2 мм
Позиционный допуск:
диаметр базовой поверхности 75 75
вид размера ВР 10 10
класс точности размера КР
допуски размеров отливки от 28 28
базы То мм (см. рис.3.5) 14 *3 14 *3
позиционный допуск Тпоз мм
Общий допуск То.общ мм 50 16 36 36
Общий допуск при назначении
припуска То.общ мм (см. 50 16 18 18
мехобработки: база-ось база-ось
Допуск размера детали от базы087 036 00742=00122=00
Тд мм (см. табл. П13.1) 08744=003616=0037 6
Отношение ТдТотл 20 23 003724=00624=0
Вид мехобработки (см. черновая черновая 002 03
табл.П11.1) 01611=0- чистовая чистовая
Отношение Тф.дТф.отл 15 - - -
Вид мехобработки (см. пчистовая черновая - -
табл.П11.2) пчистовая чистовая чистовая
механичес-кой обработки
Ряд припусков РП верх 10 8 8 8
Общий припуск Zобщ мм 58 21 31 28
Размер отливки мм 1008 91 498 454
Поле допуска размера ±22 ±08 ±12 ±12
Р и с. 3.21. Чертеж элементов литейной формы
Это значит что элементы прибыли примерно отвечают условиям исполнения 2
или 3. Принимаем исполнение 2 тогда Hпр = 06Lo+035So =
·1008+035·251 = 6926 мм. Принимаем Hпр =70 мм.
Верхнюю опоку выбирают в зависимости от размеров отливки и её прибыли:
высота 75 мм внутренний диаметр Dоп = 3D = 3·100 = 300 мм округляя до
табличных значений [57].
Вычислите номинальную массу отливки Мо на основе построения 3D-
модели и определения МЦХ. При расчете объёма отливки без применения 3D-
моделирования весь объём условно разбейте на элементарные объёмы простейших
Номинальную массу отливки вычисляют по формуле
где Vo – объём отливки вычисленный по номинальным размерам отливки (см.
табл3..13) с учетом припусков и напусков см3; ρ – плотность материала
отливки гсм3 (см. табл. П12.1).
Для заданной отливки расчетом получена масса Мо = 369 кг.
Рассчитайте элементы литниковой системы (см. рис. 3.21).
Расчетный статический напор Hp = Hст + p22Lo = 75+0=75 см.
Суммарная площадь поперечного сечения питателей
где расчетная металлоемкость формы G = Mo + Mприбыли + Млпс = 7 кг.
Выбираем один питатель с размерами оснований трапеции 25х22 мм высотой 8
мм скорость течения расплава в шлакоуловителе 40 смс.
Продолжительность заливки формы [pic]= 1038 с.
Площадь шлакоуловителя [pic]215 см2. Размеры оснований трапеции 20х16 мм
высота 12 мм. Сечение стояка [pic]31 см2 [pic]2 см = 20 мм.
Изобразите литниковую систему. Вычертите на свободном поле чертежа
сечения всех элементов литниковой системы в масштабе 1:1 проставьте
размеры; площади сечений не штрихуют. Наружные контуры отливки и литниковую
систему обведите красным цветом.
Разработка чертежа отливки. Оформите чертёж отливки (рис.3.22) и
сформулируйте технические требования на её изготовление руководствуясь
Определение стоимости отливки. Базовой маркой стали для отливки из
конструкционной нелегированной стали 30Л является сталь 25Л ГОСТ 977-88. По
табл.2.4 прейскуранта [12] определите оптовую цену 1т отливок 2 группы
сложности массой Мо=369 кг из базовой марки стали 25Л: М1=3575 кг; Ц1 =
1 руб.т М2=45 кг; Ц2=482 руб.т.
По табл. 2.5 определите величину коэффициента расчета оптовых цен Кц для
отливок из стали 30Л (Кц= 1015) и оптовую цену 1т отливок из стали 30Л:
ЦОПТ = Цх · Кц = 48988 ·1015 = 49723 рубт. Установите по табл.1.1
Прейскуранта базовые значения точностных характеристик стальной отливки 2-
й группы сложности с наибольшим габаритным размером до 100 мм: класс
точности размеров 11 класс точности массы 11. Отливка "Корпус" имеет класс
размерной точности 11 класс точности массы 11т. По табл.1.1а определите
величину доплат к оптовой цене за точность размеров и точность массы
отличные от базовых значений: kтр= 0 kтм= +0025. По табл.1.2 для стальной
отливки массой 369 кг базовая толщина стенки составляет 11 мм фактическая
средняя толщина стенок отливки больше базовой поэтому доплату за
тонкостенность не назначаем т.е. ks=0. По табл.1.7 определите группу
серийности отливок массой 369 кг при Nг=1000 шт.год: имеем 8 группу. По
табл.1.8 рассчитайте величину доплат для 8 группы серийности: kc=018. По
табл.1.10 найдите величину доплат за термическую обработку и очистку
отливок: Цто = 40 руб.т Цо = 8 руб.т.
Определите оптовую цену 1т отливок массой Мо=369 кг заданных
потребительских свойств:
= 49723·(1+0+0025+0+018 )+40+8 =64716 руб.т.
Рассчитайте стоимость отливки в ценах 1991 г.:
Определите фактическую стоимость отливки:
Сотл.факт= Сотл.·kинфл.= 235·31=7285 руб
Р и с. 3.22. Чертёж отливки
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Ознакомиться с теоретическими основами и методикой проектирования
заготовок литьём в разовые песчаные формы.
Проанализировать исходные данные для проектирования заполнить карту
проектирования технологического процесса (табл.3.1) определить нормы
точности отливки рассчитать величины припусков и номинальных размеров
Выполнить чертеж детали по заданному варианту определить МЦХ по 3D -
модели (рис.1); выполнить чертеж отливки и определить МЦХ по 3D –
Разработать чертёж элементов литейной формы (рис.3.2).
Оформить чертёж отливки (рис.3.3) и сформулировать технические
требования на её изготовление.
ФОРМА ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Карта проектирования технологического процесса (табл.3.12).
Сводная таблица результатов расчета припусков и размеров отливки
Чертёж детали (рис.3.20).
Чертеж элементов литейной формы (рис.3.21).
Чертёж отливки (рис.3.22).
Рассмотрим ещё один пример [4] назначения допусков и припусков на
механическую обработку отливки – ступицы заднего колеса автомобиля ЗИЛ
(рис.23). Исходные данные: материал КЧ 35-10 наибольший габаритный размер
6 мм масса 22 кг сложность отливки – средняя термообработка –
графитизирующий отжиг способ литья – в сырые ПГФ из смеси влажностью от
до 45 % твердостью не ниже 70 единиц машинное поточно-
механизированное производство со средним техническим уровнем технологии
механической обработки. Пользуясь стандартом и методическими указаниями
(см. табл.3.3) назначаем нормы точности отливки.
Рис. 3.23. Ступица колеса
По табл. П2.1 для заданного технологического процесса габаритного
размера 326 мм и сплава КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал классов
размерной точности 9-13 и согласно примечаниям принимаем 11 класс точности
По табл. П3.1 определяем степень коробления элементов отливки: фланца
(см. рис. 3.3а) и цилиндра отливки (см. рис.3.3б). При определении степени
коробления фланца за высоту принимается толщина h=28мм за длину – диаметр
D=326 мм; отношение hD = 0083. Для отношения 0083 с учётом разовой формы
и термообработки отливки попадаем в интервал 6-9 степеней коробления и в
соответствии с примечаниями принимаем 8 степень коробления СКэ = 8. При
определении степени коробления цилиндра за высоту принимается диаметр d=136
мм за длину L=230 мм; отношение dL = 059. Для отношения 059 с учётом
разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 4-7 степеней
коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 6 степень коробления
СКэ = 6. Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему
значению степени коробления её элемента т.е. СК 8.
По табл. П4.1 для заданного технологического процесса габаритного
размера 326 мм и сплава КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал степеней
точности поверхностей 13-19 и с учетом примечаний принимаем 15 степень
точности поверхностей отливки СП 15.
По табл. П5.1 для заданного технологического процесса номинальной
массы 22 кг и материала КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал классов
точности массы 8-15 и согласно примечаниям принимаем 11 класс точности
массы отливки КМ 11.
Допуск смещения отливки определяем для наименьшей толщины стенки в
плоскости разъёма формы по классу размерной точности отливки КР 11. В нашем
случае наименьшая толщина стенки h = 14 мм; по табл.П10.1 для КР 11 и h =14
мм допуск смещения Тсм = 32 мм. Таким образом найдены основные точностные
параметры отливки ступицы заднего колеса:
Точность отливки: 11 – 8 – 15 – 11 См. 32 мм ГОСТ 26645-85.
Для обрабатываемых резанием поверхностей по табл. П8.1 для степени
точности поверхностей отливки СП 15 определяем интервал ряда припусков 6-9
и с учетом примечаний принимаем 9 ряд припусков.
Последовательность определения допусков и припусков на обрабатываемые
поверхности отливки приведена в таблице 3.14.
А=158 В=27 С=136 D=135 Е=150 F=99
Схема механической Рис.9 аРис.9 бРис.9 б Рис.9 б Рис.9 бРис.9 а
Номинальный размер от
базы до обрабатываемой158 27 136 135 150 99
Вид размера ВР 2 2 1 1 1 2
Класс точности 11 11 10 10 10 11
Допуск размера отливки50 *1 36 *1 32 *1 32 *1 32 *1 44 *1
коробления): 136+30 326-186 150+20
номинальный размер = 166 = 140 230 230 230 = 170
нормируемого участка
степень коробления 10 *2 08 *2 08 *4 08 *4 08 *4 10 *2
элемента отливки СКэ
вызванного перекосом
стенки формируемый с - - 10 10 10 -
участием стержня мм - - 11т 11т 11т -
класс точности размера- - 20 *2 20 *2 20 *2 -
допуск смещения Тсм
поверхности мм - - 326 326 326 -
вид размера ВР - - 1 1 1 -
класс точности размера- - 10 10 10 -
допуск размера То мм
позиционный допуск - - 20 *3 20 *3 20 *3 -
Общий допуск То.общ 50 40 50 50 50 50
назначении припуска
То.общ мм 50 20 25 25 25 50
Вид механообработки: .
Допуск размера детали база-осьбаза-ось база-ос
от 09 021 0125 002 ь 08
базы Тд мм 018 0058 0039 00125 0017 0181
Отношение ТдТотл - - - - 0005 -
Отношение Тф.дТф.отл черноваполучисчисто-ватонкая - чернова
вид окончательной я то-вая я тонкая я
механической обработки
Ряд припусков РП верх 119 9 9 9 9
Общий припуск Zобщ мм48 31 43 46 46 40
Размер отливки мм 2388 332 1274 1258 1408 103
Поле допуска ±25 ±18 ±16 ±16 ±16 ±22
На рис 3.24 приведен чертеж отливки который должен быть положен в основу
построения 3D-модели и определения МЦХ.
Р и с. 3.24. Чертеж отливки
Рассмотрим следующий пример назначения допусков и припусков на
механическую обработку отливки – корпуса приспособления (рис.3.25).
Исходные данные: материал алюминиевый сплав АК5М ГОСТ 1583-93 наибольший
габаритный размер 200 мм масса 1785 кг сложность отливки – средняя
термообработка – искусственное старение способ литья – в сырые ПГФ из
смеси влажностью от 35 до 45 % твердостью не ниже 70 единиц машинное
поточно-механизированное производство со средним техническим уровнем
технологии механической обработки. Пользуясь стандартом и методическими
указаниями назначаем нормы точности отливки (см. табл. 3.3).
размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал классов
размерной точности 8-13т и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности
По табл. П3.1 определяем степень коробления элементов отливки:
основания (см. рис.3.3а) и цилиндра отливки (см. рис.3.3б). При определении
степени коробления основания за высоту принимается толщина h=20мм за длину
L=200 мм; отношение hL = 01. Для отношения 01 с учётом разовой формы и
термообработки отливки попадаем в интервал 5-8 степеней коробления и в
соответствии с примечаниями принимаем 5 степень коробления СКэ = 5. При
определении степени коробления цилиндра за высоту принимается диаметр d=38
мм за длину L=90 мм; отношение dL = 042. Для отношения 042 с учётом
коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 4 степень коробления
СКэ = 4. Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему
значению степени коробления её элемента т.е. СК 5.
размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал степеней
точности поверхностей 10-17 и с учетом примечаний принимаем 13 степень
точности поверхностей отливки СП 13.
массы до 10 кг и материала АК5М (термообработка) находим интервал классов
точности массы 7т-14 и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности
массы отливки КМ 10.
плоскости разъёма формы по классу размерной точности отливки КР 10. В нашем
случае наименьшая толщина стенки h = 85 мм (толщина ребра); по табл.П10.1
для КР 10 и h =85 мм допуск смещения Тсм = 16 мм. Таким образом найдены
основные точностные параметры отливки ступицы:
Точность отливки: 10 – 5 – 13 – 10 См. 16 мм ГОСТ 26645-85.
точности поверхностей отливки СП 13 определяем интервал ряда припусков 5-
и с учетом примечаний принимаем 5 ряд припусков РП 5.
поверхности отливки приведена в табл.3.15. На рис.3.26 приведен чертеж
отливки который должен быть положен в основу построения 3D-модели и
Схема механической обработкиРис.9 бРис.9 гРис.9 а
Номинальный размер от базы 20 110 55
Вид размера ВР 2 2 2
Класс точности размера КР 10 10 10
Допуск размера отливки 20 *1 32 *1 24 *1
Допуск формы поверхности (от
нормируемого участка мм 200 90 65
допуск формы Тф мм 05 *3 024 *5024 *3
Допуск смещения отливки по
плоскости разъёма (см. п.
Класс точности размера КР 85 85 85
Наименьшая толщина стенки 16 *2 16 *3 16 *2
Допуск смещения Тсм мм
(п.2.8 ГОСТ 26645-85):
участием стержня мм - 135 -
класс точности размера КР - 9т -
допуск смещения Тсм ст. мм - 11 *4 -
диаметр базовой поверхности- - -
вид размера ВР - 10 -
класс точности размера КР - 110 и -
размеры от базы мм - 55 -
допуски (см. рис.5 ) То мм - 32 и -
позиционный допуск Тпоз мм 24
Общий допуск То.общ мм 32 56 32
припуска То.общ мм (см. 16 28 32
Вид мехобработки: .
Допуск размера детали от
Тд мм 0105 027 0308
Отношение ТдТотл (вид м.о.)- - -
Отношение Тф.дТф.отл (вид получи-черно-вчерно-в
Ряд припусков РП 5 5 5
Общий припуск Zобщ мм 21 22 24
Размер отливки мм 242 336 526
Поле допуска ±10 ±16 ±12
Перечислите основные способы получения отливок.
Перечислите основные этапы изготовления отливок в разовые ПГФ.
Охарактеризуйте сущность достоинства недостатки и область применения
литья в разовые ПГФ.
Каковы основные требования технологичности отливок.
Какие литейные свойства сплава необходимо учитывать при выборе
Как выбирается положение отливки в форме.
С какой целью и в какой последовательности выполняется чертеж
элементов литейной формы.
Что включает в себя понятие "нормы точности отливки".
От чего зависят и как назначаются припуски на механическую обработку.
В чем особенности питания стальных и чугунных отливок.
Для чего предназначены и как рассчитываются прибыли.
Какие поверхности отливки следует выбирать в качестве черновых баз.
Каковы особенности простановки размеров на чертеже отливки.
Как формируют технические требования к чертежу отливки.
Как определяется стоимость отливки.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров
массы и припуски на механическую обработку.
Руденко П.А. Харламов Ю.А. Плескач В.М. Проектирование и
производство заготовок в машиностроении: Учеб. пособие Под ред.
В.М. Плескача.- К.: Выща шк. 1991.-247 с.
Абрамов Г.Г. Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика.- М.:
Высш. шк. 1991.- 319 с.
Волкомич А.А. Трухов А.П. Сорокин Ю.А. Формирование точности
отливок: Учеб. пособие.- М.: МАМИ 1996.-82 с.
Цветное литье: Справочник Под ред. Н.М. Галдина.- М.:
Машиностроение 1989.- 528 с.
Жебин М.И. Сосненко М.Н. Изготовление форм и приготовление
литейных сплавов.- М.: Высш. школа 1982.- 304 с.
ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных
Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении: Учеб.
пособ. Я.М. Радкевич В.А. Тимирязев А.Г. Схиртладзе М.С.
Островский.- М.: Высш. шк. 2004.-272 с.
ГОСТ 3212-92. Комплекты модельные. Уклоны формовочные стержневые
знаки допуски размеров.
Зайончик Л.И. Проектирование поковок и отливок: Лабораторные
работы - Челябинск: ЧГТУ 1992.- 63 с.
Прейскурант 25-01. Оптовые цены на отливки поковки и горячие
штамповки.-М.:Прейскурантиздат1990.-188с.
СПОСОБЫ РУЧНОЙ И МАШИННОЙ ФОРМОВКИ
Формовка по неразъёмной модели. Модель размещают в нижней
полуформе а в верхней располагают шлакоуловитель стояк литниковую чашу
или воронку (рис.П1.1). Применяют способ при изготовлении отливок простой
конфигурации. Размещение нескольких моделей в одной форме удешевляет
производство отливок.
Если верхняя плоскость отливки должна быть чистой и плотной необходимо
всю отливку вместе с литниковой системой размещать в верхней полуформе а
нижняя полуформа при этом оформляет ровную плоскость; в том случае когда
верхняя плоскость отливки не играет существенной роли при эксплуатации
детали и может применяться без точной обработки резанием целесообразно
использовать формовку в одной опоке (рис.П3.1.2). Заливку расплава
выполняют непосредственно в полость формы что позволяет резко увеличить
выход годного за счет отсутствия литниковой системы уменьшить расход
формовочной смеси и снизить трудоемкость формовочно-сборочных работ.
Р и с.П3.1.2. Формовка в одной опоке
Формовка по разъёмной модели. На подмодельную плиту 1 (рис.П3.1.3)
устанавливают нижнюю половину модели2 и нижнюю опоку 3. Опоку заполняют
формовочной смесью 4 уплотняют смесь трамбовками срезают излишки смеси и
выполняют вентиляционные каналы (б). Затем переворачивают нижнюю полуформу
(в) на нижнюю половину модели 2 устанавливают верхнюю 5 а на нижнюю опоку
накладывают верхнюю 6 и фиксируют центрирующими штырями 7 в верхнюю
опоку устанавливают модели стояка 8 и выпора 9 (элементы каналов литниковой
Р и с. П3.1.3. Форма для изготовления шкива
Верхнюю опоку после припыливания модели так же как и нижнюю
заполняют формовочной смесью уплотняют её и прокалывают в ней
вентиляционные каналы. Далее из верхней полуформы вынимают модели стояка 8
и выпора 9 расширяют верхнюю часть отверстия стояка образуя литниковую
чашу 10 и поднимают верхнюю полуформу переворачивая её на 180°. Из нижней
(г) и верхней (д) полуформ вынимают модели 2 и 5 и прорезают в полуформах
дополнительные каналы для поступления расплава - шлакоуловитель 11 и
питатель 12. Затем в нижнюю полуформу (ж) устанавливают стержень 13 и вновь
накладывают верхнюю полуформу на нижнюю. Полуформы скрепляют между собой во
избежание подъёма верхней опоки расплавом и прорыва его по линии разъёма
формы. Форма готова к заливке в неё расплава.
На рис. П3.1.4 показаны формы для изготовления патрубка (горизонтальное
расположение стержня) и звездочки (вертикальное расположение стержня)
выполненные в двух опоках по разъёмной модели.
Р и с. П3.1.4. Формовка в двух опоках по разъёмной модели
а- детали б- нижние полуформы
в- формы с моделями г- собранные формы
Формовка с применением подрезки. Метод формовки с подрезкой применяют
при изготовлении форм по цельной модели или непосредственно по образцу
которые не имеют горизонтальной плоскости необходимой для укладки форм на
подмодельную плиту (рис. П3.1.5). Образец (а) и нижнюю опоку 2
устанавливают на подмодельную плиту 6. Опока наполняется формовочной смесью
в обычном порядке (б-в). При формовке смесь забивает пространство 1.
Р и с. П3.1.5. Формовка в двух опоках с подрезкой
После поворота нижней полуформы и установки её на щиток 4 вычищают
смесь затрудняющую извлечение образца из полуформы. Затем выполняют
плоскость подрезки 3 посыпают её и образец разделительной смесью и
накрывают верхней опокой 5. Далее процесс изготовления формы обычный (г).
Углубления образовавшиеся в нижней опоке при подрезке заполняются
формовочной смесью из верхней опоки.
Формовка с фальшивой опокой. Подрезка усложняет процесс формовки
поэтому в серийном производстве деталей требующих подрезки применяют
метод формовки с фальшивой опокой (рис.П3.1.6). Фальшивая опока 1 является
своеобразной фигурной подмодельной плитой выполненной из формовочной
Чтобы её изготовить пустую опоку ставят на щиток разъёмом книзу и
плотно набивают смесью. Перевернув опоку на её плоскости вручную вырезают
углубление в которое укладывают модель и если нужно делают плавный
переход от углубления к плос
кости разъёма как при подрезке а плоскость
разъёма и модель посыпают разделительной смесью. Затем формовку выполняют в
обычной последовательности. Фальшивая опока заменяет подмодельную плиту: на
неё ставят нижнюю опоку 2. Заполнив нижнюю опоку формовочной смесью её
переворачивают (вместе с моделью) чтобы установить на ней верхнюю 3 а
фальшивая опока 1 используется для изготовления следующих форм.
Р и с. П3.1.6. Формовка с фальшивой опокой
а-деталь б-изготовление фальшивой опоки в-изготовление нижней полуформы
г-изготовление верхней полуформы д-собранная форма
Формовка по модели с отъёмными частями. Отливки на своих стенках
нередко имеют различные бобышки платики и другие выступающие части. Если
изготовить модель такой отливки как единое целое то её невозможно будет
удалить из формы не нарушив целостности очертаний самой формы. Поэтому для
удобного извлечения выступающие части 3 на такой модели делают отъёмными
(рис. П3.1.7). Выступающие отъёмные части прикрепляют к деревянной модели 2
шпильками 4. Крепление отъёмных частей шпильками несколько меняет процесс
формовки. При изготовлении нижней полуформы 1 вначале заполняют опоку
смесью до выступающих частей затем плотно обжимают смесь вокруг них и
осторожно вынимают шпильки прикрепляющие отъёмные части к модели.
Изготовление верхней полуформы 5 и все последующие операции выполняют как
обычно. При удалении модели отъёмные её части остаются в форме и вынимаются
Р и с.П3.1.7. формовка по модели с отъёмными частями
а-деталь б-формовка нижней опоки в-собранная форма
Формовка в трёх опоках. Детали для изготовления которых необходимы
две плоскости разъёма можно формовать в трёх опоках (рис.П3.1.8).
Для формовки катка (а) с двумя ребордами используют среднюю опоку
ширина которой соответствует ширине катка. Формовку начинают с изготовления
средней части формы 2 (б). После этого сверху устанавливают опоку 3 и
уплотняют смесь (в). Кантуют обе опоки вместе отделывают плоскость разъёма
и установив модели стояка 5 и выпора 4 уплотняют смесь в верхней опоке 1
(г). вырезают литниковую чашу извлекают стояки и перевернув верхнюю
опоку верхнюю часть модели а сняв среднюю опоку извлекают вторую часть
модели. Затем формы собирают под заливку (д).
Классы размерной точности отливок
Технологический процесс габаритный легкие
литья размер нетермо
черные и абатываерабатыв
тугоплавкчугунныестальны
Класс размерной точности отливки
Литье под давлениемДо 100 3т - 6 3 - 7т 4 - 7 5т - 8
в металлические формы и Св. 100 до 2503 - 7т 4 - 7 5т - 8 5 - 9т
по выжигаемым моделям с Св. 250 до 6304 - 7 5т - 8 5 - 9т 6 - 9
малотерморасширяющихся
огнеупорных материалов
Литье по выжигаемымДо 100 3 - 7 4 – 8 5т – 9т 5 – 9
моделям с применением Св. 100 до 2504 – 8 5т – 9т 5 – 9 6 – 10
кварцевых огнеупорных Св. 250 до 6305т – 9т5 - 9 6 - 10 7т –
Литье по До 100 4 – 8 5т – 9т 5 – 9 6 – 10
выплавляемым моделям с Св. 100 до 2505т – 9т5 – 9 6 – 10 7т –
применением кварцевых Св. 250 до 6305 - 9 6 - 10 7т – 11т11т
огнеупорных материалов 7 - 11
Литье под низким До 100 5т – 9т5 – 9 6 – 10 7т –
давлением и в кокиль без Св. 100 до 2505 – 9 6 – 10 7т – 11т11т
песчаных стержней Св. 250 до 6306 – 10 7т – 11т 7 – 11 7 – 11
Св. 630 до 7т – 7 – 11 8 – 12 8 – 12
00 11т 8 - 12 9т – 13т9т –
Св. 1600 до 7 - 11 13т
Литье в До 100 5 – 10 6 – 11т 7т – 11т7 – 12
песчано-глиняные сырые Св. 100 до 2506 – 11т7т – 11 7 – 11 8 – 13т
формы из низковлажных (доСв. 250 до 6307т – 117 – 12 8 – 12 9т – 13
%) высокопрочных Св. 630 до 7 – 12 8 – 13т 9т – 13т9 – 13
(более 160 кПа или 16 1600 8 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
кгсм2) смесей с высокимСв. 1600 до 9т - 139 - 13 10 - 14 11т -
и однородным уплотнением 4000 14
до твердости не ниже 90 Св. 4000 до
газифицированным моделям
в песчаные формы До 100 5 – 10 6 – 11т 7т – 11т7 – 12
Литье в формы Св. 100 до 2506 – 11т7т – 11 7 – 11 8 – 13т
отвержденные в контакте сСв. 250 до 6307т – 117 – 12 8 – 12 9т – 13
холодной оснасткой Св. 630 до 7 – 12 8 – 13т 9т – 13т9 – 13
Литье под низким 1600 8 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
давлением и в кокиль с Св. 1600 до 9т - 139 - 13 10 - 14 11т -
песчаными стержнями 4000 14
Литье в облицованный Св. 4000 до
продолжение табл. П 2.1
песчано-глинистые сырые
формы из смесей с До 100 6 – 11т7т – 11 7 - 12 8 – 13т
влажностью от 28 до 35 Св. 100 до 2507т – 117 - 12 8 – 13т 9т – 13
% и прочностью от 120 до Св. 250 до 6307 - 12 8 – 13т 9т – 13 9 – 13
0 кПа (от 12 до 16 Св. 630 до 8 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
кгсм2) со средним 1600 9т – 139 – 13 10 – 14 11т –
уровнем уплотнения до Св. 1600 до 9 - 13 10 - 14 11т - 1414
твердости не ниже 80 4000 11 - 15
единиц. Св. 4000 до
Литье центробежное 10000
(внутренние поверхности)
отверждеваемые в контакте
с горячей оснасткой
формы из смесей с До 100 7т – 147 - 12 8 – 13т 9т – 13
влажностью от 35 до 45 Св. 100 до 2507 - 12 8 – 13т 9т – 13 9 – 13
% и прочностью от 60 до Св. 250 до 6308 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
0 кПа (от 06 до 12 Св. 630 до 9т – 139 – 13 10 – 14 11т –
кгсм2) с уровнем 1600 9 – 13 10 – 14 11т – 1414
уплотнения до твердости Св. 1600 до 10 - 1411т - 14 11 - 15 11 – 15
не ниже 70 единиц 4000 12 - 15
Литье в оболочковые формыСв. 4000 до
из термореактивных смесей10000
отверждаемые вне контакта
с оснасткой без тепловой
Литье в формы из жидких
самотвердеющих смесей
Литье в песчано-глинистые
подсушенные и сухие формы
Литье в До 100 7 - 12 8 – 13т 9т – 13 9 – 13
песчано-глинистые сырые Св. 100 до 2508 – 13т9т – 13 9 – 13 10 – 14
формы из высоковлажных Св. 250 до 6309т – 139 – 13 10 – 14 11т –
(более 45%) низкопрочныхСв. 630 до 9 – 13 10 – 14 11т – 1414
( до 60 кПа или 06 1600 10 – 1411т – 14 11 – 15 11 – 15
кгсм2) смесей с низким Св. 1600 до 11т – 11 – 15 12 – 15 12 – 15
уровнем уплотнения до 4000 14 12 - 15 13т - 1613т –
твердости ниже 70 единиц Св. 4000 до 11 - 15 16
П р и м е ч а н и я:
В таблице указаны диапазоны классов размерной точности отливок
обеспечиваемых различными технологическими процессами литья. Меньшие их
значения относятся к простым отливках и условиям массового
автоматизированного производства большие – к сложным отливкам единичного и
мелкосерийного производства средние – к отливкам средней сложности и
условиям механизированного серийного производства.
В табл. к цветным легкоплавким сплавам отнесены сплавы с температурой
плавления ниже 7000С (973К) к цветным тугоплавким – сплавы с температурой
плавления выше 7000С (973К).
В табл. к легким отнесены сплавы с плотностью до 30 гсм3 к тяжелым –
сплавы с плотностью свыше 30 гсм3.
Степень коробления элементов отливок
Отношение наименьшего Степень коробления элемента отливки
размера элемента отливки
к наибольшему (толщины
Многократные формы Разовые формы
НетермообрТермообрабатНетермообрТермообрабат
абатываемыываемые абатываемыываемые
е отливки е отливки отливки
отливки после правки после правки
Св. 0200 1-4 2-5 3-6 4-7
Св. 0100 до 0200 2-5 3-6 4-7 5-8
Св. 0050 до 0100 3-6 4-7 5-8 6-9
Св. 0025 до 0050 4-7 5-8 6-9 7-10
до 0025 5-8 6-9 7-10 8-11
Меньшие значения из диапазонов степеней коробления относятся к
простым отливкам из легких цветным сплавов; большие значения – к сложным
отливкам из черных сплавов.
Степень коробления отливки указываемую на чертеже следует
принимать по ее элементу с наибольшей степенью коробления.
Степени точности поверхностей отливок
Технологический Наибольший
процесс литья габаритный
ЦветныеНетермообрабатТермообраТермооб
легкие ываемые черныебатываемырабатыв
нетермои цветные е аемые
обрабаттугоплавкие чугунные стальны
ываемыесплавы и и цветныее
сплавы термообрабатывтугоплавксплавы
аемые цветные ие сплавы
Степень точности поверхностей
Литье под До 100 2-6 3-7 4-8 5-9
давлением в Св. 100 до 3-7 4-8 5-9 6-10
металлические 250 4-8 5-9 6-10 7-11
формы Св.250 до 630
Литье в До 100 3-8 4-9 5-10 6-11
керамические Св. 100 до 4-9 5-10 6-11 7-12
формы литье по 250 5-10 6-11 7-12 8-13
выжигаемым и Св.250 до 630
Литье под До 100 4-9 5-10 7-11 7-12
низким давлением иСв. 100 до 5-10 6-11 7-12 8-13
в кокиль без 250 6-11 7-12 8-13 9-14
песчаных стержнейСв.250 до 630
Литье в До 100 6-12 7-13 8-14 9-15
оболочковые формы Св. 100 до 7-13 8-14 9-15 10-16
из термореактивных250 8-14 9-15 10-16 11-17
смесей. Св.250 до 630
продолжение табл. П4.1
песчано-глинистые До 100 7-14 8-15 9-16 10-17
сырые формы из Св. 100 до 8-15 9-16 10-17 11-18
низковлажных (до 250 9-16 10-17 11-18 12-19
%) Св.250 до 63010-17 11-18 12-19 13-19
высокопрочных Св.630 до 11-18 12-19 13-19 14-20
(более 160 кПа или1600
кгсм2) смесейСв.1600 до
до 35% и До 100 8-15 9-16 10-17 11-18
прочностью от 120 Св. 100 до 9-16 10-17 11-18 12-19
до 160 кПа (от 12250 10-17 11-18 12-19 13-19
до 16 кгссм2) соСв.250 до 63011-18 12-19 13-19 14-20
средним уровнем Св.630 до 12-19 13-19 14-20 15-20
уплотнения до 1600 13-19 14-20 15-20 16-21
твердости не ниже Св.1600 до
Литье в песчаные Св.4000
отвержденные до10000
до 45% и До 100 9-16 10-17 11-18 12-19
прочностью от 60 Св. 100 до 10-17 11-18 12-19 12-19
до 120 кПа (от 06250 11-18 12-19 13-19 14-20
до 12 кгссм2) с Св.250 до 63012-19 13-19 14-20 15-20
уровнем уплотненияСв.630 до 13-19 14-20 15-20 16-21
до твердости не 1600 14-20 15-20 16-21 17-21
ниже 70 единиц Св.1600 до
Литье в песчаные 4000
отвержденные сухиеСв.4000
или подсушенные до10000
низкопрочных (до До 100 10-17 11-18 12-19 13-19
кПа или 06 Св. 100 до 11-18 12-19 12-19 14-20
кгмсм2) смесей с 250 12-19 13-19 14-20 15-20
низким уровнем Св.250 до 63013-19 14-20 15-20 16-21
уплотнения до Св.630 до 14-20 15-20 16-21 17-21
твердости ниже 70 1600 15-20 16-21 17-21 18-22
единиц Св.1600 до 16-21 17-21 18-22 19-22
отверждаемые Св.4000
подсушенные Св. 10000
П р и м е ч а н и е. В таблице указаны диапазоны степеней точности
поверхности отливок обеспечиваемых различными технологическими процессами
литья. Меньшие из значений относятся к простым отливкам и условиям
массового автоматизированного производства большие – к сложным отливкам
единичного и мелкосерийного производства средние – к отливкам средней
сложности и условиям механизированного серийного производства.
Классы точности массы отливок
Технологический Номинальная
процесс литья масса
ЦветныНетермообрТермообрабТермооб
е абатываемыатываемые рабатыв
легкиее черные ичугунные иаемые
нетермцветные цветные стальны
ообрабтугоплавкитугоплавкие
атываее сплавы ие сплавы сплавы
Класс точности отливок
Литье под давлением До 10 1-7 2-8 3т-9т 3-9
в металлические формы и поСв.1.0 до 102-8 3т-9т 3-9 4-10
выжигаемым моделям с Св. 10 до 3т-9т 3-9 4-10 5т-11т
Литье по выжигаемым До 10 2-9т 3т-9 3-10 4-11т
моделям с применением Св.1.0 до 103т-9 3-10 4-11т 5т-11
кварцевых огнеупорных Св. 10 до 3-10 4-11т 5т-11 5-12
Литье по До 10 1-7 2-8 3т-9т 3-9
выплавляемым моделям с Св.1.0 до 102-8 3т-9т 3-9 4-10
применением кварцевых Св. 10 до 3т-9т 3-9 4-10 5т-11т
огнеупорных материалов 100
Литье по выжигаемым До 10 3т-9 3-10 4-11т 5т-11
моделям с применением Св.1.0 до 103-10 4-11т 5т-11 5-12
кварцевых огнеупорных Св. 10 до 4-11т 5т-11 5-12 6-13т
Литье по выплавляемымДо 10 3т-9 3-10 4-11т 5т-11
Литье под низким До 10 3-10 4-11т 5т-11 5-12
давлением и в кокиль без Св.1.0 до 104-11т 5т-11 5-12 6-13т
песчаных стержней Св. 10 до 5т-11 5-12 6-13т 7т-13
0 5-12 6-13т 7т-13 7-14
Св.100 до 6-13т 7т-13 7-14 8-15
формы из низковлажных (до
%) высокопрочных (более
0 кПа или 16 кгсм2)
смесей с высоким и До 10 4-11т 5т-12 5-13т 6-13
однородным уплотнением до Св.1.0 до 105т-12 5-13 6-13 7т-14
твердости не ниже 90 Св. 10 до 5-13 6-13 7т-14 7-15
единиц 100 6-13 7т-14 7-15 8-15
Литье по газифицированным Св.100 до 7т-14 7-15 8-15 9т-16
моделям в песчаные формы. 1000 7-15 8-15 9т-16 9-16
Литье в формы Св.1000до
отвержденные в контакте с 10000
холодной оснасткой. Св.10000до
Литье под низким давлением100000
и в кокиль с песчаными
Литье в облицованный
продолжение табл.П 5.1
влажностью от 28 до 35%
и прочностью от 120 до 160
кПа (от 12 -16 кгсм2) До 10 5т-12 5-13т 6-13 7т-14
со средним уровнем Св.1.0 до 105-13 6-13 7т-14 7-15
уплотнения до твердости неСв. 10 до 6-13 7т-14 7-15 8-15
ниже 80 единиц 100 7т-14 7-15 8-15 9т-16
Литье центробежное Св.100 до 7-15 8-15 9т-16 9-16
(внутренние поверхности) 1000 8-15 9т-16 9-16 10-16
отверждаемые в контакте с 10000
горячей оснасткой Св.10000до
Литье в оболочковые формы 100000
Литье в вакуумно-пленочные
сырые формы из смесей с
влажностью от 35 до 45%
и прочностью от 60 до 120
кгсм2) с уровнем До 10 5-13т 6-13 7т-14 7-15
уплотнения до твердости неСв.1.0 до 106-13 7т-14 7-15 8-15
ниже 70 единиц Св. 10 до 7т-14 7-15 8-15 9т-16
Литье в оболочковые формы 100 7-15 8-15 9т-16 9-16
из термореактивных смесей Св.100 до 8-15 9т-16 9-16 10-16
Литье в формы 1000 9т-16 9-16 10-16 11т-16
отверждаемые вне контакта Св.1000до
с оснасткой без тепловой 10000
Литье в песчано-глинистые 100000
Литье в До 10 6-13 7т-14 7-15 8-15
песчано-глинистые сырые Св.1.0 до 107т-14 7-15 8-15 9т-16
формы из высоковлажных Св. 10 до 7-15 8-15 9т-16 9-16
(более 45%) низкопрочных 100 8-15 9т-16 9-16 10-16
(до 60 кПа или 06 кгсм2)Св.100 до 9т-16 9-16 10-16 11т-16
смесей с низким уровнем 1000 9-16 10-16 11т-16 11-16
уплотнения до твердости Св.1000до 10-16 11т-16 11-16 12-16
ниже 70 единиц 10000
П р и м е ч а н и е. В таблице указаны диапазоны классов точности
массы отливок обеспечиваемых различными технологическими процессами литья.
Меньшие их значения относятся к простым компактным отливкам и условиям
массового автоматизированного производства большие – к сложным
крупногабаритным отливкам единичного и мелкосерийного производства средние
– к отливкам средней сложности и условиям механизированного серийного
Соответствие между степенями точности и шероховатостью
поверхностей отливок
ШероховатостьЗначение шероховатости для степеней точности поверхности
поверхности отливки
Ряды 8-11 9-12 10-13 11-17 12-15 13-16
Меньшие значения рядов припусков из диапазонов их значений следует
принимать для термообрабатываемых отливок из цветных легкоплавких сплавов
большие значения – для отливок из ковкого чугуна средние – для отливок из
серого и высокопрочного чугуна термообрабатываемых отливок из стальных и
цветных тугоплавких сплавов.
Для верхних при заливке поверхностей отливок единичного и мелкосерийного
производства изготавливаемых в разовых формах допускается принимать
увеличенные на 1-3 единицы значения ряда припуска.
Точность обработки и припуски отливок
Характеристика Уровень точности обработки при степени точности
металлообрабатывающего станков
оборудование оснащенное
устройствами для - высокая
стабилизации и управления
точностью обработки
оборудование (агрегатные
станки и станки с ЧПУ средняя повышенная
автоматические линии из
агрегатных станков с ЧПУ
и гибких производственных
Неавтоматизированное
оборудование (станки с пониженная средняя
ручным управлением)
П р и м е ч а н и е. К нормальной степени точности станков следует относить
станки нормальной точности по ГОСТ 8-82.
К высокой степени точности станков следует относить станки повышенной
высокой особо высокой точности по ГОСТ 8-82.
Значения припусков приведенные в табл. П11.3 следует применять при
среднем уровне точности обработки. При повышенном или высоком уровне
точности обработки следует принимать значения припусков соответствующие
интервалам общих допусков расположенных в таблице соответственно на 1 или
строки выше интервала действительного допуска при пониженном уровне
точности обработки – на 1 строку ниже интервала действительного допуска.
Допуски линейных размеров отливок
Интервал Допуски размеров отливок для классов точности мм
Св. 040 до 050 До 012 050
окончание табл.П10.3
Допуск размера Допуск формы и Общий допуск элемента
от поверхности до расположения поверхностиотливки не более
Св. 050 до 064 До 012 064
Св. 064 до 080 До 020 080
Св. 080 до 100 До 024 100
Св. 100 до 120 До 032 120
Св. 120 до 160 До 040 160
Св. 160 до 200 До 040 200
Св. 200 до 240 До 064 240
Св. 240 до 320 До 080 320
Св. 320 до 400 До 100 400
Св. 400 до 500 До 120 500
Св. 500 до 640 До 120 640
Св. 640 до 800 До 200 800
Влияние погрешностей размеров детали и отливки
на выбор метода окончательной механической обработки
Допуск размера Соотношение между Вид окончательной
отливки мм допусками размеров механической обработки
До 05 015 до 04 Получистовая
Св. 05 до 10 01 до 03 Получистовая
Св. 10 до 20 01 до 02 Получистовая
Св. 20 до 50 005 до 015 Получистовая
Влияние погрешностей формы и расположения поверхностей
детали и отливки на выбор метода окончательной
механической обработки
отливки мм допусками формы и механической обработки
расположения поверхности
Примечания: 1. При неуказанных допусках формы и расположения
обрабатываемой поверхности отливки их суммарное значение принимают
равным 25% допуска размера от базы до обрабатываемой поверхности
отливки. 2. При неуказанных допусках формы и расположения
обработанной поверхности детали их суммарное значение принимают равным
% допуска размера от базы до обработанной поверхности детали.
Общие припуски на сторону соответствующие виду
окончательной механической обработки поверхности отливки
Общий Вид Общий припуск на сторону для ряда припуска отливки
допуск окончательной не более мм
элемента механической
поверхностобработки
элементамеханической
Серый 71 73 09 13 1150-1260 1240-1400 143 289
Белый 74 77 15 20 1150-1260 1240-1300 300 700
Ковкий 72 74 14 17 1150-1350 1380-1450 100 320
Высокопрочный71 72 05 10 1150-1260 1280-1400 140 369
Сталь 78 20 1420-1520 1500-1600 149 169
Алюминиевые 255 283 05 14 610-660 700 780 40 100
Бронза 86 15 1000-1050 1100-1150 100
Латунь 86 15 900-1050 1000-1100 80
Магниевые 18 183 10 15 600-650 680-780 30 65
Неуказанные предельные отклонения размеров: Н14 h14 ± IT142.
Термообработка: (назначать в соответствии с маркой материала отливки).
варианта D D1 d d+a d-b D2 L l детали материал кг 1 100 80
Н9 70Н10 50Н10 85 110 11 сталь 20Л 977-88 254 2 100 80
Н8 70Н10 50Н10 85 110 11 СЧ 20 1412-85 231 3 95 75 55Н7
Н9 45Н10 80 105 105 сталь 25Л 977-88 229 4 96 76 56Н8
Н10 46Н10 81 106 106 СЧ 30 1412-85 218 5 90 70 50Н7 60Н9
Н10 75 100 10 сталь 30Л 977-88 203 6 105 85 65Н9 75Н10
Н10 90 115 115 ВЧ 35 7293-85 259 7 100 80 60Н8 70Н10
Н10 85 110 11 сталь15Л 977-88 254 8 95 75 55Н7 65Н9 45Н10
105 105 КЧ 30-6 1215-79 228 9 94 74 54Н8 64Н10 44Н10 79
4 104 сталь 20Л 977-88 223 10 105 85 65Н7 75Н9 55Н10 90
5 115 ВЧ 40 7293-85 259 11 106 86 66Н9 76Н10 56Н10 91
6 116 АК 7 1583-93 097 12 102 82 62Н7 72Н9 52Н10 87 112
2 СЧ 18 1412-85 244 13 100 80 60Н7 70Н9 50Н10 85 110 11
Бр 05Ц5С5 613-79 286 14 100 80 60Н8 70Н10 50Н10 85 110 11
Сплав АК5М 1583-93 086 15 96 76 56Н7 66Н9 46Н10 81 106 106
ЛС58-2 15527-2004 251 16 98 78 58Н7 68Н9 48Н10 83 108 108
сталь 15Л 977-88 244 17 102 82 62Н8 72Н10 52Н10 87 112 112
СЧ10 1412-85 231 18 104 84 64Н7 74Н9 54Н10 89 114 114 КЧ30-
1215-79 240 19 108 88 68Н8 78Н10 58Н10 93 118 118 ВЧ-35
93-85 275 20 110 90 70Н7 80Н9 60Н10 95 120 12 Сплав АМг6
Р и с. 3.1. Литейная форма
Р и с.3.6. Виды соединений стенок и ребер в отливках
Р и с. 3.18. Питающие элементы литниковой
а – выпор б – бобышка в – открытая прибыль
Р и с. 3.10. Определение размеров отливки
Р и с. 3.11. Метод световых лучей
Р и с. 3.12. Схема типовых знаков стержней
Р и с.3.13.Формовочные уклоны
Р и с.3.25. Корпус приспособления
Р и с. 3.15. Горизонтальная литниковая система
Формовочные уклоны по диаметру 200 за счет увеличения размеров отливки
Неуказанные литейные радиусы R 2 3 мм.
При проектировании модельного комплекта все размеры моделей и стержневых
ящиков увеличить на 2 %.
Р и с. 3.19. Чертеж элементов литейной формы
Р и с. П3.1.1. Формовка в двух
опоках по неразъёмной модели
Р и с.П3.1.8. Формовка катка в трёх опоках
Р и с. 3.17. Изображение элементов
Р и с. 3.7. Положение отливки в форме
припуски на обработку
Р и с. 3.5. Позиционный
Р и с. 3.2. Виды размеров отливок
Р и с.3.8. Структура
Р и с. 3.9.Схемы обработки
Р и с. 3.14. Графики определения радиусов закруглений R
по средней толщине стенки
для отливок а – из стали и медных сплавов; б – из чугуна алюминиевых и

Титульный лист.docx

Лабораторная работа №2
“Проектирование поковок штампованных”

Корпус.cdw

1. Неуказанные предельные отклонения размеров Н14 h14

Чертеж2.cdw

Элементы литейной формы

ОГЛАВЛЕНИЕ.doc

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ИЗ КРУГЛОГО СТАЛЬНОГО ПРОКАТА
1. Методика технико-экономического обоснования выбора заготовки. 5
2.заготовки и норма расхода металла на деталь 6
3. Определение размеров заготовки из круглого проката 8
4. Определение стоимости заготовок из проката 11
5. Упрощенный метод расчета себестоимости заготовок и деталей 13
6. Порядок выполнения работы 15
7. Пример выполнения работы 16
Библиографический список 21
П Р О Е К Т И Р О В А Н И Е П О К О В О К Ш Т А М П О В А Н Н Ы Х 35
. 2.1. Основные этапы проектирования технологического процесса
горячей объёмной штамповки 35
1.1. Анализ технологичности конструкции штампованной заготовки 36
1.2. Выбор способа штамповки и штамповочного оборудования 37
1.3. Разработка технологических переходов штамповки 41
1.4. Выбор способа нагрева термического режима штамповки и
охлаждения поковки 42
1.5. Разработка чертежа поковки 44
Определение конструктивных характеристик поковки 44
Определение исходного индекса поковки 47
Общие требования при назначении припусков допусков и кузнечных напусков 48
Припуски на механическую обработку 49
Назначение штамповочных уклонов 52
Проектирование углублений 52
Радиусы закруглений 55
Допуски и допускаемые отклонения линейных размеров поковки 56
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей поковки 57
Припуски и допуски на толщину поковок подвергаемых холодной калибровке 57
1.6. Конструирование профиля рабочей полости штампа 58
1.7. Расчёт размеров и массы исходной заготовки 60
1.8. Правила оформления чертежа поковки 62
Обозначение группы и категории прочности поковок 63
Методика выполнения работы 64
Порядок выполнения работы 74
Форма отчета о лабораторной работе 74
Библиографический список 74
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛИВОК В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ 87
Технологический процесс изготовления отливок в разовых песчаных формах
Теоретические основы 87
Особенности формирования точности размеров формы и расположения поверхностей 90
Основные этапы проектирования технологии изготовления отливок 94
1. Анализ чертежа детали на соответствие требованиям литейной технологии 94
2. Выбор способа формовки 96
3. Разработка чертежа элементов литейной формы 97
4. Разработка чертежа отливки 121
5. Определение стоимости отливок 123
Примеры выполнения работы 127
Форма отчёта о лабораторной работе 139
Контрольные вопросы 147
Библиографический список 147
П р и л о ж е н и я 148

Штамповка.doc

2. П Р О Е К Т И Р О В А Н И Е
П О К О В О К Ш Т А М П О В А Н Н Ы Х
Современная структура продукции КШП в машиностроении примерно такова:
кованые поковки изготовляемые из слитков – 16% из проката – 14%
штампованные поковки – 70%. Замена ковки прогрессивными методами штамповки
вальцовки прокатки позволяет максимально приблизить форму и размеры
поковок к контурам готовых деталей и тем самым более экономно расходовать
металл за счёт снижения отходов в стружку в процессе обработки резанием.
При этом высвобождается значительная часть парка металлорежущих станков
снижаются затраты легированной стали расходуемой на изготовление режущего
инструмента сберегаются энергоресурсы. Кроме того следует учесть что в
процессе штамповки обрабатываемый металл претерпевает не только наружные
(контурные) но и внутренние (структурные) изменения способствующие
повышению прочности деталей по сравнению с изготовленными обработкой
резанием или методами литья.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ГОРЯЧЕЙ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ
Основными этапами проектирования технологического процесса
Анализ технологичности конструкции штампованной заготовки.
Выбор штамповочного оборудования и способа штамповки.
Разработка технологических переходов штамповки.
Выбор способа нагрева термического режима штамповки и ох-
Разработка чертежа поковки.
Конструирование профиля рабочей полости штампа.
Расчет размеров и массы исходной заготовки.
Разработка указаний о завершающих операциях (термообработка
очистка методы контроля поковок).
Оценка технико-экономических показателей технологического
Составление технологической карты.
В рамках данной работы выполняются 1-8 этапы.
1.1. Анализ технологичности конструкции
штампованной заготовки
Форма поковки определяется конфигурацией детали и принятым способом
штамповки. Все элементы штампованной поковки должны иметь простую
геометрическую форму и плавно сопрягаться друг с другом. Технологически
рациональную форму поковки выбирают с учётом следующих рекомендаций [12]:
рационально одностороннее расположение рёбер бобышек и других
выступающих элементов;
следует избегать резких переходов по сечению детали (площадь
поперечного сечения по длине детали не должна изменяться более чем в 3
толщину полотна не следует делать очень малой во избежание быстрого
остывания поковки ведущего к снижению стойкости штампа;
при штамповке (высадке) утолщений на концах стержней диаметр высаженной
части не должен быть больше 4-х диаметров исходной заготовки а высота
высаженного утолщения должна быть более 0 05 0125 диаметра утолщения;
деталь не должна иметь длинных узких отростков в плоскости полотна.
При отработке конструкции штампованной поковки на технологичность
следует проверить возможность изменения конструкции детали или её элементов
с целью упрощения конструкции поковки. Необходимо проверять возможность
получения поковки в закрытом ручье вместо открытого или перевода штамповки
с молота на другие кузнечные машины применения комбинированных способов
изготовления поковки (вальцовка-штамповка на молоте или прессе и другие).
Для уменьшения расхода металла и упрощения штамповки иногда рационально
разбить деталь на две и более частей простой формы для штамповки их порознь
с последующей сваркой. Для мелких поковок более выгодна штамповка двух и
более заготовок в одной поковке с последующей разрезкой.
С целью уменьшения стоимости технологической оснастки необходимо
стремиться к унификации поковки для различных деталей применению групповых
1.2. Выбор штамповочного оборудования и способа штамповки
При объёмной штамповке формообразование заготовки происходит в полости
(ручье) специального инструмента – штампа. В зависимости от типа штампа
различают штамповку в открытых закрытых штампах (рис.1) и в штампах для
выдавливания (рис.2). Перспективно применение штамповки выдавливанием в
разъёмных матрицах (рис.3).
В качестве штамповочного оборудования используются пневматические
штамповочные молоты кривошипные и гидравлические прессы горизонтально-
ковочные машины ковочные вальцы радиально-обжимные машины и другое
специализированное оборудование [13].
Р и с.2.1. Схемы штамповки:
а – на молоте в открытом штампе; б – на молоте в закрытом штампе;
в – на прессе в открытом штампе; г – на прессе в закрытом штампе;
– заготовка; 2 – поковка; 3 – выталкиватель
Р и с. 2.2. Схемы штамповки в штампах для прямого (а) и обратного (б)
выдавливания: 1- пуансон; 2- матрица; 3 – поковка; 4 – выталкиватель
Р и с.2.3. Схемы штамповки выдавливанием в разъёмных матрицах:
поперечный (а) продольный (б) и смешанный (в) разъём
Поверхность разъема штампа располагают: в открытом штампе -
вблизи середины толщины поковки в закрытом - совмещают с одной
из торцовых поверхностей: нижней - при штамповке на молоте верхней
- при штамповке на прессе.
В зависимости от применяемого способа штамповки и типа штампа
конфигурация и размеры поковки в каждом случае будут различными
При выборе штамповочного оборудования и способа штамповки
руководствуются конфигурацией детали и экономичностью техпроцесса.
Каждый из видов оборудования и способов штамповки имеет свои
преимущества и недостатки. В условиях единичного и мелкосерийного
производства наиболее экономичной является штамповка на пневматических
молотах в подкладных или открытых штампах. Признаки типов кузнечно-
штамповочного производства приведены в табл.1.
Признаки типа кузнечно-штамповочного производства
Годовой объём выпуска поковок штгод
производства заготовок
Мелкие Средние Тяжёлые
(до 1 кг) (1 10 кг) (10 100 кг)
Единичное и Менее менее менее 13
мелкосерийное 50000 10000 2000 и более
Серийное 50000 10000 2000 6 12
Крупносерийное иБолее более более
массовое 500000 100000 10000 1 5
При определении массы подвижных частей штамповочного молота
ориентируются на последний удар когда полость окончательного ручья
заполнена и металл вытекает в облойную канавку. Для пневматического молота
двойного действия применяют формулу Г. Гофмейстера
Мпч = (5 6) Fп (2.1)
где Мпч – масса подвижных частей молота кг; Fп – площадь проекции поковки
Ориентировочные данные о необходимой массе подвижных частей
штамповочного молота приведены в [1].
Усилие штамповки на прессе (МН) определяется выражением
где ( = масштабный коэффициент для мелких поковок из штучных заготовок ( =
; pуд - удельное давление прессования (МПа) определяемое для наиболее
нагруженного перехода (осадки); F – площадь поперечного сечения заготовки в
где [pic]- предел текучести материала (Мпа) при температуре окончания
штамповки [3]; D – средний диаметр заготовки после деформации мм; H –
высота заготовки после деформации мм.
Практикой установлено что 1 тонна подвижных частей молота
приблизительно соответствует усилию пресса равному 10 МН. Следовательно
если поковку штампуют на молоте с массой подвижных частей 1т то для её
штамповки на прессе потребное усилие составит 10 МН.
При закрытой штамповке масса подвижных частей молота и усилие пресса
рассчитывают по тем же формулам с последующим уменьшением полученного
Усилие высадки на ГКМ (МН) определяется по формуле приведенной в [5]
где k – коэффициент учитывающий сложность штамповки (k = 2 8); [pic]-
предел прочности штампуемого материала (МПа) при температуре окончания
штамповки (табл.П2.2); Fп – площадь поковки в плане м2.
3. Разработка технологических переходов штамповки
Штампованные поковки можно разделить на две основные группы – с
вытянутой осью и симметричные в плане. К первой группе относятся поковки
типа шатунов рычагов гладких и ступенчатых валов; ко второй - поковки
фланцев колец зубчатых колёс и т.п. Поковки с вытянутой осью обычно
штампуют поперёк оси заготовки (плашмя); осесимметричные в плане поковки
изготовляют штамповкой вдоль оси (в торец).
Обработку заготовки в одном ручье называют переходом штамповки
(количество ручьёв в штампе обычно соответствует количеству переходов
Операцией называют законченную часть технологического процесса
включающую в себя все переходы объёмной штамповки совершаемые за один
нагрев независимо от количества используемых при этом кузнечных машин.
Все переходы горячей объёмной штамповки можно разделить на три основные
группы – заготовительные штамповочные и разделительные.
Заготовительные переходы необходимы для перераспределения металла
исходной заготовки в соответствии с формой поковки. Штамповочные переходы
необходимы для получения окончательно оформленной поковки. Разделительные
переходы (отрубные обрезные отрезные и пробивные) необходимы для
отделения поковки от прутка обрезки облоя и пробивки отверстий они
выполняются в соответствующих ручьях тех же штампов в которых проводят
штамповку. На рис.2.4 показаны эскизы технологических переходов открытой
штамповки на молоте осесимметричной поковки диска. В прил. 2.1 приведены
эскизы технологических переходов штамповки заготовок на кривошипном
горячештамповочном прессе (КГШП) и горизонтально-ковочной машине (ГКМ)
Р и с. 2.4. Эскизы технологических переходов открытой штамповки на молоте:
а- исходная заготовка; б- осадка; в – штамповка; г – обрезка облоя; д –
пробивка перемычки; е – плоскостная калибровка
1.4. Выбор способа нагрева термического режима штамповки
и охлаждения поковки
В кузнечных цехах применяют следующие виды нагрева заготовок:
пламенный электрический и нагрев в жидкостях (в растворах расплавленных
солей). В условиях единичного и мелкосерийного производства поковок
экономически оправдано применение пламенного нагрева. Нагрев заготовок в
пламенных печах осуществляется с помощью теплоты выделяющейся при сжигании
газообразного жидкого или твёрдого топлива. Основными видами
электрического нагрева являются индукционный контактный и в печах
электросопротивления. Преимуществами нагрева в расплавах солей являются
быстрота полное отсутствие окалины и равномерность прогрева заготовок.
Электрический нагрев и нагрев в жидкостях применяются в основном в условиях
крупносерийного или массового производства поковок. Для правильного
установления температуры нагрева металла перед штамповкой необходимо знать
её влияние на свойства металла. Прочность стали характеризующая её
сопротивление деформированию с повышением температуры уменьшается. Это
позволяет уменьшить потребное давление (усилие) для изменения формы металла
Область температур при которых металл находится в наиболее пластичном
состоянии и обладает наименьшим сопротивлением пластической деформации
называется температурным интервалом горячей обработки давлением.
Максимально допустимую температуру нагрева перед штамповкой (верхний
предел) Тв для углеродистых сталей можно определить по следующей формуле
где Тс – температура соответствующая линии солидуса диаграммы "железо-
Для каждого металла в зависимости от его химического состава
установлены вполне определённые температурные интервалы горячей штамповки
приведенные в табл.П2.2.1. Там же содержатся данные о влиянии температуры
нагрева стали на её сопротивление деформированию.
При охлаждении поковок происходит уменьшение их объёма и изменение
состава и величины зерен металла в процессе структурно-фазовых превращений.
Охлаждение поковок необходимо вести с такой скоростью которая обеспечивает
полное устранение возможности возникновения внутренних напряжений
обусловленных неравномерным их остыванием по толщине. Режим охлаждения
устанавливается в зависимости от химического состава металла максимального
поперечного сечения поковки и вида исходного металла (прокат или слиток).
Чем более легирована и менее вязка сталь тем медленнее должно вестись её
охлаждение. Охлаждение поковок ведётся тремя способами: на воздухе в
колодце и вместе с печью. Режимы охлаждения поковок приведены в работе [3].
1.5. Разработка чертежа поковки
Чертёж поковки представляет собой графический документ выполненный в
соответствии с требованиями ГОСТ 7505-89 [4] и стандартов ЕСКД. Чертёж
поковки разрабатывается на основании чертежа детали и должен содержать все
данные необходимые для изготовления контроля и приёмки поковки. Линейные
и угловые размеры на чертеже поковки должны быть образованы путем
добавления к номинальным размерам детали припусков на механическую
обработку и кузнечных напусков а также содержать сведения о
предельно допустимых отклонениях размеров и формы поковки. Величины
припусков устанавливают в зависимости от конструктивных характеристик
поковки шероховатости обработанной поверхности детали изготовляемой
При разработке чертежа поковки соблюдают следующий порядок
действий. Определяют конструктивные характеристики и исходный индекс
поковки. Выбирают тип штампа и положение плоскости разъема штампа.
Назначают припуски на механическую обработку. Проектируют наметки
отверстий и углублений. Назначают штамповочные уклоны. Производят
расчеты размеров поковки и назначают допуски на контролируемые
параметры поковки. Назначают радиусы закруглений. Формулируют
технические требования на изготовление поковки. Оформляют чертеж
Определение конструктивных характеристик поковки. ГОСТ 7505-89
устанавливает следующие конструктивные характеристики поковки: класс
точности группа стали степень сложности конфигурация поверхности
Класс точности поковки устанавливают в зависимости от
применяемого оборудования для ее изготовления и типа штампа
Группа стали. Стали применяемые для получения поковок
подразделяют на три группы: М1 М2 М3. При назначении группы стали
определяющим является среднее массовое содержание углерода и
легирующих элементов ( Si Mn Cr Ni Mo W V и др.).
Выбор класса точности поковок
Основное деформирующее оборудование Классы точности поковок
технологические процессы
Кривошипные горячештамповочные прессы:
Открытая (облойная) штамповка + +
Закрытая штамповка + +
Горизонтально – ковочные машины + +
Прессы винтовые гидравлические + +
Горячештамповочные автоматы + +
Штамповочные молоты + +
Калибровка объемная (горячая и холодная) + +
Прецизионная штамповка +
Прецизионная штамповка - способ штамповки обеспечивающий
устанавливаемую точность и шероховатость одной или нескольких
функциональных поверхностей поковки которые не подвергаются
окончательной обработке.
При пламенном нагреве заготовок допускается снижение точности для
классов Т2 - Т4 на один класс.
При холодной или горячей плоскостной калибровке точность
принимается на один класс выше.
М1 - сталь с массовой долей углерода до 035% включительно и
суммарной массовой долей легирующих элементов до 20% включительно.
М2 - сталь с массовой долей углерода свыше 035 до 065%
включительно или суммарной массовой долей легирующих элементов свыше
до 50% включительно.
М3 - сталь с массовой долей углерода свыше 065% или суммарной
массовой долей легирующих элементов свыше 50%.
Степень сложности поковки. По степени сложности поковки
подразделяют на четыре группы: С1 С2 С3 С4. Степень сложности
устанавливают по табл. 3 в зависимости от численного отношения
расчётной массы поковки Мпр к массе пространственной
геометрической фигуры Мф в которую вписывается форма поковки.
Расчетную массу поковки допускается вычислять по формуле
где Mпр - расчетная масса поковки; Mд - масса детали; Кр -
коэффициент зависящий от формы поковки (табл. П3.1).
При вычислении Мф габаритные линейные размеры детали
рекомендуется увеличить в 105 раза (см. Приложение 2 ГОСТ 7505-89).
Показатели для определения степени сложности поковки
Отношение массы поковки к массе Степень
фигуры Мпр Мф ( свыше - до ) сложности
Для горячих штамповок с тонкими элементами в том числе с пробиваемыми
перемычками устанавливается степень сложности C4 если отношения tD
tL t(D-d) не превышают 02 и t не более 25 мм ( где t –толщина тонкого
элемента D или d – наибольший размер тонкого элемента l – длина тонкого
элемента). Для поковок с наличием ребер выступов углублений прошиваемых
отверстий степень сложности устанавливается по прил. 2.3 [7].
Для поковок полученных на горизонтально-ковочных машинах допускается
определять степень сложности формы в зависимости от числа переходов: С1 –
не более чем при двух переходах; С2 – при трёх переходах; С3 – при четырёх
переходах; С4 – более чем при четырёх переходах.
Конфигурация поверхности разъема штампа может быть плоской
симметрично или несимметрично изогнутой.
Определение исходного индекса поковки. Исходным индексом поковки
называют условный показатель учитывающий в обобщенном виде
конструктивные характеристики поковки и ее расчетную массу. Исходный
индекс служит для назначения основных припусков допусков и
допускаемых отклонений. Исходный индекс определяют по табл. 2.4 или по
ИН = № i + (Mi -1) + (Ci -1) + 2(Ti -1)
Мi Ci Ti – соответственно группа стали степень сложности и класс
Для определения исходного индекса по табл.2.4 при группе стали
М1 степени сложности поковки С1 и классе точности Т1 в графе “
Расчетная масса поковки “ находят соответствующую данной расчетной
массе строку и перемещаются вправо только по горизонтали до графы
“Исходный индекс”. Так для поковки с расчетной массой 5 кг и
конструктивными характеристиками М1 С1 Т1 исходный индекс равен 5. Для
определения исходного индекса при группе стали М2 или М3 степени
сложности поковки С2 - С4 и классе точности Т2 - Т5 от клеточки
соответствующей расчетной массе поковки перемещаются вправо по
горизонтали и вниз по утолщенным наклонным линиям до пересечения
каждой из них с вертикальными линиями соответствующими заданным
значениям М С и Т. Так для поковки с расчетной массой 5 кг и
конструктивными характеристиками М3 С2 и Т4 исходный индекс равен
Исходный индекс поковки
Общие требования при назначении припусков допусков и кузнечных
напусков. ГОСТ 7507-89 устанавливает следующие требования при
назначении припусков допусков и кузнечных напусков.
Номинальный размер поковки - геометрический параметр
определяемый исходя из номинального размера детали припуска и
кузнечного напуска. Действительный размер поковки - фактический
размер полученный измерением с допустимой погрешностью.
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей поковки
являются самостоятельными величинами и не зависят от допусков и
допускаемых отклонений размеров поковки. К ним относятся: смещение
по поверхности разъема штампа; остаточный облой; высота заусенца;
отклонение от концентричности и соосности; отклонение от
плоскостности и прямолинейности; допуск радиусов закруглений; след
от выталкивателя; изогнутость и радиальное биение.
Линейные размеры на чертеже поковки образованные с учетом
припусков и кузнечных напусков должны быть проставлены от черновых
баз механической обработки согласованных между изготовителем и
потребителем и обозначенных специальным знаком на чертеже детали.
Припуски на механическую обработку. Припуск на механическую
обработку устанавливается как величина суммарная включающая основной
припуск и дополнительные припуски учитывающие отклонения формы
поковки. Дополнительные припуски назначают для компенсации смещения
по поверхности разъема штампа отклонений от плоскостности и
прямолинейности отклонений межцентрового и межосевого расстояний
отклонений угловых размеров изогнутости поковки. Величины этих
припусков назначают исходя из формы поковки и технологии ее
изготовления. Для поковки рассматриваемой в данной работе
требуется назначить дополнительные припуски учитывающие смещение
штампов и отклонение от плоскостности.
Численные величины всех припусков назначают на одну сторону
обрабатываемой поверхности поковки. При назначении величины припуска
на поверхность положение которой определяется двумя и более
размерами поковки устанавливают наибольшее из значений припусков.
Основные припуски на механическую обработку устанавливают в
зависимости от исходного индекса линейных размеров детали и
шероховатости ее поверхности по таблице 2.5.
Первый дополнительный припуск учитывающий смещение “m” по
поверхности разъема штампа (рис.2.5) назначают по таблице 2.6 в
зависимости от массы и класса точности поковки. Таблица
регламентирует величины дополнительных припусков для случая плоской
поверхности разъема штампов. Смещением по поверхности разъема штампа
называют отклонение формы поковки в виде наибольшего линейного
переноса по плоскости одной части поковки относительно другой.
Второй дополнительный припуск учитывающий отклонение от
плоскостности назначают по табл. 2.7 в зависимости от наибольшего
размера и класса точности поковки. Отклонением от плоскостности Ра
называют отклонение оцениваемое наибольшим расстоянием от точек
действительной поверхности поковки до прилегающей плоскости (рис.2.6).
Основные припуски на механическую обработку (на сторону) мм
до 25 25 – 40 40 - 63 63 - 100 100 - 160 - 250св.250
Длина ширина диаметр глубина и высота детали
до 40 40—100 100—160 160—250 250-400 400—630 630—1000
Первый дополнительный припуск
Припуски для классов точности
Плоская поверхность разъема
Симметрично изогнутая
поверхность разъема
До 100 вкл. 01 02 02 03 04
Св.100 -160 02 02 03 04 05
Назначение штамповочных уклонов. Штамповочные уклоны назначают по
таблице 2.8 на все поверхности расположенные параллельно направлению
движения деформирующего инструмента. Точки пересечения следов
конусных поверхностей образованных штамповочными уклонами являются
координатами расположения поверхности разъема штампа и средней линии
толщины перемычки. При этом в плоскости разъема штампа и по
средней линии перемычки образуются новые размеры Dn и dn
характеризующие наибольший наружный и наименьший внутренний диаметры
поковки. На рис.2.7 приведены схемы иллюстрирующие образование координат
плоскости разъёма штампа и размеров поковки в открытом (а) и закрытом (б)
штампе (Z – условное обозначение припуска x – x плоскость разъёма ).
Величины штамповочных уклонов
Штамповочные уклоны град
на наружной на внутренней
поверхности поверхности
Штамповочные молоты прессы без 7 10
Прессы с выталкивателями 5 7
горизонтально-ковочные машины
Горячештамповочные автоматы 1 2
Проектирование углублений. При наличии в детали полости или отверстия с
целью снижения отходов металла в стружку проектируют намётку отверстия
(рис. 2.8). Образующуюся при штамповке перемычку удаляют в
дальнейшем на обрезном прессе. При штамповке поковок с наметками в
наиболее тяжелых условиях работают выступы штампов называемые знаками.
Р и с.2.7. Схема образования координат плоскости разъёма и размеров поковок
в открытом (а) и закрытом (б) штампах
Вследствие низкой стойкости знаков полости диаметром менее 30 мм при
горячей штамповке не выполняют. Выполнение сквозных отверстий в поковках
обязательно если диаметр отверстий больше или равен высоте поковок.
В зависимости от формы и размеров штампуемого отверстия различают
намётки с плоской перемычкой с раскосом с магазином с карманом и глухие
[1]. Плоскую перемычку получают в небольших отверстиях с диаметром
d осн.= 24+00625Dп (2.7)
где Dп – наибольший диаметр поковки мм.
Р и с. 2.8. Чертеж поковки:
R и r — соответственно наружные и внутренние радиусы; ( и (— соответственно
наружный и внутренний штамповочные уклоны; DП — диаметр поковки; НП —
высота поковки; hН и hВ — глубина соответственно нижней и верхней наметок
Намётка верхним знаком делается глубиной hв ( d осн а нижним знаком
hн ( 08 dосн . Толщину плоской перемычки либо рассчитывают по формулам
(8-9) либо определяют по табл. 9-10 и рис.9.
где h(- высота углубления ориентировочная; dосн.- диаметр основания
Минимальная ширина кольцевого выступа поковки определяется размером поковки
b1 min = 10 + 0.0625 DП (2.10)
Если ширина выступа больше b1> b1 min то этот выступ получают в поковке
при условии hb1 08; в противном случае назначается напуск.
Р и с. 2.9. Параметры круглых и удлиненных в плане поковок
с плоским дном или перемычкой
Минимальная толщина S (мм) дна или плоской перемычки
удлинённых или круглых в плане поковок (см. рис. 9)
KS или dS LKS ≤ 3 LKS > 3
или hd S ≤ 3 или hdS > 3
Примечание. KS=05 (K1+ K2); dS = 05 (d1+ d2 )
Минимальная ширина b(мм) выступов (рёбер) удлинённых или круглых в
плане поковок (см. рис. 2.9)
до 10 3 св. 40 до 63 12
св. 16 до 25 5 до 100
» 25 » 40 8 св. 100 до 160 32
Радиусы закруглений. Наружные и внутренние углы поковки оформляют
радиусами закруглений. Закругления радиусом R центры которых находятся
внутри контура поковки относятся к наружным а радиусами r с центрами вне
контура поковки – к внутренним (см. рис.2.8). Минимальную величину
радиусов наружных углов R устанавливают по таблице 2.11 в
зависимости от массы поковки и глубины h полости ручья штампа.
Величину радиусов закругления внутренних углов r устанавливают по
согласованию между изготовителем и потребителем. Рекомендуется
величину внутренних углов принимать в 2 - 3 раза больше наружных:
r(2 3)R. Величины радиусов должны быть во всех случаях согласованы
с припусками на обработку.
Допуски и допускаемые отклонения размеров поковки. Допуски и
допускаемые отклонения линейных размеров поковки назначают по
табл.П2.4.1 в зависимости от исходного индекса и размеров поковки.
Допуски наносят на чертеж поковки с соблюдением следующих правил:
Радиусы закруглений наружных углов поковки
Минимальная величина радиусов закруглений R
Масса поковки кг при глубине полости ручья штампа мм
до 10 включ. 10-25 25-50 св. 50
До 10 включительно 10 16 20 30
Св. 10 - 63 16 20 25 36
- допуски размеров типа D Dn D1 T и t (наружные размеры)
учитывающие недоштамповку и двухсторонний износ штампов принимают
без корректировки величин и знаков.
- допуски размеров типа d и dn (внутренние размеры)
учитывающие износ выступов штампов принимают с обратными знаками.
- допуски размеров типа T и t (толщины поковки) учитывающие
недоштамповку устанавливают по наибольшей толщине поковки.
- допуски размеров не указанных на чертеже поковки принимают
равными 15 допуска соответствующего размера поковки с равными
допускаемыми отклонениями.
Припуски и допуски на толщину поковок подвергаемых холодной
калибровке. При холодной калибровке припуски на механическую обработку и
допуски на толщину между калиброванными плоскостями определяют по табл.
П2.4.2. Допускаемые отклонения принимают равными половине поля допуска.
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей.
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей поковки в
виде смещения по поверхности разъема штампов остаточного облоя
высоты заусенца отклонения от концентричности и плоскостности
допускаемых отклонений размеров поковки. Параметры этих величин
отражают в технических требованиях на чертеже поковки.
Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа назначают по
табл. П2.5.1 в зависимости от массы и класса точности поковки.
Остаточный облой и срезанная кромка. При обрезке облоя и
пробивке отверстия на поверхности поковки могут образоваться дефекты
в виде выступа - остаточного облоя или наоборот в виде
срезанной кромки. Допускаемую величину остаточного облоя для случая
плоской поверхности разъема штампов назначают по табл. П2.5.2 в
зависимости от массы и класса точности поковки. Допускаемую
величину остаточного облоя по контуру отверстия для радиусов
перехода на стыке с перемычкой менее 10 мм удваивают. Величина
срезанной кромки не должна уменьшать установленного припуска.
Допускаемая величина высоты заусенца. Заусенцем называют
выступ образовавшийся на поверхности поковки в непредусмотренных
для образования облоя местах сочленения частей штампов (зазорах) а
также при обрезке облоя и пробивке отверстия. Допускаемую величину
высоты заусенца назначают по табл. П2.5.3 в зависимости от массы
степени сложности и размеров поковки и способа штамповки.
Допускаемое отклонение от концентричности. При пробивке
отверстия в поковке центр его может сместиться относительно центра
поковки. Такое смещение называют отклонением от концентричности.
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого в поковке
отверстия относительно внешнего контура поковки устанавливают по
табл. П2.5.4 в зависимости от наибольшего размера и класса
Допускаемое отклонение от плоскостности устанавливают по табл.
П2.5.5 в зависимости от наибольшего размера и класса точности
[pic]Табл. П2.5.1 и П2.5.2 регламентируют допускаемые величины
смещений по поверхности разъема штампов и остаточного облоя только
для случая плоской поверхности разъема штампов. Допускаемые
отклонения от концентричности приведенные в табл. П2.5.4
соответствуют началу пробивки со стороны входа пуансона в поковку.
В конце пробивки (со стороны выхода пуансона) эти отклонения могут
быть увеличены на 25%.
1.6. Конструирование профиля рабочей полости штампа
Типы облойных канавок открытых штампов приведены на рис.10. Толщину
облоя h0 рассчитывают для круглых в плане поковок по формуле
Для поковок произвольной формы с площадью поперечного сечения FП
Р и с. 2.10. Основные типы облойных канавок:
а — при штамповке на молотах б — при штамповке на
Остальные параметры облойной канавки для молотовых штампов назначают по
табл. П6.1 а для прессовых штампов – по табл. П2.6.2 в зависимости от
величины усилия пресса.
В виду того что штамповке подвергают нагретую заготовку размеры
рабочей полости штампа должны быть увеличены на 15% (или в 1015
раза). На рис.2.11 приведен эскиз горячей поковки (слева) и профиль рабочей
полости молотового штампа (справа).
Основным конструктивным параметром замка закрытого штампа
является глубина ручья h остальные параметры назначают по таблице 2.12
Р и с.2.11. Эскиз горячей поковки и профиля рабочей полости штампа
Конструкция и размеры замка закрытого штампа
Конструктивные Размеры
1.7. Расчет размеров и массы исходной заготовки
При расчете размеров исходной заготовки под штамповку используют
закон постоянства объема: при пластической деформации объем металла
практически не изменяется. Исходная заготовка представляет собой
горячекатаный прокат круглого или квадратного поперечного сечения. При
открытой штамповке с образованием облоя целесообразно применять прокат
обычной (В) точности по сортаменту ГОСТ 2590-88 [8]. При закрытой штамповке
(особенно на ГКМ) применяют прокат повышенной (Б А) точности по тому же
сортаменту или калиброванный прокат по сортаменту ГОСТ 7417-75 [9].
Тогда длина исходной заготовки
где Vиз - объем металла исходной заготовки; Fиз - площадь поперечного
сечения исходной заготовки.
Объем металла исходной заготовки при штамповке в торец
Vиз = Vп + Vотх = Vп+ Vобл+Vу+Vпер
где Vп - объем металла поковки; Vотх - объем отходов на
технологических операциях штамповки (облой угар перемычка).
В процессе штамповки происходит износ ручья т.е. увеличение его
внешних размеров и уменьшение внутренних. Поэтому при подсчёте объёма
поковки её номинальные размеры увеличивают: внешние – на половину
положительного допуска а внутренние – на половину отрицательного.
Объём облоя при штамповке на молоте [5] определяют по формуле
где Fо.к. – площадь облойной канавки определяемая в зависимости от
выбранного оборудования по табл.П5.1; p – периметр поковки в плоскости
разъёма штампа; k – коэффициент учитывающий заполнение металлом облойной
канавки (k = 075 08).
Объём облоя при штамповке на прессе
Vобл = Vмост + Vмаг = p (h0 l + Bh2)
где p – периметр поковки в плоскости разъёма штампа мм; h0 – толщина
мостика мм; B – ширина облоя в магазине мм: B =10
мм для Mпр 05кг; B = 15 мм для Mпр 2кг; B = 20 мм для Mпр > 2кг; h2 –
средняя толщина облоя в магазине h2 = 2h0 мм.
Параметры облойной канавки h0 и l приведены в таблице 2.5.2 в
зависимости от величины усилия пресса (МН).
Угар металла зависит от способа нагрева заготовок: при пламенном
нагреве он составляет 2..3 % а при электронагреве - 05 10% от массы
нагреваемого металла (Vп + Vоб +Vпер).
Объём перемычки под пробивку определяют после выбора её размеров и
Получив по формуле (2.14) значение объёма исходной заготовки выразим
его через размеры сортового проката: диаметр Dиз и высоту Hиз . Из
соображений обеспечения продольной устойчивости заготовки при осадке
задаются величиной коэффициента m = HизDиз из условия: 125 m 25
Тогда расчётный диаметр (или сторона квадрата) исходной заготовки
Далее по сортаменту сортового проката определяем принятое значение
диаметра исходной заготовки Dиз пересчитываем площадь сечения Fиз и по
формуле (2.13) находим длину исходной заготовки.
1.8. Правила оформления чертежа поковки
Чертёж поковки должен содержать все данные необходимые для
изготовления поковки её контроля и приёмки. Чертёж поковки выполняется в
соответствии с требованиями ГОСТ 3.1126-88 и стандартов ЕСКД. Поковку
изображают в том положении которое она занимает в штампе. Масштаб
В графе I основной надписи чертежа под наименованием детали пишут слово
поковка штампованная". Контуры детали вычерчивают тонкой штрихпунктирной
линией. Размеры детали проставляют под размерами поковки в круглых скобках.
Черновые базы указывают на соответствующих поверхностях специальными
знаками. Плоскость разъёма штампа изображают штрихпунктирной линией
обозначенной на концах знаками Х- -Х. Размеры поковки с допусками
проставляют от черновых баз с учётом удобства контроля поковки. Размерные
линии для поверхностей с уклонами проводят от вершин углов.
Технические требования предъявляемые к поковке располагают над
основной надписью чертежа без заголовка. В технических требованиях
указывают группу категорию прочности конструктивные характеристики и
исходный индекс поковки; допускаемые отклонения формы и расположения
поверхностей поковки; неуказанные предельные отклонения размеров и допуски
радиусов закруглений; требования к качеству поверхности поковки; размеры и
массу исходной заготовки; сведения о дополнительных отделочных операциях
(правка холодная или горячая калибровка).
Обозначение группы и категории прочности поковок. Технические
условия на поковки из конструкционной углеродистой и легированной
стали регламентируются ГОСТ 8479-70 [10]. Поковки в зависимости от
назначения разделяют на пять групп: группа I - без механических
испытаний группы II и III - испытания на твердость группы IV
и V - специальные механические испытания. Поковки IV и V групп
по механическим свойствам разделяют на 16 категорий прочности.
Отнесение поковки к той или иной группе производится потребителем
номер группы указывают в технических требованиях на чертеже детали.
Нормы твердости для поковок II и III групп и категории прочности
для поковок IV и V групп устанавливаются по соглашению
изготовителя с потребителем.
Номер группы категорию прочности и сдаточные характеристики
поковки указывают в технических требованиях на чертеже поковки
специальным условным обозначением. Категория прочности обозначается
буквами КП и числом соответствующим пределу текучести материала
поковки. Например: КП 175 где 175- предел текучести (МПа) материала
поковки. Примеры условных обозначений поковок.
Поковки группы II (или III) из стали твердостью НВ 143 - 179
Гр. II (или III) НВ 143 - 179 ГОСТ 8479-70.
Поковки группы IV (или V) с категорией прочности КП 490
Гр. IV (или V) КП 490 ГОСТ 8479-70.
Марки стали для всех групп поковок устанавливаются по
соглашению изготовителя с потребителем и указываются на чертеже
детали и поковки. В таблице 2.13 приведен пример составления технических
требований чертежа штампованной поковки.
Пример записи технических требований на изготовление поковок
Вид требования Параметры требования
Характеристики Поковка Гр. (см. раздел 2.1.8.)
поковки Класс точности группа стали степень сложности
исходный индекс (см. раздел 2.1.5)
Допускаемые отклонения Допускаемое смещение по поверхности разъёма штампа
формы и расположения (см. табл. П2.5.1)
поверхностей поковки Допускаемая величина остаточного облоя по внешнему
контуру поковки мм (см. табл. П2.5.2)
Допускаемая величина высоты заусенца по внешнему
контуру поковки мм (см. табл. П2.5.3)
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого
отверстия относительно внешнего контура поковки мм
Допускаемое отклонение от плоскостности мм (см.
Неуказанные предельные Неуказанные предельные отклонения размеров (см.
отклонения п.5.5 ГОСТ 7505-89)
Требования к качеству Очистка от окалины . (дробеструйная галтовкой
поверхностей поковки и химическая и др.) На обрабатываемых поверхностях
термической обработке допускаются внешние дефекты не более 50% припуска
Размеры и масса Размеры исходной заготовки: Dиз ( Hиз мм масса
исходной заготовки кг
Сведения о По размеру (толщина поковки) калибровать (см.
дополнительных табл.П2.4.2)
отделочных операциях
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Описание методики иллюстрируется примером проектирования поковки
штампованной для детали «Фланец» приведенной в Приложении 2.7.
Подготовка исходных данных
Деталь представляет собой осесимметричное тело вращения материал –
хромистая легированная сталь 20Х ГОСТ 4543-71 с содержанием углерода до 2-х
% и хрома до 1 %. Механические свойства: в=800 МПа т = 650 МПА
твердость по Бринелю в отожженном или отпущенном состоянии не более 179НВ.
Термообработка – нормализация. Группа поковки II по ГОСТ 8479-71. По
табл.2.1 определяем тип производства поковок – мелкосерийное при Мпр = 282
кг и годовом объёме выпуска Nг = 1000 штгод. Поэтому выбираем в качестве
штамповочного оборудования пневматический штамповочный молот тип штампа –
открытый способ нагрева исходной штучной заготовки – пламенный. Исходные
данные вносим в карту проектирования техпроцесса (табл.2.14).
Карта проектирования техпроцесса
Иванов И.И. 3-МиАТ-1 10 01.10.07
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Фланец
Масса детали кг 188
Годовой объём выпуска 1000
Материал термообработка Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 нормализация
Группа поковки по ГОСТ 8479-71 Поковка II группы
Штамповочное оборудование Пневматический штамповочный молот
Способ штамповки Открытый
Способ нагрева исходной заготовки Пламенный
Изобразите эскизы технологических переходов для Вашего варианта
штамповочного оборудования способа штамповки и размеров детали.
Определение исходного индекса поковки
Для определения исходного индекса вычислите конструктивные
характеристики и расчетную массу поковки.
Класс точности поковки. По таблице 2.2 для открытой молотовой
штамповки при пламенном нагреве рекомендуется класс точности Т5.
Группа стали. Материал поковки сталь 20Х. Средняя массовая доля
углерода в этой марке – 02% суммарная массовая доля легирующих элементов
– не более 2-х %. Устанавливаем группу стали М1.
Расчетная масса поковки. По формуле (2.6) и табл.П2.3.1 расчетная
Мпр = Мд·kp = 188·15 = 282 кг.
Степень сложности поковки. Определим отношение tD для нашего варианта
размеров: 20125=01602 - то есть поковка содержит тонкий элемент t25
мм. Поэтому для таких поковок с тонкими элементами и пробиваемыми
перемычками стандартом устанавливается степень сложности С4.
Исходный индекс поковки. По таблице 2.4 устанавливаем исходный индекс
Расчет размеров поковки.
По заданному варианту размеров в масштабе 1:1 тонкой
штрихпунктирной линией вычертите контур детали в том положении которое
поковка занимает в штампе (рис.2.12а). Укажите исходные базы механической
обработки. Заполните графы 2-4 таблицы 2.15.
Р и с.2.12. Эскизы холодной (а) и горячей (б слева) поковки
и профиля рабочей полости штампа (б справа)
Пользуясь эскизом (см. рис.2.12а) и табл.2.5-2.7 последовательно
заполните графы 5-9 таблицы 2.15 и назначьте основные и дополнительные
припуски на обрабатываемые размеры поковки рассчитайте номинальные размеры
Размер D: основной припуск 20 мм (D=125 мм; Ra=125 мкм; исходный
индекс поковки 15; смещение по плоскости разъёма штампа 03 мм (Мпр = 282
кг; класс точности Т5); суммарный припуск на сторону 23 мм (20+03);
размер поковки 1296 мм (120+23·2).
Размер d: основной припуск 22 мм (D=35 мм; Ra=08 мкм; исходный
кг; класс точности Т5); суммарный припуск на сторону 25 мм (22+03);
размер поковки 30 мм (35-25·2).
Размер D1: припуск не назначают так как по этому размеру нет
механической обработки.
Размер Т-толщина: основной припуск 23 мм (Т=25 мм; Ra=16 мкм;
исходный индекс поковки 15; отклонение от плоскостности 05 мм (наибольший
размер поковки 1296 мм; класс точности Т5); суммарный припуск на сторону
мм (23+05); размер поковки 278 мм (25+28).
Размер t-толщина: основной припуск 20 мм (t=20 мм; Ra=16 мкм;
мм (20+05). Положение нижнего торца поковки определяется двумя
размерами T и t с разными припусками. В соответствии с п. 4.5 ГОСТ 7505-89
необходимо установить наибольшее значение при-пуска на эту поверхность 28
мм: тогда размер поковки 228 мм (20+28).
Нанесите припуски на эскиз поковки и проставьте их размеры
проведите размерные линии и проставьте образовавшиеся размеры поковки.
Выберите положение плоскости разъёма штампа. Назначьте и изобразите
штамповочные уклоны (см. табл.2.8 и рис.2.7). Установите координаты
плоскости разъёма штампа проведите её тонкой штрихпунктирной линией
обозначьте условными знаками и свяжите с черновой базой размером. Проведите
от образовавшихся в плоскости разъёма штампа вершин углов размерные линии
для обозначения размеров внешнего Dп и внутреннего dп контуров поковки.
Рассчитайте эти размеры как катеты треугольников образованных
штамповочными уклонами заполните графы 10-11 таблицы 2.15.
Рассчитайте толщину перемычки по формулам (2.7-2.9) или выберите по
рис.2.9 и таблицы 2.9.
h = 05·T – 2 = 05·278-2 = 119 мм.
Изобразите перемычку на эскизе и свяжите её среднюю линию с плоскостью
разъёма штампа размером полученным графическим построением и расчетом
проставьте размер толщины перемычки.
Назначьте по таблице 2.11 радиусы закруглений наружных и
внутренних углов поковки.
Назначьте допуски на размеры поковки по табл.П2.4.1с учетом 15
исходного индекса поковки. Согласно п.2.5.2 стандарта допускаемые
отклонения внутренних размеров должны устанавливаться с обратными знаками.
Заполните графы 12-13 таблицы 2.15. Допуск на диаметр ø65 относится к
разряду не указанных на чертеже. Поэтому по п.2.5.5 стандарта он
принимается равным 15 допуска номинального размера ø65 с равными
допускаемыми отклонениями то есть ±24 мм (32·15 = 48 мм).
Проставьте на эскизе поковки размеры из графы 13 таблицы 2.15. Допуск
на размеры в направлении штамповки проставляют один раз. Не указанный на
чертеже допуск не проставляют а записывают в технические требования
Рассчитайте размеры горячей поковки заполните графу 14 таблицы
По размерам полученным в графе 14 таблицы 2.15 вычертите эскиз
(контур) горячей поковки (см. рис.2.12б слева) и проставьте размеры. Для
открытого штампа рассчитайте толщину облоя ho по формуле (2.11) и выберите
параметры облойной канавки по таблице П2.6.1.
ho = 0015·Dп = 0015·1324 = 198 мм
Выбираем ближайшую канавку №5 для которой ho = 2 мм. Для закрытого штампа
сконструируйте замок согласно таблице 2.12. Оформите эскиз профиля рабочей
полости штампа. Эскиз профиля рабочей полости штампа приведен на рис.2.12б
Определите объём исходной заготовки по формуле (2.14). Вычислите объём
поковки в виде алгебраической суммы объёмов трех усеченных конусов за
вычетом объёмов двух усеченных конусов и цилиндра (см. рис.2.12а) или
распечатайте МЦХ объёмной модели поковки
Vп = 19265+2·146732-2·711-1798 = 296531 см3
Объём отходов складывается из объёмов облоя угара и перемычки
Vотх= Vоб + Vу +Vпер
Определите объём облоя по формуле (2.15) полагая периметр поковки
р = Dп.max и Fок= 136 мм2 по табл.П6.1 для облойной канавки №5
Vоб = 075·314·1324·136 = 4240507 мм2 = 42405 см3.
Определите объём перемычки толщиной S=5 мм как объём цилиндра
Vпер = ·R2· S = 314·92·5 = 12717 мм2 = 1272 см3.
Определите объём угара металла при пламенном нагреве
Vу = 0025·( Vп + Vоб +Vпер)= 0025·(296531+42405+1272)=85 см3.
Определите объём исходной заготовки
Vиз= Vп + Vотх = 296531+42.405+85+1272 = 348708 см3.
Определите массу поковки
Мп =(Vп·ρ)1000 =(296531·785)1000 = 233 кг.
Определите массу исходной заготовки
Миз = (Vиз·ρ)1000 = (348708·785)1000 = 274 кг.
Определите по формуле (2.17) диаметр исходной заготовки
[pic]= [pic] =605 см = 605 мм.
По сортаменту на круглый горячекатаный прокат обычной точности [8] ГОСТ
90-88 принимаем Dиз = 60 мм.
Определите по формуле (2.13) длину исходной заготовки
Lиз= Vиз Fиз =348708(·R2) = 348708(314·32)=124 см = 124 мм.
Проектирование операции холодной калибровки.
На толщину детали t установлен допуск формы - допуск плоскостности не
более 005 мм. Для обеспечения этого требования в технологическом процессе
предусмотрена операция холодной калибровки (см. рис.2.4е). Требуется
установить размер толщины калиброванной поковки с допускаемыми
отклонениями. Припуск на механическую обработку и допускаемые отклонения
назначают по табл.П2.4.2.
Рассчитайте площадь F кольцевой поверхности поковки подвергаемой
калибровке назначьте припуск на механическую обработку поковки.
Площадь кольцевой поверхности F = 4·(12962 – 752) = 8769 см2; припуск
на механическую обработку по табл.П2.4.2 составляет 08 мм.
Размер калиброванной поковки: 20 + 08 = 208 ±03 мм (толщина детали
t = 20 мм; припуск на мехобработку 08 мм; поле допуска 06 мм; допускаемые
отклонения принимают равными половине поля допуска).
Оформление чертежа поковки.
Оформите чертеж поковки и сформулируйте технические требования на её
изготовление (см. раздел 2.1.8 и табл.2.13). Чертеж поковки приведен на
Р и с.2.13. Чертеж поковки
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Ознакомиться с теоретическими основами и методикой проектирования
технологического процесса штамповки.
Проанализировать исходные данные для проектирования и заполнить карту
проектирования техпроцесса.
Разработать и изобразить эскизы технологических переходов штамповки.
Разработать эскизы поковки и профиля рабочей полости штампа (см.
Оформить чертеж поковки (см. рис.2.13).
ФОРМА ОТЧЕТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Заполненная карта проектирования техпроцесса (см. табл.2.14).
Эскизы технологических переходов штамповки.
Сводная таблица результатов расчета размеров поковки (см. табл.2.15).
Эскизы холодной и горячей поковки и профиля рабочей полости штампа.
Чертеж поковки с техническими требованиями.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Руденко П.А. Проектирование и производство заготовок в машиностроении.
-К. :Выща шк. 1991.-247с.
Технологичность конструкций изделий: Справ.Под ред. Ю.Д. Амирова. - М.:
Машиностроение 1985.-368с.
Ковка и штамповка: Справ.: В 4-х т. Под ред. Е.И. Семёнов и др. -М.:
Машиностроение 1985-1987.- Т.1: Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка.-
ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Допуски припуски и
Ковка и штамповка: Справ.: В 4-х т. Ред. совет: Е.И. Семёнов и др.
-М.: Машиностроение 1985-1987.- Т.2: Горячая штамповка.-1986.-592с.
Зайончик Л.И. Проектирование поковок и отливок: Лабораторные работы.
-Челябинск: ЧГТУ 1992.- 63с.
Прейскурант № 25-01. Оптовые цены на отливки поковки и горячие
штамповки.- М.: Прейскурантиздат 1990.- 188с.
ГОСТ 2590 – 88. Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
ГОСТ 7417-75. Прокат калиброванный круглый. Сортамент.
ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной
стали. Технические условия.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии
машиностроения.- Мн.: Выш. школа 1983.- 256 с.
Р и с. П2.1.1. Переходы штамповки на прессе заготовки шестерни
Р и с. П2.1.2. Переходы штамповки на ГКМ заготовки шестерни
Р и с. П2.1.3. Переходы штамповки на ГКМ заготовки вала-шестерни
Температурные интервалы штамповки некоторых сталей
Марка стали температурный
Начала Конца штамповки
15 1300 800 700 1280—750
25 30 35 1280 830 720 1250—800
45 50 1260 850 760 1200—800
60 1240 850 760 1190—800
70 1220 850 770 1180—800
Г 20Г 25Г ЗОГ 1250 850 750 1230—800
Г 45Г. 50Г 1220 850 760 1200—800
Г 65Г 1200 850 760 1180—800
Х 15ХА 20Х 1250 870 760 1200—800
Х 38ХА 1230 870 780 1180—820
Х 45Х 50Х 1200 870 800 1180—830
Г2 35Г2 1220 870 750 1200—800
Г2 45Г2 50Г2 1200 870 800 1180—830
ХМ 1230 850 780 1200—800
ХМ.30ХМА 35ХМ 1220 880 830 1180—850
ХФ 40ХФА 1240 850 760 1200—800
ХН 1250 850 780 1200—800
ХН 45ХН 50ХН 1200 870 780 118О—830
ХН2 12ХНЗА 1200 870 760 1180—800
ЗОНХЗА 1180 900 800 1160__850
ХГСА 25ХГСА 1200 870 800 1160—830
ХГС 30ХГСА 35ХГСА 1180 870 800 1140—830
ШХ6 ШХ9 1200 900 850 1150—870
ШХ15 1180 870 830 1130—850
Х2 1150 850 760 1150—780
У7 У7А У8 У8А 1125 850 750 -
У9 У10 У11 У12 У13 1100 860 770 -
X12M 1180 900 850 -
XHM 5ХГМ 5XHB 1200 870 850 -
PI 8 P9 1200 920 900 -
Сопротивление стали деформированию в зависимости
от температуры нагрева
в (МПа) вt (МПа) при температуре нагрева t 0C
Значения коэффициента КР
Группа Характеристика Типовые КР
детали представители
Удлиненной формы: Валы оси цапфы 13-16
С изогнутой осью Рычаги сошки 11-14
рулевого управления
Круглые и многогранные Шестерни ступицы 15-18
Квадратные Шестерни ступицы 13-17
прямоугольные гайки
С отростками Крестовины вилки 14-16
Комбинированной Кулаки поворотные 13-18
конфигурации коленчатые валы
С большим объемом Балки передних осей 11-13
необрабатываемых рычаги переключения
поверхностей коробок передач
С отверстиями Полые валы фланцы 18-22
углублениями блоки шестерен
оформляемыми в поковке
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППЫ СЛОЖНОСТИ ШТАМПОВКИ
Наличие рёбер выступов
Группа сложности устанавливается отношением h bср в соответствии с
табл. П3.2 где h – высота элемента bср – средняя ширина элемента (рис.
Группа сложности 1 2 3 4
h bср до 03 свыше 03-10 свыше 1-15 свыше 15
Р и с. П2.3.1. Определение группы сложности для поковок с отростками
Группа сложности устанавливается по величине отношения h dср в
соответствии с табл. П3.3 где h – глубина углубления dср – средний
диаметр углубления или наименьший размер его поперечного сечения (рис.
h dср До 03 Свыше 03-05 Свыше 05-07 Свыше 07
Р и с. П2.3.2. Определение группы сложности для поковок с углублениями
Наличие прошиваемых отверстий
Группа сложности устанавливается по величине отношения h d в
соответствии с табл. П3.4 где h – максимальная высота штамповки dср –
диаметр прошиваемого отверстия (рис. П2.3.3).
h d - До 05вкл. Свыше 05- 08 Свыше 08
Р и с. П2.3.3. Определение группы сложности для поковок
с прошиваемыми отверстиями
Допуски и допускаемые отклонения размеров поковок мм
ИсходНаибольшая толщина поковки
до 40 40-663-100 100 160-св.250
Длина ширина диаметр глубина и высота поковки
до 40 40 -100 100-160 160-250-400-630-
Допускаемая величина смещения по поверхности
Допускаемая величина смещения по
поверхности разъема штампа мм
Плоская поверхность
Несимметрично изогнутая
до 05 включ. 01 02 02 03 04 05 06
св. 05-10 02 02 03 04 05 06 07
Допускаемая величина остаточного облоя
по внешнему контуру поковки мм
Допускаемая величина остаточного
до 40 40-100 100-160160-250св.250
До 05 включ. С1С2 10 20 - - -
Св. 05 –32 С1С2 20 30 40 - -
–56 С1С2 30 40 50 - -
–200 С1С2 40 50 60 70 80
0 –500 С1С2 60 60 70 80 90
С4 70 80 90 100 110
Св. 500 С1С2 60 70 80 90 100
С3 70 80 90 100 110
С4 80 90 100 110 120
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого
в поковке отверстия мм.
Допускаемое наибольшее отклонение от
Наибольший размер поковки концентричности пробитого отверстия
для классов точности
До 100 включ. 04 05 06 08 10
Св. 100 - 160 05 06 08 10 15
Допускаемые отклонения от плоскостности мм
Допускаемые отклонения по изогнутости
Наибольший размер для классов точности
До 100 включ. 03 04 05 06 08
Св. 100 - 160 04 05 06 08 10
Размеры облойных канавок (мм) при штамповке на молотах
Размеры при штамповке
ПорядковыеВысотаРадиус г
осаживанинием в нием в
ем неглубокуглубокую
h0 l h R до до 30 до 60
№ Штамповочное Способ Размеры детали мм Материал
оборудование штамповки D D1 d T t ГОСТ 4543-71 детали кг 1
Молот открытый 112 56 35 21 11 15Х 096 2 Молот закрытый 128
40 24 14 40Х 152 3 КГШП открытый 144 72 45 27 17 35Г2
4 4 КГШП закрытый 160 80 50 30 20 15ХМ 319 5 Молот
закрытый 176 88 55 33 23 20ХН 437 6 КГШП закрытый 192 96
36 26 25Г 581 7 КГШП открытый 208 104 65 39 29 20ХФ
4 8 Молот открытый 224 112 70 42 32 12ХН2 959 9 Молот
закрытый 240 120 75 45 35 20ХГСА 1178 10 КГШП закрытый 256
8 80 48 38 30ХГСА 1464 11 КГШП открытый 272 136 85 51 41
ХГСН2А 1763 12 Молот закрытый 288 144 90 54 44 38ХС 2113
Молот открытый 304 152 95 57 47 20Х 2516 14 КГШП
закрытый 320 160 100 60 50 12ХН3А 2965 15 Молот открытый 336
8 105 63 53 45Г2 3439 16 Молот закрытый 144 72 45 27 17
Г2 224 17 КГШП открытый 176 88 55 33 23 12ХН3А 437 18
Молот закрытый 208 104 65 39 29 15ХФ 744 19 КГШП открытый
0 120 75 45 35 18ХГТ 1184 20 Молот закрытый 272 136 85

Табл1.doc

Карта проектирования техпроцесса
Горелов Н.В. 3-МиАТ-1 7-17 10.10.08
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Фланец
Масса детали кг 437
Годовой объём выпуска 1000
Материал термообработка Сталь 12ХН3А ГОСТ 4543-71 нормализация
Группа поковки по ГОСТ 8479-71 Поковка II группы
Штамповочное оборудование КГШП
Способ штамповки Открытый
Способ нагрева исходной заготовки Пламенный
Класс точности поковки. Т5.
Группа стали. Материал поковки сталь 12ХН3А. Средняя массовая доля углерода
в этой марке – 012% суммарная массовая доля легирующих элементов – свыше
% до 5%. Устанавливаем группу стали М2.
Расчетная масса поковки.
Мпр = Мд·kp = 437·15 = 6555 кг.
Степень сложности поковки. Определим отношение tD для нашего варианта
размеров: 23176=01302 - то есть поковка содержит тонкий элемент t25
мм. Поэтому для таких поковок с тонкими элементами и пробиваемыми
перемычками стандартом устанавливается степень сложности С4.
Исходный индекс поковки. 19.
Расчет размеров поковки.
Основной припуск. z0 = 3мм
Первый дополнительный припуск. m =0.4мм
Dп=176+2(3+0.4) =1828мм
Основной припуск. z0 = 35мм
dп=55-2(3.5+0.4) =472мм
Размер D1: припуск не назначают так как по этому размеру нет механической
Tп=33+(32+06) =368мм
tп=23+(32+06) =268мм
Наносим припуски на эскиз поковки и проставляем их размеры.
Выбираем положение плоскости разъёма штампа. Назначаем и изображаем
штамповочные уклоны. Устанавливаем координаты плоскости разъёма штампа.
Уклоны: на наружной поверхности - 7°
на внутренней поверхности - 10°
Рассчитываем толщину перемычки:
ds=0.5(D+D1)=0.5(186.1+88)=137
Толщину перемычки выбираем по следующему рисунку и таблице 3:
Минимальная толщина S (мм) дна или плоской перемычки
удлинённых или круглых в плане поковок
KS или dS LKS ≤ 3 LKS > 3
или hd S ≤ 3 или hdS > 3
Выбираем толщину перемычки: S = 8мм.
Глубина полости ручья штампа:
Т-b=T-t2=36.8-26.82=23.4 мм
Назначаем радиусы закруглений наружных и внутренних углов поковки.
Изображаем чертеж поковки с техническими требованиями.

ЧЕРТЕЖ ПОКОВКИ (2).cdw

поковка штампованная
Сталь 45Г2 ГОСТ 4543-71
Поковка Гр.II. Класс точности Т5 группа стали М2 степень сложности С4 исходный индекс
Допускаемое смещение по плоскости разъёма штампа 07 мм.
Допускаемая величина остаточного облоя по внешнему контуру поковки 09 мм.
Допускаемая величина высоты заусенца по внешнему контуру поковки 09 мм по контуру
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего
контура поковки 15 мм.
Допускаемое отклонение от плоскостности 10 мм.
Неуказанные предельные отклонения размеров (
Очистка от окалины дробеструйная.
На обрабатываем поверхностях допускаются внешние дефекты не более 50% припуска.
Размеры исходной заготовки
По размеру 576(толщина паковки) калибровать 54

SHTAMPOVKA-07-сб.doc

2. П Р О Е К Т И Р О В А Н И Е
П О К О В О К Ш Т А М П О В А Н Н Ы Х
Современная структура продукции КШП в машиностроении примерно такова:
кованые поковки изготовляемые из слитков – 16% из проката – 14%
штампованные поковки – 70%. Замена ковки прогрессивными методами штамповки
вальцовки прокатки позволяет максимально приблизить форму и размеры
поковок к контурам готовых деталей и тем самым более экономно расходовать
металл за счёт снижения отходов в стружку в процессе обработки резанием.
При этом высвобождается значительная часть парка металлорежущих станков
снижаются затраты легированной стали расходуемой на изготовление режущего
инструмента сберегаются энергоресурсы. Кроме того следует учесть что в
процессе штамповки обрабатываемый металл претерпевает не только наружные
(контурные) но и внутренние (структурные) изменения способствующие
повышению прочности деталей по сравнению с изготовленными обработкой
резанием или методами литья.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ГОРЯЧЕЙ ОБЪЁМНОЙ ШТАМПОВКИ
Основными этапами проектирования технологического процесса
Анализ технологичности конструкции штампованной заготовки.
Выбор штамповочного оборудования и способа штамповки.
Разработка технологических переходов штамповки.
Выбор способа нагрева термического режима штамповки и ох-
Разработка чертежа поковки.
Конструирование профиля рабочей полости штампа.
Расчет размеров и массы исходной заготовки.
Разработка указаний о завершающих операциях (термообработка
очистка методы контроля поковок).
Оценка технико-экономических показателей технологического
Составление технологической карты.
В рамках данной работы выполняются 1-8 этапы.
1.1. Анализ технологичности конструкции
штампованной заготовки
Форма поковки определяется конфигурацией детали и принятым способом
штамповки. Все элементы штампованной поковки должны иметь простую
геометрическую форму и плавно сопрягаться друг с другом. Технологически
рациональную форму поковки выбирают с учётом следующих рекомендаций [12]:
рационально одностороннее расположение рёбер бобышек и других
выступающих элементов;
следует избегать резких переходов по сечению детали (площадь
поперечного сечения по длине детали не должна изменяться более чем в 3
толщину полотна не следует делать очень малой во избежание быстрого
остывания поковки ведущего к снижению стойкости штампа;
при штамповке (высадке) утолщений на концах стержней диаметр высаженной
части не должен быть больше 4-х диаметров исходной заготовки а высота
высаженного утолщения должна быть более 0 05 0125 диаметра утолщения;
деталь не должна иметь длинных узких отростков в плоскости полотна.
При отработке конструкции штампованной поковки на технологичность
следует проверить возможность изменения конструкции детали или её элементов
с целью упрощения конструкции поковки. Необходимо проверять возможность
получения поковки в закрытом ручье вместо открытого или перевода штамповки
с молота на другие кузнечные машины применения комбинированных способов
изготовления поковки (вальцовка-штамповка на молоте или прессе и другие).
Для уменьшения расхода металла и упрощения штамповки иногда рационально
разбить деталь на две и более частей простой формы для штамповки их порознь
с последующей сваркой. Для мелких поковок более выгодна штамповка двух и
более заготовок в одной поковке с последующей разрезкой.
С целью уменьшения стоимости технологической оснастки необходимо
стремиться к унификации поковки для различных деталей применению групповых
1.2. Выбор штамповочного оборудования и способа штамповки
При объёмной штамповке формообразование заготовки происходит в полости
(ручье) специального инструмента – штампа. В зависимости от типа штампа
различают штамповку в открытых закрытых штампах (рис.1) и в штампах для
выдавливания (рис.2). Перспективно применение штамповки выдавливанием в
разъёмных матрицах (рис.3).
В качестве штамповочного оборудования используются пневматические
штамповочные молоты кривошипные и гидравлические прессы горизонтально-
ковочные машины ковочные вальцы радиально-обжимные машины и другое
специализированное оборудование [13].
Р и с.2.1. Схемы штамповки:
а – на молоте в открытом штампе; б – на молоте в закрытом штампе;
в – на прессе в открытом штампе; г – на прессе в закрытом штампе;
– заготовка; 2 – поковка; 3 – выталкиватель
Р и с. 2.2. Схемы штамповки в штампах для прямого (а) и обратного (б)
выдавливания: 1- пуансон; 2- матрица; 3 – поковка; 4 – выталкиватель
Р и с.2.3. Схемы штамповки выдавливанием в разъёмных матрицах:
поперечный (а) продольный (б) и смешанный (в) разъём
Поверхность разъема штампа располагают: в открытом штампе -
вблизи середины толщины поковки в закрытом - совмещают с одной
из торцовых поверхностей: нижней - при штамповке на молоте верхней
- при штамповке на прессе.
В зависимости от применяемого способа штамповки и типа штампа
конфигурация и размеры поковки в каждом случае будут различными
При выборе штамповочного оборудования и способа штамповки
руководствуются конфигурацией детали и экономичностью техпроцесса.
Каждый из видов оборудования и способов штамповки имеет свои
преимущества и недостатки. В условиях единичного и мелкосерийного
производства наиболее экономичной является штамповка на пневматических
молотах в подкладных или открытых штампах. Признаки типов кузнечно-
штамповочного производства приведены в табл.1.
Признаки типа кузнечно-штамповочного производства
Годовой объём выпуска поковок штгод
производства заготовок
Мелкие Средние Тяжёлые
(до 1 кг) (1 10 кг) (10 100 кг)
Единичное и Менее менее менее 13
мелкосерийное 50000 10000 2000 и более
Серийное 50000 10000 2000 6 12
Крупносерийное иБолее более более
массовое 500000 100000 10000 1 5
При определении массы подвижных частей штамповочного молота
ориентируются на последний удар когда полость окончательного ручья
заполнена и металл вытекает в облойную канавку. Для пневматического молота
двойного действия применяют формулу Г. Гофмейстера
Мпч = (5 6) Fп (2.1)
где Мпч – масса подвижных частей молота кг; Fп – площадь проекции поковки
Ориентировочные данные о необходимой массе подвижных частей
штамповочного молота приведены в [1].
Усилие штамповки на прессе (МН) определяется выражением
где ( = масштабный коэффициент для мелких поковок из штучных заготовок ( =
; pуд - удельное давление прессования (МПа) определяемое для наиболее
нагруженного перехода (осадки); F – площадь поперечного сечения заготовки в
где [pic]- предел текучести материала (Мпа) при температуре окончания
штамповки [3]; D – средний диаметр заготовки после деформации мм; H –
высота заготовки после деформации мм.
Практикой установлено что 1 тонна подвижных частей молота
приблизительно соответствует усилию пресса равному 10 МН. Следовательно
если поковку штампуют на молоте с массой подвижных частей 1т то для её
штамповки на прессе потребное усилие составит 10 МН.
При закрытой штамповке масса подвижных частей молота и усилие пресса
рассчитывают по тем же формулам с последующим уменьшением полученного
Усилие высадки на ГКМ (МН) определяется по формуле приведенной в [5]
где k – коэффициент учитывающий сложность штамповки (k = 2 8); [pic]-
предел прочности штампуемого материала (МПа) при температуре окончания
штамповки (табл.П2.2); Fп – площадь поковки в плане м2.
3. Разработка технологических переходов штамповки
Штампованные поковки можно разделить на две основные группы – с
вытянутой осью и симметричные в плане. К первой группе относятся поковки
типа шатунов рычагов гладких и ступенчатых валов; ко второй - поковки
фланцев колец зубчатых колёс и т.п. Поковки с вытянутой осью обычно
штампуют поперёк оси заготовки (плашмя); осесимметричные в плане поковки
изготовляют штамповкой вдоль оси (в торец).
Обработку заготовки в одном ручье называют переходом штамповки
(количество ручьёв в штампе обычно соответствует количеству переходов
Операцией называют законченную часть технологического процесса
включающую в себя все переходы объёмной штамповки совершаемые за один
нагрев независимо от количества используемых при этом кузнечных машин.
Все переходы горячей объёмной штамповки можно разделить на три основные
группы – заготовительные штамповочные и разделительные.
Заготовительные переходы необходимы для перераспределения металла
исходной заготовки в соответствии с формой поковки. Штамповочные переходы
необходимы для получения окончательно оформленной поковки. Разделительные
переходы (отрубные обрезные отрезные и пробивные) необходимы для
отделения поковки от прутка обрезки облоя и пробивки отверстий они
выполняются в соответствующих ручьях тех же штампов в которых проводят
штамповку. На рис.2.4 показаны эскизы технологических переходов открытой
штамповки на молоте осесимметричной поковки диска. В прил. 2.1 приведены
эскизы технологических переходов штамповки заготовок на кривошипном
горячештамповочном прессе (КГШП) и горизонтально-ковочной машине (ГКМ)
Р и с. 2.4. Эскизы технологических переходов открытой штамповки на молоте:
а- исходная заготовка; б- осадка; в – штамповка; г – обрезка облоя; д –
пробивка перемычки; е – плоскостная калибровка
1.4. Выбор способа нагрева термического режима штамповки
и охлаждения поковки
В кузнечных цехах применяют следующие виды нагрева заготовок:
пламенный электрический и нагрев в жидкостях (в растворах расплавленных
солей). В условиях единичного и мелкосерийного производства поковок
экономически оправдано применение пламенного нагрева. Нагрев заготовок в
пламенных печах осуществляется с помощью теплоты выделяющейся при сжигании
газообразного жидкого или твёрдого топлива. Основными видами
электрического нагрева являются индукционный контактный и в печах
электросопротивления. Преимуществами нагрева в расплавах солей являются
быстрота полное отсутствие окалины и равномерность прогрева заготовок.
Электрический нагрев и нагрев в жидкостях применяются в основном в условиях
крупносерийного или массового производства поковок. Для правильного
установления температуры нагрева металла перед штамповкой необходимо знать
её влияние на свойства металла. Прочность стали характеризующая её
сопротивление деформированию с повышением температуры уменьшается. Это
позволяет уменьшить потребное давление (усилие) для изменения формы металла
Область температур при которых металл находится в наиболее пластичном
состоянии и обладает наименьшим сопротивлением пластической деформации
называется температурным интервалом горячей обработки давлением.
Максимально допустимую температуру нагрева перед штамповкой (верхний
предел) Тв для углеродистых сталей можно определить по следующей формуле
где Тс – температура соответствующая линии солидуса диаграммы "железо-
Для каждого металла в зависимости от его химического состава
установлены вполне определённые температурные интервалы горячей штамповки
приведенные в табл.П2.2.1. Там же содержатся данные о влиянии температуры
нагрева стали на её сопротивление деформированию.
При охлаждении поковок происходит уменьшение их объёма и изменение
состава и величины зерен металла в процессе структурно-фазовых превращений.
Охлаждение поковок необходимо вести с такой скоростью которая обеспечивает
полное устранение возможности возникновения внутренних напряжений
обусловленных неравномерным их остыванием по толщине. Режим охлаждения
устанавливается в зависимости от химического состава металла максимального
поперечного сечения поковки и вида исходного металла (прокат или слиток).
Чем более легирована и менее вязка сталь тем медленнее должно вестись её
охлаждение. Охлаждение поковок ведётся тремя способами: на воздухе в
колодце и вместе с печью. Режимы охлаждения поковок приведены в работе [3].
1.5. Разработка чертежа поковки
Чертёж поковки представляет собой графический документ выполненный в
соответствии с требованиями ГОСТ 7505-89 [4] и стандартов ЕСКД. Чертёж
поковки разрабатывается на основании чертежа детали и должен содержать все
данные необходимые для изготовления контроля и приёмки поковки. Линейные
и угловые размеры на чертеже поковки должны быть образованы путем
добавления к номинальным размерам детали припусков на механическую
обработку и кузнечных напусков а также содержать сведения о
предельно допустимых отклонениях размеров и формы поковки. Величины
припусков устанавливают в зависимости от конструктивных характеристик
поковки шероховатости обработанной поверхности детали изготовляемой
При разработке чертежа поковки соблюдают следующий порядок
действий. Определяют конструктивные характеристики и исходный индекс
поковки. Выбирают тип штампа и положение плоскости разъема штампа.
Назначают припуски на механическую обработку. Проектируют наметки
отверстий и углублений. Назначают штамповочные уклоны. Производят
расчеты размеров поковки и назначают допуски на контролируемые
параметры поковки. Назначают радиусы закруглений. Формулируют
технические требования на изготовление поковки. Оформляют чертеж
Определение конструктивных характеристик поковки. ГОСТ 7505-89
устанавливает следующие конструктивные характеристики поковки: класс
точности группа стали степень сложности конфигурация поверхности
Класс точности поковки устанавливают в зависимости от
применяемого оборудования для ее изготовления и типа штампа
Группа стали. Стали применяемые для получения поковок
подразделяют на три группы: М1 М2 М3. При назначении группы стали
определяющим является среднее массовое содержание углерода и
легирующих элементов ( Si Mn Cr Ni Mo W V и др.).
Выбор класса точности поковок
Основное деформирующее оборудование Классы точности поковок
технологические процессы
Кривошипные горячештамповочные прессы:
Открытая (облойная) штамповка + +
Закрытая штамповка + +
Горизонтально – ковочные машины + +
Прессы винтовые гидравлические + +
Горячештамповочные автоматы + +
Штамповочные молоты + +
Калибровка объемная (горячая и холодная) + +
Прецизионная штамповка +
Прецизионная штамповка - способ штамповки обеспечивающий
устанавливаемую точность и шероховатость одной или нескольких
функциональных поверхностей поковки которые не подвергаются
окончательной обработке.
При пламенном нагреве заготовок допускается снижение точности для
классов Т2 - Т4 на один класс.
При холодной или горячей плоскостной калибровке точность
принимается на один класс выше.
М1 - сталь с массовой долей углерода до 035% включительно и
суммарной массовой долей легирующих элементов до 20% включительно.
М2 - сталь с массовой долей углерода свыше 035 до 065%
включительно или суммарной массовой долей легирующих элементов свыше
до 50% включительно.
М3 - сталь с массовой долей углерода свыше 065% или суммарной
массовой долей легирующих элементов свыше 50%.
Степень сложности поковки. По степени сложности поковки
подразделяют на четыре группы: С1 С2 С3 С4. Степень сложности
устанавливают по табл. 3 в зависимости от численного отношения
расчётной массы поковки Мпр к массе пространственной
геометрической фигуры Мф в которую вписывается форма поковки.
Расчетную массу поковки допускается вычислять по формуле
где Mпр - расчетная масса поковки; Mд - масса детали; Кр -
коэффициент зависящий от формы поковки (табл. П3.1).
При вычислении Мф габаритные линейные размеры детали
рекомендуется увеличить в 105 раза (см. Приложение 2 ГОСТ 7505-89).
Показатели для определения степени сложности поковки
Отношение массы поковки к массе Степень
фигуры Мпр Мф ( свыше - до ) сложности
Для горячих штамповок с тонкими элементами в том числе с пробиваемыми
перемычками устанавливается степень сложности C4 если отношения tD
tL t(D-d) не превышают 02 и t не более 25 мм ( где t –толщина тонкого
элемента D или d – наибольший размер тонкого элемента l – длина тонкого
элемента). Для поковок с наличием ребер выступов углублений прошиваемых
отверстий степень сложности устанавливается по прил. 2.3 [7].
Для поковок полученных на горизонтально-ковочных машинах допускается
определять степень сложности формы в зависимости от числа переходов: С1 –
не более чем при двух переходах; С2 – при трёх переходах; С3 – при четырёх
переходах; С4 – более чем при четырёх переходах.
Конфигурация поверхности разъема штампа может быть плоской
симметрично или несимметрично изогнутой.
Определение исходного индекса поковки. Исходным индексом поковки
называют условный показатель учитывающий в обобщенном виде
конструктивные характеристики поковки и ее расчетную массу. Исходный
индекс служит для назначения основных припусков допусков и
допускаемых отклонений. Исходный индекс определяют по табл. 2.4 или по
ИН = № i + (Mi -1) + (Ci -1) + 2(Ti -1)
Мi Ci Ti – соответственно группа стали степень сложности и класс
Для определения исходного индекса по табл.2.4 при группе стали
М1 степени сложности поковки С1 и классе точности Т1 в графе “
Расчетная масса поковки “ находят соответствующую данной расчетной
массе строку и перемещаются вправо только по горизонтали до графы
“Исходный индекс”. Так для поковки с расчетной массой 5 кг и
конструктивными характеристиками М1 С1 Т1 исходный индекс равен 5. Для
определения исходного индекса при группе стали М2 или М3 степени
сложности поковки С2 - С4 и классе точности Т2 - Т5 от клеточки
соответствующей расчетной массе поковки перемещаются вправо по
горизонтали и вниз по утолщенным наклонным линиям до пересечения
каждой из них с вертикальными линиями соответствующими заданным
значениям М С и Т. Так для поковки с расчетной массой 5 кг и
конструктивными характеристиками М3 С2 и Т4 исходный индекс равен
Исходный индекс поковки
Общие требования при назначении припусков допусков и кузнечных
напусков. ГОСТ 7507-89 устанавливает следующие требования при
назначении припусков допусков и кузнечных напусков.
Номинальный размер поковки - геометрический параметр
определяемый исходя из номинального размера детали припуска и
кузнечного напуска. Действительный размер поковки - фактический
размер полученный измерением с допустимой погрешностью.
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей поковки
являются самостоятельными величинами и не зависят от допусков и
допускаемых отклонений размеров поковки. К ним относятся: смещение
по поверхности разъема штампа; остаточный облой; высота заусенца;
отклонение от концентричности и соосности; отклонение от
плоскостности и прямолинейности; допуск радиусов закруглений; след
от выталкивателя; изогнутость и радиальное биение.
Линейные размеры на чертеже поковки образованные с учетом
припусков и кузнечных напусков должны быть проставлены от черновых
баз механической обработки согласованных между изготовителем и
потребителем и обозначенных специальным знаком на чертеже детали.
Припуски на механическую обработку. Припуск на механическую
обработку устанавливается как величина суммарная включающая основной
припуск и дополнительные припуски учитывающие отклонения формы
поковки. Дополнительные припуски назначают для компенсации смещения
по поверхности разъема штампа отклонений от плоскостности и
прямолинейности отклонений межцентрового и межосевого расстояний
отклонений угловых размеров изогнутости поковки. Величины этих
припусков назначают исходя из формы поковки и технологии ее
изготовления. Для поковки рассматриваемой в данной работе
требуется назначить дополнительные припуски учитывающие смещение
штампов и отклонение от плоскостности.
Численные величины всех припусков назначают на одну сторону
обрабатываемой поверхности поковки. При назначении величины припуска
на поверхность положение которой определяется двумя и более
размерами поковки устанавливают наибольшее из значений припусков.
Основные припуски на механическую обработку устанавливают в
зависимости от исходного индекса линейных размеров детали и
шероховатости ее поверхности по таблице 2.5.
Первый дополнительный припуск учитывающий смещение “m” по
поверхности разъема штампа (рис.2.5) назначают по таблице 2.6 в
зависимости от массы и класса точности поковки. Таблица
регламентирует величины дополнительных припусков для случая плоской
поверхности разъема штампов. Смещением по поверхности разъема штампа
называют отклонение формы поковки в виде наибольшего линейного
переноса по плоскости одной части поковки относительно другой.
Второй дополнительный припуск учитывающий отклонение от
плоскостности назначают по табл. 2.7 в зависимости от наибольшего
размера и класса точности поковки. Отклонением от плоскостности Ра
называют отклонение оцениваемое наибольшим расстоянием от точек
действительной поверхности поковки до прилегающей плоскости (рис.2.6).
Основные припуски на механическую обработку (на сторону) мм
до 25 25 – 40 40 - 63 63 - 100 100 - 160 - 250св.250
Длина ширина диаметр глубина и высота детали
до 40 40—100 100—160 160—250 250-400 400—630 630—1000
Первый дополнительный припуск
Припуски для классов точности
Плоская поверхность разъема
Симметрично изогнутая
поверхность разъема
До 100 вкл. 01 02 02 03 04
Св.100 -160 02 02 03 04 05
Назначение штамповочных уклонов. Штамповочные уклоны назначают по
таблице 2.8 на все поверхности расположенные параллельно направлению
движения деформирующего инструмента. Точки пересечения следов
конусных поверхностей образованных штамповочными уклонами являются
координатами расположения поверхности разъема штампа и средней линии
толщины перемычки. При этом в плоскости разъема штампа и по
средней линии перемычки образуются новые размеры Dn и dn
характеризующие наибольший наружный и наименьший внутренний диаметры
поковки. На рис.2.7 приведены схемы иллюстрирующие образование координат
плоскости разъёма штампа и размеров поковки в открытом (а) и закрытом (б)
штампе (Z – условное обозначение припуска x – x плоскость разъёма ).
Величины штамповочных уклонов
Штамповочные уклоны град
на наружной на внутренней
поверхности поверхности
Штамповочные молоты прессы без 7 10
Прессы с выталкивателями 5 7
горизонтально-ковочные машины
Горячештамповочные автоматы 1 2
Проектирование углублений. При наличии в детали полости или отверстия с
целью снижения отходов металла в стружку проектируют намётку отверстия
(рис. 2.8). Образующуюся при штамповке перемычку удаляют в
дальнейшем на обрезном прессе. При штамповке поковок с наметками в
наиболее тяжелых условиях работают выступы штампов называемые знаками.
Р и с.2.7. Схема образования координат плоскости разъёма и размеров поковок
в открытом (а) и закрытом (б) штампах
Вследствие низкой стойкости знаков полости диаметром менее 30 мм при
горячей штамповке не выполняют. Выполнение сквозных отверстий в поковках
обязательно если диаметр отверстий больше или равен высоте поковок.
В зависимости от формы и размеров штампуемого отверстия различают
намётки с плоской перемычкой с раскосом с магазином с карманом и глухие
[1]. Плоскую перемычку получают в небольших отверстиях с диаметром
d осн.= 24+00625Dп (2.7)
где Dп – наибольший диаметр поковки мм.
Р и с. 2.8. Чертеж поковки:
R и r — соответственно наружные и внутренние радиусы; ( и (— соответственно
наружный и внутренний штамповочные уклоны; DП — диаметр поковки; НП —
высота поковки; hН и hВ — глубина соответственно нижней и верхней наметок
Намётка верхним знаком делается глубиной hв ( d осн а нижним знаком
hн ( 08 dосн . Толщину плоской перемычки либо рассчитывают по формулам
(8-9) либо определяют по табл. 9-10 и рис.9.
где h(- высота углубления ориентировочная; dосн.- диаметр основания
Минимальная ширина кольцевого выступа поковки определяется размером поковки
b1 min = 10 + 0.0625 DП (2.10)
Если ширина выступа больше b1> b1 min то этот выступ получают в поковке
при условии hb1 08; в противном случае назначается напуск.
Р и с. 2.9. Параметры круглых и удлиненных в плане поковок
с плоским дном или перемычкой
Минимальная толщина S (мм) дна или плоской перемычки
удлинённых или круглых в плане поковок (см. рис. 9)
KS или dS LKS ≤ 3 LKS > 3
или hd S ≤ 3 или hdS > 3
Примечание. KS=05 (K1+ K2); dS = 05 (d1+ d2 )
Минимальная ширина b(мм) выступов (рёбер) удлинённых или круглых в
плане поковок (см. рис. 2.9)
до 10 3 св. 40 до 63 12
св. 16 до 25 5 до 100
» 25 » 40 8 св. 100 до 160 32
Радиусы закруглений. Наружные и внутренние углы поковки оформляют
радиусами закруглений. Закругления радиусом R центры которых находятся
внутри контура поковки относятся к наружным а радиусами r с центрами вне
контура поковки – к внутренним (см. рис.2.8). Минимальную величину
радиусов наружных углов R устанавливают по таблице 2.11 в
зависимости от массы поковки и глубины h полости ручья штампа.
Величину радиусов закругления внутренних углов r устанавливают по
согласованию между изготовителем и потребителем. Рекомендуется
величину внутренних углов принимать в 2 - 3 раза больше наружных:
r(2 3)R. Величины радиусов должны быть во всех случаях согласованы
с припусками на обработку.
Допуски и допускаемые отклонения размеров поковки. Допуски и
допускаемые отклонения линейных размеров поковки назначают по
табл.П2.4.1 в зависимости от исходного индекса и размеров поковки.
Допуски наносят на чертеж поковки с соблюдением следующих правил:
Радиусы закруглений наружных углов поковки
Минимальная величина радиусов закруглений R
Масса поковки кг при глубине полости ручья штампа мм
до 10 включ. 10-25 25-50 св. 50
До 10 включительно 10 16 20 30
Св. 10 - 63 16 20 25 36
- допуски размеров типа D Dn D1 T и t (наружные размеры)
учитывающие недоштамповку и двухсторонний износ штампов принимают
без корректировки величин и знаков.
- допуски размеров типа d и dn (внутренние размеры)
учитывающие износ выступов штампов принимают с обратными знаками.
- допуски размеров типа T и t (толщины поковки) учитывающие
недоштамповку устанавливают по наибольшей толщине поковки.
- допуски размеров не указанных на чертеже поковки принимают
равными 15 допуска соответствующего размера поковки с равными
допускаемыми отклонениями.
Припуски и допуски на толщину поковок подвергаемых холодной
калибровке. При холодной калибровке припуски на механическую обработку и
допуски на толщину между калиброванными плоскостями определяют по табл.
П2.4.2. Допускаемые отклонения принимают равными половине поля допуска.
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей.
Допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей поковки в
виде смещения по поверхности разъема штампов остаточного облоя
высоты заусенца отклонения от концентричности и плоскостности
допускаемых отклонений размеров поковки. Параметры этих величин
отражают в технических требованиях на чертеже поковки.
Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа назначают по
табл. П2.5.1 в зависимости от массы и класса точности поковки.
Остаточный облой и срезанная кромка. При обрезке облоя и
пробивке отверстия на поверхности поковки могут образоваться дефекты
в виде выступа - остаточного облоя или наоборот в виде
срезанной кромки. Допускаемую величину остаточного облоя для случая
плоской поверхности разъема штампов назначают по табл. П2.5.2 в
зависимости от массы и класса точности поковки. Допускаемую
величину остаточного облоя по контуру отверстия для радиусов
перехода на стыке с перемычкой менее 10 мм удваивают. Величина
срезанной кромки не должна уменьшать установленного припуска.
Допускаемая величина высоты заусенца. Заусенцем называют
выступ образовавшийся на поверхности поковки в непредусмотренных
для образования облоя местах сочленения частей штампов (зазорах) а
также при обрезке облоя и пробивке отверстия. Допускаемую величину
высоты заусенца назначают по табл. П2.5.3 в зависимости от массы
степени сложности и размеров поковки и способа штамповки.
Допускаемое отклонение от концентричности. При пробивке
отверстия в поковке центр его может сместиться относительно центра
поковки. Такое смещение называют отклонением от концентричности.
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого в поковке
отверстия относительно внешнего контура поковки устанавливают по
табл. П2.5.4 в зависимости от наибольшего размера и класса
Допускаемое отклонение от плоскостности устанавливают по табл.
П2.5.5 в зависимости от наибольшего размера и класса точности
[pic]Табл. П2.5.1 и П2.5.2 регламентируют допускаемые величины
смещений по поверхности разъема штампов и остаточного облоя только
для случая плоской поверхности разъема штампов. Допускаемые
отклонения от концентричности приведенные в табл. П2.5.4
соответствуют началу пробивки со стороны входа пуансона в поковку.
В конце пробивки (со стороны выхода пуансона) эти отклонения могут
быть увеличены на 25%.
1.6. Конструирование профиля рабочей полости штампа
Типы облойных канавок открытых штампов приведены на рис.10. Толщину
облоя h0 рассчитывают для круглых в плане поковок по формуле
Для поковок произвольной формы с площадью поперечного сечения FП
Р и с. 2.10. Основные типы облойных канавок:
а — при штамповке на молотах б — при штамповке на
Остальные параметры облойной канавки для молотовых штампов назначают по
табл. П6.1 а для прессовых штампов – по табл. П2.6.2 в зависимости от
величины усилия пресса.
В виду того что штамповке подвергают нагретую заготовку размеры
рабочей полости штампа должны быть увеличены на 15% (или в 1015
раза). На рис.2.11 приведен эскиз горячей поковки (слева) и профиль рабочей
полости молотового штампа (справа).
Основным конструктивным параметром замка закрытого штампа
является глубина ручья h остальные параметры назначают по таблице 2.12
Р и с.2.11. Эскиз горячей поковки и профиля рабочей полости штампа
Конструкция и размеры замка закрытого штампа
Конструктивные Размеры
1.7. Расчет размеров и массы исходной заготовки
При расчете размеров исходной заготовки под штамповку используют
закон постоянства объема: при пластической деформации объем металла
практически не изменяется. Исходная заготовка представляет собой
горячекатаный прокат круглого или квадратного поперечного сечения. При
открытой штамповке с образованием облоя целесообразно применять прокат
обычной (В) точности по сортаменту ГОСТ 2590-88 [8]. При закрытой штамповке
(особенно на ГКМ) применяют прокат повышенной (Б А) точности по тому же
сортаменту или калиброванный прокат по сортаменту ГОСТ 7417-75 [9].
Тогда длина исходной заготовки
где Vиз - объем металла исходной заготовки; Fиз - площадь поперечного
сечения исходной заготовки.
Объем металла исходной заготовки при штамповке в торец
Vиз = Vп + Vотх = Vп+ Vобл+Vу+Vпер
где Vп - объем металла поковки; Vотх - объем отходов на
технологических операциях штамповки (облой угар перемычка).
В процессе штамповки происходит износ ручья т.е. увеличение его
внешних размеров и уменьшение внутренних. Поэтому при подсчёте объёма
поковки её номинальные размеры увеличивают: внешние – на половину
положительного допуска а внутренние – на половину отрицательного.
Объём облоя при штамповке на молоте [5] определяют по формуле
где Fо.к. – площадь облойной канавки определяемая в зависимости от
выбранного оборудования по табл.П5.1; p – периметр поковки в плоскости
разъёма штампа; k – коэффициент учитывающий заполнение металлом облойной
канавки (k = 075 08).
Объём облоя при штамповке на прессе
Vобл = Vмост + Vмаг = p (h0 l + Bh2)
где p – периметр поковки в плоскости разъёма штампа мм; h0 – толщина
мостика мм; B – ширина облоя в магазине мм: B =10
мм для Mпр 05кг; B = 15 мм для Mпр 2кг; B = 20 мм для Mпр > 2кг; h2 –
средняя толщина облоя в магазине h2 = 2h0 мм.
Параметры облойной канавки h0 и l приведены в таблице 2.5.2 в
зависимости от величины усилия пресса (МН).
Угар металла зависит от способа нагрева заготовок: при пламенном
нагреве он составляет 2..3 % а при электронагреве - 05 10% от массы
нагреваемого металла (Vп + Vоб +Vпер).
Объём перемычки под пробивку определяют после выбора её размеров и
Получив по формуле (2.14) значение объёма исходной заготовки выразим
его через размеры сортового проката: диаметр Dиз и высоту Hиз . Из
соображений обеспечения продольной устойчивости заготовки при осадке
задаются величиной коэффициента m = HизDиз из условия: 125 m 25
Тогда расчётный диаметр (или сторона квадрата) исходной заготовки
Далее по сортаменту сортового проката определяем принятое значение
диаметра исходной заготовки Dиз пересчитываем площадь сечения Fиз и по
формуле (2.13) находим длину исходной заготовки.
1.8. Правила оформления чертежа поковки
Чертёж поковки должен содержать все данные необходимые для
изготовления поковки её контроля и приёмки. Чертёж поковки выполняется в
соответствии с требованиями ГОСТ 3.1126-88 и стандартов ЕСКД. Поковку
изображают в том положении которое она занимает в штампе. Масштаб
В графе I основной надписи чертежа под наименованием детали пишут слово
поковка штампованная". Контуры детали вычерчивают тонкой штрихпунктирной
линией. Размеры детали проставляют под размерами поковки в круглых скобках.
Черновые базы указывают на соответствующих поверхностях специальными
знаками. Плоскость разъёма штампа изображают штрихпунктирной линией
обозначенной на концах знаками Х- -Х. Размеры поковки с допусками
проставляют от черновых баз с учётом удобства контроля поковки. Размерные
линии для поверхностей с уклонами проводят от вершин углов.
Технические требования предъявляемые к поковке располагают над
основной надписью чертежа без заголовка. В технических требованиях
указывают группу категорию прочности конструктивные характеристики и
исходный индекс поковки; допускаемые отклонения формы и расположения
поверхностей поковки; неуказанные предельные отклонения размеров и допуски
радиусов закруглений; требования к качеству поверхности поковки; размеры и
массу исходной заготовки; сведения о дополнительных отделочных операциях
(правка холодная или горячая калибровка).
Обозначение группы и категории прочности поковок. Технические
условия на поковки из конструкционной углеродистой и легированной
стали регламентируются ГОСТ 8479-70 [10]. Поковки в зависимости от
назначения разделяют на пять групп: группа I - без механических
испытаний группы II и III - испытания на твердость группы IV
и V - специальные механические испытания. Поковки IV и V групп
по механическим свойствам разделяют на 16 категорий прочности.
Отнесение поковки к той или иной группе производится потребителем
номер группы указывают в технических требованиях на чертеже детали.
Нормы твердости для поковок II и III групп и категории прочности
для поковок IV и V групп устанавливаются по соглашению
изготовителя с потребителем.
Номер группы категорию прочности и сдаточные характеристики
поковки указывают в технических требованиях на чертеже поковки
специальным условным обозначением. Категория прочности обозначается
буквами КП и числом соответствующим пределу текучести материала
поковки. Например: КП 175 где 175- предел текучести (МПа) материала
поковки. Примеры условных обозначений поковок.
Поковки группы II (или III) из стали твердостью НВ 143 - 179
Гр. II (или III) НВ 143 - 179 ГОСТ 8479-70.
Поковки группы IV (или V) с категорией прочности КП 490
Гр. IV (или V) КП 490 ГОСТ 8479-70.
Марки стали для всех групп поковок устанавливаются по
соглашению изготовителя с потребителем и указываются на чертеже
детали и поковки. В таблице 2.13 приведен пример составления технических
требований чертежа штампованной поковки.
Пример записи технических требований на изготовление поковок
Вид требования Параметры требования
Характеристики Поковка Гр. (см. раздел 2.1.8.)
поковки Класс точности группа стали степень сложности
исходный индекс (см. раздел 2.1.5)
Допускаемые отклонения Допускаемое смещение по поверхности разъёма штампа
формы и расположения (см. табл. П2.5.1)
поверхностей поковки Допускаемая величина остаточного облоя по внешнему
контуру поковки мм (см. табл. П2.5.2)
Допускаемая величина высоты заусенца по внешнему
контуру поковки мм (см. табл. П2.5.3)
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого
отверстия относительно внешнего контура поковки мм
Допускаемое отклонение от плоскостности мм (см.
Неуказанные предельные Неуказанные предельные отклонения размеров (см.
отклонения п.5.5 ГОСТ 7505-89)
Требования к качеству Очистка от окалины . (дробеструйная галтовкой
поверхностей поковки и химическая и др.) На обрабатываемых поверхностях
термической обработке допускаются внешние дефекты не более 50% припуска
Размеры и масса Размеры исходной заготовки: Dиз ( Hиз мм масса
исходной заготовки кг
Сведения о По размеру (толщина поковки) калибровать (см.
дополнительных табл.П2.4.2)
отделочных операциях
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Описание методики иллюстрируется примером проектирования поковки
штампованной для детали «Фланец» приведенной в Приложении 2.7.
Подготовка исходных данных
Деталь представляет собой осесимметричное тело вращения материал –
хромистая легированная сталь 20Х ГОСТ 4543-71 с содержанием углерода до 2-х
% и хрома до 1 %. Механические свойства: в=800 МПа т = 650 МПА
твердость по Бринелю в отожженном или отпущенном состоянии не более 179НВ.
Термообработка – нормализация. Группа поковки II по ГОСТ 8479-71. По
табл.2.1 определяем тип производства поковок – мелкосерийное при Мпр = 282
кг и годовом объёме выпуска Nг = 1000 штгод. Поэтому выбираем в качестве
штамповочного оборудования пневматический штамповочный молот тип штампа –
открытый способ нагрева исходной штучной заготовки – пламенный. Исходные
данные вносим в карту проектирования техпроцесса (табл.2.14).
Карта проектирования техпроцесса
Иванов И.И. 3-МиАТ-1 10 01.10.07
(Ф.И.О. студента) (курс группа) (вариант) (дата)
Наименование детали Фланец
Масса детали кг 188
Годовой объём выпуска 1000
Материал термообработка Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 нормализация
Группа поковки по ГОСТ 8479-71 Поковка II группы
Штамповочное оборудование Пневматический штамповочный молот
Способ штамповки Открытый
Способ нагрева исходной заготовки Пламенный
Изобразите эскизы технологических переходов для Вашего варианта
штамповочного оборудования способа штамповки и размеров детали.
Определение исходного индекса поковки
Для определения исходного индекса вычислите конструктивные
характеристики и расчетную массу поковки.
Класс точности поковки. По таблице 2.2 для открытой молотовой
штамповки при пламенном нагреве рекомендуется класс точности Т5.
Группа стали. Материал поковки сталь 20Х. Средняя массовая доля
углерода в этой марке – 02% суммарная массовая доля легирующих элементов
– не более 2-х %. Устанавливаем группу стали М1.
Расчетная масса поковки. По формуле (2.6) и табл.П2.3.1 расчетная
Мпр = Мд·kp = 188·15 = 282 кг.
Степень сложности поковки. Определим отношение tD для нашего варианта
размеров: 20125=01602 - то есть поковка содержит тонкий элемент t25
мм. Поэтому для таких поковок с тонкими элементами и пробиваемыми
перемычками стандартом устанавливается степень сложности С4.
Исходный индекс поковки. По таблице 2.4 устанавливаем исходный индекс
Расчет размеров поковки.
По заданному варианту размеров в масштабе 1:1 тонкой
штрихпунктирной линией вычертите контур детали в том положении которое
поковка занимает в штампе (рис.2.12а). Укажите исходные базы механической
обработки. Заполните графы 2-4 таблицы 2.15.
Р и с.2.12. Эскизы холодной (а) и горячей (б слева) поковки
и профиля рабочей полости штампа (б справа)
Пользуясь эскизом (см. рис.2.12а) и табл.2.5-2.7 последовательно
заполните графы 5-9 таблицы 2.15 и назначьте основные и дополнительные
припуски на обрабатываемые размеры поковки рассчитайте номинальные размеры
Размер D: основной припуск 20 мм (D=125 мм; Ra=125 мкм; исходный
индекс поковки 15; смещение по плоскости разъёма штампа 03 мм (Мпр = 282
кг; класс точности Т5); суммарный припуск на сторону 23 мм (20+03);
размер поковки 1296 мм (120+23·2).
Размер d: основной припуск 22 мм (D=35 мм; Ra=08 мкм; исходный
кг; класс точности Т5); суммарный припуск на сторону 25 мм (22+03);
размер поковки 30 мм (35-25·2).
Размер D1: припуск не назначают так как по этому размеру нет
механической обработки.
Размер Т-толщина: основной припуск 23 мм (Т=25 мм; Ra=16 мкм;
исходный индекс поковки 15; отклонение от плоскостности 05 мм (наибольший
размер поковки 1296 мм; класс точности Т5); суммарный припуск на сторону
мм (23+05); размер поковки 278 мм (25+28).
Размер t-толщина: основной припуск 20 мм (t=20 мм; Ra=16 мкм;
мм (20+05). Положение нижнего торца поковки определяется двумя
размерами T и t с разными припусками. В соответствии с п. 4.5 ГОСТ 7505-89
необходимо установить наибольшее значение при-пуска на эту поверхность 28
мм: тогда размер поковки 228 мм (20+28).
Нанесите припуски на эскиз поковки и проставьте их размеры
проведите размерные линии и проставьте образовавшиеся размеры поковки.
Выберите положение плоскости разъёма штампа. Назначьте и изобразите
штамповочные уклоны (см. табл.2.8 и рис.2.7). Установите координаты
плоскости разъёма штампа проведите её тонкой штрихпунктирной линией
обозначьте условными знаками и свяжите с черновой базой размером. Проведите
от образовавшихся в плоскости разъёма штампа вершин углов размерные линии
для обозначения размеров внешнего Dп и внутреннего dп контуров поковки.
Рассчитайте эти размеры как катеты треугольников образованных
штамповочными уклонами заполните графы 10-11 таблицы 2.15.
Рассчитайте толщину перемычки по формулам (2.7-2.9) или выберите по
рис.2.9 и таблицы 2.9.
h = 05·T – 2 = 05·278-2 = 119 мм.
Изобразите перемычку на эскизе и свяжите её среднюю линию с плоскостью
разъёма штампа размером полученным графическим построением и расчетом
проставьте размер толщины перемычки.
Назначьте по таблице 2.11 радиусы закруглений наружных и
внутренних углов поковки.
Назначьте допуски на размеры поковки по табл.П2.4.1с учетом 15
исходного индекса поковки. Согласно п.2.5.2 стандарта допускаемые
отклонения внутренних размеров должны устанавливаться с обратными знаками.
Заполните графы 12-13 таблицы 2.15. Допуск на диаметр ø65 относится к
разряду не указанных на чертеже. Поэтому по п.2.5.5 стандарта он
принимается равным 15 допуска номинального размера ø65 с равными
допускаемыми отклонениями то есть ±24 мм (32·15 = 48 мм).
Проставьте на эскизе поковки размеры из графы 13 таблицы 2.15. Допуск
на размеры в направлении штамповки проставляют один раз. Не указанный на
чертеже допуск не проставляют а записывают в технические требования
Рассчитайте размеры горячей поковки заполните графу 14 таблицы
По размерам полученным в графе 14 таблицы 2.15 вычертите эскиз
(контур) горячей поковки (см. рис.2.12б слева) и проставьте размеры. Для
открытого штампа рассчитайте толщину облоя ho по формуле (2.11) и выберите
параметры облойной канавки по таблице П2.6.1.
ho = 0015·Dп = 0015·1324 = 198 мм
Выбираем ближайшую канавку №5 для которой ho = 2 мм. Для закрытого штампа
сконструируйте замок согласно таблице 2.12. Оформите эскиз профиля рабочей
полости штампа. Эскиз профиля рабочей полости штампа приведен на рис.2.12б
Определите объём исходной заготовки по формуле (2.14). Вычислите объём
поковки в виде алгебраической суммы объёмов трех усеченных конусов за
вычетом объёмов двух усеченных конусов и цилиндра (см. рис.2.12а) или
распечатайте МЦХ объёмной модели поковки
Vп = 19265+2·146732-2·711-1798 = 296531 см3
Объём отходов складывается из объёмов облоя угара и перемычки
Vотх= Vоб + Vу +Vпер
Определите объём облоя по формуле (2.15) полагая периметр поковки
р = Dп.max и Fок= 136 мм2 по табл.П6.1 для облойной канавки №5
Vоб = 075·314·1324·136 = 4240507 мм2 = 42405 см3.
Определите объём перемычки толщиной S=5 мм как объём цилиндра
Vпер = ·R2· S = 314·92·5 = 12717 мм2 = 1272 см3.
Определите объём угара металла при пламенном нагреве
Vу = 0025·( Vп + Vоб +Vпер)= 0025·(296531+42405+1272)=85 см3.
Определите объём исходной заготовки
Vиз= Vп + Vотх = 296531+42.405+85+1272 = 348708 см3.
Определите массу поковки
Мп =(Vп·ρ)1000 =(296531·785)1000 = 233 кг.
Определите массу исходной заготовки
Миз = (Vиз·ρ)1000 = (348708·785)1000 = 274 кг.
Определите по формуле (2.17) диаметр исходной заготовки
[pic]= [pic] =605 см = 605 мм.
По сортаменту на круглый горячекатаный прокат обычной точности [8] ГОСТ
90-88 принимаем Dиз = 60 мм.
Определите по формуле (2.13) длину исходной заготовки
Lиз= Vиз Fиз =348708(·R2) = 348708(314·32)=124 см = 124 мм.
Проектирование операции холодной калибровки.
На толщину детали t установлен допуск формы - допуск плоскостности не
более 005 мм. Для обеспечения этого требования в технологическом процессе
предусмотрена операция холодной калибровки (см. рис.2.4е). Требуется
установить размер толщины калиброванной поковки с допускаемыми
отклонениями. Припуск на механическую обработку и допускаемые отклонения
назначают по табл.П2.4.2.
Рассчитайте площадь F кольцевой поверхности поковки подвергаемой
калибровке назначьте припуск на механическую обработку поковки.
Площадь кольцевой поверхности F = 4·(12962 – 752) = 8769 см2; припуск
на механическую обработку по табл.П2.4.2 составляет 08 мм.
Размер калиброванной поковки: 20 + 08 = 208 ±03 мм (толщина детали
t = 20 мм; припуск на мехобработку 08 мм; поле допуска 06 мм; допускаемые
отклонения принимают равными половине поля допуска).
Оформление чертежа поковки.
Оформите чертеж поковки и сформулируйте технические требования на её
изготовление (см. раздел 2.1.8 и табл.2.13). Чертеж поковки приведен на
Р и с.2.13. Чертеж поковки
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Ознакомиться с теоретическими основами и методикой проектирования
технологического процесса штамповки.
Проанализировать исходные данные для проектирования и заполнить карту
проектирования техпроцесса.
Разработать и изобразить эскизы технологических переходов штамповки.
Разработать эскизы поковки и профиля рабочей полости штампа (см.
Оформить чертеж поковки (см. рис.2.13).
ФОРМА ОТЧЕТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Заполненная карта проектирования техпроцесса (см. табл.2.14).
Эскизы технологических переходов штамповки.
Сводная таблица результатов расчета размеров поковки (см. табл.2.15).
Эскизы холодной и горячей поковки и профиля рабочей полости штампа.
Чертеж поковки с техническими требованиями.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Руденко П.А. Проектирование и производство заготовок в машиностроении.
-К. :Выща шк. 1991.-247с.
Технологичность конструкций изделий: Справ.Под ред. Ю.Д. Амирова. - М.:
Машиностроение 1985.-368с.
Ковка и штамповка: Справ.: В 4-х т. Под ред. Е.И. Семёнов и др. -М.:
Машиностроение 1985-1987.- Т.1: Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка.-
ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Допуски припуски и
Ковка и штамповка: Справ.: В 4-х т. Ред. совет: Е.И. Семёнов и др.
-М.: Машиностроение 1985-1987.- Т.2: Горячая штамповка.-1986.-592с.
Зайончик Л.И. Проектирование поковок и отливок: Лабораторные работы.
-Челябинск: ЧГТУ 1992.- 63с.
Прейскурант № 25-01. Оптовые цены на отливки поковки и горячие
штамповки.- М.: Прейскурантиздат 1990.- 188с.
ГОСТ 2590 – 88. Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
ГОСТ 7417-75. Прокат калиброванный круглый. Сортамент.
ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной
стали. Технические условия.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии
машиностроения.- Мн.: Выш. школа 1983.- 256 с.
Р и с. П2.1.1. Переходы штамповки на прессе заготовки шестерни
Р и с. П2.1.2. Переходы штамповки на ГКМ заготовки шестерни
Р и с. П2.1.3. Переходы штамповки на ГКМ заготовки вала-шестерни
Температурные интервалы штамповки некоторых сталей
Марка стали температурный
Начала Конца штамповки
15 1300 800 700 1280—750
25 30 35 1280 830 720 1250—800
45 50 1260 850 760 1200—800
60 1240 850 760 1190—800
70 1220 850 770 1180—800
Г 20Г 25Г ЗОГ 1250 850 750 1230—800
Г 45Г. 50Г 1220 850 760 1200—800
Г 65Г 1200 850 760 1180—800
Х 15ХА 20Х 1250 870 760 1200—800
Х 38ХА 1230 870 780 1180—820
Х 45Х 50Х 1200 870 800 1180—830
Г2 35Г2 1220 870 750 1200—800
Г2 45Г2 50Г2 1200 870 800 1180—830
ХМ 1230 850 780 1200—800
ХМ.30ХМА 35ХМ 1220 880 830 1180—850
ХФ 40ХФА 1240 850 760 1200—800
ХН 1250 850 780 1200—800
ХН 45ХН 50ХН 1200 870 780 118О—830
ХН2 12ХНЗА 1200 870 760 1180—800
ЗОНХЗА 1180 900 800 1160__850
ХГСА 25ХГСА 1200 870 800 1160—830
ХГС 30ХГСА 35ХГСА 1180 870 800 1140—830
ШХ6 ШХ9 1200 900 850 1150—870
ШХ15 1180 870 830 1130—850
Х2 1150 850 760 1150—780
У7 У7А У8 У8А 1125 850 750 -
У9 У10 У11 У12 У13 1100 860 770 -
X12M 1180 900 850 -
XHM 5ХГМ 5XHB 1200 870 850 -
PI 8 P9 1200 920 900 -
Сопротивление стали деформированию в зависимости
от температуры нагрева
в (МПа) вt (МПа) при температуре нагрева t 0C
Значения коэффициента КР
Группа Характеристика Типовые КР
детали представители
Удлиненной формы: Валы оси цапфы 13-16
С изогнутой осью Рычаги сошки 11-14
рулевого управления
Круглые и многогранные Шестерни ступицы 15-18
Квадратные Шестерни ступицы 13-17
прямоугольные гайки
С отростками Крестовины вилки 14-16
Комбинированной Кулаки поворотные 13-18
конфигурации коленчатые валы
С большим объемом Балки передних осей 11-13
необрабатываемых рычаги переключения
поверхностей коробок передач
С отверстиями Полые валы фланцы 18-22
углублениями блоки шестерен
оформляемыми в поковке
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППЫ СЛОЖНОСТИ ШТАМПОВКИ
Наличие рёбер выступов
Группа сложности устанавливается отношением h bср в соответствии с
табл. П3.2 где h – высота элемента bср – средняя ширина элемента (рис.
Группа сложности 1 2 3 4
h bср до 03 свыше 03-10 свыше 1-15 свыше 15
Р и с. П2.3.1. Определение группы сложности для поковок с отростками
Группа сложности устанавливается по величине отношения h dср в
соответствии с табл. П3.3 где h – глубина углубления dср – средний
диаметр углубления или наименьший размер его поперечного сечения (рис.
h dср До 03 Свыше 03-05 Свыше 05-07 Свыше 07
Р и с. П2.3.2. Определение группы сложности для поковок с углублениями
Наличие прошиваемых отверстий
Группа сложности устанавливается по величине отношения h d в
соответствии с табл. П3.4 где h – максимальная высота штамповки dср –
диаметр прошиваемого отверстия (рис. П2.3.3).
h d - До 05вкл. Свыше 05- 08 Свыше 08
Р и с. П2.3.3. Определение группы сложности для поковок
с прошиваемыми отверстиями
Допуски и допускаемые отклонения размеров поковок мм
ИсхНаибольшая толщина поковки
до 40 40-663-100 100 160-2св.250
Длина ширина диаметр глубина и высота поковки
до 40 40 -100 100-160 160-250-4400-6630-1
Допускаемая величина смещения по поверхности
Допускаемая величина смещения по
поверхности разъема штампа мм
Плоская поверхность
Несимметрично изогнутая
до 05 включ. 01 02 02 03 04 05 06
св. 05-10 02 02 03 04 05 06 07
Допускаемая величина остаточного облоя
по внешнему контуру поковки мм
Допускаемая величина остаточного
до 40 40-100 100-160160-250св.250
До 05 включ. С1С2 10 20 - - -
Св. 05 –32 С1С2 20 30 40 - -
–56 С1С2 30 40 50 - -
–200 С1С2 40 50 60 70 80
0 –500 С1С2 60 60 70 80 90
С4 70 80 90 100 110
Св. 500 С1С2 60 70 80 90 100
С3 70 80 90 100 110
С4 80 90 100 110 120
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого
в поковке отверстия мм.
Допускаемое наибольшее отклонение от
Наибольший размер поковки концентричности пробитого отверстия
для классов точности
До 100 включ. 04 05 06 08 10
Св. 100 - 160 05 06 08 10 15
Допускаемые отклонения от плоскостности мм
Допускаемые отклонения по изогнутости
Наибольший размер для классов точности
До 100 включ. 03 04 05 06 08
Св. 100 - 160 04 05 06 08 10
Размеры облойных канавок (мм) при штамповке на молотах
Размеры при штамповке
ПорядковыеВысотаРадиус г
осаживанинием в нием в
ем неглубокуглубокую
h0 l h R до до 30 до 60
№ Штамповочное Способ Размеры детали мм Материал
оборудование штамповки D D1 d T t ГОСТ 4543-71 детали кг 1
Молот открытый 112 56 35 21 11 15Х 096 2 Молот закрытый 128
40 24 14 40Х 152 3 КГШП открытый 144 72 45 27 17 35Г2
4 4 КГШП закрытый 160 80 50 30 20 15ХМ 319 5 Молот
закрытый 176 88 55 33 23 20ХН 437 6 КГШП закрытый 192 96
36 26 25Г 581 7 КГШП открытый 208 104 65 39 29 20ХФ
4 8 Молот открытый 224 112 70 42 32 12ХН2 959 9 Молот
закрытый 240 120 75 45 35 20ХГСА 1178 10 КГШП закрытый 256
8 80 48 38 30ХГСА 1464 11 КГШП открытый 272 136 85 51 41
ХГСН2А 1763 12 Молот закрытый 288 144 90 54 44 38ХС 2113
Молот открытый 304 152 95 57 47 20Х 2516 14 КГШП
закрытый 320 160 100 60 50 12ХН3А 2965 15 Молот открытый 336
8 105 63 53 45Г2 3439 16 Молот закрытый 144 72 45 27 17
Г2 224 17 КГШП открытый 176 88 55 33 23 12ХН3А 437 18
Молот закрытый 208 104 65 39 29 15ХФ 744 19 КГШП открытый
0 120 75 45 35 18ХГТ 1184 20 Молот закрытый 272 136 85

Корпус (отливка).cdw

1. Поверхности отливки очистить от пригара
Заварка раковин на пов. А не допускается
Формовочные уклоны за счет увеличения и уменьшения размеров
Неуказанные литейные радиусы R 2 3 мм
Точность отливки: 11-7-15-11т ГОСТ 26645-85
286-105-012-369 ГОСТ 26645-85. Допуск массы

Фланец поковка штампованная.cdw

поковка штампованная
Сталь 20Х ГОСТ 4543-71
Поковка Гр.II. Класс точности Т5 группа стали М1 степень
сложности С4 исходный индекс 19.
Допускаемое смещение по плоскости разъёма штампа 1.4 мм.
Допускаемая величина остаточного облоя по внешнему контуру
Допускаемая величина высоты заусенца по контуру отверстия
Допускаемое отклонение от концентричности пробитого
отверстия относительно внешнего контура поковки 2
Допускаемое отклонение от плоскостности 16 мм.
Неуказанные предельные отклонения размеров (
Очистка от окалины дробеструйная.
На обрабатываемых поверхностях допускаются внешние дефекты
не более 50% припуска.
Размеры исходной заготовки
8Х57 мм масса 37.74 кг.
По размеру 513 (толщина поковки) калибровать 48