Технология изготовления отливки "Крышка"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Анализ конструкции литой детали

2. Выбор материала отливки

3. Обоснование способа получения отливки

4. Оценка технологичности литой детали. Определение группы сложности

5. Выбор положения отливки в форме

6. Число и конструкция стержней

7. Определение количества отливок в форме. Определение размеров опок

8. Назначение припусков на механическую обработку, определение формовочных уклонов

9. Выбор типа литниково-питающей системы. Расчет всех элементов ЛПС

10. Разработка конструкции модельной оснастки. Конструкция стержневого ящика

11. Технологический процесс изготовления форм и стержней. Метод изготовления форм и стержней. Выбор технологического оборудования

12. Состав формовочных и стержневых смесей, свойства смесей

13. Расчет продолжительности затвердевания и выдержки отливки в форме

14. Заключительные операции

15. Контроль качества отливок

Список литературы



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. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ЛИТОЙ ДЕТАЛИ

Деталь "Крышка" представляет собой ступенчатый цилиндр, диаметром 500 мм. Цилиндр имеет внутреннюю полость диаметром 280 мм и глубиной 202мм. В донышке цилиндра расположены 2 сквозных отверстия диаметром 85 мм, расстояние между центрами которых 155мм. На фланце толщиной 75 мм расположены 12 отверстий диаметром 41мм. Литая деталь "Крышка" представлена на рисунке 1.

Литая деталь "Крышка"

Рис. 1.



2. ВЫБОР МАТЕРИАЛА ОТЛИВКИ

Литая деталь "Крышка" при работе подвергается средним статическим и динамическим нагрузкам, поэтому целесообразно изготовить ее из нелегированной конструкционной стали 25Л, подвергаемой термообработке: нормализация 860-880 ?С, отпуск 600-630 ?С. Cталь данной марки обладает следующими свойствами:

Химический состав представлен в табл. 1.

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

Состав, % (Fe-основа)	Примеси, не более, %
C	Si	Mn	Ni, Не более	S	P
0,32-0,40	0,2-0,52	0,45-0,90	0,3	0,040	0,040

Технологические свойства:

Свариваемость - ограниченно свариваемая, рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Склонность к отпускной способности - не склонна;

Механические свойства:

Предел прочности ув = 450 МПа

Предел текучести ут = 240 МПа.

Ударная вязкость KCU - 400 кДж/см²

Относительное удлинение - 19 %.

3. ОБОСНОВАНЕ СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ 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 "Крышка" имеет массу 116.4 кг и габаритные размеры 500250 мм. Требуемая размерная точность - 14 квалитет, чистота поверхности - R_a 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 "Крышка" 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 R_a 10 мкм, рационально выбрать гравитационное литье в песчано-глинистые формы.

4. ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ЛИТОЙ ДЕТАЛИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРУППЫ СЛОЖНОСТИ

Технологичной называют такую конструкцию изделия или со- ставных ее элементов (деталей, узлов, механизмов), которая обеспечивает заданные эксплуатационные свойства продукции и позволяет при данной серийности изготовлять ее с наименьшими затратами.

Основными показателями, позволяющими оценить технологичность конструкции отливок, являются:

- коэффициент использования материала (КИМ)

КИМ = (1)

где - масса готовой детали, кг;

- масса металла, расходуемого для получения одной литой заготовки, кг.

На начальных стадиях проектирования

КИМ == 85.4%

- коэффициент необрабатываемых поверхностей (КНП)

КНП= (3)

где - площадь необрабатываемых поверхностей, м²;

- площадь поверхностей всей отливки, м².

КНП = = 0%

Кроме этих показателей для количественной оценки технологичности конструкции отливки используются следующие критерии:

- коэффициент конструктивной сложности

0 ? ? 1



Данная отливка может быть вписана в габаритный цилиндр, тогда

м = 2·д_пр.·( 1/ R + 1 / l ); (4)

где R - радиус габаритного цилиндра, м;

l - длина образующей габаритного цилиндра, м;

(5)

- объем отливки, м³; - площадь поверхности отливки, м²; - масса отливки, кг; - плотность материала отливки, кг/ м³;

д_пр. = 0,01617 / 7,1?0,023835 = 2,6 / 0,311 = 0,0071 м;

м = 2·0,0071·( 1 / 0,0225 + 1 /0,078 ) = 0,78;

-коэффициент габаритности

(6)

Где - объем габаритного тела описанного по габаритным размерам отливки, ;- масса отливки, кг.

Чем меньше коэффициент габаритности, тем технологически рациональнее конструкция отливки.

K_V =3,14*6.25*2.5/116.4 = 0,42



-коэффициент точности обработки

К_т.ч = 1 - =1-1/14=0,93 (7)

где IT_ср - средний квалитет точности обработки

IT_ср =У(IT_i ?n_i)/n_У =14 (8)

где IT_i - квалитет точности;

n_i - количество размеров, имеющих точность соответствующего квалитета;

n_У - общее количество принятых во внимание размеров детали.

-коэффициент шероховатости поверхности

К_ш = 1-=1-0,1=0,9 (9)

где R_аср - среднее числовое значение параметра шероховатости поверхности для всех обрабатываемых поверхностей, мкм.

R_{а ср}= У(R_ai?m_i)m_У =10 (10)

где R_ai - числовое значение параметра шероховатости поверхности, мкм;

m_i - количество поверхностей, имеющих соответствующую шероховатость;

m_У - общее количество, принятых во внимание поверхностей.

Значение коэффициентов точности обработки и шероховатости поверхности представлены в табл. 2.



Таблица 2 - Технологическая характеристика детали "Рычаг"

Поверхность оформления	Квалитет точности	Шероховатость поверхности Ra, мкм
	IT14	10
Диаметр
500	14	10
420	14	10
360	14	10
330	14	10
280	14	10
85	14	10
41	14	10
Линейный размер
250	14	10
155	14	10
75	14	10
48	14	10
5	14	10
110	14	10
75	14	10
45	14	10
32	14	10
25	14	10
Фаска
10?45?	14	10
5?45?	14	10
Итого:
n, m	19	19
ITi ?ni	266	-
Rai?mi	-	190
	ITср =14	Rа ср=10
	Кт.ч =0,92	Кш =0,83

Учитывая полученные значения коэффициентов можно сделать вывод, что конструкция данной отливки низко-технологичная.

Группа сложности отливок, изготовляемых литьем в ПГФ, определяется по десяти классификационным признакам. Анализ данных признаков приведен в табл.3.



Таблица 3 - Группа сложности отливки

Основные признаки сложности	Группы сложности
1) Конфигурация поверхности	1
2) По массе	2
3) По максимальному габаритному размеру	1
4) По толщине основных стенок	1
5) Характеристика выступов, рёбер, углублений, отверстий	1
6) Кол-во отъемных частей модели	1
7) Кол-во стержней в форме	2
8) Х-ка мех. обработки литой детали и наличие требований по шероховатости обработки поверхностей	2
9) Группа по назначению	1
10) Особые технические требования	1

По совокупности представленных в табл.3 классификационных признаков групп сложности, можно сделать вывод, что данная конструкция отливки относится к 1 группе сложности.

5. ВЫБОР ПОЛОЖЕНИЯ ОТЛИВКИ В ФОРМЕ

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.

6. ЧИСЛО И КОНСТРУКЦИЯ СТЕРЖНЕЙ

Стержни, как правило, ставят в форму после сушки, чтобы увеличить их прочность и уменьшить газотворность. Точность фиксации стержня в форме обеспечивается размерами и конфигурацией его знаковых частей, которые назначают по ГОСТ 3212-92 с учетом размеров стержня, способа формовки и его положения в форме. Конструкция и размеры стержня представлены на рисунке 3. Данный стержень по степени сложности относится к 4 классу сложности - стержни, имеющие несложную форму с относительно большими стержневыми знаками, применяются для оформления обрабатываемых и необрабатываемых поверхностей. Для исключения всплытия стержня при заливке, он имеет усиленный стержневой знак. Конструкция стержня представлена на рисунке 3.



Рис.3.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ОТЛИВОК В ФОРМЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОПОК

Учитывая габаритные размеры, а также конфигурацию отливки, принимаем количество отливок в форме равное 2 шт.

Чтобы расположить модель в опоках, нужно предусмотреть место для литниковой системы, а также определить расстояния между моделью и опокой, моделью и литниковой системой. Расстояние от модели или литниковой системы до боковой стенки опоки для средних отливок составляет 100 мм, слой смеси над моделью - 100мм, расстояние от нижнего знака стержня до низа опоки - 80 мм.

Согласно ГОСТ 14985-69 принимаем 2 цельнолитые стальные прямоугольные опоки с размерами в свету 1400?1000?400 (0272-0169) и 1400?1000?200 (0161).

Исходя из выбранной опоки, согласно ГОСТ 20118-74, принимаем модельную плиту 0280-1671/001.



8. НАЗНАЧЕНИЕ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМОВОЧНЫХ УКЛОНОВ

Для того чтобы определить припуски на обработку, необходимо определить нормы точности отливки. В табл. 4 представлены нормы точности отливки.

Таблица 4 - 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. 5). По ГОСТ 3212-92 принимаем формовочные уклоны для металлических моделей 0?45'

литой крышка стержень уклон

Таблица 5 - Припуски на механическую обработку

Последовательность назначения	Обрабатываемые резанием поверхности отливки
	А	В	С	D	E	F
Номинальный размер от базы до обрабатываемой поверхности, мм	O 85	O280	O 330	O 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

9. ВЫБОР ТИПА ЛИТНИКОВО-ПИТАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ. РАСЧЕТ ВСЕХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛПС

Л.с. должна способствовать выполнению принципа равномерного или направленного затвердевания отливки. Она служит для частичного питания жидким металлом отливки в начальный момент ее затвердевания.

Так как отливка располагается в нижней части полуформы, подвод металла производится сверху. Принимаем верхнюю боковую литниковую систему, обеспечивающую заполнение нижней части отливки сверху.

Рис.5.

Расчет прибылей

По формуле И.Пржибыла проводим расчет прибылей:

(11)



где H - высота прибыли, дм;

D - толщина прибыли, дм;

V_п.y - объем части отливки, питаемой данной прибылью, дм³;

в - усадка сплава при затвердевании в интервале температур: температура литья - температура солидуса;

x - коэффициент "неэкономичности" прибыли равный отношению объёма прибыли к объёму сосредоточенной усадочной раковины;

N - коэффициент, учитывающий геометрические параметры прибыли.

Расчёт диаметра прибыли:

(12)

Отсюда D = 1,336 дм.

Принимаем прибыль: открытую, кольцевую, отрезаемую, которая обеспечит хорошее питание отливки и формирование усадочной раковины в прибыли. Питание "полочек" обеспечиваем технологической перемычкой диаметром 40 мм. Для отвода газов и питания нижней "полочки" принимаем питающий выпор диаметром 40 мм.

Расчет оптимальной продолжительности заполнения полости формы производится по формуле:

ф_опт=s₁₁, (13)

где s₁ - коэффициент продолжительности заливки, зависящий от рода сплава, температуры заливки, типа литниковой системы и т.д.

д - преобладающая толщина стенки отливки, мм;

Q₁ - норма расхода жидкого металла на одну форму, кг.

Q₁=(1,1·Q_отл+3 Q_пр)n (14)

где n - количество отливок в форме,

Q_отл - масса жидкого сплава на одну отливку.

Q₁=( 1,1·136,3+3·7,56345,2кг

ф_опт=1,4 .

Расчет площади лимитирующего сечения литниковой системы:

F_min= , (16)

где µ - коэффициент гидравлического сопротивления литниковой системы и формы,

с - плотность расплава, кг/м³,

g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²,

H_p - расчетный средний металлостатический напор, м.

Н_р = Н₀=0,2м

F_min=м² = 21 см².

Лимитирующим является сечение питателя:



Следовательно:

Принимаем питатель трапециевидной формы (Рис. 5.) с размерами:

Рис. 5.

Принимаем шлакоуловитель трапециевидной формы (Рис. 6.). Исходя из полученных значений размеры шлакоуловителя составят:

Рис. 6.



Принимаем стояк круглого сечения (Рис. 7.):

Рис. 7.

10. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ. КОНСТРУКЦИЯ СТЕРЖНЕВОГО ЯЩИКА

Процесс производства моделей, стержневых ящиков и других элементов модельного комплекта независимо от рода выбранного материала является очень сложным, дорогим и трудоемким.

Для серийного производства рациональнее выбирать металлические модельные комплекты, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с деревянными - это долговечность, точность размеров, небольшая шероховатость рабочих поверхностей и отсутствие деформации [4].

Различные детали модельного комплекта изготовляют из различных сплавов. Для наиболее ответственных деталей, таких как модели и стержневые ящики, выбирают сплавы, обеспечивающие максимальную долговечность комплекта. Наиболее распространенными материалами моделей, предназначенных для получения песчано-глинистых форм, являются сплавы на основе алюминия и серые чугуны [4].

Модели и стержневые ящики из легких алюминиевых сплавов значительно облегчают условия труда. При тщательном уходе за алюминиевыми моделями по ним может быть получено до 40 тыс. форм [4].

Поэтому для изготовления модели выбираем алюминиевый сплав марки АК9 (сплав на основе Al-Si-Mg) по ГОСТ 1583-93. Учитывая габаритные размеры модели, изготовляем ее монолитной.

Формовочные уклоны для модели составляют 0?45' по ГОСТ 3212-92 (формовочные уклоны формообразующих поверхностей модельных комплектов, предназначенных для форм, твердеющих вне контакта с оснасткой). Размеры знаков должны быть увеличены против номинальных размеров на величину зазоров, предусмотренных чертежом собранной формы. Чертеж металлической модели, предусматривает увеличение ее размеров против размеров детали, для отливки которой она предназначается, на величину усадки сплава, из которого будет отливаться деталь. Учитывая усадку алюминиевых сплавов, увеличиваем размеры модели отливки и литниково-питающей системы на 1%. Монтаж моделей на подмодельных плитах осуществляют по разметке. На модель и плиту наносят разметочные риски. При наложении модели на плиту риски должны совмещаться. Затем просверливаются сквозные отверстия для фиксирующих штифтов. Разметку и нанесение рисок следует выполнять не произвольно, а принимая за базовую линию ось контрольного штыря каждой плиты. При монтаже моделей на плиты следует учитывать размеры и конструкцию опок [4], (Рис.8.).

Рис.8.



Независимо от способа изготовления стержней ящики должны быть возможно легче. Размеры бортиков и конструкция ребер жесткости у стержневых ящиков зависят от толщины тела ящика. У стержневых ящиков, состоящих из двух или более частей, должно быть обеспечено точное взаимное фиксирование частей ящикаи взаимное крепление их между собой. Рациональной конструкцией является регулируемый штырь. Эта конструкция позволяет в процессе эксплуатации, по мере износа штыря и втулки, регулировать установку штыря по высоте, ликвидируя этим качку втулки на штыре. Скрепление отдельных частей стержневого ящика осуществляется с помощью особых затворов. Наиболее распространенными являются две конструкции: затвор с барашком и затвор со скобой. Преимуществом барашкового затвора является его легкий вес и простота изготовления, но его применение снижает производительность рабочего стерженщика, поскольку процесс завертывания и отвертывания барашков занимает много времени. Затворы со скобой удобны в эксплуатации, требуют мало времени на стягивание половин ящика и отбрасывание скобы после набивки ящика, но сравнительно сложны в изготовлении. Отдельные поверхности и части стержневого ящика подвержены усиленному износу. К ним относятся: плоскости набивки, вкладыши по контуру врезки в ящик, гнезда вкладышей и отдельные выступающие части ящика [6].

11. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ. МЕТОД ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

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.

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.



12. ЗАЛИВКА ФОРМ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАЛИВКИ; ВЫБОР КОВША

Для получения всех контуров отливки в полном соответствии с конфигурацией модели заливаемая в литейные формы сталь должна обладать достаточной жидкотекучестью. При недостаточной жидкотекучести стали возможны образования недоливов, спаев, а также получение неровной поверхности стенок отливок. При изготовлении отливок из углеродистой стали разных марок чаще всего достаточно иметь перегрев стали на 30 - 60? С, чтобы обеспечить хорошую заполняемость литейных форм. Для стали 25Л температура заливки составит 1600 ± 5?С [3].

В сталефасонном производстве применяют два вида ковшей: чайниковые и стопорные. Для заливки принимаем стопорный ковш емкостью 2т, с числом стопоров - 1, который обеспечит 6 заливок.

13. РАСЧЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ И ВЫДЕРЖКИ ОТЛИВКИ В ФОРМЕ

Расчет продолжительности затвердевания и выдержки отливки в форме проводим по формуле Баландина:

, (17)

где R - приведённый размер отливки, м;

b₂ - коэффициент теплоаккумуляции формы, 25600 Вт с^1/2(м²К);

С₁', С₁, с₁', с₁ - соответственно теплоемкости, 701 и 470 Дж/(кг К), и плотности, 6900 и 7200 кг/м³, жидкого и твёрдого сплавов;

Т_зал, Т_л, Т_с, Т_выб, Т_ф - соответсвенно температуры заливки, ликвидуса, солидуса, выбивки, формы, К;

S_эф - эффективная теплота кристаллизации сплава, 87000 Дж/кг.

Подставляя значения в формулу, получим:

ф_выб = 0,75·(0,25/14)² · [(0,701·6900·200)/1175 + (0,87 · 6900)/1177 + (0,47 · 7200 · 697)/ 480] = 0,000243 · [823,3 + 5,1 + 4913,85]² = 8012,5 с = 133,5 мин;

Рассчитанное значение времени полностью соответствует справочным данным [1].

По справочным данным [1] время охлаждения отливки до выбивки массой 100-200 кг составляет 2-4 часа.

14. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ

После заливки и охлаждения металла отливку выбивают из формы. При этом отработанная смесь транспортируется на переработку в смесеприготовительное, а отливки -- в обрубное отделения. Для выбивки отливок из формы применяются специальные вибрационные решетки или коромысла. Для этого форму ставят на раму вибрационной решетки и включают двигатель. Вследствие вибрации решетки формовочная смесь разрушается и высыпается через ячейки на ленточный транспортер, идущий в смесеприготовительное отделение. Отливки при этом могут оставаться на решетке или проваливаться вниз, где попадают на специальный конвейер и транспортируются в обрубное отделение.

При выбивке отливок из опок иногда частично выбиваются стержни. Но в большинстве случаев стержни выбивают в обрубном отделении одновременно с очисткой литья в простых барабанах (при мелком литье) или в гидрокамерах (при среднем и крупном литье).

Выбитые из формы отливки имеют на своей поверхности слой пригоревшей формовочной смеси, от которой отливку очищают в специальных агрегатах. Во время очистки литья из отливок удаляются также внутренние стержни вместе с их арматурой, холодильниками и другими технологическими элементами формы. Наиболее широко применяются следующие способы очистки литья: в простых барабанах, дробеметная очистка, гидропескоструйная и ручная. Принимаем гидропескоструйную очистку.

Основной недостаток простых барабанов -- большой шум, возникающий при их работе. Для уменьшения шума участки барабанной очистки необходимо выделять в отдельные помещения, в которых должно работать как можно меньше обслуживающего персонала. Для этого следует механизировать и автоматизировать загрузочные и разгрузочные операции.

Отделение литниково-питающей системы производится в обрубном отделении путем ее отрезки, после чего отливка подвергается зачистке. Цель зачистки -- удаление остатков литниковой системы после ее отрезки, снятие заусенцев и заливов и заглаживание линии разъема.

15. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОТЛИВОК

Дефекты в отливках (газовые раковины, усадочные раковины, ужимины, горячие трещины, пригар, пористость) образуются в результате нарушения технологического процесса, неудовлетворительного качества исходных материалов и др.

Основными способами оценки качества отливок являются: разметка, внешний осмотр, травление, гидравлическое испытание. Применяются также ультразвуковая, магнитная, рентгено- и гамма-дефектоскопия. Для определения механических свойств материала отливок могут отливаться пробные образцы.

Эти неразрушающие методы контроля в последнее время получили широкое применение как в массовом, так и в серийном производстве.

Магнитная дефектоскопия. В машиностроении широко применяются магнитные методы контроля для выявления мельчайших трещин, шлаковых включений и других дефектов, расположенных на незначительной глубине или частично выходящих на поверхность.

Магнитная дефектоскопия позволяет производить сплошную проверку качества ответственных отливок вместо выборочной проверки, связанной с разрезкой или порчей деталей. Этот способ основан на том, что в намагниченном изделии магнитный поток способен частично рассеиваться при встрече препятствий типа трещин, неметаллических включений и др.

Для выявления дефектов, расположенных вблизи поверхности отливки, ее зачищают, а проверяемую деталь намагничивают. В месте нахождения дефекта магнитный поток рассеивается и выходит на поверхность. Намагниченную поверхность детали поливают суспензией в виде жидкости, в которой во взвешенном состоянии находится магнитный порошок. В качестве жидкости чаще всего применяется минеральное масло, керосин или мыльный раствор. Оседающий на поверхности отливки порошок втягивается в область неоднородности вышедшего на поверхность магнитного потока (на месте дефекта отливки) и располагается в виде характерных полос или замкнутых линий. Поверхность отливки предварительно очищается дробью или металлическим песком, чтобы по ней могла свободно стекать эмульсия. Для выявления дефектов на деталях с темной поверхностью могут применяться окрашенные порошки. После испытания отливку необходимо размагнитить. Для намагничивания и размагничивания деталей и для проведения магнитного контроля наша промышленность выпускает различные типы стационарных и переносных магнитных дефектоскопов.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М.: Машиностроение, 1988. -272 с.

2. Голотенков О.Н. Формовочные материалы: Учебное пособие. - Пенза: Изд-во Пенз.гос.ун-та, 2004. - 164 с.

3. Василевский П.Ф. Технология стального литья. М.: Машиностроение

4. Балабин В.В. Модельное производство. М.: Машиностроение, 1970

5. Головин С.Я. Краткий справочник литейщика. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1960

6. Ложичевский А.С. Металлические модели. Проектирование и изготовление. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы,1958. - 360 с.

7. Болдин А.Н., Давыдов Н.И., Жуковский С.С. и др. Литейные формовочные материалы. Формовочные, стержневые смеси и покрытия: Справочник. - М.: Машиностроение, 2006. - 507 с.

8. Кечин В.А. и др. Проектирование и производство литых заготовок. Владимир. ВлГУ, 2002.

9. Зонненберг Н.Н. Проектирование и расчёт литниково-питающих систем: Учеб. пособие.- Самара,2004. - 40 с.

10. Проектирование заготовок в разовых песчаных формах: Учебно-метод. Пособие/СамГТУ; Сост. В.А.Дмитриев. Самара, 2002. - 56 с.

11. ГОСТ 3.1125 - 88. Правила графического оформления элементов литейных форм и отливок.

12. ГОСТ 26645 - 85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы, припуски на механическую обработку.

13. ГОСТ 3212 - 92 Комплекты модельные. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров.

Размещено на Allbest.ru