Технологический процесс изготовления отливки звездочки

зубчатое колесо.dwg

Профиль зуба по ГОСТ 591-69
Класс точности по ГОСТ 591-69
Диаметр окружности впадин
Допуск при разности шагов
Радиальное биение окружности впадин
Торцевое биение зубчатого венца
Диаметр делительной окружности
Ширина внутренней пластины
Расстояние между внутренними пластинами
Цементировать h 05 08; 56 51HRCn2. H14 h14 IT142
Сталь 40 Х ГОСТ 4543-71
Формовочная смесь - облицовачная для склонных к образованияю
Состав смеси: отработанная смесь - 8040%
кварцевый песок - 165.. 53%
сульфидная барда - 05 15%
Зерновой состав песка - 02А 016А 02Б
Свойства смеси: газопроницаемость - 80 100 ст.ед.
придел прочности при сжатии - 29 49 кПа
Марка металла - 40Х ГОСТ 4543-71 отливка 2 группы ГОСТ 977-88
Температура заливки - 10 С продолжительность 684 с
Размеры указаны с припуском под механическую обработку
и ее 2-х % усадку при остывании
Контур отливки показан штриховой линией
Литниковая система изображена тонкой линией
Общие допуски ГОСТ 30893.2 - mK (Н14 h14 ±IT142)
Неуказанные литейные радиусы R5
Формовочные уклоны ГОСТ 3212-80
Способ литья - в песчаные формы отверждаемые в контакте

моя курсовая.doc

Выбор материала для изготовления отливки. 5
Выбор способа формовки. 7
Технологичность конструкции. 9
Выбор положения отливки в форме и плоскость разъёма модели и формы 10
Припуски на механическую обработку и технологические припуски 11
Формовочные уклоны 14
Расчет литниковой системы 16
Список используемой литературы. 21
Чертеж цилиндрической звездочки. 22
Чертеж элементов литейной формы и отливки. 23
В данной курсовой работе мы рассматриваем методику разработки
технологического процесса изготовления отливки детали «звездочка».
Литейное производство - отрасль машиностроения технологическими
процессами которой получают литые заготовки (отливки) для деталей машин.
Характерной особенностью литейного производства является универсальность-
возможность получения самых разнообразных по массе конфигурации
механическим и эксплуатационным свойствам фасонных заготовок (отливок) из
чугуна стали и сплавов цветных металлов.
Литейное производство - один из наиболее распространенных методов
формообразования заготовок. По сравнению с другими методами получения
заготовок литье позволяет получать отливки практически не ограниченных
габаритных размеров и массы из всех сплавов в том числе из сплавов не
поддающихся пластической деформации и трудно обрабатываемых резанием.
Сущность литейного производства заключается в приготовлении
расплавленного металла необходимого качества и заливка его в специальную
литейную форму. При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом
состоянии сохраняет конфигурацию той полости в которую он был залит. В
процессе кристаллизации формируются механические и эксплуатационные
свойства литых заготовок определяемые макро- и микроструктурами сплава
его плотностью наличием и расположением в нем неметаллических включений
развитием в отливке внутренних напряжений вызываемых неоднородным
охлаждением ее частей.
Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в
песчаные формы в оболочковые формы по выплавляемым моделям в кокиль под
давлением центробежное литье и пр. Область применения того или иного
способа литья определяется объемом производства требованиями к
геометрической точности и шероховатости поверхности отливок экономической
целесообразности и другим факторам. Конструкторская разработка литых
деталей является одной из наиболее трудных задач при проектировании новой
машины что подтверждает целесообразность и даже необходимость консультаций
и совместных работ конструктора литейщика и механика-технолога при
создании новых или усовершенствования имеющихся конструкций литых деталей
различных машин и механизмов.
Выбор правильной конструкции литой детали решает комплекс вопросов ее
последующего изготовления. Это экономное расходование материалов
уменьшение объема и упрощение операций механической обработки очистки
отделки и сварки литых заготовок долговечность их службы возможность
применения более дешевых сплавов обладающих лучшими литейными свойствами
наконец общее снижение себестоимости литых заготовок определяемой не
только в момент выхода из литейного цеха но и в условиях эксплуатации.
Качество производимой литой заготовки определяется в первую очередь
качеством литейной формы качеством приготовленного металлического расплава
и качеством заливки его в форму.
Литейная технология может быть реализована различными способами но
основная масса отливок производится в разовых песчаных формах.
Целью настоящей курсовой работы является разработка технологического
процесса изготовление стальной отливки цилиндрической звездочки литьем в
разовые песчаные формы.
Выбор материала для изготовления отливки.
Литейные сплавы должны обладать высокими литейными свойствами (высокой
жидкотекучестью малыми усадкой и склонностью к образованию трещин);
требуемые физическими и эксплутационными свойствами. Для изготовления
стальных отливок используют углеродистые и легированные стали. Механические
свойства легированных литейных сталей определяются количеством легирующих
Учитывая условия работы отливки а также то что технические условия
не оговорены для изготовления звездочки (рис. 1) выбираем материал
отливки: сталь 40Х ГОСТ 4543-71. Данная сталь является легированной
конструкционной качественной и используется для изготовления коленчатых
валов фрикционных дисков зубчатых колес и др. Сталь 40Х имеет высокую
прочность прокаливаемость и износостойкость обладает мелкозернистой
структурой и хорошей пластичностью.
Механические свойства выбранной стали приведены в таблице 1 а
содержание углерода и легирующих элементов в таблице 2.
Механические свойства стали 40Х.
Марка Предел Временное ОтносительноОтносительноУдарная
стали текучести сопротивление е е сужение вязкость
Х 500 650 12 25 400
Содержание углерода и легирующих компонентов в стали 40Х
Марка С Si Mn Cr Ni
Х 036-044 017-037 05-08 08-11 03
Рисунок 1. Звездочка
Выбор способа формовки.
Весь цикл изготовления отливки состоит из ряда основных и
вспомогательных операций осуществляемых как параллельно так и
последовательно: изготовление модельного комплекта; приготовление
формовочных и стержневых смесей; изготовление стержней и литейной формы;
сушка стержней и форм; сборка формы; заливка формы расплавом; затвердевание
и охлаждение металла в форме; выбивка отливки из формы; удаление элементов
литниковой системы; удаление стержней и очистка поверхностей отливки.
Исходя из характера производства (единичное) выбираем ручную формовку.
Следует отметить что ручная формовка в тяжелом машиностроении оснащена
большим количеством вспомогательных механизмов для уплотнения формовочной
смеси. Таким образом в единичном производстве ручная формовка в чистом
виде почти не используется.
Облицовочной смесью состав которой приведен в таблице 3 обкладываем
модель а остальное пространство опоки заполняем дешевой наполнительной
Формовочная смесь – это многокомпонентная смесь формовочных
материалов соответствующая условиям технологического процесса изготовления
литейных форм. Формовочные смеси по характеру использования разделяют на
облицовочные наполнительные и единые. Формовочные смеси должны иметь
высокую огнеупорность достаточную прочность и газопроницаемость
пластичность податливость.
Таблица 3: Песчано-глинистые
формовочные смеси для стальных отливок.
Смесь ТолщинСостав смеси масс % ЗерновСвойства смеси
ОтработаннаяКварцевый
Технологический припуск применяется для упрощения и облегчения
процесса изготовления отливки. В данном случае назначаются формовочные
уклоны (для удобства извлечения модели из формы без разрушения её).
Назначив допуски и припуски определяем размеры отливки (Рис. 4).
Рисунок 4. Звездочка (заготовка).
Размеры литейных форм на чертеже (приложение II) отливки выполнены с
учетом 2% литейной усадки.
Для получения крупных отверстий и полостей в отливке применяются
стержни места соединения литейной формы со стержнем называются знаковыми
частями (знаками). Их функция заключается в обеспечении правильного и
устойчивого положения стержня в форме.
Размеры знаков стержней и зазоры между знаками стержней и модели
принимают по ГОСТ 3606-80. Размеры знаков имеют важное техническое
значение. Они определяются удобством сборки формы требованием точной
фиксации а также с учётом действующих на стержень усилий при заливке.
Определим размеры знаков стержней для получения знаковых частей.
Таблица 5: Размеры стержней
мм Боковой зазорВерхний зазор Высота Дина
S2 мм знака стержня
Ст1 266 13 15 20 718
Формовочные уклоны модельного комплекса служат для удобства извлечения
модели из формы без ее разрушения и для свободного удаления стержня из
стержневого ящика. Уклоны выполняют в направлении извлечения модели из
формы. Величина уклона зависит от материала модели способа изготовления
отливки и высоты боковой.
Величина уклонов зависит от размеров и места расположения поверхности.
Рисунок 6. Формовочные уклоны
Таблица 6. Величины углов формовочных уклонов
Высота поверхности мм Формовочный уклон модельного
Прибыли применяются при изготовлении отливок из стали. Прибыль -
специальный технологический прилив к поверхности отливки затвердевающий
позднее самой отливки. В прибыли формируется усадочная раковина поэтому
применение прибылей позволяет получить отливки без усадочных дефектов.
Прибыли различают по месту расположения: верхние боковые; по конфигурации:
открытые закрытые; по способу заливки: проточные сливные независимого
действия; по способу воздействия на металл для его перемещения в отливке:
гравитационные газовые атмосферные; по условию обогрева: обычные
утеплённые подогревные; по способу отделения от отливок: отрезаемые и
отбиваемые. Форма прибылей определяется геометрией питательного теплового
Прибыль должна застывать позже отливки и обеспечивать в течении всего
периода затвердевания достаточное питание теплового узла. Прибыль следует
размещать по возможности в верхней части отливки с тем чтобы она выполняла
ещё и выпора. Конструкция прибыли должна обеспечивать удобства формовки и
удаления её при обработке отливки.
Выпоры предназначены для вывода воздуха и газа из плоскости формы при
заливке. Их используют также для уменьшения динамического давления металла
Выпоры используют для питания отливки жидким металлом в процессе её
затвердевания. В выпоре образуется усадочная раковина при кристаллизации
высота выпора равна высоте верхней опоки.
Расчет литниковой системы
Литниковая система – это система каналов через которые расплавленный
металл подводят в полость формы. Литниковая система должна обеспечивать
заполнение литейной формы с необходимой скоростью задержание шлака и
других неметаллических включений выходов паров и газов из полости формы
непрерывную подачу расплавленного металла к затвердевающей отливке.
Для изготовления звёздочки применим литниковую систему состоящую из
литниковой чаши (1) стояка (2) литникового хода (3) питателей (4) (Рис.
Рисунок 7. Эскиз литниковой системы.
Суммарная площадь поперечного сечения питателя определяется по
M – масса отливки с выпорами
[pic] – плотность жидкого металла
[pic] – коэффициент расхода литниковой системы учитывающий потери
напора жидкого металла при его движении в литниковых каналах
[pic] – время заполнения формы металлом
[pic] – ускорение силы тяжести
[pic] – расчетный напор жидкого металлы при заливке формы.
отливки с выпорами определяется из соотношения:
М — масса отливки с учётом припусков на механообработку и
технологических припусков но без прибылей и выпоров. Для определения массы
отливки m определим её объём и умножим на плотность сплава.
р = 7800 кгм3 (плотность легированных конструкционных сталей).
V=V1+V2+V3=000003+000034+000011=000048
М = 7800*000048 = 37 кг
где [pic] = 37 [pic]– масса детали с учетом припусков на
механическую обработку.
Время заполнения формы металлом определяется по формуле:
[pic]= 192 мм– характерная толщина стенки
Расчетный напор жидкого металла определяется по формуле:
[pic]= 243 мм. – высота отливки выше места подвода металла (высота
отливки над питателями);
Площадь сечения летникового хода и стояка находим из соотношения:
[pic] – площадь сечения стояка.
Найдем площадь летникового хода:
Найдем площадь стояка:
Так мы выбрали два питателя то площадь одного определяется по
Диаметр стояка определим по формуле:
примем диаметр стояка рамным 13 мм.
Сечение литникового хода представляет собой трапецию высотой 10 мм
основания которой равны 10 мм и 15 мм.
Размер трапециидальных питателей высотой 5 мм и основаниями равными
Выпоры предназначены для вывода газов из полости формы при заливке.
Примем количество выпоров 2 расположим на самые высокие точки отливки.
Сечение выпора в основании принимаем равным 10 мм.
Диаметр заливной воронки находим из соотношения (27 30)[pic] примем
В ходе проведенной работы изучена технология получения заготовок
В начале работы для заданной детали определили материал. Исходя из
конструкции и формы детали определили способ получения заготовки (литье в
песчаную форму ручная формовка). Для поверхностей механически
обрабатываемых определили припуск с последующим расчетом заготовки.
Определили размеры опоки стержней.
Во второй части работы провели расчет литиковой системы с расчетом
сечений ее элементов временем заполнения литейной формы.
Графическая часть состояла из разработки чертежа детали по заданным
параметрам и разработки чертежа элементов летниковой формы и отливки.
Полученные знания позволят в дальнейшем при выборе способа получения
заготовки для различных деталей провести анализ с выбором оптимального и
экономически целесообразного способа получения заготовки. Этому будет
способствовать опыт расчета заготовки определение механически
обрабатываемых поверхностей.
Список используемой литературы.
Технология конструкционных материалов: методические указания к
выполнению курсовой работы по разделу: «Литейное производство» В.И.
Черменский М.Д. Харчук Р.А. Сидоренко. Екатеринбург: УГТУ 2000.
Д.А. Дальский ТКМ: М.: Машиностроение 2004.
В.Т. Жадан Технология металлов и других конструкционных
материалов: М.: «Высшая школа» 1970.
ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров
массы и припусков на механическую обработку. М.: Издательство стандартов
А.Г. Косилова Р.К. Мещерякова Справочник технолога –
машиностроителя 1 2 том М.: Машиностроение 1985.
Марочник сталей и сплавов В.Г. Сорокин. М.: Машиностроение
Д.А. Дальский ТКМ: М.: Машиностроение 1977
Чертеж цилиндрической звездочки.
Чертеж элементов литейной формы и отливки.