Курсовой проект - Разработка технологического процесса получения отливки (обоймы) литьем в песчаные формы

Подождите немного. Документ загружается.

100

Ø40

Ø60

Ø140

Ø170

Ø200

1. Исходные данные

1) Массовое производство

2) Литье в песчаные формы

3) Деталь обойма

2. Выбор материала

Согласно назначению детали и номеру варианта, выбираем материал

серый чугун СЧ20. [1, с.4]

3. Определение массы детали

Масса находиться исходя из объёма детали и плотности серого чугуна.

Разбиваем деталь на элементарные объёмы и находим их.

дет.

– V

– 2*V

цил.

* π* d

* h

= 0,25*3,14*(20)

= 2198(см

)

= 0,25*3,14*(17)

= 680,595(см

)

= 0,25*3,14*(4)

*10

= 125,6(см

)

= 0,25*3,14*(4)

*8,6

= 108,016(см

)

дет.

= 2198+680,595–125,6–2*108,016=2536,963(см

)

дет

= V

дет.

* ρ

чуг

Плотность серого чугуна ρ

чуг

=7,1(г/см

)

дет

=2536,963*7,1=18012,4373(г)



18,0(кг)

4. Разработка чертежа отливки

4.1 Выбор поверхности разъема

В соответствии с рекомендациями [2, c.14-15], располагаем всю отливку

в нижней полуформе (формовка в двух опоках), что исключает смещение

отливки.

4.2 Выбор базовой поверхности

Базовые поверхности служат для закрепления отливки при

механической обработке. Базовые поверхности для механической обработки

обозначаются определенным образом:

Линейные размеры на чертеже отливки располагаем от указанных

исходных баз.

4.3 Назначение припусков на механическую обработку

Размеры, мм Припуски, мм

Ø 200 3,2

Ø 170 3,2

Ø 140 2,8

Ø 60 2,4

Ø 40 2,4

100 верх 3,2 низ 2,6

70 2,6

4.4 Расчет номинальных размеров отливки

100+3,2+2,6=105,8 (мм)

70+3,2+2,6=75,8 (мм)

200+2*3,2=206,4 (мм)

170+2*3,2=176,4 (мм)

140-2*2,8=134,4 (мм)

Ø40

Ø60

Ø140

Ø170

Ø200

100

60+2*2,4=64,8 (мм)

40-2*2,4=35,2 (мм)

4.5 Расчет литейных радиусов

Для получения качественной литой детали стенки отливки должны

иметь плавные переходы с необходимыми сопряжениями и закруглениями

[2, с.38].

Радиусы рассчитывают по формулам:

– наружный радиус

– внутренний радиус

Расчетные радиусы округляем по стандартному ряду чисел 1; 2; 3; 5; 8;

10; 16. Наружный радиус округляем в меньшую сторону, а внутренний

радиус в большую [2, с.38].

Сопрягаемые припуски Расчетный

радиус, мм.

Фактически

й радиус,

мм.

Rн Rн

3,2 2,6 2,9 2

2,8 2,6 2,7 2

2,6 2,4 2,5 2

4.6 Назначение литейных уклонов

Для предотвращения разрушения формы при извлечении из нее

модельной плиты (модели) на вертикальных стенках отливки необходимо

предусматривать литейные (конструктивные и формовочные) уклоны [2,

с.33].

Сопрягаемые припуски Расчетный

радиус, мм.

Фактически

й радиус, мм.

Rв Rв

3,2 2,6 5,8 8

2,6 2,6 5,2 8

2,6 2,4 5 5

нв

ПП







= h

отл

+0,01*h

отл

Размеры модели, мм Уклон

=75,8+0,01*75,8=76,558 0°45'

=30+0,01*30=30,3 1°15'

4.7 Анализ выполнения отверстий

Оформление отверстий, полостей и выступающих при машинной

формовке осуществляется стержнями и болванами (выступы в форме).

Последние в верхних полуформах, если H=0,3*D, в нижних полуформах,

если H≤D (H – высота полости отверстия; D – диаметр). Отверстия в

отливках обычно выполняются, если их диаметр не менее при массовом

производстве 20 мм [2, с.30-31].

А=d

отл

+0,01* d

отл

– диаметр стержня

А=35,552 (мм)

ст

отл

+ 0,01* L

отл

– длина стержня

ст

=106,656 (мм)

=40 (мм)

=30 (мм)

α=5°

нб

≤D

D=(134,4-64,8)/2=34,8 (мм)

нб

= 34,8 (мм) – высота нижнего болвана

=34,8+0,01*34,8=35,148 (мм)

Следовательно, уклон равен 1°15'.

4.8 Определение массы отливки

Определяем объем отливки без учета литейных уклонов и радиусов

закруглений:

отл.

– V

– 2*V

цил.

* π* d

* h

ст

Питатели

(расположены для

лучшего

завихрения).

Шлакоуловитель

Выпоры

=0,25*3,14*(20,64)

*7,58

=2534,88 (см

)

= 0,25*3,14*(17,64)

= 732,8 (см

)

= 0,25*3,14*(3,52)

*10,58

= 102,9 (см

)

= 0,25*3,14*(3,48)

*3,48

= 33,08 (см

)

отл.

=3404,66 (см

)

Определяем массу отливки без учета литейных уклонов и радиусов

закруглений:

отл

= V

отл.

* ρ

чуг

Плотность серого чугуна ρ

чуг

=7,1(г/см

)

отл

=3404,66*7,1=24165,9(г)



24,2(кг)

5. Расчет размеров опок и размерных плит

5.1 Расчет размеров модели отливки

отл

+0,01*L

отл

; D

отл

+0,01*D

отл

Размеры

отливки, мм

Размеры

модели, мм

105,8 106,858



106,9

75,8 76,558



76,6

206,4 208,464



208,5

176,4 178,164



178,2

134,4 135,744



135,7

64,8 65,448



65,5

35,2 35,552



35,5

5.2 Расчетная схема опоки

c – толщина формовочной смеси вокруг отливок

c=30…50 мм [2, с.44]

а – ширина шлакоуловителя

=2*D

+3*с – ширина шлакоуловителя

=2*D

+a+4*c – длина шлакоуловителя

5.3 Расчет литниковой системы

Литниковой системой называется система каналов, с помощью которых

реализуется заполнение формы жидким металлом , питание отливки при ее

затвердевании, а также улавливание различных неметаллических включений.

Она играет значительную роль в получении качественных отливок (30%

брака из-за недостатков системы).

Основными элементами литниковой системы является:

Литниковая воронка (для мелких и средних отливок) или литниковая

чаша (для средних и крупных отливок);

Стояк, как правило, вертикальный канал (иногда зигзагообразный

для снижения скорости движения) круглого сечения (прямоугольное сечение

бывает для магниевых и алюминиевых сплавов);

Шлакоуловитель (коллектор), располагающийся обычно в верхней

полуформе;

Питатели, сечение которых должно быть меньше толщины стенки, к

которой они подводятся;

Выпор, выводит воздух и газ из полости формы при заливке и

сигнализирует о конце заливки. Сечение выпора равно 0,25…0,5 сечения

стенки отливки. Выпоры не устанавливаются над массивными частями

отливки из-за возможности образования усадочных раковин. В этом случае

принимают отводные выпоры [2, с.49].

5.3.1 Расчет производящих элементов суживающихся литниковых

систем

а) Расчет суммарного сечения питателей

пит

 8,0

где

пит

F

– суммарное сечение питателей, см

;

Q – масса жидкого металла, протекающая через литниковую систему, кг;

Q=G+Q

где Q

– расход металла на литниковую систему, зависит от массы

отливки [2, с.52];

G=4*M

отл

;

G=4*24,2=96,8 кг

Тогда по диаграмме зависимости расхода

металла от

массы

отливки.

=12% (рис.32; [2, с.52]);

Следовательно: Q=G+Q

=96,8+11,616=110,216



110,2 кг

1,2

4,8

2,1108,0

8,0















пит

см

Сечение питателя

Размеры сечения определяем таблице 29

[2, с.59]

h=12 мм, a=19 мм, b=16 мм

б) Определяем площадь шлакоуловителя и стояка

Для среднего и мелкого литья

 

 15,1:1,1:1::

стшлпит

FFF

; [2, с.53]

Следовательно:

 

 1,1

питшл

24,91,14,8 



шл

(см

)

62,4

24,9





шл

(см

)

Сечение шлакоуловителя

Размеры сечения определяем таблице 24

[2, с.53]



h=24 мм, a=24 мм, b=19 мм

Диаметр стояка в нижней части по формуле [2, с.53]:





66,915,14,815,1 



питст

(см

)

5,3508,33,12

14,3

66,94







см= 35 мм

на 10…15%

=39 мм

в) Определение размеров литниковой чаши или литниковой воронки

В зависимости от диаметра стояка выбираем по таблице 25, 27, будет

литниковая чаша или воронка [2, с.57]. По таблице 27 выбираю литниковую

чашу по диаметру стояка D=40 мм.

Литниковая чаша

Размеры литниковой чаши, мм

L M h R

r r

диаметр

стояка, мм

240 95 170 60 55 75 70 20 10 40

5.4 Расчет размеров опоки

=2*D

+3*с=2*208,5+3*40=537 мм

=2*D

+a+4*c=2*208,5+24+4*40=601 мм

Полученные расчетные значения А

и B

округляем с шагом 50 мм в

большую сторону.

=537 мм А=550 мм

=601 мм В=650 мм

5.5 Определение высоты опок

+d+z

– высота нижней опоки;

+d – высота верхней опоки;

d – расстояние от модели до верхней или нижней кромки опоки, d=40…

60 мм [2, с. 45].

=106,9+50+40=196,9 мм.

=30+50=80 мм.

Полученные расчетные значения округляем с шагом 25 мм в большую

сторону.

=200 мм; H

=100 мм.

5.6 Расчет размеров модельных плит

м.п.

=A+2*10+2*50; A

м.п.

=550+20+100=670 мм;

м.п.

=B+2*10+2*50; B

м.п.

=650+20+100=770 мм;

где 50 мм – места для закрепления опоки и модельной плиты; 10 мм –

толщина стенки опоки.

5.7 Проверка высоты стояка

Высота стояка, определенная раннее выбранной высотой верхней опоки

(литниковая система располагается по разъему формы), проверяется по

формуле:

min

= H

ст

–C=L*tgα

ст

= C+L*tgα

где

min

– минимальный избыточный напор металла, обеспечивающий

заполнение формы;

ст

– высота стояка; α – угол падения напора, α = 8…9°;

С – высота отливки над питателем, С=0, т.к. отливка располагаем в нижней

полуформе; L – расстояние от центра стояка до наиболее удаленной и

высокой точки формы,

LLL 

[2, с.55].