Производство литейной заготовки подставки из чугуна

отливка в форме.cdw

чертеж отливки2.cdw

литье -задание.cdw

Курсовик (подставка).doc

Санкт-Петербургский государственный технический университет
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.

модель.cdw

стержневой ящик.cdw

чертеж отливки1.cdw

Отливка 2-ой группы ГОСТ1412-85
Точность отливки 11-0-0-11-ГОСТ 26645-85