Технологический процесс изготовление отливки «Стакан»

где V_пр.м.о. – объём припуска на механическую обработку, м³;

                 - плотность стали, кг/м³.

 

 

 

М _{(340 Б)} =  0,785 · (0,35² – 0,34²) · 0,152 · 7800  = 7,4 кг;

М _{(340 Б)} =  0,785 · (0,45² – 0,1²) · 0,0045 · 7800  = 5,3 кг;

М _{(340 Б)} =  0,785 · (0,34² – 0,27²) · 0,0051 · 7800  = 1,3 кг;

М _{(100 Б)} =  0,785 · (0,1² – 0,0902²) · 0,055 · 7800  = 0,7 кг;

ΣМ_пр.м.о. = 7,4 + 5,3 + 1,3 + 0,7 = 14,7 кг.

 

Непроливным элементом  называется элемент отливки, который  не проливается, получается путем последующей  механической обработки детали. Определим  суммарную массу непроливных  элементов по формуле [3]

 

 

 

где - объем непроливных элементов, м³;

         - плотность стали, кг/м³.

 

 

 

М₁= 0,785 · (0,45² – 0,2²) · 0,01 · 7800  = 9,9 кг;

М₂ = 0,785 · (0,29² – 0,27²) · 0,1 · 7800  = 6,1 кг;

Σ= 9,9 + 6,1 = 16 кг.

 

Черновая масса отливки  включает массу детали, массу припусков  на механическую обработку,  массу  непроливных элементов и массу  дополнительных элементов [3]

 

 

 

где - черновая масса отливки, кг; 

       - масса детали, кг;

      - суммарная масса припусков на механическую обработку, кг;

       - суммарная масса ненпроливных элементов, кг.  

 

 

 

Принимаем = 101 кг. С учётом верхнего предельного отклонения по массе отливки – 6,4 % , масса отливки «Стакан» составит 101 3,2 кг.

Определив массу отливки, определим ее размеры (см. табл. 4.1).

 

 

 

 

 

 

6 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТЕРЖНЕЙ

 

Литейный стержень – это  элемент литейной формы, который  образует в отливке отверстие, полость, а иногда и сложную внешнюю  поверхность.

Стержень состоит из двух частей:

тело стержня-такая часть  стержня, которая формирует поверхности  отливкии контактирует с жидким металлом,

знаковая часть стержня  – часть стержня, которая не омывается  жидким металлом, а является опорной  и служит дл установки и фиксации стержня в форме. Назначение знака – прочно удерживать стержень в форме,  а также выводить газы из стержня.

Проектирование стержней включает решение следующих основных вопросов:

- выбор количества и назначение  границ стержней в отливке;

- определение конструкции и  величины знаковых частей стержней;

- определение способов фиксации  и крепления стержней в форме;

- определение величины уклонов  и зазоров знаков стержней;

- назначение разъемов стержневых  ящиков, плоскости набивки стержней  и направления вывода воздуха  и газов из стержней.

Анализируя конфигурацию отливки «Стакан», приходим к выводу, о необходимости установки в форму одного стержня, который будет выполнять внутреннюю полость отливки (см. рис. 3.2).

Точность установки стержня  в литейную форму, надежность крепления  и фиксация его в форме обеспечиваются правильным назначением конструкции  и размеров знаков стержней. Величина знаков, уклонов и зазоров определяется по ГОСТ 3212-92 «Комплекты модельные. Стержневые знаки» с учетом размеров стержней, способа формовки и его положения в форме.

Для обеспечения удобства сборки литейной формы, то есть для удобства установки  стержня в форму, в знаках стержней в направлении установки стержня  предусмотрены уклоны, а между  знаками стержня и знаками  формы – зазоры.

 

Рисунок 6.1 – Эскиз стержня отливки «Стакан»

7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПРИБЫЛЕЙ

 

Прибылью называется специальный не предусмотренный  чертежом литой детали технологический  прилив в поверхности отливки  затвердевающий позднее стенок отливки. Прибыль располагается на поверхности  так чтобы метал сохранялся  в прибыли  в жидком мог непрерывно  поступать в затвердевающие части  отливки для компенсации уменьшения объема. Основное назначение прибылей питание затвердевания отливки  или ее части.  Основная цель применения прибыли получается плотных отливок  без деформации усадочного происхождения (усадочные раковины и пористость). Наряду с основными функциями  питания затвердевающей отливки, прибыль  служит выпором и резервуаром  в котором могут всплывать  продукты разрушения стенок формы, шлаковые включения ,газовые пузыри и другие неметаллические частицы которые  случайно попали в метал в процессе заливки формы или образовались при взаимодействии метала с формовочными материалами или атмосферой.

Для питания отливки «Стакан» устанавливаем три закрытые полушаровые прибыли. Расчет линейных размеров прибылей и их массы произведен в программе «Foundry» и представлен в приложении Б.

 

 

Рисунок 7.1 – Эскиз прибылей устанавливаемых на отливку «Стакан»

 

 

 

8 РАСЧЕТ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ

 

Основным  назначением литниковой системы  является обеспечение плавного, безударного  подвода металла в полость  литейной формы и предотвращение попадания шлака и других инородных  частиц в форму и отливку.

Литниковая  система для отливки «Стакан» включает следующие элементы:

- стояк  - вертикальный канал, соединяющий  воронку со шлакоуловителем;

- литниковый  ход - горизонтальный  канал, соединяющий  стояк с питателями;

- питатель - горизонтальный канал, соединяющий  шлакоуловитель с отливкой.

- литниковую  воронку – элемент литниковой  системы для приема жидкого  металла и его направления в стояк [2].

Литниковую  систему проектируем расширяющейся, то есть когда самое широкое сечение имеют питатели, а узкое – стояк. Подвод металла в полость формы будем осуществлять через один стояк, две ветви литникового хода и два питателя.

Расчет  оптимальной продолжительности  заливки формы металлом, линейных размеров и массы литниковой системы  осуществлен в программе «Foundry», расчет представлен в приложении В. На рисунке 6 изображены сечения элементов литниковой системы.

Fпит. = 5,4 см2	Fл.х = 4,8 см2	Fст. = 9,6 см2
Кол. = 2 шт	Кол. = 2 шт	Кол. = 1 шт
ΣFпит. = 10,8 см2	ΣFл.х. = 9,6 см2	ΣFст. = 9,6 см2

 

Рисунок 8.1 - Эскиз сечений элементов литниковой системы отливки «Стакан»

 

 

9 РАСЧЕТ ВЫПОРОВ

 

Выпор – вертикальный канал, расположенный  на самой верхней части полости  формы или соединенный с нею  боковым каналом (отводной выпор), служащий для вывода газов из формы, а также  для наблюдения за ходом  заливки  формы.

Кроме своего основного  назначения выпора являются резервуарами, куда могут всплывать шлаковые и  другие неметаллические включения, газовые пузыри и другие инородные  частицы, попавшие в металл или образовавшиеся в процессе заливки.

При разработке технологического процесса изготовления отливки «Стакан» предусматриваем установку трех выпоров круглого сечения, по одному на каждую прибыль.

Расчет выпоров  начинается с определения суммарной  площади сечения всех выпоров  установленных на отливке [3]

 

 

 

где - суммарное сечение выпоров, ;

      - объем полости формы, ;

       - оптимальная продолжительность заливки в форму, = 16 с (см. приложение В);

        - критическая скорость истечения воздуха через выпор, [3].

 

Объем полости формы определяем по формуле: [3]

 

 

 

где - масса жидкого металла на форму, = 154 кг (см. приложение Б );

               - плотность жидкого расплава,.

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр выпора найдем по формуле: [3]

 

 

где - диаметр выпора, м;

      - площадь поперечного сечения одного выпора;

 

 

 

Таким образом, принимаем диаметр выпора прибыли 30 мм.

 

 

10 ВЫБОР РАЗМЕРОВ ОПОК

 

Опоки – это жесткие рамки, предназначенные  для изготовления в них из формовочной  смеси литейных форм и предохранения  форм от разрушения при транспортировке  и заливки металлом. Размеры опок определяются габаритами моделей, расположением  литниковой системы и необходимыми расстояниями между ними и стенками опок, а также между моделями и  верхними и нижними кромками опок.

Эти расстояния надо делать, возможно, меньше, однако они должны быть достаточными, чтобы обеспечить сопротивление  формы продавливанию, прорыву её металлом.

Размеры опок определяются габаритами модели, расположением литниковой системы  и минимально необходимыми расстояниями между ними и стенками опоки. В  таблице 7 приведены рекомендуемые  расстояния для отливки «Стакан» масса, которой составляет 101 кг [3].

 

Таблица 10.1 – Минимальные толщины слоев формовочной смеси [3]

Масса отливки, кг	Минимально допустимая толщина слоя, мм
	от верха  модели до верха опоки	от низа модели до низа опоки	от модели до стенки опоки	между моделью  и литниковым ходом
101	100	120	70	60

 

Итак, для изготовления отливки  «Стакан» выбираем стальные опоки размерами 700 × 600 × 350 мм  ГОСТ 14979  - 69. На рисунке 10.1 представлена схема расположения отливки в форме с указанными выше минимальными расстояниями.

Рисунок 10.1 – Схема расположения отливок «Стакан» в выбранных опоках

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

 

1 Могилев  В.К. Справочник литейщика / В.К.Могилев.  – М.: Машиностроение, 1988. – 272 с.

2 Голофаев, А.Н. Технология литейной формы  / В.И. Лагута, Г.В. Хинчагов –  Учебное пособие – Луганск,  Изд-во СНУ 2001 – 264с. ISBN 966-590-256-3

3 Тупчиенко,  В.И. Методические указания к  курсовому проектированию по  дисциплине «Технология литейного  производства» для студентов  специальности 7.090403/ сост. В.И.Тупчиенко.  – Краматорск: ДГМА, 2002. - 66 с.

4 Приходько,  О.В. Методические указания к  практическим и самостоятельным  занятиям по дисциплине «Проектирование  и производство оснастки» для  студентов специальностей 7.090403, 7.090205 / сост. О.В.Приходько. - Краматорск: ДГМА, 1997. – 84 с.

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Расчет  припусков на механическую обработку

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Расчет  прибылей

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Расчет  литниково-питающей системы