Разработать технологию изготовления литой заготовки «Корпус подшипника»

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: «Технология литейного производства»

На тему: Разработать технологию изготовления литой заготовки

«Корпус подшипника»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первоуральск, 2014 г.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ            4

1. Характеристика литой детали и условия ее службы      5

1.1 Материал отливки и его свойства        6

2. Выбор способа производства отливки        7
1. Выбор формовочных и стержневых смесей       8
2. Выбор и обоснование выбора поверхности разъема формы и модели  13
3. Обоснование величины усадки и припусков на механическую обработку  14
3. Металлические формы и стержни         15
1. Определение количества стержней и их размеры      16
4. Выбор и расчет прибылей и литниковой системы      18

Заключение            28

Список литературы           29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Значение литейного производства в народном хозяйстве чрезвычайно  велико; почти все машины и приборы имеют литейные детали. Литье является одним из старейших способов, которым еще в древности  пользовались для производства металлических изделий: в начале из меди и бронзы, а затем из чугуна, а позже из стали и других сплавов. Основными процессами литейного производства являются: плавка металла, изготовление форм, заливка металла и охлаждение, выбивка, очистка, обрубка отливок, термическая обработка и контроль качества обработки. Основной способ изготовления отливок - литье в песчаные формы, в который получают около 80% отливок. Однако точность и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяют требованиям современного машиностроения. Литейное производство позволяет получить заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками на обработку резанием и с хорошими механическими свойствами. Технологический процесс изготовления механизирован и автоматизирован, что снижает стоимость литых заготовок. Достижения современной науки во многих случаях позволяют коренным образом изменить технологический процесс, резко увеличить новые высокопроизводительные машины и автоматы. Что в конечном счете помогает улучшить качество продукции и повысить эффективность производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Характеристика литой детали и условия ее службы

Деталь «Корпус подшпника» представляет собой ступенчатый цилиндр, диаметром 500 мм. Цилиндр имеет внутреннюю полость диаметром 280 мм и глубиной 202мм. В донышке цилиндра расположено 1 сквозное отверстие диаметром 110 мм. На фланце толщиной 75 мм расположены 12 отверстий диаметром 41мм. Литая деталь «Корпус подшипника» представлена на рисунке 1.

Литая деталь «Корпус подшипника»

Рис. 1.

 

1.1 Материал отливки и его свойства

Литая деталь «Корпус подшипника» при работе подвергается средним статическим и динамическим нагрузкам, поэтому целесообразно изготовить ее из серого чугуна СЧ-20. Чугун данной марки обладает следующими свойствами:

Химический состав представлен в табл. 1.

Таблица 1 - Химический состав стали марки 25Л по ГОСТ 977-88

Состав, %			Примеси, не более, %
C	Si	Mn	S	P	Fe
3,3-3,5	1,4-2,4	0,7-1,0	0,15	0,2	От 92,75 до 94,6

 

Технологические свойства:

Свариваемость - ограниченно свариваемая, рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Склонность к отпускной способности - не склонна;

Механические свойства:

Предел прочности σв = 200 МПа

Твердость НВ 10-1 = 143 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 . Выбор способа производства отливки

При выборе способа получения отливки необходимо соотносить возможности каждого способа литья и требования, предъявляемые к литому изделию: размерная точность, шероховатость поверхности, механические и эксплуатационные свойства, структура отливки, допустимые дефекты.

Литое изделие "Корпус подшипника" имеет массу 93,5 кг и габаритные размеры 500´250 мм. Требуемая размерная точность - 14 квалитет, чистота поверхности - Ra 10 мкм.

Данные требования могут быть обеспечены следующими способами литья: литьем в кокиль, литьем в керамические формы, литьем по выплавляемым моделям, литьем в песчано-глинистые формы. Поскольку вся отливка подлежит механической обработки, её нецелесообразно получать литьем в кокиль из-за относительно низкой стойкости кокилей. Литьем в керамические формы и литьем по выплавляемым моделям можно получать сложные отливки практически из любых сплавов. При этом достигается высокая геометрическая и размерная точность изделия, чистая поверхность при минимальных припусках на механическую обработку. Однако изготовление отливки "Корпус подшипника" в керамической форме и ЛВМ приведет к повышенному расходу формовочных материалов, что, в свою очередь, приведет к повышению затрат на производство и, следовательно, к повышению себестоимости литья. Благодаря низкой себестоимости, универсальности процесса, быстрой подготовке производства, а также в силу того, что к отливке не предъявляются особые технологические требования и вследствие высокой шероховатости поверхности Ra 10 мкм, рационально выбрать гравитационное литье в песчано-глинистые формы.

 

 

 

 

 

 

2.2 Выбор формовочных и стержневых смесей

Песчано-глинистые смеси получили наибольшее распространение в литейном производстве при изготовлении литейных форм и стержней. На долю песчано-глинистых смесей приходится более 60% объема всех формовочных смесей.

Единые смеси имеют одинаковые технологические свойства во всем объеме формы. Они применяются в машинной и, особенно, автоматизированной формовке при производстве мелких и средних отливок.

Для производства средних стальных отливок выбирается песчано-смоляная смесь. В сравнении с песчано-глинистыми смесями она позволяет получать отливки с большей точностью и качеством поверхности.

Состав смеси и ее физико-механические свойства представлены в табл.2

 

Таблица 2. Состав и физико-механические свойства смеси

Смесь; способ формообра- зования

Отливки

Состав формовочной смеси, масс. ,%

Физико- механические и технологические свойства смеси

Оборотная смесь

Кварцевый песок

Бентонит

Молотый уголь или его заменители

Добавки

Прочность при сжатии, Н/мм2

Влагосодержание,%

Газопроницаемоть, ед.

Общее содержание мелочи,%

Содержание активного бентонита,%

Потери при прокаливании,%

Единая; для машинной формовки встряхиванием подпрессовкой

Мелкие и сре-дние

93 … 94

5,0 … 6,0

0,5 … 1,0

Пек 0,5 … 1,0

-

0,05 … 0,07

3,5… 4,5

100

8 … 10

4,0 … 5,5

3,5 … 4,5

 

 

Для смешивания формовочной смеси выбирается смеситель с вертикально-вращающимися катками периодического действия модели 1А11М для мелких и средних отливок, с объемом замеса 0,25 м3,продолжительностью цикла 2 – 10 мин, с производительностью 6,3 м3/ч.

В серийном производстве, в качестве способа изготовления форм применяется машинная формовка.

Формовка на машинах производится по подмодельным плитам и имеет ряд преимуществ перед ручной формовкой: повышение производительности, возможность использования малоквалифицированной рабочей силы, получение более точных отливок, уменьшение брака.

Для формовки выбирается встряхивающая формовочная машина с амортизацией ударов без поворота полуформы и модели 22112, для опок с размерами в свету 600 × 500 мм. Производительность машины 90 форм/ч, грузоподъемность 400 кг, усилие прессования 180 кН, габаритные размеры 1380×820×1875 мм.

Процесс изготовления форм включает в себя следующие операции: подготовка модельного комплекта, очистка модельного комплекта, нанесение на модели разделительного покрытия; установка и закрепление опоки на модельной плите; засыпка формовочной смеси; уплотнение смеси на формовочной машине.

 

2.2 Выбор и обоснование выбора поверхности разъема формы и модели

При выборе положения отливки в форме во время заливки и затвердевания основными правилами являются обеспечение хорошего питания и получение отливки без усадочных и газовых раковин.

Положение отливки в форме зависит от требований, которые предъявляются к отливке по плотности металла и шероховатости поверхностей. У данной отливке L/B>1, характеризуется своей протяжённостью по сравнению к ширине, имеет плоскую поверхность, исходя из этого целесообразно использовать форму с горизонтальным разъёмом.

При расположении отливки в нижней полуформе, возрастает геометрическая точность отливки, уменьшается возможность появления литейных дефектов. С учетом этого, а также конструкции и параметров отливки следует расположить её в нижней полуформе      (Рис 2.).

 

 

 

 

Положение отливки в форме

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.

2.3 Обоснование величины усадки и припусков на механическую обработку

Для того чтобы определить припуски на обработку, необходимо определить нормы точности отливки. В табл. 3 представлены нормы точности отливки.

Таблица 3 - Нормы точности отливки

Параметр	Диапазоны и принятые значения
Класс размерной точности	(10 -14)11
Степень коробления элементов отливки	(4-7)5
Степень точности поверхностей отливки	(15-20)16
Класс точности массы отливки	(9т-16)9
Шероховатость поверхности отливки, мкм	60
Ряд припусков на обработку	(7-10)9
Уровень точности обработки	Средний
Допуск неровностей поверхности, мкм	±2,4
Допуск массы отливки, %	±3,2%

 

 

Допуск размера отливки  выбирается в зависимости от номинальных размеров отливки в соответствии с выбранным классом размерной точности, а так же в зависимости от расположения элемента отливки в литейной форме. Припуски на механическую обработку определяем в соответствии с ГОСТ 26645-85 (табл. 4). По ГОСТ 3212-92 принимаем формовочные уклоны для металлических моделей 0⁰45'

Таблица 4 – Припуски на механическую обработку

Последовательность назначения	Обрабатываемые резанием поверхности отливки
	А	В	С	D		E	F
Номинальный размер от базы до обрабатываемой поверхности, мм	Ø 85	Ø280	Ø 330		Ø 500	250	75
Вид размера ВР	1	2	1		1	1	1
Класс точности размера КР	11	11	11		11	11	11
Допуск размера отливки	4,4	6,4	6,4		7	5,6	4,4
Допуск формы поверхности (от коробления): ном. размер нормируемого участка, мм степень коробления элемента отливки СКэ допуск формы Тф, мм	48	202	175		75	280	220
	5	5	5		5	4	5
	0,32	0,64	0,5		0,32	0,64	0,64
Допуск смещения, вызванного перекосом стержня (п. 2.8 ГОСТ 26645-85): размер наиболее тонкой стенки, формируемой с участием стержня, мм класс точности размера КР допуск смещения Тсм, мм	-	25	-		-	-	-
	-	11т	-		-	-	-
	-	2,4	-		-	-	-
Позиционный допуск: размер базовой поверхности, мм вид размера ВР класс точности размера КР  допуски размеров  от базы То, мм позиционный допуск Тпоз, мм	-	330	500		330	-	-
	-	2	1		1	-	-
	-	11	11		11	-	-
	-	6,4	7		6,4	-	-
	-	3,2	3,5		3,2	-	-
Общий допуск То.общ, мм	5	10	10		10	6,4	4,4
Общий допуск при назначении припуска То.общ, мм	2,5	5	5		5	3,2	2,2
Вид механической обработки: Допуск размера детали от базы Тд. мм Отношение Тд/Тотл Отношение Тф.д/Тф.отл Вид окончательной механической обработки поверхности	4,4	6,4	6,4		7	5,6	4,4
	0,88	0,64	0,64		0,7	0,88	1
	-	-	-		-	-	-
	Черновая	Черновая	Черновая		Черновая	Черновая	Черновая
Ряд припусков РП	9	9	9		9	9	9
Общий припуск Zoбщ, мм	2,9	13	13		13	3,1	2,7
Размер отливки, мм	82,1	267	343		513	253,1	77,7
Поле допуска	±5	±8	±8		±8	±6,4	±5