Разработка технологического процесса получения отливки корпуса из сплава АЛ9

Отливка.cdw

КП 150140.ВЛ.04.022.001
Сплав АЛ9 ГОСТ 1583-93
РГАТА им. П. А. Соловьева
Метод литья в одноразовую песчано-глинистую форму
Точность отливки 9 - 7 - 14 - 8 Тсм = 28 мм ГОСТ 26645-85
Неуказанные литейные радиусы 3 5 мм
Формовочные уклоны 3
- базы для контроля размеров

Стержневой ящик.cdw

КП 150104.ВЛ.04.022.003
РГАТА им. П. А. Соловьева

КП ТЛЛ ПГФ АК6.doc

Выбор припусков на механическую обработку 3
Выбор формовочной и стержневой смесей 5
Обоснование применяемой оснастки 7
Выбор места подвода металла и конструкция ЛПС 9
Расчет литниково-питающей системы 10
Список использованных источников 15
Проведем анализ полученного задания.
Габаритные размеры: 182х1604х768 ммхммхмм;
Материал детали: АЛ9 ГОСТ 1583-93;
Тип производства: серийное;
На основе анализа исходных данных и рекомендаций полученного задания
Метод литья: песчано-глинистые одноразовые формы;
Оборудование: комплексная автоматическая линия;
Данный технологический процесс обеспечивает выполнение технических
требований предъявляемых к отливке (по геометрии стабильности
геометрических размеров во времени шероховатости) является наиболее
универсальным позволяет получать отливки любых конфигурации размеров
и массы при любой серийности а также он достаточно прост и дешев.
Таким образом для изготовления отливки используем комплексную
автоматическую линию предназначенную для изготовления отливок в сырых
песчано-глинистых одноразовых формах.
Выбор припусков на механическую обработку
Требуемые характеристики точности отливки а также припуски на
механическую обработку определяются в соответствии с ГОСТ 26645 – 85.
По табл.9 [1] для заданного технологического процесса габаритного
размера 182 мм и сплава АЛ9 интервал классов точности размеров 7 - 12
согласно примечанию принимаем КР 9.
По табл.10 [1] находим степень коробления отливки: с учетом разовой
формы и L= 5182 = 00027 попадаем в интервал 7-10 в соответствием с
По табл.11 [1] для заданного технологического процесса габаритного
размера 182 мм сплава АЛ9 находим интервал степени точности
поверхности 10-17 в соответствии с примечанием принимаем СП 14.
По табл.13 [1] находим интервал классов точности массы 6-13 с
учетом примечания принимаем КМ 8.
Допуск смещения отливки определяем по классу размерной точности (КР
) и номинальному размеру 182 мм. По табл.1 ТСМ = 12 мм.
Точность отливки: 9 - 7 - 14 - 8 См. 28 мм ГОСТ 26645-85.
По табл.14 [1] для обрабатываемых поверхностей для степени точности
поверхности СП 14 находим интервал ряда припусков 5-8 с учетом
примечания принимаем РП 7.
Определение допусков и припусков на обработку для обрабатываемых
Последовательность Поверхности
Схема механической 1 1 1
Номинальный размер от 65 65 1198
базы до обрабатываемой
Вид размера ВР 1 2 1
Класс точности размера8 9 8
Допуск размера ТО мм 14 22 16
Другие допуски: - допуск формы поверхности:
нормируемого участка мм;
Степень коробления СКЭ;
Размер наиболее тонкой
Класс точности размера КР
Допуск смещения ТСМ мм
Расстояние до базовой
поверхности (диаметр
Допуск размера ТО мм
Позиционный допуск ТПОЗ
- допуск смещения вызванного перекосом стержня:
- позиционный допуск:
Общий допуск ТОБЩ мм15 23 20
Общий допуск при 15 23 1
назначении припуска
Припуск мм 19 23 16
общий припуск [pic] 19 23 16
Выбор формовочной и стержневой смесей
Отливка алюминиевая средняя к чистоте поверхности особых
требований не предъявляется производство среднесерийное. Исходя из
этого выбирается литье в песчано-глинистые формы из смесей с
влажностью от 28 до 35% прочностью от 120 до 160 кПа со средним
уровнем уплотнения до твердости не ниже 80 единиц. Для импульсной
формовки под высоким удельным давлением используют формовочные смеси
аналогичные для формовки прессованием. На автоматической линии для
изготовления мелких отливок используется единая смесь которая состоит
из оборотной смеси и свежих материалов.
Оборотная смесь; 9625 %
Свойства формовочной смеси:
Газопроницаемость в сыром состоянии; 140 180 ед.
Прочность на сжатие в сыром состоянии; 160 190 кПа
Стержни в процессе заливки испытывают большие термические и
механические воздействия по сравнению с формой поэтому к стержневым
смесям предъявляются более жесткие требования. Прочность стержня в
сухом состоянии и поверхностная твердость должны быть выше чем у
формы. Стержневые смеси должны иметь большую огнеупорность
податливость небольшую гигроскопичность при формовке по-сырому.
Для изготовления стержней к данной отливке применяем BETA-SET-
процесс который основан на быстром отверждении смеси в холодной
оснастке при продувке парами метилформиата. Приготовление смеси
производится в специальных лопаточных смесителях а заполнение
стержневого ящика осуществляется пескострельной машиной.
Состав смеси на 100 мас. ч. кварцевого песка:
Связующее - щелочной резольный полифенолят: 15 25 мас.ч.
Используемый для продувки реагент: метилформиат
(Метилформиат (МФ) (метиловый эфир муравьиной кислоты) НСООСН3.)
Разделительный состав:
Серебристый графит 05 м.ч
Расчетная доза жидкого МФ при нагреве в пневмоиспарительном
генераторе легко переходит в состояние пара и подхватывается потоком
сжатого воздуха; данную паро-газовую смесь используют для продувки
стержневой смеси в оснастке.
Паро-воздушная смесь содержит обычно по объему 60% паров МФ
остальное воздух; допускается применение неосушенного сжатого воздуха.
Время продувки в зависимости от массы стержня составляет от 10 до 30
с. Для достижения оптимальной прочности скорость и давление
паро–воздушной смеси не должны быть чрезмерными: давление не может
превышать 005-0075 МПа а длительность контакта МФ со связующим в
микрообъемах смеси должна быть не менее 05 с. Желательна
дополнительная продувка смеси воздухом для удаления из нее избытка МФ
так как последний при длительном контакте может привести к размягчению
Малотоксичность МФ избавляет от необходимости полной герметизации
газового потока. Для поддержания условной нормы безопасного содержания
МФ в воздухе рабочей зоны (не более 100 мгм3) должны использоваться
средства приточно-вытяжной и общеобменной вентиляции. С учетом
изложенного масса стержней по BETA-SET- процессу ограничена 10 12 кг
Уровень достигаемой прочности в 15 2 раза ниже чем в процессах с
К достоинствам этой технологии относится хорошее качество
поверхностей отсутствие N и S в связующем незначительное термическое
расширение смеси относительная влагостойкость более легкая (по
сравнению с Cold-box-amin и Epoxy-SO2) выбиваемость и возможность
достижения экологически благоприятных условий на стержневых участках.
Изготовления стержней по технологии Cold-box-amin Epoxy-SO2
является очень дорогостоящим и это объясняет область рационального
существования рассматриваемого процесса.
Обоснование применяемой оснастки
Основную массу фасонных отливок из различных литейных сплавов
изготовляют в разовых песчаных формах. Для получения таких форм
используют специальную модельно–опочную оснастку необходимую для
получения частей формы стержней и их сборки. Комплект модельно–опочной
оснастки включает: модели и модельные плиты для изготовления по ним
частей формы стержневые ящики для изготовления стержней опоки
приспособления для контроля формы в процессе сборки а также
холодильники штыри для соединения опок и другой инструмент.
Моделями называют приспособления предназначенные для получения в
литейных формах полостей конфигурация которых соответствует
изготовляемым отливкам.
Для машинной формовки модели монтируют на специальных плитах
которые называют модельными плитами. Для серийного производства данной
отливки используем одностороннюю наборную плиту (модель расположенную
только на одной верхней стороне крепят к плите болтами).
В условиях серийного производства отливок используются металлические
модели и плиты. Они имеют следующие преимущества: долговечность
большую точность и более гладкую рабочую поверхность. Их используют при
машинной формовке которая предъявляет определенные требования к
конструкции и качеству модельной оснастки. Материалом для модели данной
отливки а также для плиты служит сталь марки Ст 15Л (высокая прочность
и износостойкость). При машинной формовке на автоматических линиях
используют сменные модельные плиты которые устанавливаются в
Конструкция модельной плиты зависит главным образом от типа машины
на которой будет изготовляться полуформа конструкции отливки
получаемой по данному модельному комплекту.
Для фиксации плиты в рамке имеются два центрирующих штыря которые
блокируют смещения в горизонтальной плоскости.
Конструкция стержневого ящика зависит от формы и размеров стержня и
способа его изготовления. По конструкции стержневые ящики подразделяют
на неразъемные (вытряхные) и разъемные.
Выбор направления заполнения ящика смесью зависит прежде всего от
метода изготовления стержня а также от установки каркасов и
В серийном производстве применяют металлические стержневые ящики. Их
делают чаще разъемными с горизонтальным и вертикальным разъемом.
Для изготовления стержней данной отливки применяем пескострельный
способ. Для пескострельных машин применяют разъемные стержневые ящики.
При заполнении смесью они испытывают избыточное давление воздуха
абразивное действие песчано-воздушной струи а также усилие поджима
ящика к надувному соплу машины поэтому они должны обладать повышенной
жесткостью прочностью быть герметичными по плоскости разъема и
Для производства данной отливки в условиях серийного производства и
импульсной формовки применим опоки для автоматических линий. Такие
опоки имеют усиленные стенки без вентиляционных отверстий. Особенностью
опок для формовки на автоматических линиях является их не
взаимозаменяемость т.е. опоки для низа и верха разные. Нижняя опока
имеет втулки для скрепляющих штырей. Верхняя опока имеет конические
отверстия в которых закрепляются штыри.
Выбор места подвода металла и конструкция ЛПС
Данная отливка имеет малую толщину (5мм) плоские протяженные
поверхности. Подвод металла в относительно массивную и протяженную
плоскую часть отливки позволяет создать равномерное питание и
заполнение. Так как отливка имеет одну из протяженных плоских
поверхностей горизонтально расположенной в верхней полуформе то ввиду
наименьшего напора на стадии её заполнения необходимо устанавливать
прибыли. Так как прибыли будут заполняться последними то для
обеспечения их функций полости формы образующие прибыль необходимо
обрабатывать экзотермическими составами либо использовать стержни на
основе экзотермических смесей для формирования прибылей.
Расчет литниково-питающей системы
Полость формы конфигурации средней сложности. Литниковая система
Схема подвода металла:
Определим расчетный металлостатический напор в форме:
Нр= H-h4 = 250 – 1362 = 2432 мм = 02432 м
Определим критическую скорость заполнения формы
где: Кш - критерий шлакообразования Кш= 55103 ;
- толщина стенки 0 = 5мм;
ρ - плотность жидкого металла р = 2380 кгм3;
lо = 02 = 00052 = 00025 м.
Время заполнения формы металлом
где: Н0 - длина пробега металла
Но = 0165 м (определено по чертежу отливки).
Определим площадь сечения стояка
Далее по соотношению находим остальные элементы литниковой системы
Fст: ΣFл.х.: ΣFп=1:2:3
dн.с. = 2r = 213 = 26 мм;
dв.с. = dн.с. + 0015H = 26 + 0015250 = 30 мм;
Площадь литникового хода:
ΣFл.х.=252710-4 = 196 см2
Fп = 352710-4 = 0001582 м2
Определим расстояние до первого питателя
где: Wш.max =2[pic]мс
Найдем общий объем прибылей:
где: [pic] - отношение объема прибыли к объему усадочной
раковины (табл.54[2] )
[pic] - часть объемной усадки сплава принимающая участие в
формировании усадочной раковины (табл.54[2] )
[pic] - объем питаемого узла.
Расчет нагружения опок
Во избежание всплытия верхней опоки при заливке формы металлом на нее
устанавливается груз массой Р или опоки скрепляют скобами выдерживающими
Р = к(Н* [Fomл + Fлс]- рж + (рж -рст) Vcm) - Gonoки ;
где к - коэффициент запаса к = 15;
Н – высота полного напора (высота опоки) Н = 025 м;
Fomл – площадь отливки в свету Fomл = 0017921 м2;
Fл.с. – площадь литниковой системы в свету Fл.с. = 0005376 м2;
рж – плотность металла рж = 2380 кгм3;
рст – плотность стержневой смеси рст = 2200 кгм3;
Vcm – объем стержня Vcm = 0000879 м3;
Gomл – вес опоки вместе с формовочной смесью Gomл = 250 кг;
Р = 15 (025 (00179 + 0005376) 2380 + (2380 – 2200) 0000879) – 250 =
Т.к. Р0 то опоки не надо дополнительно нагружать.
Расчет времени затвердевания отливки в форме
Расчет времени охлаждения отливки в форме для фасонных отливок
может быть проведен по следующей формуле (для сплавов кристаллизующихся
при постоянной температуре):
где – время охлаждения отливки с;
– приведенный размер отливки 10 = 00025 м;
bф – коэффициент теплоаккумулирующей способности формы
Вт(м2 Kc-12) bф = 950 Вт(м2Кс_2);
Сж Ст - удельная теплоемкость сплава в жидком и твердом состоянии Дж(кг
К); Сж=1286Дж(кгК) Ст=1085Дж(кгК);
(Сж + Ств)2 = (1286 + 1085)2 = 11855 Дж(кг К);
рж рт - плотность сплава в жидком и твердом состоянии кгм ;
рж=2380 кгм3 рт=2700 кгм3;
(рж + рт)2 = (2380 + 2700)2 = 2540 кгм3;
L – удельная теплота кристаллизации сплава L= 160 кДжкг;
Тс – температура солидуса Тс = 850 К;
Тл - температура ликвидуса Тл = 864 К;
Температуру выбивки отливок выбирают с таким расчетом чтобы металл
приобрел достаточную прочность и в отливке не возникало больших
термических напряжений которые могут привести к образованию холодных
трещин и к короблению. Температура выбивки составит 300 ° С;
= 133 + 344 + 2207 = 2683 с = 045 мин.
Список использованных источников
Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок. Галдин Н.М.
Чистяков В.В. Шатульский А.А.; Под общ. ред. В.В. Чистякова. -
М.: Машиностроение 1992. - 256с.
Добродеев В.В. Шатульский А.А. Технология литейной формы: Учебное
пособие. - Рыбинск: РАТИ 1991. - 112 с.
Справочник по чугунному литью. Под ред. Н.Г. Гиршовича. - 3-е
изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение ленинградского
отделения 1978. - 758 с.
Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров массы и припуски
на механическую обработку. ГОСТ 26645 - 85.
Технология литейного производства: формовочные и стержневые смеси.
Учебное пособие для вузов - Брянск: Издательство БГТУ2002-570 с.
Токарев А. И. Пособие по курсовому проектированию по курсу
«Технология литейной формы»: Учебное пособие. Ярославль ЯПИ.
Справочник литейщика. Фасонное литье из сплавов тяжелых цветных
металлов. Орлов Н. Д. Чурсин В. М. М. «Машиностроение» 1971

Форма в сборе.cdw

КП 150104.ВЛ.04.022.004
РГАТА им. П. А. Соловьева

22.Корпус АК12.Rz180.250шт.m3d

Модельняа плита.cdw

КП 150104.ВЛ.04.022.002
РГАТА им. П. А. Соловьева

Титульный.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Рыбинская государственная авиационная технологическая
академия им. П. А. СОЛОВЬЕВА
(Наименование факультета)
Кафедра: Материаловедение Литье и Сварка
(Наименование кафедры)
« Технология литейного производства »
« Разработка технологического процесса получения отливки
«Корпус» из сплава АЛ 9 ГОСТ 1583-93 »
Студент группы ВЛ-04 *****.
дата) (Фамилия И. О.)
Руководитель Акутин А А.
(Подпись дата) (Фамилия И.
Нормоконтролер Акутин А. А.