Изготовление отливок

Литниковой системой называют совокупность элементов литейной формы в виде каналов и полостей, предназначенных для подвода расплава в форму, ее заполнения и питания отливки при ее затвердевании. Литниковая система состоит из следующих элементов:

- Литниковая чаша - предназначена для приема расплавленного металла (расплава) и подачи его в полость формы;

- Стояк - вертикальный или наклонный канал, служащий для подачи расплава в другие элементы (кроме чаши) литниковой системы или непосредственно в рабочую полость формы;

- Шлакоуловитель - предназначен для задержания неметаллических включений (шлака, песчаных частиц и др.) расплава, поступающего затем в питатели;

- Питатель - канал, обеспечивающий подвод расплава в полость литейной формы;

- Выпор - вертикальный канал, служащий для вывода газов из формы, контроля заполнения рабочей полости расплавом и питания отливок при затвердевании;

- Прибыль - полость в форме, которая заполняется расплавом для питания массивных частей отливки при затвердевании.

2.7 Основные технологические переделы получения отливок в разовые песчаные формы

4.1 Основные параметры

G

Fпит = ------------------- см2, где

µ ? ?

G - вес 1-й отливки с литниковой системой (без чаши) кг;

µ - общий коэффициент расхода в литниковой системе = 0,32 (зависит от характера заливаемой формы (сырая) и сопротивления формы (средняя));

? - время заливки, сек;

? - плотность сплава, кг/м3;

Нср - средний гидростатический напор, определяемый по формуле:

hв2

Нр = Нст - ----- м, где:

2h0

Нст - высота стояка = 126мм;

h0 - общая высота отливки = 175,5мм.

hВ - при заливке по разъему = 0,5h0,

?=S1 G, сек, где:

S1 - постоянный коэффициент = 1 (зависит от температуры металла и жидкотекучести (нормальные) и способа подвода металла (на половине высоты отливки)).

? - преобладающая толщина стенок отливки = 25мм.

Для нашей отливки:

G = 0,85кг; µ = 0,32;

? = 1 =2,77с;

0,176

Нср = 126 - --------- = 0,104 м;

8

0,85

Fпит = ------------------------------------------ = 1,22см2 (расчетное)

0,32 2,77 7850

Определяем фактические габариты питателя:

2,5 + 2,2

Fпит =------------ 0,5 = 1,175 см2

2

Определив размеры питателей, расчет стояка и шлакоуловителя производят с учетом того, что литниковая система в данном случае должна быть замкнутой (запирающейся), и необходимо выдержать соотношение:

4.2 Шлакоуловитель

Fшл = Fпит 1,1 =1,22 1,1 = 1,34 см2 (расчетное)

Определяем фактические размеры шлакоуловителя:

1,0 + 1,2

Fшл =------------ 1,2 = 1,32 см2

2

4.3 Стояк

Fст = Fпит 1,2 = 1,22 1,2 = 1,46 см2 (расчетное)

Определяем фактические размеры стояка:

Fст = ?r2=3,14 0,72 =1,5 см2,

O = 14 мм

4.4 Прибыль и выпор

Так как данная отливка имеет маленькие габаритные размеры и вес, то прибыль на каждую отливку мы не ставим, а для вывода газов из формы, контроля заполнения рабочей полости расплавом и питания отливок при затвердевании мы поставим выпор.

В нашем случае выпор будет служить каналом.

O выпора принимаем = 17 мм

5. Модельный комплект

Модельный комплект - это совокупность приспособлений, предназначенных для получения рабочих полостей в литейной форме; включает литейную модель, модели элементов литниковой системы.

По способу изготовления литейной формы различаю модельные комплекты для машинной и ручной формовки.

По габаритным размерам различают мелкие и крупные модельные комплекты. Мелкие до 500мм, средние от 500мм до 1500мм, крупные свыше 1500мм.

По сложности конструкции модельные комплекты классифицируют на простые, средней сложности и сложные.

По роду материала, применяемого для изготовления модельных комплектов, их классифицируют на деревянные и неметаллические (для ручной формовки) и металлические (для машинной формовки).

Модельные комплекты изготавливают по рабочим чертежам деталей с нанесенной на них литейной технологией.

Модельные комплекты из металла изготавливают на металлорежущих станках, а деревянные - на деревообрабатывающих.

При изготовлении модельных комплектов обязательно должны учитываться:

- Формовочные уклоны. Формовочными называют уклоны, выполненные на вертикальных стенках моделей. Их назначаю согласно ГОСТ 3212-92 и выполняют в направлении извлечения модели из формы.

- Припуски на усадку. Усадкой называют уменьшение объема сплава при переходе его из жидкого состояния в твердое и при охлаждении в твердом состоянии. Усадка углеродистых сталей (20Л и т. д) от 1,5% до 2,2%.

6. Оборудование для изготовления литейных форм

Оборудования для изготовления литейных форм предназначено для уплотнения формовочных смесей с целью достижения такой плотности и прочности, при которых изготовленная литейная форм под влиянием статического, динамического и химико-термического воздействия заливаемого в нее металла определенный период сохраняет неизменными размеры и формы полости и обеспечивает получение заданной отливки с требуемой поверхностью.

Выделяют следующие основные методы уплотнения смесей при формообразовании:

- прессование;

- встряхивание;

- их комбинации;

- пескометание.

При прессовании смесь в форме уплотняется в результате приложения значительного сжимающего усилия. Имеющееся в смеси связующее вследствии своей текучести заполняют промежутки между зернами песка. В процессе уплотнения смеси происходит ее перетекание из более уплотненных мест в менее уплотненные.

При встряхивании под действием ударных нагрузок, создающих в смеси сжимающие силы инерции, происходит уплотнение смеси. Установленные на встряхивающий механизм модельная плита с моделью и опока, наполненная смесью, поднимаются на определенную высоту, с которой затем падают вниз и ударяются о препятствие (ударную поверхность). Модельная плита с моделью и опока внезапно останавливаются, в то время как формовочная смесь продолжает движение под действием сил инерции и уплотняется на некоторую величину.

Их комбинации: встряхивание с последующей подпрессовкой; встряхивание с последующим подключением прессования без остановки встряхивания.

Пескометание заключается в скоростном перемещении определенных объемов смеси в опоку так, что смесь при этом одновременно заполняет опоку и уплотняется. Смесь с большой скоростью выбрасывается из емкости в опоку, где в результате удара о препятствие (модель либо предыдущие порции смеси) уплотняется сжимающими силами инерции.

6.1 Машина формовочная встряхивающая с допрессовкой без поворота полуформ мод. 91271БМ

Предназначена для формовки верхних и нижних полуформ в условиях серийного производства.

Машина производит следующие основные операции:

- встряхивание;

- подвод прессовой траверсы в рабочее положение;

- прессование; подъем протяжной рамки;

- вытяжку;

- возврат траверсы в исходное положение;

- возврат протяжной рамки.

Для осуществления данных операций машина имеет встряхивающий и прессовый поршень, подвижную прессовую траверсу и механизм вытяжки.

6.2 Устройство машины

Литая станина является цилиндром для прессового поршня, в центральной части которого запрессована гильза, которая служит цилиндром для встряхивающего поршня. Ход прессового поршня ограничен двумя стопорными шпильками. На развитой подошве станины размещен механизм вытяжки, состоящий из двух цилиндров, штоки которых связаны рамой. На последней расположены четыре вытяжных штифта. К встряхивающему столу прикреплен вибратор, автоматически включающийся в момент вытяжки. Прессовая траверса с механизмом поворота размещена на верхней части колонны, жестко связанной со станиной. Поворот осуществляется пневмоцилиндром, шток-рейка которого обкатывается вокруг шестерни, неподвижно укрепленной на оси колонны. Траверса вращается на шариковом упорном подшипнике. В машине регулируется продолжительность цикла встряхивания и прессования, скорость поворота траверсы, скорость вытяжки, продолжительность работы вибратора. Изменением длины штифтов регулируется высота вытяжки. Плавность вытяжки обеспечивается подачей масла в полость цилиндров.

7. Технология механической обработки

7.1 Описание механической обработки на станке 16К 20Ф3

Для получения размера 140мм с шероховатостью поверхности Rz 40 проводят операцию подрезка торца. В качестве режущего инструмента используют проходной резец. Деталь закрепляют на токарном станке 16К20Ф3 в трех кулачковом патроне. В процессе подготовки программы обработки детали на токарном станке с ЧПУ согласуют системы координат станка, патрона, детали и режущего инструмента. Токарный станок 16К20Ф3 является самым распространенным в производстве.

В системах управления токарными станками с ЧПУ предусмотрена возможность ввода коррекций на положение инструмента для компенсации упругих деформаций и износа. При этом кооректирующие переключатели выбираются программой обработки либо на всю зону обработки одним инструметом, либо на отдельные поверхности.

Резец закрепляют в резцедержателе станка. Вылет резца принимают не более 1.0-1.5 высоты его стержня. Вершину резца устанавливают строго по центру или немного выше. Основными частями резца являются рабочая и режущая часть. В качестве крепежных элементов резца применяют прокладки, опорные пластины, регулировочные элементы.

Рабочая часть резца характеризуется инструментальным материалом, твердостью, формой, размерами, способом присоединения к корпусу. В данном случае при обработке заготовки из стали 25Л принимаем рабочую часть из быстрорежущей стали. Форма заточки передней поверхности резцов из быстрорежущей стали определяется по ГОСТ 18877-73.

Корпус резцов характеризуется формой и размерами поперечного сечения, материалами и твердостью. Форма сечения резцов бывает прямоугольная, квадратная круглая, в зависимости от назначения резца. В качестве материала принимаем конструкционную сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Рабочая часть с корпусом соединяется посредством сварки. Размеры поперечного сечения корпуса резца выбирают в зависимости от силы резания, материала корпуса и вылета резца.

7.2 Расчет режимов резания

Расчет длины рабочего хода

Lрх = Lрез + y + Lдоп

Lрез = 15,0 мм

y - подвод, врезание, перебег

y = yподв + yврез + yп

yврез = 2,0 мм

yподв + yп = 6,0 мм

y = 2,0 + 6,0 = 8,0 мм

Lрез =15,0 + 8,0 = 23,0 мм

Назначение подачи s0 (мм/об)

для обработки стали 25Л с требуемым параметром шероховатости Rz=40 мкм

s0 = 0.3 - 0.4 мм/об

По паспорту станка принимаем s0 = 0,3 мм/об

Определение стойкости инструмента

Tр = Тм +

Тм - стойкость в минутах машинной работы станка

Тм = 50 мин

- коэффициент времени врезания

= Lрез / Lрх

= 15 / 23 = 0,65

Tр = 50 0,65 = 32,5 мин

Расчет скорости резания V в м \ мин и числа оборотов шпинделя n в мин

V = Vтоб Кnv Kчv

Vтоб = 167 м\мин

Кnv = 0,8; Kчv = 1

V =167 0,8 1 = 133,6 м\мин

1000 V 1000 133,6

n = ------------ = ----------------- = 1418 об

? d 3,14 30

По паспорту станка принимаем n = 1420 об

? d n 3,14 30 1420

V = ------------ = ----------------------- = 134 м \ мин

1000 1000

Расчет основного машинного времени

Lрх 23

tм = --------- = -------------- = 0,05 мин

s0 0,3 1420

Определяем мощность резания

N = 1,7 кВт

Поправочный коэффициент при ?=45° , j=10° k=1

134

Nрез = 1,7 ------- 1 = 0,23 кВт

1000

Nэф = Nдв ?

Nэф = 6,3 0,8 = 5,04кВт

Nрез ? Nэф; 0,23 ? 5,04 - обработка возможна

Определение вспомогательного времени

Тв = Т1 + Т2 + Т3 , где

Тв = 0,6 мин

Т1 - время на установку и снятие детали Т1= 0,44 мин

Т2 - время на контрольное измерение Т2 = 0,14 мин

Т3 - время связанное с переходом Т3 = 0,02 мин

Определяем оперативное время

Топ = Тв + Тм

Топ = 0,6 + 0,05 = 0,65 мин

Определяем время обслуживания

Тобсл = 3,5% Топ = 3,5% 0,65 = 0,02мин

Определяем время на отдых

Тотдых = 4% Топ = 4% 0,65 = 0,026мин

Подготовительно заключительное время

Тп.з = 16 мин

Тшт = Топ + Тобсл + Тотдых

Тшт = 0,65 + 0,02 + 0,026 = 0,7 мин

Определяем штучно-калькуляционное время

Тп.з

Тшт.к = Тшт + ------, где

n

n - количество обрабатываемых деталей

16

Тшт.к = 0,7 + ------ = 16,7 мин

1

Список использованных источников

Размещено на Allbest.ru