Разработка конструкции и технологии производства литой стойки

СТЕРЖЕНЬ МОЙ.frw

форма1.cdw

Чертеж стоики исправленное.cdw

* - размер для справок

Литье мое.doc

Министерство общего и профессионального образования России
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.

cтоикие мы МОЙ.cdw

Отливка 2-й группы ГОСТ 977-85
Точность отливки 11 - 0 - 0 - 11 ГОСТ 26645-85
Неуказанные литейные радиусы: внутренние 10мм внешние 40мм.

ТКМ,02.cdw

* - размер для справок

1.cdw

Отливка 3-й группы ГОСТ 977-85
Точность отливки 11-0-0-11 ГОСТ 26645-85

Чертеж стоики МОЙ.cdw

* - размер для справок

Стержень 100пудов.cdw

Неуказанные внешние литейные радиусы :

Курсовик.doc

Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет
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.

Форма.cdw

Для наглядности на виде сверху верхняя опока снята.

свпрка че то.cdw