28

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Об'єкт розробки - деталь “кронштейн”.

Мета роботи - розробка технологічного процесу виготовлення деталі способом лиття.

У першому розділі на основі креслення деталі наведено технічні вимоги до деталі, визначено її конструктивно-технологічну складність, обґрунтовано вибір матеріалу виливка, дано оцінку технологічності конструкції виливка та обрано обґрунтовані способи та методи виготовлення ливарної форми та ливарного стрижня.

У другому розділі наведені результати розробки технологічних вказівок на кресленні деталі, в тому числі, вибір положення виливка у формі та площини роз'ємну ливарної форми, визначення точності виливка та припусків на механічне оброблення, визначення матеріалу та точності модельного комплекту, формувальних ухилів на моделі, припусків на усадку ливарного сплаву, розміри стрижньових знаків на стрижні та моделі, визначено кількість виливків у ливарній формі, вибір типу та розрахунок литникової системи. Розроблено та обрано основне технологічне оснащення - розміри та конструкції модельних плит, ливарних опок, конструкції ливарної моделі. Визначено основні параметри технологічного процесу виготовлення виливка, а тому числі, обрано машини для виготовлення ливарної форми та ливарних стрижнів, склади формувальної та стрижньової сумішей, обладнання для їх приготування, а також послідовність складання ливарної форми під заливання металом, встановлено параметри заливання її та основні фінішні операції та необхідне для цього обладнання.

ЛИТТЯ, ВИЛИВОК, ЧАВУН, ФОРМУВАННЯ, ЛИВАРНА ФОРМА, ЛИВАРНИЙ СТРИЖЕНЬ, МОДЕЛЬНА ПЛИТА, ОПОКА, МОДЕЛЬНИЙ КОМПЛЕКТ, ЛИТНИКОВА СИСТЕМА, СКЛАДАННЯ ФОРМИ, ЗАЛИВАННЯ, ВИБИВАННЯ, ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ, КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ

ЗМІСТ

ВСТУП

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Характеристика конструкції деталі, умов її експлуатації та аналіз технічних вимог, які пред'являються до неї

1.2 Вибір та обґрунтування матеріалу виливка

1.3 Оцінка технологічності конструкції виливка

1.4 Постановка завдання. Вибір та обґрунтування способу і методу виготовлення ливарної форми, ливарного стрижня та виливка

2. ОСНОВНА ЧАСТИНА

2.1 Розробка ливарних технологічних вказівок на кресленні деталі

2.1.1 Вибір положення виливка у ливарній формі при заливанні, площини розніму ливарної моделі та ливарної форми

2.1.2 Визначення точності виливка та припусків на механічне оброблення

2.1.3 Визначення матеріалу та точності модельного комплекту

2.1.4 Визначення формувальних ухилів

2.1.5 Визначення припусків на усадку сплаву

2.1.6 Визначення мінімальних розмірів отворів у виливку

2.1.7 Конструювання ливарного стрижня

2.1.8 Визначення типу литникової системи

2.1.9 Визначення габаритних розмірів моделі виливка

2.1.10 Визначення кількості виливків у ливарній формі і вибір габаритних розмірів опок

2.1.11 Розрахунок литникової системи

2.2 Розробка та вибір конструкції технологічного оснащення

2.2.1 Вибір матеріалу та конструювання основного технологічного оснащення

2.2.1.1 Визначення розмірів і конструкції модельних плит

2.2.1.2 Вибір матеріалу та конструювання ливарної моделі

2.2.1.3 Вибір матеріалу та конструкції стрижньового ящика

2.2.2 Вибір матеріалу та конструювання допоміжного технологічного оснащення

2.2.2.1 Вибір типу і конструкції опок

2.2.2.2 Вибір типу закріплення складених форм

2.3 Визначення параметрів технологічного процесу виготовлення виливка

2.3.1 Вибір технологічного обладнання для виготовлення ливарної форми та ливарних стрижнів

2.3.2 Вибір складів і обладнання для приготування формувальної та стрижньової сумішей

2.3.3 Опис процесів формування, виготовлення стрижнів і складання ливарної форми

2.3.4 Встановлення параметрів заливання ливарної форми

2.3.5 Розрахунок тривалості охолодження виливка у формі до вибивання

2.3.6 Процеси, методи та обладнання для здійснення заключних операцій виготовлення виливка

2.3.7 Контроль якості виливків

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

ВСТУП

Лиття виробів відомо людству з незапам'ятних часів. Археологічними пошуками у стародавніх культурних центрах встановлено, що вже за 6 століть до нашої ери виробництво виливків стояло на порівняно високому рівні.

45-й перепис світового ливарного виробництва за результатами 2010 року [1] вказав на ріст його річного об'єму - до 91,4 млн. т виливків. Перша десятка країн практично не змінилася: Китай, Індія, США, Германія, Японія, Росія, Бразилія, Корея, Франція та Італія. Вони забезпечили 88% світового об'єму виливків. За цього на виливки з сірого чавуну приходиться 48% загального об'єму.

Про стан ливарного виробництва в Україні відомо, що вона має ливарні потужності для виробництва 6 млн. т виливків при реальному випуску у 2009 році - 1 млн. т (640 тис. т - виливки з сірого чавуну, 40 тис. т - високоміцного чавуну, 275 тис. т - зі сталі, 45 тис. т. - з кольорових сплавів).

Для виготовлення фасонних деталей машин у переважній більшості випадків застосовують фасонні заготовки, які шляхом механічного оброблення, тобто зняття стружки на поверхнях, що труться та спрягаються, доводяться до розмірів та конфігурації остаточних чистових деталей. Такі фасонні заготовки можуть бути литими, штампованими або зварними. Виготовлення заготовки тим чи іншим способом повинно бути якомога дешевшим.

При порівнянні метода одержання фасонних заготовок деталей машин литтям з іншими методами одержання фасонних заготовок - ковкою або штамповкою та зварюванням, необхідно відмітити такі переваги метода лиття:

- за допомогою лиття можна одержувати заготовки практично будь-якої складності за конфігурацією;

- припуски на механічне оброблення у виливках можуть бути вельми невеликими;

- утилізація відходів металу в ливарному виробництві (литники та брак) не потребує значних витрат засобів та часу;

- в ливарному виробництві не потрібно таке дорого варте та важке обладнання, як у ковальсько-штампувальному.

У галузі технології ливарного виробництва теперішнього часу вирішуються проблеми точності виливків та зниження їх трудомісткості. Сюди відносяться такі засоби, як наукове вивчення та поліпшення формувальних та стрижньових матеріалів з використанням нових їх видів, застосування безперервного лабораторного контролю цих матеріалів у виробництві, розвиток машинного формування по металевим моделям і стрижньовим ящикам, а також спеціальних методів лиття. Механізація та автоматизація ливарного виробництва ще більше збільшить продуктивність праці, буде сприяти згладжуванню грані між розумовою та фізичною працею та подальшому поліпшенню якості литва.

Мета роботи - розробка технологічного процесу виготовлення виливка “кронштейна”.

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

Для виготовлення фасонних деталей машин застосовують фасонні заготовки, які шляхом механічного оброблення доводяться до розмірів і конфігурації остаточних чистових деталей. Такі фасонні заготовки можуть бути литими, штампованими або зварними.

У порівнянні з штампуванням та зварюванням спосіб одержання фасонних заготовок за допомогою лиття має такі переваги: за допомогою лиття можна одержувати заготовки практично будь-якої складності; припуски на механічне оброблення у виливках можуть бути вельми невеликими; утилізація відходів металу у ливарному виробництві не потребує значних витрат коштів та часу; у ливарному виробництві не потребується дороговартого устаткування, як, наприклад, у штампувальному.

Основні питання аналітичної частини курсового проекту: характеристика конструкції деталі, умов її експлуатації та аналіз технічних вимог, які пред'являються до неї; вибір та обґрунтування матеріалу виливка; оцінка технологічності конструкції виливка та вибір й обґрунтування способу і методу виготовлення ливарної форми, ливарного стрижня та виливка були вирішені наступним чином.

1.1 Характеристика конструкції деталі, умов її експлуатації та аналіз технічних вимог, які пред'являються до неї

На основі креслення деталі та технічних умов на виріб відомо таке:

- назва деталі - кронштейн;

- маса деталі - 1,6 кг;

- габаритні розміри деталі - 120 х 100 х 100 мм;

- середня товщина стінки - 20 мм;

- особливості конструкції:

1) відкритої коробчастої форми;

2) зовнішні поверхні прямолінійні та криволінійні, з виступами;

3) внутрішні поверхні криволінійні та прямолінійні;

- роль деталі у виробі та умови її роботи - деталь працює з навантаження.

Крім того, виливок відноситься:

- за призначенням до 2 групи - виливки відповідального призначення;

- за масою до 1 групи - дрібні;

- за конструктивно-технологічною складністю - до 2 групи (таблиця 1.1).

До виливків звичайно пред'являють такі технічні вимоги: загальні - по геометричній точності, шорсткості поверхонь, механічним властивостям та спеціальні - по герметичності, корозійній стійкості, зносостійкості, термостійкості, стабільності розмірів, декоративності та ін. Технічні вимоги до виливків регламентуються нормативними документами.

Таблиця 1.1 - Дані визначення групи складності виливка

Признак складності	Група складності
	1	2	3	4	5	6
1.Конфігурація литих поверхонь виливка		+
2. Маса	+
3. Максимальний габаритний розмір	+
4. Товщина основних стінок			+
5. Характеристика виступів, заглиблень, литих отворів, порожнин			+
6. Кількість стрижнів на один виливок	+
7. Характер механічного оброблення лив тої деталі та вимоги по шорсткості		+
8. Відповідальність призначення		+
9. Особливі технічні вимоги				+
Кількість ознак з однаковою групою складності	3	3	2	1	-	-

Аналіз технічних вимог до литої деталі показав таке:

1) вимоги по геометричній точності.

Для визначення необхідної точності виробу є вказані на кресленні граничні відхилення розмірів, а також граничні відхилення форми та розташування поверхонь. Для розмірів будемо приймати за 14 квалітетом або класу точності “середній”. Допуски форми та розташування поверхонь на кресленні не вказані;

2) вимоги по шорсткості поверхонь.

На кресленні деталі поверхні мають різну шорсткість - Rа5,0. Поверхні, на яких не нанесені позначення шорсткості, повинні мати шорсткість, що одержується при литті;

3) вимоги по механічним та особливим технічним властивостям - відсутні.

1.2 Вибір та обґрунтування матеріалу виливка

На основі аналізу умов роботи, технічних вимог і конструкції деталі обираємо залізовуглецевий сплав марки КЧ30-6 ГОСТ 1215-79, хімічний склад і властивості котрого наведені у таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 - Хімічний склад і властивості чавуну марки КЧ30-6 ГОСТ 1215-79

Хімічний склад, мас.%	Властивості, не менше
C	Si	C+Si	Mn	P	S	Cr	Fe	НВ	?в, МПа	?,%
				не більше
2,6-2,9	1,0-1,6	3,7-4,2	0,4-0,6	0,18	0,20	0,08	решта	100-163	294 (30)	6

1.3 Оцінка технологічності конструкції виливка

В технологічних литих деталях передбачають:

- прості, прямолінійні контури, які полегшують виготовлення як ливарного оснащення, так і самих виливків;

- раціональну товщину стінок у різних перерізах, що забезпечує добру заповнюваність форми металом без утворення дефектів;

- раціональні форми різних переходів, сполучень, радіусів заокруглень, ребер жорсткості, які сприяють зниженню внутрішніх напружень та усуненню дефектів усадкового характеру;

- достатню кількість отворів для зручності оформлення стрижнями внутрішніх порожнин виливків, виконання обрубних та зачисних операцій і транспортування;

- конструктивні ухили поверхонь, які забезпечують виготовлення ливарних форм без ускладнюючих прийомів та спотворення контурів виливка формувальними ухилами, що збільшують його масу.

Звідси, перед усім, виливок має прості, прямолінійні контури, товстостінний (товщина стінки 20 мм), особливих різких переходів по товщині виливка немає, що дає можливість нормальної, напрямної його кристалізації при охолодженні, має отвір, зручний для оформлення стрижнем.

Отже, загалом вважаємо, що виливок за конструкцією відноситься до технологічного.

1.4 Постановка завдання. Вибір та обґрунтування способу і методу виготовлення ливарної форми, ливарного стрижня та виливка

На основі характеристики конструкції деталі, умов її експлуатації та аналізу технічних вимог, які пред'являються до неї, матеріалу виливка та оцінки технологічності його конструкції обираємо технологічний процес виготовлення виливка способом лиття у піщану форму (рисунок 1.1).

З погляду, по-перше, одержання виливка згідно з вимогами по точності, шорсткості ливарних поверхонь, по-друге, того, що технологічний процес повинен бути продуктивним, економічно доцільним та мати мінімальні витрати на технологічне оснащення, обираємо спосіб формування - по вологому. Крім того, при виборі способу формоутворення приймаємо:

- для разової ливарної форми - формування опочне, по моделі, ручне;

- для разових ливарних стрижнів - формування у стрижньових ящиках, ручне, з сушінням

Рисунок 1.1 - Схема технологічного процесу одержання виливків способом лиття у піщану форму

деталь ливарний стрижень кронштейн

2. ОСНОВНА ЧАСТИНА

2.1 Розробка ливарних технологічних вказівок на кресленні виливка

2.1.1 Вибір положення виливка у ливарній формі при заливанні, площини розніму ливарної моделі та ливарної форми

Положення виливка у ливарній формі обирають залежно від його конструктивних особливостей: виливки коробчастої форми рекомендується розміщувати так, щоб довга вісь була горизонтальною [ ].

Обране положення виливка у ливарній формі показано на листі 1 графічної частини проекту.

При визначенні площини роз'ємну виходили з такого: а) поверхня роз'єму бажано бути плоскою, б) кількість роз'ємів повинно бути мінімальним, в) модель не повинна мати відлучених частин, г) форма повинна мати мінімальні габарити (тобто висота форми не повинна бути великою).

Обрана площина розніму ливарної форми та ливарної моделі показана на листі 1 графічної частини проекту.

2.1.2 Визначення точності виливка та припусків на механічне оброблення

Величину припусків на механічне оброблення та точність виливка визначаємо за ГОСТ 26645-85.

Параметри точності виливка в цілому включають клас розмірної точності, ступінь короблення, ступінь точності поверхонь та клас точності маси, а також зміщення виливка (табл. 2.1).

Вибір величини припусків виконується залежно від точності виливка, способу лиття, матеріалу виливка та ін. Крім того, згідно з ГОСТ 26645-85 визначають припуски мінімальний ливарний та загальний

Таблиця 2.1 - Параметри точності виливка в цілому [ ]

Параметри точності	Норми точності
Клас розмірної точності Ступінь короблення Ступінь точності поверхонь Клас точності маси Допуск зміщення, мм	13т 5 18 13т 5,0

Примітка. Допуск маси, не більше за 32,0 %.

Мінімальний ливарний припуск визначають для контролю величини поверхневих дефектів, котрі не повинні виходити за його межі. На разі такий припуск на верхню поверхню буде 3,0 мм (ряд припуску 13), а на усі інші поверхні - 2,0 мм (ряд припуску - 11).

Загальні припуски призначають для усунення похибок розмірів, форми та розташування, нерівностей і дефектів оброблюваних поверхонь, які формуються при виготовленні виливка та послідовних переходах його оброблення. При визначенні загальних припусків на оброблення спочатку встановлюють загальні допуски розмірів виливка та вид механічного оброблення. Дані визначення загальних припусків наведені у табл. 2.2.

Таблиця 2.2 - Узагальнені дані визначення загальних припусків на бік

Номінальний розмір виливка, мм	Вид номі- нального розміру	Клас точ-ності номі-нального розміру	Допуск но-мінального розміру, мм, не більше	Номінальний розмір нормуємої ділянки, мм	Допуск форми і розміщення поверхонь, мм, не більше	Загальний допуск, мм, не більше
120	Вр2	13т	8,0	60	0,32	8,00
100	Вр2	13т	8,0	100	0,32	8,00
60	Вр2	13т	6,4	25	0,32	6,40

Вид механічного оброблення для похибок розмірів	Вид механічного оброблення для похибок форми і розміщення поверхонь
допуск номі- нального роз- міру виливка, мм	допуск розміру деталі, мм	співвідно-шення між допусками деталі та виливка	вид ме- ханічного оброблен-ня	допуск фор- ми і розмі-щення ви-ливка, мм	допуск форми і розміщ. деталі, мм	співвідно-шення між допусками деталі і виливка	вид ме- ханічного об-роблен- ня
8,0	0, 87	0,109	чорнове	-	-	-	-
8,0	0,87	0, 109	чорнове	-	-	-	-
6,4	0,76	0,119	чорнове	-	-	-	-

Остаточний вид механічного оброблення	Загальний допуск розміру, мм	Ряд припуску	Рівень точності оброблення	Загальний припуск на механічне оброблення на бік, мм, не більше
чорнове	8,00	11	середній	6,5
чорнове	8,00	11	середній	6,5
чернове	6,40/2	11	середній	3,9

2.1.3 Визначення матеріалу та точності модельного комплекту

Відомо, що матеріал для модельного комплекту обирається залежно від типу і серійності виробництва: при дрібносерійному виробництві виливків 1 групи за масою з застосуванням ручну формування рекомендується використовувати деревину [ ].

Клас точності модельного комплекту призначається за ГОСТ 3212-92 залежно від класу розмірної точності виливка: при точності виливка 13 точність модельного комплекту - 6, тому стандартний напис точності модельного комплекту такий - Точність МК7-деревина ГОСТ 3212-92.

2.1.4 Визначення формувальних ухилів

Якщо у виливку не передбачені конструктивні ухили, тоді необхідно придати формувальні ухили поверхням моделі, що перпендикулярні лінії розніму, залежно від вимог, що пред'являються до поверхонь виливка.

Деталь “кронштейн”, що підлягає литтю, на бічних поверхнях не має конструктивні ухили, які забезпечують безперешкодне видобування моделі із форми, тому призначимо формувальний ухил на фланці (таблиця 2.3).

Таблиця 2.3 - Дані по формувальним ухилам [ ]

Частина модельного комплекту	Вимоги до поверхні	Тип ухилу	Висота формоут-ворюючої поверхні, мм	Формувальний ухил комплекту
				.....	мм
Модель виливка	не оброблювана	г)	45	35'	0,65
	оброблювана	а)	30	1,05'	0,75
	оброблювана	а)	50	45'	0,85

2.1.5 Визначення припусків на усадку сплаву

Для того, щоб одержати виливок з потрібними розмірами необхідно урахувати величину лінійної усадки ливарного сплаву, на разі - ковкій чавун марки КЧ30-6 ГОСТ 1215-79. Приймаємо усадку - 1%.

2.1.6 Визначення мінімальних розмірів отворів у виливку

Відомо, що дрібні отвори у виливку утруднюють формування та лиття, тому їх одержують механічним обробленням. Мінімальні діаметри литих наскрізних отворів у виливках визначаємо за даними [ ]. Узагальнені дані по виконанню отворів у виливку наведені у табл.2.4.

Таблиця 2.4 - Дані по виконанню отворів у виливку

Розміри отвору на кресленні деталі, мм	Мінімальний діаметр литого отвору, мм	Спосіб виконання отвору
діаметр	глибина	кількість
7	20	3	8	Механічним обробленням

2.1.7 Конструювання ливарних стрижнів

Для одержання необхідної конфігурації виливка передбачаємо використання одного ливарного стрижня, по розташуванню у формі - вертикального. Узагальнені дані щодо розмірів знаків на ливарному стрижні та ливарній моделі, які визначали за ГОСТ 3212-92, наведені в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 - Характеристика ливарного стрижня

Номер стрижня	Довжина знаків l, мм	Висота знаку, мм	Ухил на нижньому знаці ?	Ухил на верхньому знаці??	Технологічні зазори мм
		h	h1	....	мм	....	мм	s1	s2	s3
Ст.1	30	13,6	13,6	10	4,5	15	8,2	1,1	1,1	1,65

2.1.8 Визначення типу литникової системи

Для одержання якісного виливка ливникова система повинна відповідати основним вимогам, наприклад, добре заповнювати ливарну форму, забезпечувати напрямне твердіння виливка, затримувати неметалеві включення та ін.

З урахуванням необхідних вимог обираємо горизонтальну литникову систему з підведенням металу в порожнину форми за допомогою одного живильника на один виливок. Встановлюється один надлив.

2.1.9 Визначення габаритних розмірів моделі виливка

Модель виливка від деталі відрізняється такими ознаками, як припуски на механічне оброблення, формувальні ухили, припуск на усадку ливарного сплаву та стрижньові знаки. Результати визначення габаритних розмірів моделі виливка наведені у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Визначення габаритних розмірів моделі виливка

Габаритні розміри деталі (верх/низ)	Ознака	Габаритні розміри
		Довжина	Ширина	Висота
	-	120/120	100/100	50/50
Габаритні розміри моделей (верх/низ)	1. Припуски на механічне оброблення	126,5/126,5	106,5/106,5	56,5/50
	2. Формувальні ухили	127,25/127,25	107,35/107,35	56,5/50
	3. Припуск на усадку сплаву	128,52/128,52	108,42/108,42	57,06/50,5
	4. Стрижньові знаки	164,12/164,12	144,57/144,02	57,06/50,5
	Узагальнені дані	170/170	150/150	58/51

Середні габаритні розміри рознімної моделі виливка будуть такими:

- для формування верхньої напівформи - 160;

- для формування нижньої напівформи - 160 мм.

2.1.10 Визначення кількості виливків у ливарній формі і вибір габаритних розмірів опок

На основі обраного метода формування з урахуванням габаритних розмірів та конструкції ливарної моделі виливка, а також мінімально припустимої товщини шару формувальної суміші на різних ділянках форми [5] визначили габаритні розміри ливарних опок та кількість виливків у ливарній формі (таблиця 2.7).

Таблиця 2.7 - Дані про розміри ливарних опок та кількість виливків у формі

Габаритні розміри моделі виливка, мм (верх/низ)	Кількість виливків у формі, шт	Габаритні розміри ливарних опок, мм
		Серед-ній внут-рішній	нижня опока	верхня опока
			Дов-жина	Шири-на	Висо-та	Довжина	Ширина	Ви-сота
170/170 х 150/150 х 58/51	1	275	300	250	100	300	250	120

2.1.11 Розрахунок литникової системи

Розрахунок литникової системи робили за способом Г.М. Дубицького [ ]. Розміри перерізів елементів литникової системи наведені у таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 - Розміри елементів литнико-живлючої системи

Елемент литниково-живлючої системи	Розміри, мм
	а	в	h	d
Литниковий живильник	10	8	8	-
Литниковий шлаковловлювач	11	8	11	-
Литниковий стояк	-	-	-
Надлив	-	-	-	-

Розрахунок литникової системи здійснювали у такій послідовності.

Спочатку визначили оптимальну тривалість заливання ливарної форми за формулою

, (2.1)

де - оптимальна тривалість заливання, с;

S - коефіцієнт (для чавуну дорівнює 2);

- товщина стінок виливка, мм;

G - маса виливків з литниковою системою у формі, кг.

= 2,05 х 20 х (1,6 х 0,5 +1,6) х1 = 7,38 [с].

Визначили середній розрахунковий напір Н_сер за формулою

Н_сер= Н_ст- h_в²/ (2h_o) , (2.2)

де Н_ст - висота стояка, см;

h_о - висота виливка по положенню при заливанні, см;

h_в - висота виливка у верхній півформі, см.

Н_сер = 12 - 5 / 2 х10,6 = 10,75 [см].

Визначили загальну площу перерізів живильників ?F_ж за формулою

?, (2.4)

де - загальний коефіцієнт витрати в литниковій системі (= 0,42).

? F_ж = 2,4/ ( 0,45 х 7,38 х 0,31 х, 75) = 0,72 [см²].

Через те, що живильник у формі один, тоді F_ж = 0,72 см².

Приймали співвідношення між елементами литникової системи таким

? F _ж : ? F _шл: ? F _ст = 1 : 1,2 : 1,4. (2.5)

Отже, розрахували площу перерізів шлаковловлювачів ? F _шл

? F _шл = 1,2 х 0,72 = 0,86 [см²].

Через те, що шлаковловлювач у ливарній формі один, тоді переріз одного шлаковловлювача приймали таким F_шл =0,86 см².

Розрахували площу перерізу стояка

F _ст = 1,4 х 0,72 = 1,01 [см²].

Діаметр стояка визначали за формулою

(2.6)

d = = 12 [мм].

Визначення розмірів живильної бобишки та її шийки проводимо за способом С.В. Іл`їна - Козловського за допомогою таблиці 2.9.

Таблиця 2.9 - Маса та розміри живильної бобишки

Маса одного виливка, кг	Литники без живильних боби шок, % від маси виливка	Маса живильної бобики для одного виливка, кг	Глибина чаші живильної бобики, см	Площа перерізу живильної бобики, см
		3 група	3 група	3 група
1, 600	29	0,650	1,6	4,50

Через те, що переважна товщина стінки 20 мм, відносимо його до третьої групи, тоді одержуємо, що:

Маса живильної бобишки для одного виливка складає 0,60кг;

Об'єм живильної бобики 0,60/55= 10дм;

Діаметр живильної бобишки дорівнює 0,10=0,47дм= 47мм;

Висота живильної бобишки буде 1,5D= 1,5х47=70,5 мм;

Глибина чаші живильної бобишки 1,4см або 14 мм, тоді верхній напівформи висота живильної бобишки 70,5-14= 56,5 мм;

Переріз шийки - прямокутних розмірів її будуть 18х25мм.

2.2 Розробка та вибір конструкції технологічного оснащення

Технологічне оснащення - це засоби технологічного оснащення, що доповнюють ливарне технологічне обладнання для виконання певної частини технологічного процесу одержання виливків. Воно умовно поділяється на основне та допоміжне.

Основне оснащення складає модельний комплект. До складу модельного комплекту входять: модель виливка, модельні та під модельні плити, моделі елементів литниково-живлючої системи, стержньові ящики та ін.

До допоміжного оснащення відносять: опоки, підопочні та сушильні плити, центрувальні та напрямні штирі, скоби та ін.

2.2.1 Вибір матеріалу та конструювання основного технологічного оснащення

2.2.1.1 Визначення розмірів і конструкції модельних плит

Модельні плити призначені для закріплення на них частин модельного комплекту та установки ливарних опок при формуванні.

Конструкція та розміри модельних плит визначаються залежно від серійності виробництва і типу формувальної машини, для якої вони призначені. Класифікаційні ознаки та основні розміри модельних плит, що використовуються, наведені у таблиці 2.9.

Таблиця 2.9 - Дані по модельним плитам

Призначення плити	Класифікація за
	матеріалом	конструкцією	формою
Для формування верхньої та нижньої півформи	тип 3 - дерев'яна з сосни за ГОСТ 8486-86 та фанери марки ПФ-А ГОСТ 8673-82	без вкладишів, без координатних отворів, однобічна	прямокутна
Основні розміри, мм
середній розмір опоки (внутрішній)	товщина	довжина	ширина	висота
275	40	550	350	80

2.2.1.2 Вибір матеріалу та конструювання ливарної моделі

Ливарна модель необхідна для одержання робочих поверхонь порожнини форми. Характеристика ливарної моделі виливка, технологія якого проектується, наведена у таблиці 2.10.

Ознака	Характерні особливості
Матеріал моделі	По роду матеріалу, із котрого виготовляється модель - дерев'яна
Тип виробництва	Для дрібних моделей в умовах одиничного виробництва використовуються хвойні породи за ГОСТ 2695-83. Обираємо ялину. Модель будемо виготовляти з дощок товщиною 25 мм та шириною 100 мм
Особливості конструкції	Модель - нерознімна
Спосіб формування	Для ручного формування
Міцність моделі	Третього класу міцності
Вид ливарного сплаву	Модель для чавунного виливка
Точність виготовлення	Шостого класу точності
Складність конфігурації	Другої групи складності

Допуски розмірів призначаються за ГОСТ 3212-92 залежно від точності моделі (таблиця 2.11).

Таблиця 2.11 - Допуски на габаритні розміри моделі

Номінальний розмір, мм	Допуск розміру, мм
170	1,60
150	1,44
58/51	1,14/1,14

2.2.1.3 Вибір матеріалу та конструкції стрижньового ящика

Стрижньовий ящик призначений для одержання стрижня. Він також як і моделі виконується із деревини (ялинки). Корпус стрижньового ящика має висоту до 100 м. За конструкцією стрижньовий ящик - рознімний.

2.2.2 Вибір матеріалу та конструювання допоміжного технологічного оснащення

2.2.2.1 Вибір типу і конструкції опок

Опоки оформлюють зовнішні бічні поверхні форми. Вони мають пристрої для транспортування та складання напів форм. Характеристика обраних ливарних опок наведена у таблиці 2.12.

Таблиця 2.12 - Класифікація ливарних опок за ГОСТ 2133-75

Ознака	Характеристика
Матеріал	Тип 1 - литі із стали марки 25Л ГОСТ 977-88
Маса	Категорія 1- ручні
Конфігурація	Вид 1 - прямокутні
Спосіб формування і положення при заливанні	Група 2 - ручний спосіб, опоки парні (нижні та верхні), положення - горизонтальне

Для центрування опок у їх конструкції на двох протилежних боках передбачаються вушки з отворами, в котрі для компенсації короблення, що неминуче виникає внаслідок періодичного нагріву та охолодження при заливанні форми розплавом, запресовуються втулки: центрувальна типу 0290-1051 ГОСТ 15019-69 та напрямляльна типу 0290-1251 ГОСТ 15019-69.

Для точного суміщення верхньої опоки з нижньою при збиранні форми застосовують штирі з ручкою: центрувальний типу 0290-0101 ГОСТ 22965-78 та напрямляльний типу 0290-0102 ГОСТ 22965-78.

2.2.2.2 Вибір типу закріплення складених форм

Уникаючи піднімання верхньої напівформи під дією напору рідкого металу при заливанні ливарні форми навантажують. Маса вантажу вкладає кг.

2.3 Визначення параметрів технологічного процесу виготовлення виливка

2.3.1 Вибір технологічного обладнання для виготовлення ливарної форми та ливарних стрижнів

Процес виготовлення ливарної форми та стрижня зі сумішей називають формуванням. Виготовлення частин ливарної форми будемо здійснювати вручну.

2.3.2 Вибір складів і обладнання для приготування формувальної та стрижньової сумішей

Для виготовлення ливарної форми будемо застосовувати єдину формувальну суміш для формування по вологому, а для виготовлення стрижнів - стрижньову суміш, що твердіє за допомогою конвективного сушіння, склади і властивості яких наведені у таблицях 2.13 і 2.14.

Таблиця 2.13 - Типова піщано-бентонітова суміш, що застосовується для формування по вологому при виготовленні чавунних виливків [ ]

Склад формувальної суміші, мас.%
зворотня суміш	кварцовий пісок	бентоніт	пек
93-94	5-6	0,5-1,0	0,5-1,0
Фізико-механічні та технологічні властивості суміші
Міцність при стиску, МПа	Волого-вміст,%	Газопроникливість, одиниць,не менше	Загальний вміст дріб'язку, %	Зміст активного бентоніту, %	Втрати при прокалюванні, %
0,05-0,07	3,5-4,5	100	8-10	4-5,5	3,5-4,5

Подавання матеріалів у змішувач здійснюють у такій послідовності: подача сухих компонентів (зворотна суміш, пісок, пек, бентоніт), перемішування їх, додавання рідкого компоненту (вода) і потім остаточне змішування усіх компонентів; тривалість перемішування 3-5 хв.

Таблиця 2.14 - Склад і властивості стрижньової суміші [ ]

Склад стрижньової суміші, мас.ч.
Кварцовий пісок	Зв'язувальник 4ГУ	Технічний лігносульфонат	Формувальна глина
100	2-4	2-3	0-3
Властивості суміші
Міцність при розтягу у сухому стані, МПа	Газопроникливість, одиниць, не менше	Вологість, %	Міцність при стиску у вологому стані, МПа	Вміст глинистої складової, %
1,0-1,3	100	2-4	0,006-0,010	2,0-5,0

Подавання матеріалів у змішувач здійснюють у такій послідовності - пісок, вода, зв'язувальний; тривалість перемішування 5-8 хв. Температура сушіння 180-220 ^оС.

Для приготування сумішей використовуємо змішувач чашковий періодичної дії з вертикально-обертаними котками моделі 1А11М, технічна характеристика котрого наведена у таблиці 2.15.

Таблиця 2.15 - Технічна характеристика змішувача мод.1А11М

Параметр	Величина параметру
Об'єм замісу, м3 Внутрішній діаметр чаші, мм Висота чаші, мм Діаметр котка, мм Ширина котка, мм Частота обертання вертикального валу, об/хв Габаритні розміри, мм: довжина ширина висота Маса, кг	0,25 1500 600 550 200 48 1680 1570 2140 2500

2.3.3 Опис процесів формування, виготовлення стрижнів і складання ливарної форми

При виготовленні ливарних форм операції формування здійснюють у такій послідовності: на під модельну плиту встановлюють опоку, потім моделі; засипають формувальну суміш і ущільнюють її; готову напівформу перевертають на 180^о, потім витягують моделі із готової напівформи; цю напівформу обдувають стислим повітрям та спрямовують на складання на формувальний плац. Ливарні стрижні виготовляють окремо в стрижньовому відділенні цеху.

Складання ливарної форми здійснюють послідовно таким чином:

- встановлюють нижню напівформу в строго горизонтальному положенні і поверхню напівформи чистять;

- здійснюють підготовку ливарних стрижнів до збирання, при цьому перевіряють якість стрижнів (пошкоджені місця виправляють, з'єднання половинок стрижнів здійснюють за допомогою шаблонів);

- в нижню напівформу встановлюють ливарний стрижень за шаблоном;

- нижню напівформу ретельно продувають стислим повітрям;

- з'єднання нижньої і верхньої напівформ виконують по штирях;

- готову ливарну форму закріплюють скобами. Готові ливарні форми до заливання металом витримуються протягом не більше за 1 год.

2.3.4 Встановлення типу плавильного агрегату, параметрів заливання та охолодження виливка у ливарній формі

Плавку чавуна необхідної марки здійснюємо в індукційній тигельній печі мод. ИЧТ-1,5. Випуск розплаву із плавильного агрегату здійснюємо в заливальні ручні ковші місткістю 30 кг. Температура заливання - 1430 - 1350 ^оС [ 11]. Загальна тривалість охолодження виливка у ливарній формі до вибивання - 0,07 год. [12]. Після вибивання виливки охолоджуються перед обрубуванням та очищенням від 0,8 до 1,5 год.

2.3.5 Процеси, методи і обладнання для здійснення заключних операцій виготовлення виливка

Вибивання ливарних форм і стрижнів здійснюємо вручну.

Живильники, які залишилися після вибивання, віддаляються за допомогою молотка (чавун).

Віддалення заливок, задирок, слідів розніму та нерівностей, які залишилися після відбивання живильників здійснюється звичайним механічним обробленням, яке включає обробку пневматичними зубилами та на обдирно-шліфувальних станках.

2.3.6 Контроль якості виливків

Частка литих заготовок у різних машинах та конструкціях велика як за номенклатурою, так і за масою, тому якість продукції машинобудівного підприємства значною мірою визначається якістю виливків. У підвищенні якості виливків провідна роль належить контролю, за допомогою якого усувається небезпека потрапляння дефектних виливків на операції механічного оброблення та складання, а також утворюються умови для критичного аналізу та удосконалення технології ливарного виробництва.

На якість виливків впливають такі основні фактори:

- якість вихідних формувальних, шихтових і допоміжних матеріалів,

- рівень механізації та автоматизації технологічного процесу,

- дотримання технологічного процесу на усіх стадіях виробництва виливків,

- організація виробництва та господарський механізм управління ливарним цехом.

Для кількісної оцінки властивостей виливків, які визначають їх якість, використовують різні показники якості. Встановлено 11 груп показників якості, з котрих для оцінки якості виливків рекомендуються лише 5 (таблиця 2.21).

Ці показники характеризують корисний ефект від використання виливків за призначенням, обумовлюють область їх застосування та грають звичайно основну роль при оцінці рівня якості. Результат оцінки залежить від правильності вибору номенклатури показників призначення, які часто є основою для оптимізації процесу управління якістю виливків та технологічних процесів.

Таблиця 2.21 - Номенклатура показників якості виливків

Назва показника якості	Позна-чення	Назва властивості, яка характеризується
Класифікаційні показники
Марка сплаву	МС	-
Клас точності	КТ	-
Група складності	ГС	-
Маса виливка, кг	М	-
Габаритні розміри, мм	Г	-
Показники призначення
Тимчасовий опір, МПа	ув	Міцність
Границя текучості, МПа	ут	Те саме
Відносне подовження, %		Пластичність
Відносне звуження, %	ш	Те саме
Ударна в'язкість, кДж/м2	КС	Опір руйнуванню при ударі
Верхня границя твердості, НВ	ТВ	Оброблюваність, зносостійкість
Нижня границя твердості, НВ	ТН	Оброблюваність, зносостійкість, стійкість проти механічних ушкоджень поверхні
Нерівномірність твердості	ДНВ	Рівномірність зносу
Мікроструктура	МКР	Експлуатаційні та механічні властивості
Показники технологічності та економного використання металу
Припуски на механічне оброблення, мм	П	Трудомісткість при механічному обробленні
Допуски розмірів виливка, мм	ДР	Розмірна точність
Товщина необроблюваних стінок та ребер, мм	ТС	Металоємність
Допуски по товщині необроблюваних стінок і ребер, мм	ДТ	Розмірна точність
Зміщення від площинності поверхні на довжині 600 мм	ЗП	Те саме
Допуски маси виливка,%	ДМ	Точність за масою
Показники якості поверхні
Шорсткість поверхні за ГОСТ 2793-73, мкм	Ш	Зовнішній вид
Економічні показники
Економічний ефект, грн	Е	Економія при виготовленні та споживанні виливків

Виливки з кольорових сплавів класифікують за групою контролю. Так для виливків з кольорових сплавів відповідального призначення встановлені 3 групи:

1) вибіркові випробування механічних властивостей на зразках , які вирізані з виливків або на зразках, окремо відлитих з металу кожної плавки, а також поштучний контроль виливків на щільність (рентгенівська дефектоскопія);

2) випробування механічних властивостей на зразках, окремо відлитих з металу кожної плавки, або вибіркові випробування зразків-свідків, виготовлених разом з виливком, а також за необхідності поштучний або вибірковий контроль на герметичність;

3) Поштучне або вибіркове випробовування виливків на твердість.

ВИСНОВКИ

1. В проекті на основі характеристики конструкції деталі і аналізу технічних вимог було обрано матеріал виливка - чавун з пластинчастим графітом марки КЧ30-6 ГОСТ 1235-79, обґрунтовано спосіб лиття - у піщану форму, по вологому, методи виготовлення ливарної форми - машинне формування струшуванням з до пресуванням і ливарних стрижнів - із ХТС.

2. Виходячи із загальної конфігурації, маси і розмірів деталі, положення оброблюваних поверхонь та інших умов одержання якісного виливка, на кресленні деталі розроблено технологічні вказівки елементів ливарної форми.

3. Визначено точність виливка і точність модельного комплекту: точність виливка 8-5-11-8 ГОСТ 26645-85; точність МК7-деревина ГОСТ 3212-92.

4. Для одержання виливка, котрий віднесено по складності до 2 групи, передбачено використання одного ливарного стрижня - горизонтального. Визначено розміри знаків на стрижні і моделі.

5. С урахуванням конструкції ливарної моделі и мінімально допустимих товщі шару формувальної суміші на різних ділянках форми розраховано кількість виливків в одній формі - 1 шт., та визначено габаритні розмірі опок - 170/170 х 150/150 х 58/51 мм.

6. За методом Г.М.Дубицького розраховано литникову систему. Прийнято таке співвідношення між перерізами елементів литникової системи - F _ж :F _шл:F _ст = 1 : 1,2 : 1,4.

7. Зроблено вибір типу і конструкції ливарних опок, модельних плит, а також розроблено конструкцію ливарної моделі.

8. Обрано склади формувальної і стрижньової суміші для виготовлення ливарної форми.

9. Обрано технологічне обладнання для виготовлення ливарних напівформ, ливарних стрижнів і заключних операцій виготовлення виливка.

10. Встановлено параметри заливання ливарної форми: температура заливання-1430-1350^оС, місткість заливального кранового ковша барабанного типу - 0,5 т.

11. Контроль якості виливків здійснюється за 5 показниками.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Результаты переписи мирового литейного производства // Литейное производство.- 2012. - № 2.- С.28-33.

2. Скарбинский М. Конструирование отливок/ Пер. с польск.- М.-Л.: Машгиз, 1961.-574 с.

3. Анисимов Н.Ф., Благов Б.Н. Проектирование литых деталей: Справочник.-М.: Машиностроение, 1967.- 272 с.

4. Котешов М.П., Колотило Є.В., Іванова Л.Х. Точності деталей і виливків. Припуски на механічне оброблення: Навч. посібник.- Д.:НМетАУ, 2009.-72 с.

5. Абрамов Г.Г., Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика.-3-е изд., перераб и доп.-М.: Высш.шк., 2010.- 319 с.

6. Методические указания и справочные данные для выполнения технологической части дипломного проекта для студентов специальности 11.06/ Сост.: Н.П. Котешов и др.-Д.:ГМетАУ, 1996.-100 с.

7. Котешов М.П. та ін. Литникові системи / М.П. Котешов, В.Є. Хричиков, Є.В. Колотило, Л.Х. Іванова: У 5-х частинах. Частина 2: Навч. посібник.- Д.- НМетАУ, 2005.- 52 с.

8. Сафронов В.Я. Справочник по литейному оборудованию.-М.: Машиностроение, 1985.- 320 с.

9. Иванова Л.Х., Колотило Е.В. Стандартизация в курсовом и дипломном проектировании.-Д.: НМетАУ, 2010.- 162 с.

10. Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник/ Под общ.ред. С.С. Жуковского.-М.: Машиностроение,1993.-432 с.

11. Справочник литейщика. Чугунное литье / Под общ.ред. Н.Н. Рубцова.-М.: Машгиз, 1961.- 774 с.

12. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика.-М.: Машиностроение, 1988.

Размещено на Allbest.ru