Производство детали барабан методом литья

$$ТЬЁ 1.CDW

ОТ$$$$А.CDW

$$Р$О$~2.DOC

Санкт-Петербургский государственный технический университет
Студент: Фурманец Д.В.
Преподаватель: Смирнов
Анализ технологичности детали. Разработка чертежа поковки
Определение массы и размеров исходной заготовки
Выбор оборудования основных технологических операций получения
поковки разработка карты операционных эскизов
Тепловой режим штамповки
Проектирование инструмента и оформление технологической карты
Обработка металлов давлением находит широкое применение в
машиностроении при производстве заготовок.
Кузнечно-штамповочное производство уступая литейному производству в
возможной сложности конфигурации получаемых деталей имеет преимущества в
прочности и надежности выпускаемой продукции поэтому наиболее
ответственные детали машин изготовляют из кованых и штампованных заготовок.
Технологических процесс получения заготовок методами обработки металлов
давлением отличается также высокой производительностью труда.
Качество поковок их стоимость время изготовления возможности
механизации и автоматизации процессов и т.п. зависят от разработки
технологического процесса их изготовления в первую очередь от
проектирования конкретной детали ее формы и размеров а также от того
насколько полно учтены конструктором возможности технологии производства
Чертеж детали "шестерня" (ТКМ.19.08.00.000). Производство – серийное.
Условия работы – значительные циклические контактные нагрузки.
Исходя из назначения детали по табл. 1 [1c.7] выбираем сталь:
Гр.III – НВ 143 – 179 ГОСТ 8479 – 70
Механические свойства материала поковки должны быть не менее:
(в = 470 МПа; (02 = 245 МПа; (5 = 18%; КСU = 490 кДжм2;
Контроль механических свойств для данной не столь ответственной
детали будет заключаться в определении твердости для двух поковок из
партии прошедших совместную термообработку.
Поковка может быть отнесена к третьей степени сложности С2 так как
отношение Кс = GпGр = 224489 = 045 (при определении Кс масса поковки
можно условно заменить массой детали а объем фигуры – объемом цилиндра
описанного вокруг детали). После разработки чертежа поковки группу
сложности следует уточнить.
Тонкие и высокие выступы и ребра жесткости отсутствуют. Неуказанные на
чертеже детали размеры внешних закруглений выбирают по табл. 5 [1c.32] не
менее 15 мм а внутренних в три раза больше – 5 мм. В предположении
изготовления поковки на кривошипном прессе штамповочные уклоны составляют:
( наружные и 10( внутренние. Под отверстие диаметром d( = 50 мм будет
выполнена двухсторонняя наметка с перемычкой толщиной t = 01(d( = 01(50 =
Припуски на механическую обработку для группы материала М1 и группы
сложности С1назначены по табл. 9 [1c.52]. После определения допусков и
расчета размеров поковки оформляют ее чертеж (ТКМ.19.08.01.000).
Для расчета объема поковки Vп ее условно разбиваем на четыре элементарных
где V01 – объем цилиндра наружного диаметра 135 мм;
V02 – объем цилиндра наружного диаметра 72 мм;
V03 – объем цилиндра внутреннего диаметра 100 мм;
V04 – объем цилиндра внутреннего диаметра 40 мм;
Vп =([1352(33+652(20-102(1-402(44]4=404.69 см 3;
Gп=( Vп =785( 4047 =3.18 кг
где (-плотность стали.
Площадь поковки в плане:
Sпп =((13524=143.07 см 2.
Периметр поковки в плане:
Пп =((135 = 423.9 мм =424 см.
Потери металла на угар:
Vуг=Kуг(Vп 100 = 4.11 см 3.
h0 = 0.015( Sпп = 18 мм.
По табл. 4 [1 с.28] выбирают канавку 3 площадью поперечного сечения:
Vоб = (( Fок ( Пп =075(132(424 = 41.98 см 3.
Vпер = (( 42(054 =6.28 см 3.
Vисх=Vп +Vуг +Vоб +Vпер = 4047+41+42 +63 =457.1 см 3.
Gисх= Vисх(( = 4571(785 = 3.59 кг.
Диаметр исходной заготовки ориентировочно определяем как:
Fисх= ((724 = 385 см2
Из закона постоянства объема находим:
lисх= Vисх Fисх=4571385 = =118 см =118 мм.
С целью обеспечения удовлетворительного качества отрезки на пресс
ножницах должно выполняться условие:
Проверяем на устойчивость при осадке:
Коэффициенты использования металла и поковки составляют:
Kим = Gдет Gисх =224359 = 062
Kимзг = Gп Gисх = 318359 = 088
Kип = Gдет Gп =224323 = 069
Отходы металла при обработке заготовки на металлорежущих станках
составляют 31% ощутимы в общем балансе металла в серийном производстве.
Отходы металла в стружку определяются припусками и напусками.
Отходы металла при производстве заготовки составляют около 12%. В
целом рассматриваемую деталь можно считать сравнительно технологичной
однако затраты на производство поковки будут значительными.
Выбор оборудования основных технологических операций
получения поковки разработка карты операционных эскизов
Получить поковку предполагается на поточной линии состоящей из
нагревательной методической газовой печи паро-воздушного штамповочного
молота обрезного кривошипного пресса. Линия оборудована транспортерами а
также обслуживается внутрицеховым транспортом для подачи заготовок
отгрузки поковок и отходов. Разделение проката на заготовки осуществляют в
заготовительном отделении на кривошипных пресс-ножницах усилием 25 МН
подвижных частей штамповочного молота:
G = (5 – 6) Sмп =6 (Sпп + ((bм + bо)Пп( = 6(1431 + 075(25 + 09)
где bо bм – ширина мостика и магазина облойной канавки см.;
Пп – периметр поковки в плане см;
( - коэффициент заполнения канавки;
Sмп Sпп – площадь поковки и деформируемого металла в плане см2.
Усилие кривошипного горячештамповочного пресса:
Pкгшп=(10-12)G=10(151 =151 MH
Усиление обрезного пресса:
По табл.11[1с.74] выбираем КГШП с номинальным усилием 16 МН и обрезной
пресс усилием 16 МН. Операциями получения данной поковки будут отрезка
заготовок на пресс-ножницах нагрев осадка штамповка в чистовом ручье
штампа обрезка облоя пробивка перемычки очистка от окалины в галтовочном
барабане после охлаждения поковок и сдача ОТК.
В соответствии с табл. 1 [1c.7] температурный интервал штамповки
составляет 1180-830(С. При расположении заготовок в один ряд время нагрева
где dисх – диаметр заготовки в метрах;
( - поправочный коэффициент учитывающий способ укладки заготовки в
kt – коэффициент зависящий от теплопроводности (химического состава)
При штамповке время формообразования невелико поэтому подогрев как
правило не требуется.
Проектирование инструмента и оформление технологической карты.
Основные операции изготовления поковки и необходимые расчеты были
приведены выше. Последовательность технологии штамповки представлена в
приложении. Рабочим инструментом для выполнения операций будут сменные ножи
пресс-ножниц штамп имеющий кроме чистового ручья открытую осадочную
площадку два обрезных штампа для удаления облоя и перемычки. Измерительный
инструмент для выборочного контроля размеров поковки – штангенциркуль.
Укладку заготовок в штамп осуществляют клещами.
Малькевич А.В. Серяков Е.И.. Радкевич М.М. Технологические основы
проектирования штампованных и кованых изделий: Учебное пособие. – СПб.:
СПбГТУ 1993. – 96 с.
Технология конструкционных материалов: Учебник для
машиностроительных специальностей вузов А.М.Дальский П.А.Арутюнова
Т.М.Барсукова и др. – М.: Машиностроение 1985. – 448 с.

$$Р$О$~3.DOC

Санкт-Петербургский государственный технический университет
Студент: Фурманец Д.В.
Преподаватель: Смирнов
Выбор способа получения детали.
Выбор материала и его характеристики.
Выбор положения отливки в форме.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции.
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков.
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Разработка чертежа технологичной детали.
Расчет литниковой системы.
Проектирование модели.
Разработка литейной формы.
Литейное производство занимает ведущее положение в производстве
заготовок на машиностроительных заводах вследствие малой себестоимости
отливок и высокой универсальности литья. Этот способ применяют для изделий
практически любой конструктивной сложности из различных сплавов любой
массы при небольших объемах механической обработки.
Отливки получают в разовых песчаных металлических и в оболочковых
формах литьем под давлением по выплавляемым моделям и другими способами.
Наиболее широко используют литье в песчаные формы.
Работоспособность литой детали величина затрат на производстве
заготовок зависит во многом от того насколько полно учтены все особенности
и технологические возможности выбранного способа литья.
Чертеж детали "барабан". Производство – единичное. Условия работы –
значительные циклические контактные нагрузки.
Выбор способа получения детали
Деталь представляет собой тело вращения с наибольшим диаметром 1150
мм. Наиболее целесообразно в данном случае предусмотреть получение литой
заготовки. Себестоимость отливок обычно ниже себестоимости поковок и
сварных конструкций.Требования прочности и надежности детали допускают
использование литой заготовки.
Выбираем наиболее распространенный способ – литье в песчано-глинистые
формы т.к. оно позволяет получать отливки из любых сплавов любых
размеров различной конфигурации и сложности. Литье в песчаные формы
применяют как в единичном так и в серийном и массовом производстве.
Себестоимость таких заготовок невысокая.
Выбор сплава и его характеристики
Сплав должен обеспечивать механические свойства необходимые для
условий работы детали быть по возможности дешевым и иметь высокие
технологические свойства.
Требуемая деталь относится к деталям работающим при переменных
нагрузках.Выбираем сталь углеродистую литейную 45Л ГОСТ 977-85.
Механические свойства:
(В=492 МПа (0.2 =296 МПа (= 18% KCU = 376 кДЖм2.
Выбор положения отливки в форме
Литейное производство очень сложных по форме отливок практически
любых габаритных размеров. Однако с целью упрощения технологии и снижения
себестоимости следует проектировать детали компактными. От положения
отливки в форме зависит качество отливки и работоспособность а также
затраты труда в литейном цехе. Наиболее качественными и прочными бывают
нижние и боковые (вертикальные) участки отливок. В верхних участках меньше
плотность металла сюда же выплывают шлаковые включения формовочной смеси
и здесь же формируются усадочные раковины и поры вследствие усадки сплава.
При выборе положения отливки необходимо стремиться к упрощению
литейной формы путем уменьшения количества разъемов формы и модели но при
этом нужно реально оценивать наличие возможных дефектов в верхних участках
Наиболее целесообразно выбрать положение отливки в форме
представленной на рисунке.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции
Внешнее очертание детали имеет простую геометрическую форму –
двухступенчатый цилиндр. Такая деталь является достаточно технологичной.
При проектировании деталей следует избегать обширных плоских
горизонтальных поверхностей поскольку это может привести к браку по
Все внешние поверхности перпендикулярные плоскости разъема должны
иметь литейные уклоны по ГОСТу 3212-80. Уклоны назначаются как на
обрабатываемые поверхности отливки (0(19( 2(54( и 3(-5( соответственно).
Разъем формы должен быть плоским.
Наименьшая толщина стенки составляет 75 мм это является приемлемым
поскольку минимально допустимая толщина стенки для данной отливки
составляет 12-15 мм (см. табл. 3 [1 c. 15]).
При наличии разнотолщинности неизбежны местные скопления металла
(тепловые узлы) в которых могут образовываться усадочные раковины и
Сопряжения стенок во избежание их разрушения в процессе охлаждения
должны быть плавными.
Размеры сопряжений можно рассчитать согласно опытным зависимостям:
r=(13 16) (125+40)2=273 138мм
Согласно нормальному ряду принимаем r=25 мм.
R=25+(125+40)2=1075мм
Согласно нормальному ряду принимаем R=100 мм.
r=(13 16) (75+40)2=191 96мм
Согласно нормальному ряду принимаем r=16 мм.
Согласно нормальному ряду принимаем R=70 мм.
При проектировании сопряжений следует избегать местных утолщений т.е.
скопления металла приводящих к усадочным раковинам. Необходимо обеспечить
одновременное затвердевание т.е. сделать прибыль.
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-
установлен 7-й класс точности размеров отливки и 11-й класс точности
размеров массы (см. табл. 5 [1 с.26]). Классы точности определены исходя
из способа получения стальных отливок в разовых песчаных формах в условиях
мелкосерийного производства. Данная деталь не предъявляет особых требований
к ограничению коробления отливки и степени точности поверхности поэтому
степень коробления и степень точности поверхности можно не нормировать.
Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних и
боковых или верхних поверхностей.
Допуск размеров определен по 7-му классу точности согласно табл. 6 [1
c. 28]. Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей увеличен
Предельные отклонения размеров отливки выбраны симметричными или
несимметричными в зависимости от наличия механической обработки и способа
формирования поверхности одной или несколькими частями литейной формы.
Предельные отклонения размеров до необрабатываемых поверхностей обозначены
Припуск на усадку для стали составляет 2%. Размеры модели и
стержневых ящиков превышают размеры отливки на величину припуска.
Расчет размеров отливки модели и стержневых ящиков приведен в табл.
Номинальный Допуск СуммарныПрипуск на Размер Припуск Размер Размер
размер размернойй допускмеханическуотливкина модели стержнево
детали точности ( общ. ю обработкуМм усадку мм го ящика
мм ( мм мм мм мм мм
60 28 35 44+44 1470(1530 1500
Разработка конструкции стержневого ящика
Для изготовления требуемого стержня используем разъемный стержневой
ящик. Ящик выполнен из пиломатериалов хвойных пород.
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают вручную рабочую часть керосином и располагают
на столе верхней частью вниз. Заполняют всю полость ящика стержневой смесью
с промежуточной трамбовкой. Набитый ящик накрывают сушильной плитой и
переворачивают. Вторую половину изготавливают аналогично. Готовые
составляющие направляют в сушильную печь после сушки склеивают и
покрывают противопригарной краской. Предельные отклонения размеров
соответствуют ГОСТу 11961-87.
Размеры стержневого ящика соответствующие размерам полостей отливки с
учетом литейной усадки определены в таблице 1. Толщина стенок ящиков
назначается конструктивно.
Разработка чертежа технологичной детали
В результате анализа технологичности предлагается новый чертеж
На чертеже нанесены указания литейной технологии т.е. элементы
литейной формы и отливки:
положение отливки в форме разъемы формы и модели;
припуски на механическую обработку литейные уклоны
конфигурация стержня;
направление каналов для вывода газов;
разъемы стержневых ящиков и направление их набивки
Расчет литниковой системы
Литниковая система – система каналов для подвоза металла в литниковую
форму. Литниковая система должна обеспечивать непрерывную заливку в форму
очищенного металла с определенной скоростью. При этом не должно быть
разрушения формы потоком металла а отходы металла на литниковую систему
должны быть минимальными.
Шлакоуловители и питатели располагают в полости разъема формы. В целях
уменьшения вероятности размыва формы питатели располагают так чтобы струя
металла была направлена вдоль полости. Элементы литниковой системы указаны
Во избежание усадочных раковин следует предусмотреть прибыль. Диаметр
окружности вписанной в подприбыльную часть составляет d1= 100мм.
Толщина прибыли у основания tпр и высота hпр будут равны:
прибыль открытая поэтому выпор не предусматривается.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объемVотл и
Vотл = V1+V2-V3+V4-V5
где V1 - объем цилиндра наружного диаметра 400*527 мм;
V2 - объем наружного параллелепипеда 527*774*203 мм;
V3 - объем цилиндра внутреннего диаметра 179*527 мм;
V4 - объем внутреннего параллелепипеда 590*100*107 мм;
V5 -объем ребра жёсткости 680*80*4002 мм
Mотл=((Vотл =74(1075 =800 кг
где ( - плотность стали.
Время заливки металла в форму
где s- коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (s=1.5);
t- средняя толщина стенки отливки.
Общая площадь питателей составит:
где =03- коэффициент сопротивления литниковой системы;
[pic]- средний гидростатический напор.
Нср=1670 – 8002(2(1470)=1452мм = 145 см
Суммарная площадь шлакоуловителя: (Fшл=11((Fп=11(157=1724 см2.
Площадь стояка Fст=115((Fшл=115(1724=20 см2.
Литниковая система состоит из круглого стояка шлакоуловителя и двух
питателей. Поток металла на выходе из стояка и шлакоуловитель делится
пополам и далее через питатели выходит в форму.
Сечение питателя представляет собой трапецию высотой hп со сторонами
ап и bп которые определим из соотношений:
Fп=(Fп2=hп(ап+bп)2=05ап (ап+08ап) 2;
702=05ап (ап+08(ап) 2;
ап=10 мм; bп=8 мм; hп=5 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл((ашл+bшл)2=05(ашл (ашл+08(ашл) 2;
ашл=7 мм bшл=7 мм hшл=6 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113((Fст =113((115=12 мм в
верхней – на 20% больше.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Проектирование модели
Модель повторяет внешние очертания отливки и имеет знаковые части для
формовки установочных лунок под стержни. Модель выполнена из хвойных
пиломатериалов (доски бруски). Доски располагают послойно вдоль и поперек
волокон сплачивают склеивают а затем модель обрабатывают на станках.
Модель состоит из двух частей 1 и 2 соединенных между собой двумя
шипами 3. Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной
бумагой и окрашивают в серый цвет а знаковые части – в черный.
Размеры модели определены ранее с учетом линейной усадки сплава. Знаковые
части выполнены с учетом требуемых зазоров (2 мм) между формой и знаками
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТу 11691-87.
В серийном производстве модельные комплекты изготавливают из твердых
пород дерева пластмасс и сплавов.
Разработка литейной формы
Внутренние размеры опок стандартизированы. Размер опок выбирают из
условия наименьших затрат формовочной смеси но при обеспечении требуемой
прочности формы и исключения прорыва металла при заливке.
Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя
смеси между опокой и моделью (700 мм) между шлакоуловителем и моделью (300
мм) между моделью и верхом формы (100 мм) между моделью и низом формы
(240 мм). Ширина опоки В=1150+2(335=1800 мм. Длина опоки
L=1150+2(335+460=2300 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры
00 и 2300мм. Высота нижней опоки равна 300 мм а верхней – 224 мм.
Устройство литейной формы представлено на чертеже ТКМ.04.00 00.02.
Серяков Е.И. Филипов Г.И. Литые заготовки и способы их получения:
Учебное пособие. - СПб.: СПбГТУ 1992. – 56 с.
Технология конструкционных материалов Под ред. А.М.Дальского. –
М.: Машиностроение 1985. – 448 с.

$ОР$А.CDW

$$Р$О$~1.DOC

Санкт-Петербургский государственный технический университет
Производство детали «Кронштейн»
Студент: Косаренков А.С.
Преподаватель: Степанов
1 Анализ технологичности детали. Выбор способа получения заготовки.
2 Оценка свариваемости материала
3 Выбор способа сварки
4 Выбор способа сварки сварочных материалов расчёт режимов сварки и
5. Выбор заготовок и их подготовка для сварки
6. Порядок производства сварочных работ
7. Контроль качества сварочных работ
Чертёж детали воронка (предварительный вариант); материал детали:
сталь 08Х13; условия работы: подвергается действию слабо агрессивной среды;
производство единичное.
Деталь представляет собой два отрезка труб разных диаметров соединённых
между собой воронкой. Изготовление такой детали принципиально возможно
т.к. нет замкнутых полостей. Изготовление такой детали штамповкой
нецелесообразно из-за больших размеров. Одним из рациональных вариантов
производства данной заготовки будет сварка. Полностью изготовить данную
деталь с помощью сварки не рационально.
Часть детали соединяющую две цилиндрические полости пришлось бы
сваривать из сегментов. Мы осуществим производство заготовки данного
изделия сваркой двух деталей. Цилиндра диаметром D=200 мм изготовленного
из горячекатаной трубы и второй части детали в виде воронки изготовленной
из трубы D=150 мм штамповкой.
Исходя из условия работы (воздействие слабо агрессивных сред) данная
деталь изготавливается из стали марки 08Х13. Основным легирующим элементом
данной корозионностойкой стали является хром его содержание составляет
около 13 %. Данная сталь обладает жаростойкостью (до 650ºС) и
жаропрочностью (480º 500ºС) имеет низкую теплопроводность поэтому
конструкции из неё склонны к поводке и короблению. Хром способен окисляться
и образовывать тугоплавкий шлак что затрудняет сварку.
Сварку хромистых нержавеющих сталей ведут на мягких тепловых режимах
т.е. с малой плотностью тока на постоянном токе обратной полярности (+ на
электроде) с малой скоростью охлаждения (при отсутствии сквозняков).
Применяют электроды с фтористокальциевыми покрытиями. Рассматриваемая сталь
относится к мартенситному классу поэтому в зоне сварки в обычных условиях
должна произойти закалка. При этом вероятность образования трещин очень
высока особенно на толстостенных и жёстких конструкциях. Для улучшения
свариваемости используют местный подогрев до 200º 300ºС изделий с толщиной
более 8 10 мм. В данном случае местный подогрев не применяется т.к.
толщина свариваемых деталей 6 мм.
После сварки зона шва имеет повышенную твёрдость поэтому сварные
изделия через определённое время подвергают отпуску до температуры
Отпуск способствует также восстановлению стойкости против
межкристаллитной коррозии.
Исходя из размеров детали её назначения характера производства
и выбранной марки стали в данном случае можно использовать ручную дуговую
сварку. Т.к. детали соединяются сваркой под тупым углом выберем по
ГОСТ23518-79 угловое соединение У1. Способ сварки - дуговая в среде
углекислого газа плавящимся электродом.
Конструктивные особенности подготовленных
кромок свариваемых деталей Конструктивные
элементы сварного шва
В соединении У1 необходимо предусмотреть фаску с внутренней стороны
цилин - дрической заготовки и на внешней воронкообразной части другой
заготовки. Такая конструкция деталей усложнит технологию обработки но
упростит сборку перед сваркой и повысит точность сварной заготовки за счёт
надёжной фиксации деталей. Угловое соединение У1 не предусматривает
специальных фиксирующих элементов а необходимая точность концентрического
расположения деталей мы обеспечим за счёт фасок (см. выше).
После выбора вида сварки типа сварных соединений и исходных заготовок
разрабатываем сборочный чертёж сварной конструкции № ТКМ 4801.00 СБ.
Исполнительные размеры соединяемых деталей определены из условийя что
зазор между кромками составляет 2(2 мм притупление кромок -2(2 мм зазор
в замке соединения -0+05 мм угол скоса кромок -40±2° перекрытие
деталей в соединении У1 - 2мм.
При выполнении расчетно-графического задания все размеры подлежат
расчёту в пояснительной записке. Например длина воронкообразной может быть
определена из размерной цепи L2=L-L1+Δ где L2 – длина воронкообразной
заготовки L=200мм - длина всей воронки L1=100мм - длина цилиндрической
заготовки Δ=3 мм - припуск на механическую обработку.
После сварки длина корпуса будет L=203±2мм а после механической
обработки 200 h14 (-1) мм. Фактический припуск на механическую обработку
Для рассматриваемого изделия такие предельные отклонения длины
допустимы в противном случае необходимо изменять систему простановки
размеров и технологию обработки.
Технические требования которые необходимо записать на чертеже ТКМ
Сварка ручная в углекислом газе.
Сварочная проволока 2Св - 08Г2С ГОСТ 2246 - 70
Размеры для справок.
Проверку качества сварных швов на герметичность произвести керосиновой
пробой. Допускаются отдельные дефекты в виде пор и шлаковых включений
глубиной не больше 1мм и общей площадью не более 20 мм допускается
вырубка и заварка отдельных дефектов.
Неуказанные предельные отклонения размеров: H14 h14.
Способ сварки - ручная дуговая в среде углекислого газа выбран ранее.
Исходя из марки сплава и его механических свойств по табл.2 назначаем
сварочную проволоку марки 2Св - 08Г2С ГОСТ 2246 - 70 в состав которой
входит железо 008% углерода 2% марганца и 1% кремния. Повышенное
содержание марганца обусловлено использованием в качестве защитного -
Диаметр проволоки выбран 2мм так как толщина сравнительно небольшая а
сварка ручная. Сварной шов будет иметь =500 Мпа =18% что удовлетворяет
условиям работы детали и механическим свойствам основного металла.
Задавшись плотностью тока i=100 Амм получим расчётный номинальный
сварочный ток I = i ·d·4=100·314·2·4=314 A где d - диаметр сварочной
Для производства сварочных работ выбираем ВДГМ1000.
5. Выбор заготовок и их подготовка для сварки.
Для получения заготовки цилиндрической части возьмём прокат (трубу)
толщиной 2 мм и длиной 102 мм с учётом на механическую обработку.
Воронкообразная часть заготовки (длина 102 мм) получена штамповкой и
подробно описывалась выше.
Длина изделия после сварки будет 200±1мм. Возможные наплавы металла и
заусеницы подлежат зачистке наждачным кругом.
Корпус изготавливают из малоуглеродистой хорошо сваривающейся стали
поэтому подогрев деталей перед сваркой и термическая обработка после сварки
Поскольку к детали не предъявляется особых требований па качеству то
сварку будем проводить вручную без каких-либо приспособлений. С помощью
фасок которые мы предварительно сделали на соединяемых деталях
осуществляется их центрирование. Вставленная одна в другую деталь позволяет
сварщику без затруднений подводить проволоку в зону сварки и производить
саму сварку без нарушения центрирования. Сварку осуществляют за один
После сварки изделие проходит завершающие и отделочные операции:
термическая обработка очистка от окалины грата шлака и технический
В данном случае термическая обработка не требуется. Очистку от окалины
брызг металла проводят вручную.
Сварное изделие после завершения всех технологических операций
предъявляют для технического контроля. Контроль осуществляют поэтапно.
Внешним осмотром проверяют отсутствие подрезов наплывов непроваров
крупных пор и в соответствии с техническими требованиями чертежа дефекты
могут быть устранены путём вырубки и заварки.
Изделие прошедшее технический контроль отправляют в механический
цех для окончательной обработки по чертежу.
Серяков Е.И. Технологические основы проектирования штампованных и
кованых изделий: Учебное пособие. – СПб.: СПбГТУ 1987. – 96 с.
Технология конструкционных материалов: Учебник для
машиностроительных специальностей вузов А.М.Дальский П.А.Арутюнова
Т.М.Барсукова и др. – М.: Машиностроение 1985. – 448 с.

$$ТЬЁ 2.CDW

TKM Kp11.doc

Санкт-Петербургский государственный технический университет
Выбор способа получения детали.
Выбор материала и его характеристики.
Выбор положения отливки в форме.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции.
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков.
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Разработка чертежа технологичной детали.
Расчет литниковой системы.
Проектирование модели.
Разработка литейной формы.
Литейное производство занимает ведущее положение в производстве
заготовок на машиностроительных заводах вследствие малой себестоимости
отливок и высокой универсальности литья. Этот способ применяют для изделий
практически любой конструктивной сложности из различных сплавов любой
массы при небольших объемах механической обработки.
Отливки получают в разовых песчаных металлических и в оболочковых
формах литьем под давлением по выплавляемым моделям и другими способами.
Наиболее широко используют литье в песчаные формы.
Работоспособность литой детали величина затрат на производстве
заготовок зависит во многом от того насколько полно учтены все особенности
и технологические возможности выбранного способа литья.
Чертеж детали "барабан" (ТКМ.19.08.00.000). Производство –
мелкосерийное. Условия работы – значительные циклические контактные
Выбор способа получения детали
Деталь представляет собой тело вращения с наибольшим диаметром 1150
мм. Наиболее целесообразно в данном случае предусмотреть получение литой
заготовки. Себестоимость отливок обычно ниже себестоимости поковок и
сварных конструкций.Требования прочности и надежности детали допускают
использование литой заготовки.
Выбираем наиболее распространенный способ – литье в песчано-глинистые
формы т.к. оно позволяет получать отливки из любых сплавов любых
размеров различной конфигурации и сложности. Литье в песчаные формы
применяют как в единичном так и в серийном и массовом производстве.
Себестоимость таких заготовок невысокая.
Выбор сплава и его характеристики
Сплав должен обеспечивать механические свойства необходимые для
условий работы детали быть по возможности дешевым и иметь высокие
технологические свойства.
Требуемая деталь относится к деталям работающим при переменных
нагрузках.Выбираем сталь углеродистую литейную 45Л ГОСТ 977-85.
Механические свойства:
(В=492 МПа (0.2 =296 МПа (= 18% KCU = 376 кДЖм2.
Выбор положения отливки в форме
Литейное производство очень сложных по форме отливок практически
любых габаритных размеров. Однако с целью упрощения технологии и снижения
себестоимости следует проектировать детали компактными. От положения
отливки в форме зависит качество отливки и работоспособность а также
затраты труда в литейном цехе. Наиболее качественными и прочными бывают
нижние и боковые (вертикальные) участки отливок. В верхних участках меньше
плотность металла сюда же выплывают шлаковые включения формовочной смеси
и здесь же формируются усадочные раковины и поры вследствие усадки сплава.
При выборе положения отливки необходимо стремиться к упрощению
литейной формы путем уменьшения количества разъемов формы и модели но при
этом нужно реально оценивать наличие возможных дефектов в верхних участках
Наиболее целесообразно выбрать положение отливки в форме
представленной на рисунке .
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции
Внешнее очертание детали имеет простую геометрическую форму –
двухступенчатый цилиндр. Такая деталь является достаточно технологичной.
При проектировании деталей следует избегать обширных горизонтальных
плоских поверхностей поскольку это может привести к браку по недоливу.
Все внешние поверхности перпендикулярные плоскости разъема должны
иметь литейные уклоны по ГОСТу 3212-80. Уклоны назначаются как на
обрабатываемые поверхности отливки (0(19( 2(54( и 3(-5( соответственно).
Разъем формы должен быть плоским.
Наименьшая толщина стенки составляет 75 мм это является приемлемым
поскольку минимально допустимая толщина стенки для данной отливки
составляет 12-15 мм (см. табл. 3 [ 1 c. 15 ] ).
При наличии разнотолщинности неизбежны местные скопления металла
(тепловые узлы) в которых могут образовываться усадочные раковины и
Сопряжения стенок во избежание их разрушения в процессе охлаждения
должны быть плавными.
Размеры сопряжений можно рассчитать согласно опытным зависимостям:
r=(13 16) (125+40)2=273 138мм
Согласно нормальному ряду принимаем r=25 мм.
R=25+(125+40)2=1075мм
Согласно нормальному ряду принимаем R=100 мм.
r=(13 16) (75+40)2=191 96мм
Согласно нормальному ряду принимаем r=16 мм.
Согласно нормальному ряду принимаем R=70 мм.
При проектировании сопряжений следует избегать местных утолщений т.е.
скопления металла приводящих к усадочным раковинам. Необходимо обеспечить
одновременное затвердевание т.е. сделать прибыль.
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-
установлен 7-й класс точности размеров отливки и 11-й класс точности
размеров массы (см. табл. 5 [1 с.26]). Классы точности определены исходя
из способа получения стальных отливок в разовых песчаных формах в условиях
мелкосерийного производства. Данная деталь не предъявляет особых требований
к ограничению коробления отливки и степени точности поверхности поэтому
степень коробления и степень точности поверхности можно не нормировать.
Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних и
боковых или верхних поверхностей.
Допуск размеров определен по 7-му классу точности согласно табл. 6 [1
c. 28]. Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей увеличен
Предельные отклонения размеров отливки выбраны симметричными или
несимметричными в зависимости от наличия механической обработки и способа
формирования поверхности одной или несколькими частями литейной формы.
Предельные отклонения размеров до необрабатываемых поверхностей обозначены
Припуск на усадку для стали составляет 2%.Размеры модели и стержневых
ящиков превышают размеры отливки на величину припуска.
Расчет размеров отливки модели и стержневых ящиков приведен в табл.
НоминальДопуск СуммарныПрипуск Размер Припуск Размер Размер
ный размерной допускна отливкина модели стержнев
размер й ( общ. механичеМм усадку мм ого
детали точностимм скую мм ящика
Мм ( мм обработк мм
Разработка конструкции стержневого ящика
Для изготовления требуемого стержня используем разъемный стержневой
ящик. Ящик выполнен из пиломатериалов хвойных пород.
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают вручную рабочую часть керосином и располагают
на столе верхней частью вниз. Заполняют всю полость ящика стержневой смесью
с промежуточной трамбовкой. Набитый ящик накрывают сушильной плитой и
переворачивают. Вторую половину изготавливают аналогично. Готовые
составляющие направляют в сушильную печь после сушки склеивают и
покрывают противопригарной краской. Предельные отклонения размеров
соответствуют ГОСТу 11961-87.
Размеры стержневого ящика соответствующие размерам полостей отливки с
учетом литейной усадки определены в таблице 1. Толщина стенок ящиков
назначается конструктивно.
Разработка чертежа технологичной детали
В результате анализа технологичности предлагается новый чертеж детали
На чертеже нанесены указания литейной технологии т.е. элементы
литейной формы и отливки:
положение отливки в форме разъемы формы и модели;
припуски на механическую обработку литейные уклоны конфигурация
направление каналов для вывода газов;
разъемы стержневых ящиков и направление их набивки
Расчет литниковой системы
Литниковая система – система каналов для подвоза металла в литниковую
форму. Литниковая система должна обеспечивать непрерывную заливку в форму
очищенного металла с определенной скоростью. при этом не должно быть
разрушения формы потоком металла а отходы металла на литниковую систему
должны быть минимальными.
Шлакоуловители и питатели располагают в полости разъема формы. В целях
уменьшения вероятности размыва формы питатели располагают так чтобы струя
металла была направлена вдоль полости. Элементы литниковой системы указаны
Во избежание усадочных раковин следует предусмотреть прибыль. Диаметр
окружности вписанной в подприбыльную часть составляет d1= 100мм.
Толщина прибыли у основания tпр и высота hпр будут равны:
tпр = 12( d1 = 120 мм
hпр = 16( tпр = 192мм
прибыль открытая поэтому выпор не предусматривается.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объемVотл и
Vотл = V1 + V2 -V3 +V4-V5
где V1 - объем цилиндра наружного диаметра 1150 мм;
V2 - объем цилиндра наружного диаметра 950 мм;
V3 - объем цилиндра внутреннего диаметра 900 мм;
V4 - объем цилиндра внутреннего диаметра 300 мм;
V5 -объем цилиндра внутреннего диаметра 150 мм
Vотл =([1152*04 + 952*142 - 92*142 - 32*25 – 152*29]4=6284
Mотл=( Vотл =74(*6284 =46503 кг
где (-плотность стали.
Время заливки металла в форму :
где s- коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (s=1.5);
t- средняя толщина стенки отливки.
[pic]15[pic]’7923 c.
Общая площадь питателей составит:
где =03- коэффициент сопротивления литниковой системы;
Нср== мм = см - средний гидростатический напор.
[pic]1000*46503(03*7923*74[pic]=см2
Суммарная площадь шлакоуловителя (Fшл=11(Fп=11(= см2. Площадь стояка
Fст=115(Fшл=115*(= см2.
Литниковая система состоит из круглого стояка шлакоуловителя и двух
питателей. Поток металла на выходе из стояка и шлакоуловитель делится
пополам и далее через питатели выходит в форму.
Сечение питателя представляет собой трапецию высотой hп со сторонами
ап и bп которые определим из соотношений:
Fп=(Fп2=hп(ап+bп)2=05ап (ап+08ап) 2;
2=05ап (ап+08 ап) 2;
ап=10 мм; bп=8 мм; hп=5 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл(ашл+bшл)2=05ашл (ашл+08ашл) 2;
ашл = 7 мм bшл = 7 мм hшл= 6 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113(Fст =113((115=12 мм в верхней
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Проектирование модели
Модель повторяет внешние очертания отливки и имеет знаковые части для
формовки установочных лунок под стержни. Модель выполнена из хвойных
пиломатериалов (доски бруски). Доски располагают послойно вдоль и поперек
волокон сплачивают склеивают а затем модель обрабатывают на станках.
Модель состоит из двух частей 1 и 2 соединенных между собой двумя
шипами 3. Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной
бумагой и окрашивают в серый цвет а знаковые части – в черный.
Размеры модели определены ранее с учетом линейной усадки сплава.
Знаковые части выполнены с учетом требуемых зазоров (2 мм) между формой и
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТу 11691-87.
В серийном производстве модельные комплекты изготавливают из твердых
пород дерева пластмасс и сплавов.
Разработка литейной формы
Внутренние размеры опок стандартизированы. Размер опок выбирают из
условия наименьших затрат формовочной смеси но при обеспечении требуемой
прочности формы и исключения прорыва металла при заливке.
Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя
смеси между опокой и моделью (70 мм) между шлакоуловителем и моделью (60
мм) между моделью и верхом формы (100 мм) между моделью и низом формы
(120 мм). Ширина опоки В = 135+2(70 = 275 мм. Длина опоки L = 56
+2(70+60+30 = 286 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры 300 и
0мм. Высота нижней опоки равна 200 а верхней – 175 мм.
Устройство литейной формы представлено на чертеже ТКМ.19.08.02.000.
Серяков Е.И. Филипов Г.И. Литые заготовки и способы их получения:
Учебное пособие. - СПб.: СПбГТУ 1992. – 56 с.
Технология конструкционных материалов Под ред. А.М.Дальского. –
М.: Машиностроение 1985. – 448 с.

$$Р$О$~1.CDW

1. Сварка ручная в углекислом газе.
Сварочная проволока 2Св - 08Г2С ГОСТ 2246 - 70
Размеры для справок.
Проверку качества сварных швов на герметичность произвести
керосиновой пробой. Допускаются отдельные дефекты в виде пор
и шлаковых включений глубиной не больше 1мм и общей площадью
не более 20 мм допускается вырубка и заварка отдельных дефектов.
Неуказанные предельные отклонения размеров: H14 h14.