Производство детали барабан методом литья
- Добавлен: 26.04.2026
- Размер: 4 MB
- Закачек: 0
Подписаться на ежедневные обновления каталога:
Описание
Производство детали барабан методом литья
Состав проекта
|
Лист 3.cdw
|
|
отливка в форме.cdw
|
|
всё.cdw
|
ТЕХЗАД~1.FRW
|
|
СТЕРЖЕНЬ МОЙ.frw
|
|
деталь (2).cdw
|
|
для пз после переработки2.frw
|
|
$$ТЬЁ 1.CDW
|
|
Стерж ящик.cdw
|
|
ОТ$$$$А.CDW
|
|
РЫЧАГ.FRW
|
|
форма (3).cdw
|
$$Р$О$~2.DOC
|
|
форма (5).cdw
|
|
форма1.cdw
|
|
модель (3).cdw
|
|
Форма (2).cdw
|
|
Модель.cdw
|
|
Чертеж стоики исправленное.cdw
|
|
чертеж отливки2.cdw
|
|
Литье мое.doc
|
|
Курсовик ТКМ ПЗ (2).doc
|
|
Лист 1.cdw
|
|
форма.frw
|
|
Исходная деталь.frw
|
|
Стержневой ящик.frw
|
|
$$Р$О$~3.DOC
|
|
для пз после переработки.frw
|
|
Технологичная.frw
|
|
в опоках.cdw
|
|
ст ящик.frw
|
|
Форма (4).cdw
|
|
стержень.frw
|
|
стерневой ящик 2 лист.cdw
|
|
модель (4).cdw
|
|
cтоикие мы МОЙ.cdw
|
|
литье -задание.cdw
|
|
ящик.frw
|
|
для пз2.frw
|
|
МОДЕЛЬ (2).CDW
|
лист1.bak
|
|
Литьё.frw
|
|
12.FRW
|
|
ОПОКИ.CDW
|
|
форма.cdw
|
|
1.frw
|
|
$ОР$А.CDW
|
|
стерневой ящик 1 лист (2).cdw
|
|
КРОНШТ~1.CDW
|
|
Лист 1 вер1.cdw
|
|
kurs1 1.doc
|
|
СТЕЖНЕ~2.FRW
|
|
модель.frw
|
|
model 2.cdw
|
|
ТКМ,02.cdw
|
|
Курсовик (подставка).doc
|
|
капвы.cdw
|
|
Курсовик ТКМ ПЗ.doc
|
|
модель (5).cdw
|
|
123.frw
|
|
RR.DOC
|
|
для пз задание.frw
|
|
КУРСОВ~1.DOC
|
|
$$Р$О$~1.DOC
|
|
лист2.cdw
|
|
1.cdw
|
|
Корпус 1.cdw
|
|
Чертеж стоики МОЙ.cdw
|
|
Стержень 100пудов.cdw
|
|
$$ТЬЁ 2.CDW
|
|
list1.cdw
|
|
ПОЛОЖЕ~1.FRW
|
|
КРОНШТ~2.CDW
|
|
kurs1 0.doc
|
|
TKM Kp11.doc
|
|
Курсач ткм.doc
|
|
$$Р$О$~1.CDW
|
|
пз литьё.doc
|
|
ст ящик 2.frw
|
|
Курсовик-литьё-Петров.doc
|
|
для пз.frw
|
|
Лист 1temp.cdw
|
|
Курсовик.doc
|
|
стерневой ящик 1 лист.cdw
|
|
СТЕЖНЕ~1.FRW
|
|
Деталь.cdw
|
|
КРОНШТя.CDW
|
|
Титульный лист.doc
|
|
в опоках.frw
|
|
КРОНШТ~1.FRW
|
|
стержневой ящик.cdw
|
|
чертеж отливки1.cdw
|
|
123.cdw
|
|
модель (2).frw
|
|
свпрка че то.cdw
|
Материал представляет собой zip архив с файлами, которые открываются в программах:
- Компас или КОМПАС-3D Viewer
- Microsoft Word
Дополнительная информация
Контент чертежей
Лист 3.cdw
отливка в форме.cdw
СТЕРЖЕНЬ МОЙ.frw
деталь (2).cdw
для пз после переработки2.frw
$$ТЬЁ 1.CDW
Стерж ящик.cdw
внутренние 10мм внешние 40мм.
ОТ$$$$А.CDW
РЫЧАГ.FRW
форма (3).cdw
$$Р$О$~2.DOC
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.
форма1.cdw
модель (3).cdw
Форма (2).cdw
Модель.cdw
внутренние 10мм внешние 40мм.
Чертеж стоики исправленное.cdw
чертеж отливки2.cdw
Литье мое.doc
Санкт-Петербургский государственный технический университет
Механико-машиностроительный факультет
Кафедра «Технология конструкционных материалов»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе на тему
Разработка технологичных деталей и технология получения заготовок
Студент Громова Ю.А. гр. 30432
Руководитель работы Мамутов А.В.
Часть 1. Разработка чертежа технологичной детали и технологии производства
Выбор способа получения заготовки
Выбор положения отливки в форме и предполагаемых разъемов в форме
Анализ технологичности детали и изменение её конструкции.
Расчет размеров отливки модели стержневых ящиков.
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Проектирование модели.
Выбор способа подвода металла. Расчет летниковой системы.
Устройство и последовательность изготовления литейной формы.
Выбираем литье в песчаной форме т.к. характер производства единичный.
Деталь представляет собой корпус с наибольшими размерами 1050*610*600 мм.
Для данной детали был выбран единичный характер производства. Данная деталь
относится к отливкам общего назначения конфигурация и размеры которых
определяются только конструктивными соображениями. Деталь работает под
воздействием небольших нагрузок. Корпус изготовляется из серого чугуна CЧ
ГОСТ 1412-85. В качестве вида производства было выбрано литьё в песчаные
ЧАСТЬ I. Разработка чертежа технологичной детали и технологии производства
Так как данная деталь работает под воздействием небольших нагрузок то в
качестве материала для её производства рационально выбрать серый чугун CЧ
Этот материал имеет сравнительно небольшую прочность является хрупким но
успешно применяется при статических нагрузках. Он обладает высокой
жидкотекучестью малой усадкой хорошо обрабатывается резанием сварке не
подлежит достаточно стоек к такому виду нагрузок.
Выбор способа получения отливки.
Исходя из экономической целесообразности и серийности производства
наиболее рациональным способом получения отливки является литьё в песчаные
формы так как этот способ является экономичным и к детали не указаны
требования повышенного качества.
Выбор разъёмов формы и модели.
Исходя из того что желательно изготавливать более простые формы и модели
для получения отливки был выбран вариант при котором отливка будет более
точной по форме и размерам и более дешёвой. Горизонтальное расположение
отливки обеспечивает простое устройство формы при наличии одного разъёма.
Анализ технологичности детали и изменение ее конструкции.
Внешние очертания детали имеют простую геометрическую форму и
представляют собой цилиндр с четырьмя ребрами и с прямоугольным основанием.
Механическая обработка предусмотрена для минимального
числа поверхностей и так как поверхности имеют небольшую площадь
сократить ее объем невозможно.
Внутренняя полость спроектирована технологично и имеет диаметр 120мм
достаточный для закрепления стержня в форме.
Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учета особенностей
литейного производства. Деталь является разнотолщинной а направленность
затвердевания металла не обеспечена. Поэтому возможно заменить саму
конфигурацию детали и сделать её с одинаковой толщиной стенок. Наименьшая
толщина стенок составляет 20 мм это является приемлемым..
Радиусы сопряжения стенок
при отношении толщин 2020=1 составят:
из нормального ряда радиусов сопряжения примем 5мм
Расчет размеров отливки модели и стержневого ящика.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-85
установлен 10 класс точности размеров отливки.
Сводная таблица размеров детали отливки модели и стержневого ящика.
Номинальный Допуск СуммарныПрипуск Размер Припуск Размер Размер
размер размернойй допускна отливки на моделистержнево
детали точности ( общ. механичесмм усадку мм го ящика
мм ( мм мм кую мм мм
50 9 1125 1066±55 625 10725
0 9 1125 616±45 6 622
0 8 10 68+68 313±4 3 1120
[pic]150 7 875 150+4 21 154
[pic]240 7 875 240±4 24 258
[pic]200 7 875 -75-75 185±4 2 240
Разработка конструкции стержневого ящика
Для изготовления требуемого стержня используем разъемный стержневой ящик
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 и третью половину изготавливают аналогично. Готовые
составляющие направляют в сушильную печь после сушки склеивают и
покрывают противопригарной краской.
Размеры стержневого ящика соответствующие размерам полостей отливки с
учетом литейной усадки определены в таблице 1. Толщина стенок ящиков
назначается конструктивно
Выбор способа подвода металла. Расчет литниковой системы.
Литейная форма имеет 1 плоскость разъема в каждой из которых можно
расположить питатели. Для исключения размыва формы подвод металла лучше
осуществить сверху т. е. предусмотреть питатели и шлакоуловитель в нижней
плоскости разъема. Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем
объем и массу отливки:
Vотл=Vцил+Vосн+2*Vребер=(27129600-18840000+22500000+4*2660000=
Мотл=ρ*Vотл=76*169735=259977г 260 кг
где ρ=76гсм3 – плотность чугуна
Время заливки металла в форму:
где s=18 – коэффициент учитывающий жидкотекучесть чугуна.
Общая площадь питателей:
Суммарная площадь шлакоуловителя:
Размеры поперечного сечения питателей:
an=8 см bn=13 см hn=42 см
Размеры сечения шлакоуловителей:
aшл=9 см bшл=6 см hшл=9 см.
в нижней части [pic]
В верхней на 20% больше dct=108 см.
По размерам элементов летниковой 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. Так как данная деталь выпускается
единичным производством то модель выполнена из чугуна.
Модель состоит из четырех частей соединенных между собой двумя
шипами. 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.
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=1120+2*70= 1260 мм. Длина опоки
L=700+2(100+600=1600 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры
00 и 2000мм. Высота нижней опоки равна 400 мм а верхней - 500 мм.
Курсовик ТКМ ПЗ (2).doc
Производство – массовое. Условия работы – незначительные контактные
Выбор способа получения заготовки.
Деталь представляет собой тело вращения с наибольшим диаметром 500
мм. имеет наружные выступы (ребра жесткости) внутренние полости
канавки и отверстия. В условиях массового производства заготовку для
такой детали можно получить ковкой литьем сваркой из проката.
Наиболее целесообразно получение литой заготовки потому что возможно
получение сложной по форме изделия в том числе и с внутренними
полостями. Себестоимость отливок обычно ниже себестоимости поковок и
сварных конструкций. Требования прочности и надежности детали допускают
использования литой заготовки.
По габаритным размерам и массе отливка является средней по форме
сравнительно простой. Выберем литье в песчаные формы как наиболее
универсальное и дешевое. Формовка – ручная.
Выбор сплава и его характеристика.
Исходя из заданных условий работы материал должен иметь высокую
пластичность и удовлетворительную прочность. Такими свойствами обладают
стали с пониженным содержанием углерода. Выбираем сталь углеродистую
литейную 30Л ГОСТ 977-88.
Деталь работает при статических и динамических нагрузках
следовательно сталь должна быть повышенного качества; отливку относят к
Сталь содержит 03 % C.
Механические свойства: (В=271 МПа (02=255 МПа (=17 % KCU=343
Выбор положения отливки в форме.
Положение отливки в форме определяет качество металла в различных
зонах детали и устройство литейной формы. Возможно два варианта положения
отливки в форме: вариант 1 (с горизонтальной осью вращения) и вариант 2
(с вертикальной осью вращения).
Вариант 1 гарантирует наиболее дешевое производство отливки так как
форма будет состоять только из двух частей и потребуется только один
разъем формы и модели. Но опорная и верхняя части стакана могут иметь
шлаковые включения и пористость.
Вариант 2 обеспечивает наилучшее качество по всему объему металла но
для извлечения модели из формы потребуется уже не один а два разъема
формы и модели. Формовка будет существенно сложнее а себестоимость
отливки значительно выше.
Выберем вариант с горизонтальной осью вращения.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции.
Внешние очертания детали имеют простую геометрическую форму
представляют собой цилиндрическое тело с ребрами жесткости. Проверка по
правилу теневого рельефа приводит к выводу о необходимости изменения
основания но это невозможно. В результате были произведены следующие
изменения: а) удалено сопряжение б) нижняя часть цилиндра стала
одного диаметра 150; в) ребра жесткости приобрели другую форму.
Механическая обработка предусмотрена для минимального числа
поверхностей но объем можно уменьшить изменив конфигурацию верхней
части и нижней частей а также отверстия диаметра 75 мм. без ущерба для
работоспособности детали.
Внутренние полости спроектированы технологично поэтому изменений не
Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учета особенностей
литейного производства. Деталь является разнотолщинной а направленность
затвердевания не обеспечена.
Наименьшая толщина стенки составляет 25 мм. это является приемлемым
поскольку минимально допустимая толщина стенки для данной отливки
Стенку 35 мм. уменьшаем до 25 мм.
Наибольшая толщина стенки на опоре равна 45 мм. что больше
критической поэтому уменьшим эту величину до 25 мм.
Ребра жесткости следует делать на 20% тоньше стенки отливки. В данном
случае толщина ребер жесткости составит 20 мм.
Скопления металла после внесенных изменений отсутствуют так как
отливка по возможности стала равностепенной. Принцип направленного
затвердевания выполнен поскольку толщина стенки на ободе постоянна.
Сопряжения стенок на деталях следует проектировать плавным. При
отношении 2520=125 радиусы сопряжения составят:
Согласно нормальному ряду r = 5 мм. R =30 мм.
Разработка чертежа технологичной детали.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертеж детали.
Расчет размеров отливки модели стержневых ящиков.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ
645-85 установлен 10-й класс точности размеров отливки и 10-й класс
размеров массы. Классы точности определены исходя из способа получения
стальных отливок в разовых песчаных формах в условиях массового
производства. Данная деталь не предъявляет особых требований к коробления
отливки и степени точности поверхности поэтому степень коробления и
степень точности поверхности можно не нормировать.
Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних
или верхних поверхностей.
Допуск размеров определен по 10-му классу точности согласно таблице.
Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей увеличен на
Припуск на усадку для стали составляет 2%. Размеры модели и
стержневых ящиков превышают размеры отливки на величину припуска. Размеры
знаковых частей модели определены с учетом зазора между стержнем и формой
Формовочные уклоны на отливке будут соответствовать уклонам на модели
Сводная таблица размеров детали отливки модели стержневых ящиков.
Номина-лДопуск Сумм-арПрипуск Размер Припуск Размер Размер
ьный размернойный на мех. Отливки на моделистержне-в
размер точности допуск Обр. мм Мм. усадку мм ого
детали ( мм (общмм Мм ящикамм
0 4 48 14 +14 414 ( 8 422 422
24 29 6 +6 66-3 12 67
2 24 6 +6 31(1 05 32
2 24 8 +8 33(1 05 34
5 36 43 175+4 35 171
2 24 14 +14 39(1 05 40
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Отливка имеет центральное отверстие которое можно получить при помощи
Высота нижнего знака стержня согласно таблице составит 40 мм длина
горизонтального знака 95 мм . Формовочные уклоны на нижних знаках составят
° а на верхних 10°. Размеры и уклоны проставляют на чертеже детали с
элементами литейной формы. С целью повышения прочности стержня в него
должен быть заложен армирующий каркас.
Конструкция стержневого ящика представлена на чертеже. Ящик состоит из
верхней 1 и нижней 2 половины корпуса 4 штифтов 3 и шести болтов 4.
Ящик выполнен из серого чугуна .
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают рабочую часть керосином и располагают на столе
верхней частью вниз. Засыпают и утрамбовывают смесь слоем 50—70 мм
устанавливают внутрь ящика армирующий каркас и заполняют всю полость ящика
стержневой смесью с промежуточной трамбовкой. Для обеспечения отвода газов
из стержня душником накалывают газоотводные каналы. Иногда внутрь крупных
стержней закладывают коксовую гарь скрученные жгуты соломы витую
металлическую стружку что улучшает условия для отвода газов.
Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Откручивают
болты 4 поднимают верхнюю половину 1 корпуса и извлекают стержень.
Готовый стержень после устранения некоторых дефектов связанных с
осыпанием смеси направляют на плите в сушильную печь а после сушки
покрывают противопригарной краской. Размеры стержневых ящиков
соответствующие размерам полостей отливки с учетом линейной усадки
определены в таблице. Толщина стенок ящиков назначенная конструктивно 12
Проектирование модели.
Модель повторяет внешние очертания отливки и имеет знаковые части для
формовки установочных лунок под стержни. Модель выполнена из чугуна.
Толщина стенки 10 мм. Внутри модель выполнена пустотелой. Модель после
обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой и окрашивают в
серый цвет а знаковые части – в черный. Размеры модели определены с
учетом линейной усадки сплава. Знаковые части выполнены с учетом требуемых
зазоров (2 мм) между формой и знаками стержней. Предельные отклонения
размеров соответствуют
Выбор способа подвода металла. Расчет литниковой системы.
Литейная форма имеет одну плоскость разъема в которой расположены
питатели. Для исключения размыва формы подвод металла лучше осуществлять
снизу. Дополнительный подвод металла в верхней плоскости разъема не
потребуется так как высота отливки небольшая (408 600 .. .800 мм).
Элементы литниковой системы указаны на чертеже детали. Во избежание
усадочных раковин следует предусмотреть три прибыли на ободе (прибыль №
). Диаметр окружности вписанной в под прибыльную часть составят: di=25
мм. Толщина прибылей у основания t1 и t2 и их высота h1 и h2 будут
t1=14(d1=14(25=35 мм.
hi=16(t1=16(35=56 мм.
Фактическая высота прибылей будет несколько больше поскольку выбирают
стандартные опоки. Длину прибылей определяем из условия что их
протяженность составляет 50% периметра (окружности) питаемого элемента.
Размеры прибылей указывают на чертеже детали. Холодильники не
устанавливаются так как отливка практически равностенна. Прибыли -
открытые поэтому выпоры не предусматриваются.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объем Vотл и
массу отливки Mотл. Объем отливки определим как сумму объемов полых
цилиндров с наружными диаметрами: 516(V1) 394(V2) 153(V3) 388(V4)
четырех ребер жесткости (V5) с учетом объема отверстий (V6):
Vотл=V1+V2+V3+V4+V5-
V6=314([026(5162+163(3922+193(1532+026(3882]4+4(125(035-
-314([03(242+03(1792+102(3442+172(1032+074(0772]4=201 дм3
Mотл=((Vотл=785(201=1578 кг. где р—плотность стали.
Объем и масса всех прибылей составят:
Vпр=2(Vпр=2(035(26(056=102 дм;
Мпр=( (Vпр=785(102=801 кг.сплава заливаемого в форму будет
M= Mотл+Мпр=1578+801=1658 кг. Время заливки металла в форму:
где s - коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (для средней
стальной отливки s= t—средняя толщина стенки отливки.
Общая площадь питателей составит:
где (=03-коэффициент сопротивления литниковой системы при двух поворотах
стальной струи на 90°; Hср=488-40822(408=284 мм= 284 cм - средний
гидростатический напор.
Суммарная площадь шлакоуловителя [pic] см2. Площадь стояка [pic] см2.
Литниковая система состоит из круглого стояка шлакоуловителя и двух
питателей. Поток металла на выходе из стояка в шлакоуловитель делится
пополам и далее через питатели выходит в форму.
Сечение питателя представляет собой трапецию высотой' hп со сторонами aп и
bп которые определим из соотношений:
aп=471 мм; bп=377 мм; hп=236 мм;
Размеры сечения шлакоуловителя hшл aшл и bшл найдем аналогично:
aшл=35 мм; bп=28 мм; hп=175 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113([pic]=113([pic]=568 см в
верхней - на 20% больше.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Устройство и последовательность изготовления литейной формы.
При ручной формовке в условиях мелкосерийного производства необходимы
модель стержни модели для элементов литниковой системы формовочная
песчано-глинистая смесь и опоки.
Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя
смеси между опокой и моделью (70 мм) между шлакоуловителем и моделью (60
мм) между моделью и верхом формы (100 мм) между моделью и низом формы
(120 мм). Ширина опоки В =516+2(70 =656 мм. Длина опоки
L=516+2(70+60+30=746 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры
0 и 750 мм. Высота нижней и верхней опоки - 250 мм.
Устройство литейной формы представлено на чертеже. Изготовление ее
осуществляется в следующем порядке. На под модельную плиту устанавливают
опоку знаковую часть модели 4 ( и модели питателей. Опоку заполняют
формовочной смесью 2 и уплотняют пневматической трамбовкой. Душником
делают наколы для улучшения газопроницаемости смеси.
После переворота опоки на шипы устанавливают основную часть модели 3
(см. рис. 20) остальные части моделей питателей и модели шлакоуловителя и
стояка. Плоскость" разъема формы
присыпают- разделительной смесью (сухой молотый песок). Излишки
формовочной смеси срезают рейкой по границе модели и опоки разъем формы
присыпают разделительной смесью. Устанавливают верхнюю часть модели
отливки прибылей и опоку 4 которую засыпают формовочной смесью и
утрамбовывают делают наколы и прорезают заливную воронку вокруг стояка.
Извлечение частей модели производят после удаления моделей стояка и
прибылей подъема и переворота опоки 4 а затем—опоки 3. Перед сборкой
формы ее очищают от случайно осыпавшейся смеси покрывают противопригарным
составом. При сборке формы в нижнюю опоку 1 устанавливают стержни 6 и 5
опускают опоки 3 и 4. Опоки фиксируют центрирующими штырями и скобами.
В готовые формы заливают сплав. После охлаждения отливок формы разрушают.
Из отливки вытряхивают стержневую смесь и удаляют каркас. Отделение
литниковой системы и прибылей осуществляют газокислородной резкой.
В массовом и серийном производстве данной отливки необходимо
предусматривать машинную формовку при которой назначают как правило
один разъем формы и модели.
Лист 1.cdw
форма.frw
Исходная деталь.frw
Стержневой ящик.frw
$$Р$О$~3.DOC
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.
для пз после переработки.frw
Технологичная.frw
в опоках.cdw
Точность отливки 13-0-0-8 ГОСТ 26645-85
ст ящик.frw
Форма (4).cdw
стержень.frw
стерневой ящик 2 лист.cdw
модель (4).cdw
cтоикие мы МОЙ.cdw
Точность отливки 11 - 0 - 0 - 11 ГОСТ 26645-85
Неуказанные литейные радиусы: внутренние 10мм внешние 40мм.
литье -задание.cdw
для пз2.frw
МОДЕЛЬ (2).CDW
12.FRW
ОПОКИ.CDW
форма.cdw
1.frw
$ОР$А.CDW
стерневой ящик 1 лист (2).cdw
КРОНШТ~1.CDW
Точность отливки 12-0-0-8 ГОСТ 26645-85
Лист 1 вер1.cdw
kurs1 1.doc
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.
Деталь представляет собой тело вращения с наибольшим диаметром 200 мм
с двумя наружными выступами-скобами на поверхности вращения. 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.
Выбор способа получения отливки
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.
По габаритным размерам и массе отливка является мелкой производство
– серийное однако применение литья в металлические формы невозможно из-за
относительно сложной для этого метода формы отливки.
Выбор материала 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 статических
нагрузках поэтому особых требований к механическим свойствам материала не
предъявляется. Выбираем серый чугун СЧ 25 ГОСТ 1412-85 как наиболее дешёвый
сплав к тому же он обладает высокой жидкотекучестью малой усадкой и
хорошо обрабатывается резанием. Механические свойства:
HB=24.5 (В=250 МПа .
Выбор положения отливки в форме
Литейное производство – 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
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
На рис.1 условными знаками показано положение отливки в форме для двух
возможных вариантов с горизонтальной осью (вариант I) и с вертикально
расположенной осью вращения (вариант II). Вариант II обеспечивает наилучшее
качество металла и так как все варианты требуют два разъёма формы и
модели следует выбрать второй вариант.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции
Внешние очертания детали имеет простую геометрическую форму – цилиндр
с двумя прикреплёнными к нему скобами. Однако такая конфигурация является
нетехнологичной модель не может быть извлечена из формы без дополнительных
разъёмов. Проверка конфигурации детали по правилу теневого рельефа (рис. 2
а) подтверждает необходимость дополнительных разъёмов формы и модели. Более
технологичным вариантом будет деталь со скобами расположенными на одном
уровне (рис. 2 б). Для изготовления такой отливки потребовался бы только
один разъём формы. Но по условиям работы данный вариант неприемлем поэтому
приходится сохранить внешние очертания без изменений т.е.
Других внешних выступов бобышек или проточек препятствующих
извлечению модели из формы на детали нет.
Механическая обработка предусмотрена для минимального числа
поверхностей но объём её можно уменьшить изменив конфигурацию цилиндра
(рис. 2 в) без ущерба для работоспособности детали.
Внутренние полости спроектированы технологично.
Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учёта особенностей
литейного производства. Деталь является разнотолщинной а направленность
затвердевания металла не обеспечена.
Деталь имеет неоправданно большую толщину стенок (50 мм) поэтому
следует уменьшить толщину стенок до 20 мм по возможности выполнив
равностенную отливку. При этом следует выполнить рёбра жёсткости на скобах
чтобы компенсировать их условное ослабление. Рёбра жёсткости следует делать
на 20% тоньше стенки отливки их толщина составит 16 мм (рис. 2 г).
Скопления металла после внесённых изменений отсутствуют так как
отливка стала равностенной.
Сопряжения стенок на деталях следует проектировать плавными. При
сопряжении рёбер жёсткости скоб с цилиндром радиус сопряжения составит
[pic] согласно нормальному ряду принимаем r=5 мм. При сопряжении втулки
на скобе с рёбрами жёсткости радиус сопряжения составит [pic] согласно
нормальному ряду принимаем r=5 мм (рис. 2 д).
Все внешние поверхности перпендикулярные плоскости разъема должны
иметь литейные уклоны по ГОСТу 3212-80. Уклоны назначаются как на
обрабатываемые поверхности отливки так и на необрабатываемые. Разъем формы
должен быть плоским.
Необходимо обеспечить одновременное затвердевание т.е. сделать
Разработка чертежа технологичной детали. Нанесение на него элементов
литейной формы и отливки.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертёж детали. У предложенной конструкции снижена
металлоёмкость и уменьшено количество механической обработки. На чертеже
нанесены указания литейной технологии т.е. элементы литейной формы и
- положение отливки в форме разъёмы формы и модели;
- припуски на механическую обработку;
- конфигурация стержней;
- направление каналов для вывода газов;
- разъёмы стержневых ящиков и направление их набивки;
- литниковая система и др.
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-
установлен 10-й класс точности размеров отливки и 10-й класс точности
размеров массы (см. табл. 5 [1 с.26]). Классы точности определены исходя
из способа получения чугунных отливок в разовых песчаных формах в условиях
серийного 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 10-му классу точности согласно табл. 6
[1 c. 28]. Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей
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 чугуна составляет 1%. 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
0 4 5 6+7 413±2 4 417 417
0 3.6 220±2 2.2 222
0 3.2 150±1.5 1.5 152
0 2.8 100±1.5 1 101
0 3.2 140±1.5 1.5 142
0 2.8 110±1.5 1.1 111
0 2.8 3.5 +4+4 108±1.5 1 110
0 2.8 3.5 -4-5 91±1.5 1 92 92
0 2.8 3.5 -4 96±1.5 1 97 97
0 3.2 150±1.5 1.4 151
0 3.2 140+3 1.3 141
Разработка конструкции стержневого ящика
В серийном производстве модельные комплекты изготавливают из твердых
пород дерева пластмасс и сплавов.
Отливка имеет внутреннюю полость диаметром 110 мм. Внутреннюю полость
получим с помощью стержня (Ст. 3). Отверстия в скобах получим с помощью
стержней Ст.1 и Ст.2.
Высота нижнего знака стержня Ст.3 составит 70 мм а высота верхнего
знака составляет 50 мм. Формовочные уклоны на нижних знаках составят 60 а
на верхних 80. Размеры и уклоны проставляют на чертеже детали с элементами
литейной формы. С целью повышения прочности стержня 3 в него должны быть
заложены армирующие каркасы.
Длина горизонтальных знаков стержней 1 и 2 составит 35 мм формовочные
Конструкция стержневого ящика для стержня Ст.3 представлена на
чертеже. Ящик выполнен из твердых пород дерева.
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Ящик очищают от
пыли протирают рабочую часть керосином и располагают на столе верхней
частью вниз. Засыпают и утрамбовывают смесь слоем 20-30 мм устанавливают
внутрь ящика армирующий каркас и заполняют всю полость ящика стержневой
смесью с промежуточной трамбовкой. Для обеспечения отвода газов из стержня
душником накладывают газоотводные каналы.
Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Готовый
стержень после устранения некоторых дефектов связанных с осыпанием смеси
направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской.
Стержневые ящики будет иметь один разъём проходящий через ось
симметрии. Поскольку стержень Ст.3 длинный и не может транспортироваться на
сушильной плите в вертикальном положении его следует изготавливать по
половинкам и склеивать после сушки.
Размеры стержневых ящиков соответствующие размерам полостей отливки с
учетом литейной усадки определены в таблице 1. Толщина стенок ящиков
назначается конструктивно.
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ11961-87.
В случае машинной формовки модель представляет собой три полумодели
которые имеют резьбовые и штифтовые отверстия для закрепления на
соответствующих модельных плитах. Полумодели закрепляются на модельных
плитах по координатам относительно центрирующих штырей с тем чтобы
отпечатки в нижней и верхней частях формы полученные на разных машинах
совпали. На модельных плитах может закрепляться не одна а несколько
моделей чтобы получить форму не на одну а на 2-4 отливки. Кроме того на
модельных плитах закрепляют модели литниковой системы.
Модель повторяет внешние очертания отливки и имеет знаковые части для
формовки установочных лунок под стержени. Модель выполнена из твёрдых пород
дерева. Доски располагают послойно вдоль и поперёк волокон сплачивают
склеивают а затем модель обрабатывают на станках.
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 ГОСТ 11961-87.
Расчет литниковой системы
Литниковая система – система каналов для подвода 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
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объемVотл и
Vотл = V1 + 2V2 + 2V3 +2V4+2V5 – (V6 +V7 +V8)
где V1 – объем цилиндра наружного диаметра 150 мм;
V2 – объем усечённых конусов диаметром у основания150 мм у верха -140;
V3 – объём цилиндра на фланце
V5 – объем рёбер жёсткости;
V6 – объем стержня Ст1
V7 – объем стержня Ст2
V8 – объем стержня Ст3
Vотл = 53+20933+21539+2025+20108-(0724+065+3669)=556 дм3;
Mотл=( Vотл =76( 556 =4225643 кг.
где (-плотность серого чугуна.
Время заливки металла в форму :
где s- коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (s=17 2);
t- средняя толщина стенки отливки (t=20).
Общая площадь питателей составит:
где =04 05- коэффициент сопротивления литниковой системы;
Нср=30-2522(40 = 222 см – средний гидростатический напор.
Суммарная площадь шлакоуловителя (Fшл=11(Fп=11(3116=3427 см2.
Площадь стояка Fст=115(Fшл=115(3427=3942 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;
162=05ап (ап+08 ап) 2;
ап=19 мм; bп=08ап=15 мм; hп=05ап=9 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл(ашл+bшл)2=ашл (ашл+08ашл) 2;
ашл = 14 мм bшл = 11 мм hшл=14 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113(Fст =113((394=22 мм в верхней
– на 20% больше – 27 мм.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Устройство и последовательность изготовления 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.
В серийном производстве данной отливки необходимо предусмотреть
машинную формовку при которой назначают в данном случае два разъема
формы и модели. Модель должна быть изготовлена из твердых пород дерева что
позволит повысить точность отливки и уменьшить припуски на механическую
Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя
смеси между опокой и моделью (40 мм) между шлакоуловителем и моделью (35
мм) между моделью и верхом формы (50 мм) между моделью и низом формы (60
мм). Ширина опоки В = 390+2(40 = 470 мм. Длина опоки L =390 +2(40 = 470
мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры 500мм. Высота нижней и
верхней опоки равна 300 а средней – 100 мм.
Устройство литейной формы представлено на чертеже
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.
СТЕЖНЕ~2.FRW
модель.frw
model 2.cdw
ТКМ,02.cdw
Курсовик (подставка).doc
Производство заготовок
Студент: Талтонова И Н
Преподаватель: Алексеев
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 "подставка". Производство – индивидуальное. Условия
работы –статические нагрузки.
Выбор способа получения детали
Деталь представляет собой тело вращения с наибольшим диаметром 1400
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 статических
нагрузках. Выбираем серый чугун СЧ 35 ГОСТ 1412-85. Механические свойства:
(В=350 МПа твердость НВ=27.5 МПа.
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 – конус
сопряженный с цилиндром и фланцами. Такая деталь является нетехнологичной.
Удалим верхний фланец для достижения минимального числа разъемов формы
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.
Отверстия высверливаются после литья .Наименьшая толщина стенки
составляет 35 мм это является приемлемым поскольку минимально допустимая
толщина стенки для данной отливки составляет 8-12мм (см. табл. 3 [1 c.
При наличии разнотолщинности неизбежны местные скопления металла
(тепловые узлы) в которых могут образовываться усадочные раковины и
трещины. При проектировании деталей следует избегать обширных плоских
горизонтальных поверхностей поскольку это может привести к браку по
недоливу. Поэтому была уменьшена площадь горизонтальной поверхности низа
подставки и таким образом уменьшен объем механической обработки и устранена
Сопряжения стенок во избежание их разрушения в процессе охлаждения
должны быть плавными.
Размеры сопряжений можно рассчитать согласно опытным зависимостям:
r=(13 16) (50+35)2=142 71мм
Согласно нормальному ряду принимаем r=10 мм.
Согласно нормальному ряду принимаем R=60 мм.
Сопряжения с одинаковой толщиной стенок имеют следующие радиусы:
r=(13 16) (50+35)2=117 58мм
При проектировании сопряжений следует избегать местных утолщений т.е.
скопления металла приводящих к усадочным раковинам. Необходимо обеспечить
одновременное затвердевание.
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-
установлен 13-й класс точности размеров отливки и 13-й класс точности
размеров массы (см. табл. 5 [1 с.26]). Классы точности определены исходя
из способа получения чугунных отливок в разовых песчаных формах в условиях
индивидуального производства. Данная деталь не предъявляет особых
требований к ограничению коробления отливки и степени точности поверхности
поэтому степень коробления и степень точности поверхности можно не
Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних и
боковых или верхних поверхностей.
Допуск размеров определен по 13-му классу точности согласно табл. 6
[1 c. 28]. Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей
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
Размеры модели и стержневых ящиков превышают размеры отливки на
Расчет размеров отливки модели и стержневых ящиков приведен в табл.
Номинальный Допуск СуммарныПрипуск на Размер ПрипусРазмер Размер
размер размернойй допускмеханическуотливки к на модели стержнево
детали точности ( общ. ю обработкуМм усадкумм го ящика
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. Но в
нашем случае отливка из серого чугуна у которого усадка невелика и поэтому
прибыль не предусматривается.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объемVотл и
Vотл = V1-V2-V3-4V4+V5+4V6
где V1 - объем наружного конуса радиусами 750 и 600 мм и высотой 1300 мм;
V2 - объем внутреннего конуса радиусами 350 и 700 мм и высотой 1250
V3 - объем цилиндра внутреннего диаметра 350*50 мм;
V4 – объемы цилиндров отверстий диаметрами 65*90мм;
V5 -объем цилиндра 1400*90 мм
V6-объем ребер жесткости 220*125*7 мм
Vотл=3*130(130+60+60*75+75)-3*125(35+35*70+70)-*35*5-
**65*9+*140*9+4*07*22*125=1276276 см
Mотл=((Vотл =76(1276276 =9700 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.
Суммарная площадь шлакоуловителя: (Fшл=11((Fп=11(82=902 см2.
Площадь стояка Fст=115((Fшл=115(902=1037 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;
002=05ап (ап+08(ап) 2;
ап=95 мм; bп=76мм; hп=48 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл((ашл+bшл)2=05(ашл (ашл+08(ашл) 2;
ашл=70 мм bшл=70 мм hшл=57 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113((Fст =113((10370=115 мм в
верхней – на 20% больше-138мм.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.Прибыли не
предусматриваются так как у чугуна усадка невелика.
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: низом модели и и низом формы(200 мм)верхом модели и верхом
формы(150 мм) моделью моделью стояка шлакоуловителя и опоками (90 мм)
между шлакоуловителем и моделью (120 мм) между моделью и верхом формы (100
мм) между моделью и низом формы (240 мм). Диаметр опоки
D=1400+120+90+90+140=1840 мм. Высота верхней опоки H=80+150=230 мм нижней-
H=1390+80+200=1700мм Выбираем ближайшие большие стандартные размеры 250и
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.
капвы.cdw
Курсовик ТКМ ПЗ.doc
знакопеременные ударные нагрузки.
Выбор способа получения заготовки.
Деталь представляет собой тело состоящее из цилиндра и коробчатого
основания. Деталь имеет ребра жесткости. В условиях единичного
производства заготовку для такой детали можно получить ковкой литьем
Наиболее целесообразно получение литой заготовки потому что возможно
получение сложной по форме изделия в том числе и с внутренними
полостями. Себестоимость отливок обычно ниже себестоимости поковок и
сварных конструкций. Требования прочности и надежности детали допускают
использования литой заготовки.
По габаритным размерам и массе отливка является средней по форме
сравнительно простой. Выберем литье в песчаные формы как наиболее
универсальное и дешевое. Формовка – ручная.
Выбор сплава и его характеристика.
Исходя из заданных условий работы материал должен иметь высокую
пластичность и удовлетворительную прочность. Такими свойствами обладают
стали с пониженным содержанием углерода. Выбираем сталь углеродистую
литейную 30Л ГОСТ 977-88.
Деталь работает при статических и динамических нагрузках
следовательно сталь должна быть повышенного качества; отливку относят к
Сталь содержит 03 % C.
Механические свойства: (В=271 МПа (02=255 МПа (=17 % KCU=343
Выбор положения отливки в форме.
Положение отливки в форме определяет качество металла в различных
зонах детали и устройство литейной формы. Возможно два варианта положения
отливки в форме: вариант 1 (ось цилиндра расположена вертикально1
плоскость разъема) и вариант 2 (с вертикальной осью цилиндра и 2
плоскостями разъема).
Вариант 1 гарантирует наиболее дешевое производство отливки так как
форма будет состоять только из двух частей и потребуется только один
разъем формы и модели. Но потребуется применение дополнительного стержня.
Вариант 2 обеспечивает наилучшее качество по всему объему металла но
для извлечения модели из формы потребуется уже не один а два разъема
формы и модели. Формовка будет существенно сложнее а себестоимость
отливки значительно выше.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции.
Внешние очертания детали имеют простую геометрическую форму
представляют собой цилиндрическое тело Соединенное с коробчатым
основанием ребрами жесткости. Проверка по правилу теневого рельефа
говорит о необходимости применения 3 стержней.
Механическая обработка предусмотрена для минимального числа
поверхностей но объем можно уменьшить изменив конфигурацию верхней
части и нижней частей а также оснований цилиндра без ущерба для
работоспособности детали.
Внутренние полости спроектированы нетехнологично поэтому изменены.
Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учета особенностей
литейного производства. Деталь является разнотолщинной а направленность
затвердевания не обеспечена.
Наименьшая толщина стенки составляет 100 мм. это является
неприемлемым поскольку максимально допустимая толщина стенки для данной
отливки составляет 40 мм.
Стенку 100 мм. уменьшаем до 30 мм.
Ребра жесткости следует делать на 20% тоньше стенки отливки. В данном
случае толщина ребер жесткости составит 25 мм.
Скопления металла после внесенных изменений отсутствуют так как
отливка по возможности стала равностепенной. Принцип направленного
затвердевания выполнен поскольку толщина стенки на ободе постоянна.
Сопряжения стенок на деталях следует проектировать плавным. При
отношении 3030=1 радиусы сопряжения составят:
Согласно нормальному ряду r = 10 мм. R =40 мм.
Разработка чертежа технологичной детали.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертеж детали.(см. ТКМ 0032.00.00СБ)
Расчет размеров отливки модели стержневых ящиков.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ
645-85 установлен 10-й класс точности размеров отливки и 10-й класс
размеров массы. Классы точности определены исходя из способа получения
стальных отливок в разовых песчаных формах в условиях массового
производства. Данная деталь не предъявляет особых требований к коробления
отливки и степени точности поверхности поэтому степень коробления и
степень точности поверхности можно не нормировать.
Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних
или верхних поверхностей.
Допуск размеров определен по 10-му классу точности согласно таблице.
Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей увеличен на
Припуск на усадку для стали составляет 2%. Размеры модели и
стержневых ящиков превышают размеры отливки на величину припуска. Размеры
знаковых частей модели определены с учетом зазора между стержнем и формой
Формовочные уклоны на отливке будут соответствовать уклонам на модели
Сводная таблица размеров детали отливки модели стержневых ящиков.
Номина-лДопуск Сумм-арПрипуск Размер Припуск Размер Размер
ьный размернойный на мех. Отливки на моделистержне-в
размер точности допуск Обр. мм Мм. усадку мм ого
детали ( мм (общмм Мм ящикамм
0 5 625 68 690+3 14 704
0 4 5 6 400+2 8 408
0 36 45 55 205+2 4 209
0 4 5 6 300+2 6 306
0 44 55 53 510+3 10 520
0 36 45 55 200+2 4 208
0 36 45 55 179+2 4 183
0 4 5 6 258+2 5 263
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Отливка имеет отверстие которое можно получить при помощи стержня
Высота нижнего знака стержня согласно таблице составит 60 мм . Формовочные
уклоны на нижних знаках составят 7° а на верхних 10°. Размеры и уклоны
проставляют на чертеже детали с элементами литейной формы. С целью
повышения прочности стержня в него должен быть заложен армирующий каркас.
Конструкция стержневого ящика представлена на чертеже. Ящик выполнен из
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают рабочую часть керосином и располагают на столе
вертикально. Засыпают и утрамбовывают смесь слоем 50—70 мм устанавливают
внутрь ящика армирующий каркас и заполняют всю полость ящика стержневой
смесью с промежуточной трамбовкой. Для обеспечения отвода газов из стержня
душником накалывают газоотводные каналы. Иногда внутрь крупных стержней
закладывают коксовую гарь скрученные жгуты соломы витую металлическую
стружку что улучшает условия для отвода газов.
Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Готовый
стержень после устранения некоторых дефектов связанных с осыпанием смеси
направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской. Размеры стержневых ящиков соответствующие
размерам полостей отливки с учетом линейной усадки определены в таблице.
Толщина стенок ящиков назначенная конструктивно 15 мм.
Проектирование модели.
Модель повторяет внешние очертания отливки и имеет знаковые части для
формовки установочных лунок под стержни. Модель выполнена из дерева.
Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой и
окрашивают в серый цвет а знаковые части – в черный. Размеры модели
определены с учетом линейной усадки сплава. Знаковые части выполнены с
учетом требуемых зазоров (2 мм) между формой и знаками стержней.
Предельные отклонения размеров соответствуют
Выбор способа подвода металла. Расчет литниковой системы.
Литейная форма имеет одну плоскость разъема в которой расположены
питатели. Дополнительный подвод металла в верхней плоскости разъема не
потребуется так как высота отливки небольшая (408 600 .. .800 мм).
Элементы литниковой системы указаны на чертеже детали. Во избежание
усадочных раковин следует предусмотреть четыре прибыли на ободе (прибыль №
Фактическая высота прибылей будет несколько больше поскольку выбирают
стандартные опоки. Длину прибылей определяем из условия что их
протяженность составляет 50% периметра (окружности) питаемого элемента.
Размеры прибылей указывают на чертеже детали. Холодильники не
устанавливаются так как отливка практически равностенна. Прибыли -
открытые поэтому выпоры не предусматриваются.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объем Vотл и
массу отливки Mотл. Объем отливки определим как сумму объемов :
Vотл=V1+V2+V3+V4-V5=30000см3
Mотл=((Vотл=785(30000=222 кг. где р—плотность стали.
где s - коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (для средней
стальной отливки s= t—средняя толщина стенки отливки.
Общая площадь питателей составит:
где (=03-коэффициент сопротивления литниковой системы при двух поворотах
стальной струи на 90°; Hср=488-40822(408=284 мм= 284 cм - средний
гидростатический напор.
Суммарная площадь шлакоуловителя [pic] см2. Площадь стояка [pic] см2.
Литниковая система состоит из круглого стояка шлакоуловителя и трех
питателей. Поток металла на выходе из стояка в шлакоуловитель делится
надвое и далее через питатели выходит в форму.
Сечение питателя представляет собой трапецию высотой' hп со сторонами aп и
bп которые определим из соотношений:
aп=40 мм; bп=22 мм; hп=33 мм;
Размеры сечения шлакоуловителя hшл aшл и bшл найдем аналогично:
aшл=40 мм; bп=20 мм; hп=30 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113([pic]=113([pic]=40 см в
верхней - на 20% больше.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Устройство и последовательность изготовления литейной формы.
При ручной формовке в условиях единичного производства необходимы
модель стержни модели для элементов литниковой системы формовочная
песчано-глинистая смесь и опоки.
Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя
смеси между опокой и моделью (70 мм) между шлакоуловителем и моделью (60
мм) между моделью и верхом формы (100 мм) между моделью и низом формы
(120 мм). Ширина опоки В =520+2(70 =660 мм. Длина опоки
L=815+2(70+60+30=1045мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры
0 и 1200 мм. Высота нижней и верхней опоки - 300 мм.
Устройство литейной формы представлено на чертеже. Изготовление ее
осуществляется в следующем порядке. На под модельную плиту устанавливают
опоку знаковую часть модели 4 ( и модели питателей. Опоку заполняют
формовочной смесью 2 и уплотняют пневматической трамбовкой. Душником
делают наколы для улучшения газопроницаемости смеси.
После переворота опоки на шипы устанавливают основную часть модели 3
(см. рис. 20) остальные части моделей питателей и модели шлакоуловителя и
стояка. Плоскость" разъема формы присыпают- разделительной смесью (сухой
молотый песок). Излишки формовочной смеси срезают рейкой по границе
модели и опоки разъем формы присыпают разделительной смесью.
Устанавливают верхнюю часть модели отливки прибылей и опоку 4 которую
засыпают формовочной смесью и утрамбовывают делают наколы и прорезают
заливную воронку вокруг стояка.
Извлечение частей модели производят после удаления моделей стояка и
прибылей подъема и переворота опоки 4 а затем—опоки 3. Перед сборкой
формы ее очищают от случайно осыпавшейся смеси покрывают противопригарным
составом. При сборке формы в нижнюю опоку 1 устанавливают стержни 6 и 5
опускают опоки 3 и 4. Опоки фиксируют центрирующими штырями и скобами.
В готовые формы заливают сплав. После охлаждения отливок формы разрушают.
Из отливки вытряхивают стержневую смесь и удаляют каркас. Отделение
литниковой системы и прибылей осуществляют газокислородной резкой.
123.frw
RR.DOC
верхних—20 мм. Для удобства сборки стержней знак стержня Ст.2 лучше
продлить до границы Ст.1. Формовочные уклоны на нижних знаках составят 7°
а на верхних 10°. Размеры и уклоны проставляют на чертеже детали с
элементами литейной формы. (Масштаб рис. 18 не позволяет этого сделать).
Стержень (Ст.1) в форме должен устанавливаться так чтобы его шесть верхних
знаков расположились точно под соответствующими углублениями в верхней
части формы. Для этого на нижнем знаке необходимо предусмотреть фиксатор в
виде лыски. С целью повышения прочности стержней в них должны быть заложены
Конструкция стержневого ящика представлена на рис. 19. Ящик состоит из
корпуса 1 вкладыша 2 двух боковых вкладышей 3 и шести отъемных пластин 4.
Пластины 4 при сборке ящика вставляются в пазы корпуса 1. Вкладыши 3
соединяются между собой шипами 5. Ящик выполнен из пиломатериалов хвойных
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают рабочую часть керосином и располагают на столе
верхней частью вниз. Засыпают и утрамбовывают смесь слоем 50—70 мм
устанавливают внутрь ящика армирующий каркас и заполняют всю полость ящика
стержневой смесью с промежуточной трамбовкой. Для обеспечения отвода газов
из стержня душником накалывают газоотводные каналы. Иногда внутрь крупных
стержней закладывают коксовую гарь скрученные жгуты соломы витую
металлическую стружку что улучшает условия для отвода газов.
Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Поднимают
корпус и вкладыш 2 отводят в стороны вкладыши 3 и извлекают пластины 4.
Готовый стержень после устранения некоторых дефектов связанных с осыпанием
смеси направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской.
Стержневой ящик для стержня Ст.2 (см. рис. 18) будет иметь один разъем
проходящий через ось симметрии. Поскольку стержень длинный и не может
транспортироваться на сушильной плите в вертикальном положении его следует
изготавливать по половинкам и склеивать после сушки.
Размеры стержневых ящиков соответствующие размерам полостей отливки с
учетом линейной усадки определены в табл. 9. Толщина стенок ящиков
назначается конструктивно.
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ 11961—87. 4*
продлить до границы Ст.1. Формовочные уклоны на нижних знаках составят
° а на верхних 10°. Размеры и уклоны проставляют на чертеже детали с
Стержень (Ст.1 в форме должен устанавливаться так чтобы его шесть
верхних знаков расположились точно под соответствующими углублениями в
верхней части формы. Для этого на нижнем знаке необходимо предусмотреть
фиксатор в виде лыски. С целью повышения прочности стержней в них должны
быть заложены армирующие каркасы.
корпуса 1 вкладыша 2 двух боковых вкладышей 3 и шести отъемных пластин
Пластины 4 при сборке ящика вставляются в пазы корпуса . Вкладыши 3
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный
ящик очищают от пыли протирают рабочую часть керосином и располагают на
столе верхней частью вниз. Засыпают и утрамбовывают смесь слоем 50—70 мм
устанавливают внутрь ящика армирующий каркас и заполняют всю полость
ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой. Для обеспечения
отвода газов из стержня душником накалывают газоотводные каналы. Иногда
внутрь крупных стержней закладывают коксовую гарь скрученные жгуты
соломы витую металлическую стружку что улучшает условия для отвода
корпус 1 и вкладыш 2 отводят в стороны вкладыши 3 и извлекают пластины
Готовый стержень после устранения некоторых дефектов связанных с
осыпанием смеси направляют на плите в сушильную печь а после сушки
покрывают противопригарной краской.
Стержневой ящик для стержня Ст.2 (см. рис. 18) будет иметь один
разъем проходящий через ось симметрии. Поскольку стержень длинный и не
может транспортироваться на сушильной плите в вертикальном положении
его следует изготавливать по половинкам и склеивать после сушки.
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ 11961—87. 4-
Рис. 19. Стержневой ящик
Проектирование модели. Модель (рис. 20) 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 и 3 соединенных между собой двумя шипами
Знаковая часть 5 для удобства формовки выполнена отъемной с фиксацией на
модели с помощью шипов 5. Внутри модель может быть пустотелой для
облегчения и экономии пиломатериалов.
Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой
и окрашивают в серый цвет а зна-
ковые 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 ГОСТ 11961—87.
Выбор способа подвода металла. Расчет литниковой системы. Литейная
форма имеет две плоскости разъема в каждой из которых можно расположить
питатели. Для исключения размыва формы подвод металла лучше осуществлять
снизу т. е. предусмотреть питатели и шлакоуловитель в нижней плоскости
разъема. Дополнительный Подвод металла в верхней плоскости разъема не
потребуется так как высота отливки небольшая (308 600 .. .800 мм).
Элементы литниковой системы указаны на чертеже детали (см. рис. 18).
Во избежание усадочных раковин следует предусмотреть три прибыли на ободе
(прибыль № 1) и две на ступице (прибыль № 2). Диаметры окружностей
вписанных в под-прибыльную часть составят: di==36 и с?2===32 мм. Толщина
прибылей у основания ti и ty и их высота hi и Нч будут равны:.
^i=l4di== 14-36=50 мм f2=l4c?2==l4-32==45 mm
ii==l6i=l6-50==80 мм fta== 16^2== 16-45=72 мм.
Фактическая высота прибылей будет несколько больше поскольку выбирают
стандартные опоки. Длину прибылей определяем из условия что их
протяженность составляет 50% периметра (окружности) питаемого элемента.
Размеры прибылей указывают на чертеже детали. (Масштаб рис. 18 не позволяет
этого сделать). Холодильники не устанавливаются так как отливка
практически равностенна. Прибыли—открытые поэтому выпоры не
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объем Уотл и
массу отливки ЛГотл. Объем отливки определим как сумму объемов полых
цилиндров с наружными диаметрами 516 мм (Vi) и 170 мм (Уа) колец диаметром
6 мм (Уз) и 460 мм V^) шести ребер жесткости (Ув) с учетом объема шести
отверстий (Ve): Уотл==У1+У2+2Уз+ +У4+6У5—6Уб = 314[308(5162—462)+233
+2 036 (5762—516!>)+016(462—172]4+6.016.1.45К X
(19+14)2—6.314.06.0164=±227 дм3;
Л1отл==1рУотл==785- 227= 180 кг
где р—плотность стали.
Объем и масса всех прибылей составят:
Упр=ЗУпр1+2Упр2=3-05.26-08+2.045.11-072==39 дм;
Мпр==рУпр==74-39=30 кг.сплава заливаемого в форму будет
Л1==Л1отл+А1пр==180+30==210 кг. Время заливки металла в форму:
t=s УШ==15 ^28-210=28 с.
где s — коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (для средней
стальной отливки s== t—средняя толщина стенки отливки.
Общая площадь питателей составит:
F== ЮООМ (^тр УУ^ШТ^ =1000.23003-28.74 ^1962.25=15 см2
где ^i==03—коэффициент сопротивления литниковой системы при двух поворотах
стальной струи на 90°; Яср=400— —30022-300=250 мм== 25 ем—средний
гидростатический напор.
Суммарная площадь шлакоуловителя 2Fmn===l12Fn== =11-15== 16 см2.
Площадь стояка FcT==l152Fmn==l15X Х16==184 см2.
Литниковая система состоит из круглого стояка шлакоуловителя и двух
питателей. Поток металла на выходе из
стояка в шлакоуловитель делится пополам и далее через питатели выходит в
Сечение питателя представляет собой трапецию высотой' hn со сторонами йп
и Ьц которые определим из соотношений:
002==05ап(ап+08ап)2;
ап=40 мм; &п==32 мм; Ап==20 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя Ощл &шл Ащл найдем аналогично:
Ошл==30 ММ &шл==25 ММ Ашл==30 ММ.
Диаметр стояка в нижней части ст==113Ур^==113Х Х)"1840==48 мм в
верхней—на 20% больше.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Устройство и последовательность изготовления литейной формы. При
ручной формовке в условиях мелкосерийного производства необходимы модель
стержни модели для элементов литниковой системы формовочная песчано-глини-
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 ==588 +2 -70 =728 мм. Длина опоки L==588+2-
+60+30==818 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры 800 и 1000
мм. Высота средней опоки равна 250 мм а нижней и верхней— 175 мм.
Устройство литейной формы представлено на рис. 21. Изготовление ее
осуществляется в следующем порядке. На прд-модедьную плиту устанавливают
опоку знаковую часть модели 4 (см. рис. 20) и модели питателей. Опоку
заполняют формовочной смесью 2 и уплотняют пневматической трамбовкой.
Душником делают наколы для улучшения газопроницаемости смеси.
После переворота опоки на шипы устанавливают основную часть модели 3
(см. рис. 20) остальные части моделей питателей и модели шлакоуловителя и
стояка. Плоскость" разъема формы присыпают- разделительной смесью (сухой
молотый песок). Внутрь установленной средней опоки 3 засыпают формовочную
смесь и уплотняют. Излишки формовочной смеси срезают рейкой по границе
модели и опоки разъем формы присыпают разделительной смесью. Устанав-
ливают верхнюю часть модели отливки прибылей и опоку 4 которую засыпают
формовочной смесью и утрамбовывают делают наколы и прорезают заливную
воронку вокруг стояка.
Рис. 21. Форма литейная
Извлечение частей модели производят после удаления моделей стояка и
прибылей подъема и переворота опоки 4 а затем—опоки 3. Перед сборкой
формы ее очищают от случайно осыпавшейся смеси покрывают противопригарным
составом. При сборке формы в нижнюю опоку 1 устанавливают стержни 6 и 5
опускают опоки 3 и 4. Опоки фиксируют центрирующими штырями и скобами. .
В готовые формы заливают сплав. После охлаждения отливок формы
разрушают. Из отливки вытряхивают стержневую смесь и удаляют каркас.
Отделение литниковой системы и прибылей осуществляют газокислородной
В массовом и серийном производстве данной отливки необходимо
предусматривать машинную формовку при которой назначают как правило один
разъем формы и модели.
для пз задание.frw
КУРСОВ~1.DOC
рис 1. Производство – единичное. Условия работы – Работает на трение.
Допускается любой вид заготовки. Размеры исходного варианта указаны в
техническом задании.
Выбор способа получения заготовки.
Деталь не является телом вращения наибольший размер 750 мм
имеются различные выступы внутренние полости и отверстия. В условиях
единичного производства такую деталь можно получить различными способами
такими как ковка литьё сварка из проката.
Рассмотрим особенности каждого из видов производства
применительно к данной детали.
Сварная конструкция потребует большого числа деталей и сварных
швов и много подготовительных операций. В итоге это значительно увеличивает
суммарную себестоимость производства заготовки и делает этот вид
производства невыгодным.
Кованая заготовка будет иметь форму сплошного тела вращения и
для получения корпуса после операции ковки потребуется значительный объём
механической обработки что также значительно увеличивает суммарную
себестоимость производства заготовки и делает этот вид производства
невыгодным. Кроме того в данном случае не предъявляются особые требования
к надёжности и прочности детали поэтому применение ковки не оправдано.
Наиболее целесообразно в данном случае предусмотреть получение
литой заготовки так как литьё позволяет получать сложные по конфигурации
изделия практически любых размеров в том числе и с внутренними полостями.
Себестоимость изделий полученных методом литья как правило ниже чем
себестоимость поковок и сварных конструкций. Требования прочности и
надёжности детали допускают использование литой заготовки.
Конструкция детали такова что позволяет получить цельнолитую
заготовку и нет необходимости проводить реконструкцию детали например на
сварно-литую. Тем не менее в процессе анализа технологичности
конфигурация детали будет несколько изменена что приведёт к необходимости
дополнительной механической обработки после процесса литья. Но конструкция
изменена таким образом чтобы размер этой механической обработки был
По габаритным размерам и массе отливка является средней а по
форме – сравнительно сложной. Характер производства данного изделия –
единичный поэтому применение специальных видов литья в данном случае
нецелесообразно. Выберем литьё в песчано-глинистые формы как наиболее
универсальное и дешёвое. Формовку целесообразно применить ручную.
Выбор сплава и его характеристика.
Исходя из конкретных условий работы (работа на трение) материал
должен иметь удовлетворительную пластичность и твёрдость. Такими
свойствами обладают стали со средним содержанием углерода. Для данного
изделия выберем сталь углеродистую литейную 20Л ГОСТ 977-88.
Деталь работает под знакопеременными нагрузками и на трение
следовательно сталь должна быть повышенного качества. Отливку относят к
третьей группе и в технических требованиях на чертеже необходимо записать:
Отливка 3-ей группы ГОСТ 977-88.
Сталь содержит 02% углерода. Механические свойства выбранной
(В=412 МПа (02=216 МПа (=22% KCU=491 кДжм2.
Выбор положения отливки в форме.
Положение отливки в форме определяет качество металла в различных
зонах детали. На рис. 2 условными знаками показано положение отливки в
форме. Для данной детали сразу же отчётливо определяется положение
плоскости разъёма. Этот вариант гарантирует наиболее дешёвое и простое
производство детали так как форма будет состоять всего из двух частей и
потребуется только один разъём формы и модели.
Анализ технологичности детали изменение её конструкции.
Внешние очертания исходной детали делают её нетехнологичной для
производства методом литья поэтому конфигурация корпуса была изменена.
Изменения касаются внешних и внутренних контуров детали которые
несущественно влияют на работу устройства. В целях упрощения сопряжены
наружные поверхности.
Сопряжения стенок на детали следует делать плавными. При отношении толщин
080=125 радиусы сопряжений составят
Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 20 и 100 мм.
При отношении толщин 200110=181 радиусы сопряжений составят
Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 40 и 200 мм.
Разработка чертежа технологичной детали. Нанесение на него элементов
литейной формы и отливки.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертёж детали. На чертеже нанесены указания литейной
технологии то есть элементы литейной формы и отливки.
Элементы литейной формы и отливки следует выполнять в соответствии с
На чертеже указаны технические требования:
Отливка 3-ей группы ГОСТ 977-85.
Точность отливки 12-0-0-8 ГОСТ 26645-85.
Расчёт размеров отливки модели и стержневых ящиков.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ
645-85 установлен 12-й класс точности размеров отливки. Припуски
назначены по 8-му ряду.
Расчёт размеров удобно свести в таблицу.
Номина-лДопуск Суммар-Припуск Размер ПрипусРазмер Размер
ьный размер-нный на мех. отливки к на модели стержне-
размер ой допуск Обработкумм усадкумм вого
детали точности(общ мм мм ящика
0 10 125 12 762±6 12 774
0 10 125 12 692±6 11 703
0 9 113 9+9 518±6 8 524
0 8 10 400±4 64 4064
0 8 10 9 409±4 65 4155
0 7 9 200±35 32 2032
0 7 9 8 182+7 3 179
0 56 7 100±28 16 984
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Отливка имеет одно отверстие и сбоку(относительно положения отливки в
опоках). Для получения этих элементов следует предусмотреть стержни. С
целью прочности стержня в него должен быть заложен армированный каркас.
Конструкции стержневого ящика представлена на следующем рисунке.
Ящик состоит из корпуса 1 вкладышей 2 и 3 боковых пластин 4. Ящик
выполнен из пиломатериалов хвойных пород.
Изготовление стержня происходит следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают рабочую поверхность керосином и располагают на
столе верхней частью вниз. Устанавливают внутрь ящика армированный каркас и
заполняют всю полость ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой.
Для обеспечения отвода газов из стержня душником накалывают газоотводные
Затем вынимают стержень устраняют дефекты связанные с осыпанием
смеси и направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской.
Размер ящика соответствующий размерам полости отливки с учётом
литейной усадки определён в таблице. Толщина стенок ящика назначается
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
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=800 – 6802(2(880)=537мм = 54 см
Суммарная площадь шлакоуловителя: (Fшл=11((Fп=11(178=196 см2.
Площадь стояка Fст=115((Fшл=115(196=225 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;
802=05ап (ап+08(ап) 2;
ап=44 мм; bп=35 мм; hп=22 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл((ашл+bшл)2=05(ашл (ашл+08(ашл) 2;
ашл=46 мм bшл=37 мм hшл=23 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113((Fст =113((225=17 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 выполнена из хвойных
пиломатериалов (доски бруски). Доски располагают послойно вдоль и поперёк
волокон сплачивают склеивают а затем модель обрабатывают на станках.
Модель состоит из 2-х частей соединённых между собой шипами.
Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой и
окрашивают в серый цвет.
Размеры модели определены ранее с учётом литейной усадки сплава.
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ 11961-87.
Устройство литейной формы.
При ручной формовке в условиях индивидуального производства
необходимы модель стержни модели для элементов литниковой системы
формовочная песчано-глинистая смесь и опоки.
Размеры опок определяются по размерам модели и наименьшей толщине
слоя смеси между опокой и моделью (80 мм) между шлакоуловителем и моделью
(70 мм) между моделью и верхом формы (100 мм) между моделью и низом
формы (120 мм). Ширина опоки В=600+80+80=760 мм. Длина опоки
L=525+2*80+70=755 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные значения 800
мм и 800 мм. Высоты опок 800 и 300 мм.
$$Р$О$~1.DOC
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.
лист2.cdw
1.cdw
Точность отливки 11-0-0-11 ГОСТ 26645-85
Корпус 1.cdw
Чертеж стоики МОЙ.cdw
Стержень 100пудов.cdw
$$ТЬЁ 2.CDW
list1.cdw
ПОЛОЖЕ~1.FRW
КРОНШТ~2.CDW
kurs1 0.doc
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.
Деталь представляет собой тело вращения с наибольшим диаметром 200 мм
с двумя наружными выступами-скобами на поверхности вращения. 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.
Выбор способа получения отливки
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.
По габаритным размерам и массе отливка является мелкой производство
– серийное однако применение литья в металлические формы невозможно из-за
относительно сложной для этого метода формы отливки.
Выбор материала 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 статических
нагрузках поэтому особых требований к механическим свойствам материала не
предъявляется. Выбираем серый чугун СЧ 25 ГОСТ 1412-85 как наиболее дешёвый
сплав к тому же он обладает высокой жидкотекучестью малой усадкой и
хорошо обрабатывается резанием. Механические свойства:
HB=24.5 (В=250 МПа .
Выбор положения отливки в форме
Литейное производство – 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
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
На рис.1 условными знаками показано положение отливки в форме для двух
возможных вариантов с горизонтальной осью (вариант I) и с вертикально
расположенной осью вращения (вариант II). Вариант II обеспечивает наилучшее
качество металла и так как все варианты требуют два разъёма формы и
модели следует выбрать второй вариант.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции
Внешнее очертание детали имеет простую геометрическую форму – цилиндр
с двумя прикреплёнными к нему скобами. Однако такая конфигурация является
нетехнологичной модель не может быть извлечена из формы без дополнительных
разъёмов. Проверка конфигурации детали по правилу теневого рельефа (рис. 2
а) подтверждает необходимость дополнительных разъёмов формы и модели. Более
технологичным вариантом будет деталь со скобами расположенными на одном
уровне (рис. 2 б). Для изготовления такой отливки потребовался бы только
один разъём формы. Но по условиям работы данный вариант неприемлем поэтому
приходится сохранить внешние очертания без изменений.
Механическая обработка предусмотрена для минимального числа
поверхностей но объём её можно уменьшить изменив конфигурацию цилиндра
(рис. 2 в) без ущерба для работоспособности детали.
Деталь имеет неоправданно большую толщину стенок (50 мм) поэтому
следует уменьшить толщину стенок до 20 мм по возможности выполнив
равностенную отливку. При этом следует выполнить рёбра жёсткости на скобах
чтобы компенсировать их условное ослабление. Рёбра жёсткости следует делать
на 20% тоньше стенки отливки их толщина составит 16 мм (рис. 2 г).
Сопряжения стенок на деталях следует проектировать плавными. При
сопряжении рёбер жёсткости скоб с цилиндром радиус сопряжения составит
[pic] согласно нормальному ряду принимаем r=5 мм. При сопряжении втулки
на скобе с рёбрами жёсткости радиус сопряжения составит [pic] согласно
нормальному ряду принимаем r=5 мм (рис. 2 д).
Все внешние поверхности перпендикулярные плоскости разъема должны
иметь литейные уклоны по ГОСТу 3212-80. Уклоны назначаются как на
обрабатываемые поверхности отливки так и на необрабатываемые. Разъем формы
должен быть плоским.
Необходимо обеспечить одновременное затвердевание т.е. сделать
Разработка чертежа технологичной детали. Нанесение на него элементов
литейной формы и отливки.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертёж детали. У предложенной конструкции снижена
металлоёмкость и уменьшено количество механической обработки. На чертеже
нанесены указания литейной технологии т.е. элементы литейной формы и
- положение отливки в форме разъёмы формы и модели;
- припуски на механическую обработку;
- конфигурация стержней;
- направление каналов для вывода газов;
- разъёмы стержневых ящиков и направление их набивки;
- литниковая система и др.
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-
установлен 10-й класс точности размеров отливки и 10-й класс точности
размеров массы (см. табл. 5 [1 с.26]). Классы точности определены исходя
из способа получения чугунных отливок в разовых песчаных формах в условиях
серийного 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 10-му классу точности согласно табл. 6
[1 c. 28]. Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей
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 вытряхной 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=25мм.
Толщина прибыли у основания tпр и высота hпр будут равны:
tпр = 12( d1 = 30 мм
hпр = 16( tпр = 48 мм
прибыль открытая поэтому выпор не предусматривается.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объемVотл и
Vотл = V1 + V2 – V3 –V4:
где V1 – объем цилиндра наружного диаметра 135 мм;
V2 – объем цилиндра наружного диаметра 65 мм;
V3 – объем цилиндра внутреннего диаметра 100 мм;
V4 – объем цилиндра внутреннего диаметра 45 мм;
Vотл =([1352(33+652(24-102(1-452(45]4=401.68 см3;
Mотл=( Vотл =74( 40168 =2.97 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;
Нср=175-67522(135 = 158 мм = 158 см - средний гидростатический напор.
Суммарная площадь шлакоуловителя (Fшл=11(Fп=11(092=1 см2. Площадь
стояка Fст=115(Fшл=115(1=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.
TKM Kp11.doc
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.
Курсач ткм.doc
Рисунке 1. Производство – единичное. Условия работы – динамическое
нагружение. Размеры исходного варианта указаны в техническом задании.
Рисунок 1. Техническое задание
Выбор способа получения заготовки.
Деталь не является телом вращения наибольший размер 750 мм
имеются различные выступы внутренние полости и отверстия. В условиях
единичного производства такую деталь можно получить различными способами
такими как ковка литьё сварка из проката.
Рассмотрим особенности каждого из видов производства
применительно к данной детали.
Сварная конструкция потребует большого числа деталей и сварных
швов и много подготовительных операций. В итоге это значительно увеличивает
суммарную себестоимость производства заготовки и делает этот вид
производства невыгодным.
Кованая заготовка будет иметь форму сплошного тела вращения и
для получения корпуса после операции ковки потребуется значительный объём
механической обработки что также значительно увеличивает суммарную
себестоимость производства заготовки и делает этот вид производства
невыгодным. Кроме того в данном случае не предъявляются особые требования
к надёжности и прочности детали поэтому применение ковки не оправдано.
Наиболее целесообразно в данном случае предусмотреть получение
литой заготовки так как литьё позволяет получать сложные по конфигурации
изделия практически любых размеров в том числе и с внутренними полостями.
Себестоимость изделий полученных методом литья как правило ниже чем
себестоимость поковок и сварных конструкций. Требования прочности и
надёжности детали допускают использование литой заготовки.
Конструкция детали такова что позволяет получить цельнолитую
заготовку и нет необходимости проводить реконструкцию детали например на
сварно-литую. Тем не менее в процессе анализа технологичности
конфигурация детали будет несколько изменена что приведёт к необходимости
дополнительной механической обработки после процесса литья. Но конструкция
изменена таким образом чтобы размер этой механической обработки был
По габаритным размерам и массе отливка является средней а по
форме – сравнительно сложной. Характер производства данного изделия –
единичный поэтому применение специальных видов литья в данном случае
нецелесообразно. Выберем литьё в песчано-глинистые формы как наиболее
универсальное и дешёвое. Формовку целесообразно применить ручную.
Выбор сплава и его характеристика.
Исходя из конкретных условий работы (динамическое нагружение)
материал должен иметь удовлетворительную пластичность и твёрдость. Такими
свойствами обладают стали со средним содержанием углерода. Для данного
изделия выберем сталь углеродистую литейную 20Л ГОСТ 977-88.
Деталь работает под знакопеременными нагрузками и на трение
следовательно сталь должна быть повышенного качества. Отливку относят к
третьей группе и в технических требованиях на чертеже необходимо записать:
Отливка 3-ей группы ГОСТ 977-88.
Сталь содержит 02% углерода. Механические свойства выбранной
(В=412 МПа (02=216 МПа (=22% KCU=491 кДжм2.
Выбор положения отливки в форме.
Положение отливки в форме определяет качество металла в различных
зонах детали. На Рисунке 2. условными знаками показано положение отливки в
форме. Для данной детали сразу же отчётливо определяется положение
плоскости разъёма. Этот вариант гарантирует наиболее дешёвое и простое
производство детали так как форма будет состоять всего из двух частей и
потребуется только один разъём формы и модели.
Рисунок 2. Положение отливки в форме
Анализ технологичности детали изменение её конструкции.
Внешние очертания исходной детали делают её нетехнологичной для
производства методом литья поэтому конфигурация корпуса была изменена.
Изменения касаются внешних и внутренних контуров детали которые
несущественно влияют на работу устройства. В целях упрощения сопряжены
наружные поверхности.
Сопряжения стенок на детали следует делать плавными. При отношении толщин
080=125 радиусы сопряжений составят
Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 20 и 100 мм.
При отношении толщин 200110=181 радиусы сопряжений составят
Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 40 и 200 мм.
Разработка чертежа технологичной детали. Нанесение на него элементов
литейной формы и отливки.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертёж детали. На чертеже нанесены указания литейной
технологии то есть элементы литейной формы и отливки.
Элементы литейной формы и отливки следует выполнять в соответствии с
На чертеже указаны технические требования:
Отливка 3-ей группы ГОСТ 977-85.
Точность отливки 12-0-0-8 ГОСТ 26645-85.
Расчёт размеров отливки модели и стержневых ящиков.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ
645-85 установлен 12-й класс точности размеров отливки. Припуски
назначены по 8-му ряду.
Расчёт размеров удобно свести в таблицу.
Номина-лДопуск Суммар-Припуск Размер ПрипусРазмер Размер
ьный размер-нный на мех. отливки к на модели стержне-
размер ой допуск Обработкумм усадкумм вого
детали точности(общ мм мм ящика
0 10 125 12 762±6 12 774
0 10 125 12 692±6 11 703
0 9 113 9+9 518±6 8 524
0 8 10 400±4 64 4064
0 8 10 9 409±4 65 4155
0 7 9 200±35 32 2032
0 7 9 8 182+7 3 179
0 56 7 100±28 16 984
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Отливка имеет одно отверстие и сбоку(относительно положения отливки в
опоках). Для получения этих элементов следует предусмотреть стержни. С
целью прочности стержня в него должен быть заложен армированный каркас.
Конструкции стержневого ящика представлена на Рисунке3.
Ящик состоит из корпуса 1 вкладышей 2 и 3 боковых пластин 4. Ящик
выполнен из пиломатериалов хвойных пород.
Изготовление стержня происходит следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают рабочую поверхность керосином и располагают на
столе верхней частью вниз. Устанавливают внутрь ящика армированный каркас и
заполняют всю полость ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой.
Для обеспечения отвода газов из стержня душником накалывают газоотводные
Затем вынимают стержень устраняют дефекты связанные с осыпанием
смеси и направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской.
Размер ящика соответствующий размерам полости отливки с учётом
литейной усадки определён в таблице. Толщина стенок ящика назначается
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
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=800 – 6802(2(880)=537мм = 54 см
Суммарная площадь шлакоуловителя: (Fшл=11((Fп=11(178=196 см2.
Площадь стояка Fст=115((Fшл=115(196=225 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;
802=05ап (ап+08(ап) 2;
ап=44 мм; bп=35 мм; hп=22 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл((ашл+bшл)2=05(ашл (ашл+08(ашл) 2;
ашл=46 мм bшл=37 мм hшл=23 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113((Fст =113((225=17 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 выполнена из хвойных
пиломатериалов (доски бруски). Доски располагают послойно вдоль и поперёк
волокон сплачивают склеивают а затем модель обрабатывают на станках.
Модель состоит из 2-х частей соединённых между собой шипами.
Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой и
окрашивают в серый цвет.
Размеры модели определены ранее с учётом литейной усадки сплава.
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ 11961-87.
Устройство литейной формы.
При ручной формовке в условиях индивидуального производства
необходимы модель стержни модели для элементов литниковой системы
формовочная песчано-глинистая смесь и опоки.
Размеры опок определяются по размерам модели и наименьшей толщине
слоя смеси между опокой и моделью (80 мм) между шлакоуловителем и моделью
(70 мм) между моделью и верхом формы (100 мм) между моделью и низом
формы (120 мм). Ширина опоки В=600+80+80=760 мм. Длина опоки
L=525+2*80+70=755 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные значения 800
мм и 800 мм. Высоты опок 800 и 300 мм.
$$Р$О$~1.CDW
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.
пз литьё.doc
Политехнический Университет.
Кафедра: Технология Конструкционных Материалов.
Пояснительная записка к
«Разработка конструкции и технологии
производства изделия литьём».
Студент: Колченко В. П.
Преподаватель: Алексеев А. Г.
Чертёж детали «Корпус» (предварительный вариант) изображен на рис
Производство – индивидуальное. Следует произвести заготовку литьём.
Размеры исходного варианта указаны в техническом задании.
Выбор способа получения заготовки.
Деталь не является телом вращения наибольший размер 1015 мм
имеются различные выступы внутренние полости и отверстия. В условиях
единичного производства такую деталь можно получить различными способами
такими как ковка литьё сварка из проката.
Наиболее целесообразно в данном случае предусмотреть
получение литой заготовки так как литьё позволяет получать сложные по
конфигурации изделия практически любых размеров в том числе и с
внутренними полостями. Себестоимость изделий полученных методом литья как
правило ниже чем себестоимость поковок и сварных конструкций. Требования
прочности и надёжности детали допускают использование литой заготовки.
Конструкция детали такова что позволяет получить цельнолитую
заготовку и нет необходимости проводить реконструкцию детали например на
сварно-литую. Тем не менее в процессе анализа технологичности
конфигурация детали будет несколько изменена что приведёт к необходимости
дополнительной механической обработки после процесса литья. Но конструкция
изменена таким образом чтобы размер этой механической обработки был
По габаритным размерам и массе отливка является средней а по
форме – сравнительно сложной. Характер производства данного изделия –
индивидуальный поэтому применение специальных видов литья в данном случае
нецелесообразно. Выберем литьё в песчано-глинистые формы как наиболее
универсальное и дешёвое. Формовку целесообразно применить ручную.
Выбор сплава и его характеристика.
Исходя из конкретных условий работы (статическое нагружение) в
качестве материала выбираем серый чугун. Серый чугун обладает высокой
жидкотекучестью малой усадкой хорошо хорошо плавится заполняет литейную
форму Хорошо обрабатывается резанием. Выбираем СЧ 25 ГОСТ 1412-85.
Механические свойства выбранного материала (чугуна) :
(В=200 МПа твёрдость НВ 10 Мпа=230.
Выбор положения отливки в форме.
Положение отливки в форме определяет качество металла в различных
зонах детали. На рис. 2 условными знаками показано положение отливки в
форме. Для данной детали сразу же отчётливо определяется положение
плоскости разъёма. Этот вариант гарантирует наиболее дешёвое и простое
производство детали так как форма будет состоять всего из двух частей и
потребуется только один разъём формы и модели.
Анализ технологичности детали изменение её конструкции.
На рис.1 представлен чертёж детали выданный в задании. Произведём анализ
чертежа для получения технологичной детали способом литья.
[pic] Для того чтобы деталь была технологична было предложено:
После анализа и выбора плоскости разьёма было решено упростить внешние
и внутренние очертания детали сконструировать деталь так чтобы
толщина стенок по всей детали была почти одинакова (по таблице было
выбрано что минимальная толщина стенок 12мм.).
Деталь была упрощена для того чтобы деталь была технологична.
Убрать боковые стороны детали. Для того чтобы деталь была жестко
предложено поставить рёбра жёсткости.
Сопряжения стенок на детали следует делать плавными. В детали
есть четыре вида сопряжения стенок.
При отношении толщин 2515=167 радиусы сопряжений составят
Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 6 и 25 мм.
При отношении толщин 4025=16 радиусы сопряжений составят
Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 6 и 40 мм.
При отношении толщин 4015>2 следует обеспечить плавный переход от
толстой стенки к толстой с помощью клинового сопряжения
Согласно нормальному ряду принимаем радиус сопряжения 6 мм.
Преобразовать места под обработку (в частности внутренние части
фланцев) для того чтобы меньшая поверхность детали подвергалась
На рис. 2 показан чертёж переработанной технологичной детали.
Разработка чертежа технологичной детали. Нанесение на него элементов
литейной формы и отливки.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертёж детали. На чертеже нанесены указания литейной
технологии то есть элементы литейной формы и отливки.
Элементы литейной формы и отливки следует выполнять в соответствии с
На чертеже указаны технические требования:
Точность отливки 12-0-0-8 ГОСТ 26645-85.
Расчёт размеров отливки модели и стержневых ящиков.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ
645-85 установлен 12-й класс точности размеров отливки. Классы точности
определены исходя из способа получения отливок в разовых песчаных формах в
условиях индивидуального производства. Данная деталь не предъявляет
особых требований к коробления отливки и степени точности поверхности
поэтому степень коробления и степень точности поверхности можно не
Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних
или верхних поверхностей.
Допуск размеров определен по 12-му классу точности согласно таблице.
Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей увеличен на
Так как чугун не имеет усадки размеры модели и стержневых ящиков
превышают размеры отливки на величину припуска. Размеры знаковых частей
модели определены с учетом зазора между стержнем и формой равного.
Формовочные уклоны на отливке будут соответствовать уклонам на модели
Номина-лДопуск Суммар-Припуск Размер Припуск Размер Размер
ьный размер-нный на мех. отливки на модели стержне-
размер ой допуск Обработкумм усадку мм вых
детали точности(общ мм мм ящиков
15 11 1375 12 1027±7 102 1037
0 10 125 800±7 8 808
0в 9 1125 600±7 6 594
0 9 1125 11 611±6 6 617
5 9 1125 11 574±6 565 579
0 8 10 10 310±5 3 313
5 7 875 10 225±45 2 228
0 7 875 200±45 2 202
0в 64 8 9 141±4 15 1395
0в 56 7 8 92±35 1 91
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Отливка имеет одно центральное отверстие и ещё одно перпендикулярное ему.
Для получения этих отверстий следует предусмотреть стержни. С целью
прочности стержня в него должен быть заложен армированный каркас.
Конструкция стержневого ящика представлена на следующем рисунке.
Ящики выполнены из пиломатериалов хвойных пород.
Изготовление стержня происходит следующим образом. Ящик очищают от
пыли протирают рабочую поверхность керосином и располагают на столе
верхней частью вниз. Устанавливают внутрь ящика армированный каркас и
заполняют всю полость ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой.
Для обеспечения отвода газов из стержня душником накалывают газоотводные
Затем вынимают стержень устраняют дефекты связанные с осыпанием
смеси и направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской.
Толщина стенок ящика назначается конструктивно.
Проектирование модели.
Модель повторяет внешние очертания отливки и выполнена из хвойных
пиломатериалов (доски бруски). Доски располагают послойно вдоль и поперёк
волокон сплачивают склеивают а затем модель обрабатывают на станках.
Модель состоит из 2-х частей соединённых между собой шипами.
Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой и
окрашивают в серый цвет.
Размеры модели определены ранее. Предельные отклонения размеров
соответствуют ГОСТ 11961-87. Литейные уклоны берём 19.
Расчет литниковой системы
Литниковая система – система каналов для подвода 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
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объемVотл и
Vотл = V1 - 2V2 -V3 +2V4+2V5 + V6 +V7 -2V8-V9 + V10 +V11 -V12
где V1 – объем цилиндра внешнего диаметра 300 мм;
V2 – обьём цилиндра внешнего диаметра 150;
V3 – обьём цилиндра внешнего диаметра 160;
V4 – объем пластины 12*340*600;
V5 – объем пластины 12*203*600;
V6 – объем пластины 12*250*600;
V7 – обьём цилиндра внешнего диаметра 130;
V8 – обьём цилиндра внешнего диаметра 92;
V9 + обьём цилиндра внешнего диаметра 108;
V10 + обьём цилиндра внешнего диаметра 200;
V11 + объем пластины 12*900*600;
V12 + объем пластины 12*600*600;
V13 + объем пластины 12*523*600;
Mотл=( Vотл =76( 58.25 =440 кг.
где (-плотность серого чугуна.
Время заливки металла в форму :
где s- коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (s=17 2);
t- средняя толщина стенки отливки (t=12).
Общая площадь питателей составит:
где =04 05- коэффициент сопротивления литниковой системы;
Нср=400-30022(300 = 25 см – средний гидростатический напор.
Суммарная площадь шлакоуловителя (Fшл=11(Fп=11(16.5=18.1 см2.
Площадь стояка Fст=115(Fшл=115(18.1=21 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;
102=05ап (ап+08 ап) 2;
ап=30.3 мм; bп=08ап=24.2 мм; hп=05ап=15.2 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл(ашл+bшл)2=ашл (ашл+08ашл) 2;
ашл = 31.7 мм bшл = 25.4 мм hшл=15.8 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113(Fст =113((2100=52 мм в
верхней – на 20% больше – 62 мм.
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие
деревянные модели для получения каналов в форме.
Устройство и последовательность изготовления литейной формы
Размеры опок определяют по размерам по размерам моделей и наименьшей
толщине слоя смеси между опокой и моделью (70 мм) между шлакоуловителем и
моделью (60мм) между моделью и верхом формы (100мм) между моделью и низом
формы (120мм). Ширина опоки В=600+2*70=740мм. Длина опоки
L=1075+2*70+60+30=1305. Выбираем ближайшие стандартные размеры 800 и
00мм. Высота опок равна 450мм.
ст ящик 2.frw
Курсовик-литьё-Петров.doc
Производство – индивидуальное. Условия работы – повышенное внутреннее
давление. Допускается любой вид заготовки. Размеры исходного варианта
указаны в техническом задании.
Выбор способа получения заготовки.
Деталь не является телом вращения наибольший размер 415 мм
имеются различные выступы внутренние полости и отверстия. В условиях
мелкосерийного производства такую деталь можно получить различными
способами такими как ковка литьё сварка из проката.
Рассмотрим особенности каждого из видов производства
применительно к данной детали.
Сварная конструкция потребует большого числа деталей и сварных
швов и много подготовительных операций. В итоге это значительно увеличивает
суммарную себестоимость производства заготовки и делает этот вид
производства невыгодным.
Кованая заготовка будет иметь форму сплошного тела вращения и
для получения корпуса после операции ковки потребуется значительный объём
механической обработки что также значительно увеличивает суммарную
себестоимость производства заготовки и делает этот вид производства
невыгодным. Кроме того в данном случае не предъявляются особые требования
к надёжности и прочности детали поэтому применение ковки не оправдано.
Наиболее целесообразно в данном случае предусмотреть получение
литой заготовки так как литьё позволяет получать сложные по конфигурации
изделия практически любых размеров в том числе и с внутренними полостями.
Себестоимость изделий полученных методом литья как правило ниже чем
себестоимость поковок и сварных конструкций. Требования прочности и
надёжности детали допускают использование литой заготовки.
Конструкция детали такова что позволяет получить цельнолитую
заготовку и нет необходимости проводить реконструкцию детали например на
сварно-литую. Тем не менее в процессе анализа технологичности
конфигурация детали будет несколько изменена что приведёт к необходимости
дополнительной механической обработки после процесса литья. Но конструкция
изменена таким образом чтобы размер этой механической обработки был
По габаритным размерам и массе отливка является средней а по
форме – сравнительно сложной. Характер производства данного изделия –
индивидуальный поэтому применение специальных видов литья в данном случае
нецелесообразно. Выберем литьё в песчано-глинистые формы как наиболее
универсальное и дешёвое. Формовку целесообразно применить ручную.
Выбор сплава и его характеристика.
Исходя из конкретных условий работы (повышенное внутреннее
давление) материал должен иметь высокую твёрдость и удовлетворительную
пластичность. Такими свойствами обладают стали с повышенным содержанием
углерода. Для данного изделия выберем сталь углеродистую литейную 40Л ГОСТ
Деталь работает под высоким внутренним давлением следовательно
сталь должна быть повышенного качества. Отливку относят к третьей группе и
в технических требованиях на чертеже необходимо записать:
Отливка 3-ей группы ГОСТ 977-88.
Сталь содержит 04% углерода имеет удовлетворительную
жидкотекучесть по сравнению с малоуглеродистой сталью. Механические
свойства выбранной стали таковы:
(В=520 МПа (02=294 МПа (=14% KCU=394 кДжм2.
Выбор положения отливки в форме.
Положение отливки в форме определяет качество металла в различных
зонах детали. На рис. 2 условными знаками показано положение отливки в
форме. Для данной детали сразу же отчётливо определяется положение
плоскости разъёма. Этот вариант гарантирует наиболее дешёвое и простое
производство детали так как форма будет состоять всего из двух частей и
потребуется только один разъём формы и модели.
Анализ технологичности детали изменение её конструкции.
Внешние очертания исходной детали делают её нетехнологичной для
производства методом литья поэтому конфигурация корпуса была изменена.
Изменения касаются в основном внешних контуров детали которые не влияют на
работу устройства так как рабочими являются внутренние полости. В целях
упрощения спрямлены наружные поверхности. Также изменена левая часть
детали и для того чтобы не образовывались большие скопления металла
увеличена толщина стенок.
Сопряжения стенок на детали следует делать плавными. При отношении толщин
30=133 радиусы сопряжений составят
Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 10 и 45 мм.
Разработка чертежа технологичной детали. Нанесение на него элементов
литейной формы и отливки.
В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей
предлагается новый чертёж детали. На чертеже нанесены указания литейной
технологии то есть элементы литейной формы и отливки.
Элементы литейной формы и отливки следует выполнять в соответствии с
На чертеже указаны технические требования:
Отливка 3-ей группы ГОСТ 977-85.
Точность отливки 13-0-0-8 ГОСТ 26645-85.
Расчёт размеров отливки модели и стержневых ящиков.
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ
645-85 установлен 13-й класс точности размеров отливки. Припуски
назначены по 8-му ряду.
Расчёт размеров удобно свести в таблицу.
Номина-лДопуск Суммар-Припуск Размер ПрипусРазмер Размер
ьный размер-нный на мех. отливки к на модели стержне-
размер ой допуск Обработкумм усадкумм вого
детали точности(общ мм мм ящика
5 14 175 13 428±7 86 4366
0 12 15 300±6 6 306
0 11 14 240±55 48 2448
0 11 14 180±55 36 1836
5 11 14 -12 –12 151±55 3 154
0 10 125 130±5 26 1326
0 10 125 9 129±5 26 1316
0 10 125 120±5 24 1224
0 9 11 -8 –8 84±45 17 857
0 9 11 -8 -8 84±45 17 857
9 11 -8 -8 59±45 17 607
Разработка конструкции стержневых ящиков.
Отливка имеет одно центральное отверстие и ещё одно перпендикулярное ему.
Для получения этих отверстий следует предусмотреть стержень. С целью
прочности стержня в него должен быть заложен армированный каркас.
Конструкция стержневого ящика представлена на следующем рисунке.
Ящик состоит из корпуса 1 вкладышей 2 и 3 боковых пластин 4. Ящик
выполнен из пиломатериалов хвойных пород.
Изготовление стержня происходит следующим образом. Собранный ящик
очищают от пыли протирают рабочую поверхность керосином и располагают на
столе верхней частью вниз. Устанавливают внутрь ящика армированный каркас и
заполняют всю полость ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой.
Для обеспечения отвода газов из стержня душником накалывают газоотводные
Затем вынимают стержень устраняют дефекты связанные с осыпанием
смеси и направляют на плите в сушильную печь а после сушки покрывают
противопригарной краской.
Размер ящика соответствующий размерам полости отливки с учётом
литейной усадки определён в таблице. Толщина стенок ящика назначается
Проектирование модели.
Модель повторяет внешние очертания отливки и выполнена из хвойных
пиломатериалов (доски бруски). Доски располагают послойно вдоль и поперёк
волокон сплачивают склеивают а затем модель обрабатывают на станках.
Модель состоит из 2-х частей соединённых между собой шипами.
Модель после обработки грунтуют шпаклюют зачищают шлифовальной бумагой и
окрашивают в серый цвет.
Размеры модели определены ранее с учётом литейной усадки сплава.
Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ 11961-87.
Устройство литейной формы.
При ручной формовке в условиях индивидуального производства
необходимы модель стержни модели для элементов литниковой системы
формовочная песчано-глинистая смесь и опоки.
Размеры опок определяются по размерам модели 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=300+2*70=440 мм. Длина опоки
L=415+2*70+60+30=645 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные значения
0 мм и 750 мм. Высоты опок 250 и 300 мм.
для пз.frw
Лист 1temp.cdw
Курсовик.doc
Пояснительная записка к курсовой работе
Разработка конструкции и технологии производства литого изделия
Студент: Яблокова О.В.
Преподаватель: Смирнов А.М.
Санкт-Петербург 2002
Выбор способа получения детали 4
Выбор сплава и его характеристики 4
Выбор положения отливки в форме 4
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции 5
1. Оформление внешних поверхностей литых деталей 5
2. Оформление внутренних полостей отливок 6
3. Выбор толщины стенок и способа их сопряжения 6
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков 7
Разработка конструкции стержневого ящика 8
Разработка чертежа технологичной детали 9
Расчет литниковой системы 9
Проектирование модели 10
Разработка литейной формы 11
Список литературы 12
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 "Стойка". Производство – серийное. Условия работы –
динамические нагрузки.
Выбор способа получения детали
По габаритным размерам отливка является средней а по форме – средней
сложности. 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.
Для данной заготовки применение специальных видов литья нецелесообразно
из-за увеличения себестоимости поэтому 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.
Исходя из заданных условий работы (динамические нагрузки) целесообразно
выбрать углеродистую сталь т.к. она обладает требуемыми свойствами.
Выбираем сталь углеродистую литейную 30Л ГОСТ 977-88.
Сталь содержит 0.3% углерода имеет низкую жидкотекучесть. Механические
(В=471 МПа (0.2 =255 МПа (= 17% KCU = 343 кДЖм2.
Выбор положения отливки в форме
Литейное производство обеспечивает получение очень сложных по форме
отливок практически любых габаритных размеров. Однако с целью упрощения
технологии и снижения себестоимости следует проектировать детали
Положения отливки в форме определяет качество отливки и ее
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 всплывают
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
отливки. Положение отливки в форме определяет характер затвердевания.
Разъем формы должен быть плоским. При машинной формовке необходимо
обеспечить один разъем формы.
На рис. 1 показано положение отливки в форме для двух возможных
Вариант 1 обеспечивает наилучшее качество металла на боковых
поверхностях детали. Для извлечения модели из формы потребуется два разъема
формы и модели. Формовка будет сложнее а себестоимость отливки существенно
Вариант 2 гарантирует наиболее дешевое производство отливки т.к. форма
будет состоять только из двух частей и потребуется только один разъем формы
и модели. Однако в верхней части качество металла будет ниже из-за шлаковых
включений и усадочных раковин.
Выбираем вариант 2. В этом случае себестоимость отливки будет ниже.
Качество верхней части отливки обеспечим снятием поверхностного слоя
металла при механической обработке.
Анализ технологичности детали изменение ее конструкции
1. Оформление внешних поверхностей литых деталей
Внешним поверхностям отливки соответствует конфигурация полости в
литейной форме которую получают с помощью модели. Модель должна быть
извлечена из формы без разрушения последней. Удаление модели из формы
производят за один прием или по частям если модель разъемная. Оптимальная
конструкция детали обеспечивается в том случае если для изготовления формы
требуется не более одного плоского разъема модели совпадающего с разъемом
Проверку технологичности детали по внешним очертаниям производят по
методу теневого рельефа: если на выбранную плоскость разъема формы условно
направить параллельные лучи света то отсутствие теневых участков говорит о
том что деталь технологична т.е. модель извлекается из формы без
разрушения последней.
Все внешние поверхности перпендикулярные плоскости разъема должны
иметь литейные уклоны по ГОСТу 3212-80 в противном случае возможно
осыпание формовочной смеси при извлечении модели из формы. Уклоны
назначаются как на обрабатываемые поверхности отливки так и на
необрабатываемые поверхности отливки (0(19( 2(54( и 3(-5(
Разъем формы должен быть плоским в противном случае необходимы
специальные опоки и подмодельные плиты.
2. Оформление внутренних полостей отливок
Внутренние полости отливок формируются с помощью стержней
устанавливаемых внутрь литейной формы. Стержни после остывания металла
Для обеспечения надежного крепления стержня деталь должна иметь как
правило не менее двух выходных отверстий или окон. Выходные отверстия
необходимо делать большими иначе стержень при малой площади опоры продавит
формовочную смесь. Кроме того при взаимодействии жидкого металла со
стержнем крепитель выгорает и образующиеся газы должны выйти через
вентиляционные каналы и окна а не попасть в стенку отливки в виде газовых
раковин. Отмеченные условия выполняются если диаметр или ширина выходного
отверстия составляет не менее 30% соответствующего поперечного размера
3. Выбор толщины стенок и способа их сопряжения
Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учета особенностей
литейного производства. Деталь является разнотолщинной а направленность
затвердевания металла не обеспечена.
Наименьшая толщина стенки составляет 85 мм это является приемлемым
поскольку минимально допустимая толщина стенки для данной отливки
составляет 12-15 мм (см. табл. 3 [1 c. 15]).
Наибольшая толщина стенки составляет 100 мм это также является
неприемлемым. Уменьшим толщину до 15 мм.
Для сохранения жесткости конструкции необходимо предусмотреть ребра
жесткости. Толщину ребер жесткости берут на 20 – 40% меньше толщины стенки
отливки с тем чтобы ребра остывали быстрее и препятствовали короблению
всей отливки. В данном случае толщина ребер жесткости составит 10 мм.
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) (15+10)2=416 208мм
Согласно нормальному ряду принимаем r =2 мм.
При проектировании сопряжений следует избегать местных утолщений т.е.
скопления металла приводящих к усадочным раковинам.
Таким образом после изменения конструкции мы получили:
Расчет размеров модели отливки и стержневых ящиков
Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-
установлен 11-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
серийного 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.
Расчет размеров отливки модели и стержневых ящиков удобнее вести в
Допуск размеров определен по 11-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 на усадку.
Расчет размеров отливки модели и стержневых ящиков приведен в табл. 1.
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
00 8 1000+4 20 1020
0 8 10 9 +9 918+4 18 936
0 56 7 7 +7 264+3 53 255
R100 44 55 -5.5 94+2 19 102
R115 5 115+3 23 117
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.
Длина горизонтального знака стержня составит 160 мм. Формовочные уклоны
на знаке составят 50 и 60 при такой длине знака.
Зазоры между стержнем и формой равны 2 мм.
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:
прибыль открытая поэтому выпор не предусматривается.
Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объемVотл и
Mотл=((Vотл =74(15000 =110 кг
где ( - плотность стали.
Время заливки металла в форму
где s- коэффициент учитывающий жидкотекучесть сплава (s=1.5);
t- средняя толщина стенки отливки.
Для выбранного способа подвода металла необходимо рассчитать размеры
поперечных сечений системы чтобы обеспечить оптимальную скорость заливки
или оптимальное время заполнения формы:
Общая площадь питателей составит:
где =03- коэффициент сопротивления литниковой системы;
[pic]- средний гидростатический напор.
Нср=300 –1252(2(250)=270мм =27 см
Суммарная площадь шлакоуловителя: (Fшл=11((Fп=11(27=30 см2. Площадь
стояка Fст=115((Fшл=115(27=31 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;
002=05ап (ап+08(ап) 2;
ап=54 мм; bп=43 мм; hп=27 мм.
Размеры сечения шлакоуловителя ашл bшл hшл найдем аналогично:
Fшл=(Fшл2=hшл((ашл+bшл)2=05(ашл (ашл+08(ашл) 2;
ашл=57 мм bшл=46 мм hшл=29 мм.
Диаметр стояка в нижней части dст=113((Fст =113((3100=62 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
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 (90 мм) между моделью и низом формы (100
мм). Ширина опоки В=936+2(70+60+60=1196 мм. Длина опоки L=1020+2(70=1160
мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры 1200 и 1200мм. Высота
нижней опоки равна 250 мм а верхней – 250 мм.
Устройство литейной формы представлено на чертеже.
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.
стерневой ящик 1 лист.cdw
СТЕЖНЕ~1.FRW
Деталь.cdw
КРОНШТя.CDW
Точность отливки 12-0-0-8 ГОСТ 26645-85
Титульный лист.doc
Политехнический Университет.
Кафедра: Технология Конструкционных Материалов.
Пояснительная записка к
«Разработка конструкции и технологии
производства сварного изделия».
Студент: Колченко В. П.
Преподаватель: Алексеев А. Г.
в опоках.frw
КРОНШТ~1.FRW
стержневой ящик.cdw
чертеж отливки1.cdw
Точность отливки 11-0-0-11-ГОСТ 26645-85
123.cdw
модель (2).frw
свпрка че то.cdw
Рекомендуемые чертежи
Свободное скачивание на сегодня
Обновление через: 22 часа 8 минут
