7 Разработка конструкции стержневого ящика

Для изготовления требуемого стержня используем разъемный стержневой ящик. Ящик выполнен из пиломатериалов хвойных пород.

Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик очищают от пыли, протирают вручную рабочую часть керосином и располагают на столе верхней частью вниз. Заполняют всю полость ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой. Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Вторую половину изготавливают аналогично. Готовые составляющие направляют в сушильную печь, после сушки склеивают и покрывают противопригарной краской. Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТу 11961-87.

Толщина стенок ящиков назначается конструктивно.

Длина горизонтального знака стержня составит 160 мм. Формовочные уклоны на знаке составят 5⁰ и 6⁰ при такой длине знака.

Зазоры между стержнем и формой равны 2 мм.

8 Разработка чертежа технологичной детали

В результате анализа технологичности предлагается новый чертеж детали.

На чертеже нанесены указания литейной технологии, т.е. элементы литейной формы и отливки:

1. положение отливки в форме, разъемы формы и модели;

2. припуски на механическую обработку, литейные уклоны, конфигурация стержня;

3. направление каналов для вывода газов;

4. разъемы стержневых ящиков и направление их набивки

5. литниковая система.

9 Расчет литниковой системы

Литниковая система – система каналов для подвоза металла в литниковую форму. Литниковая система должна обеспечивать непрерывную заливку в форму очищенного металла с определенной скоростью. При этом не должно быть разрушения формы потоком металла, а отходы металла на литниковую систему должны быть минимальными.

Шлакоуловители и питатели располагают в полости разъема формы. В целях уменьшения вероятности размыва формы, питатели располагают так, чтобы струя металла была направлена вдоль полости. Элементы литниковой системы указаны на чертеже детали.

Во избежание усадочных раковин следует предусмотреть прибыль. Диаметр окружности, вписанной в подприбыльную часть, составляет d₁ =  100 мм.

Толщина прибыли у основания t_пр и высота h_пр будут равны:

t_пр=1,4d₁=140 мм,

h_пр= 1,6t_пр=224мм,

прибыль открытая, поэтому выпор не предусматривается.

Для расчета поперечных сечений литниковой системы найдем объем V_отл и массу отливки M_отл.

M_отл=V_отл =7,415000 =110 кг,

где  - плотность стали.

Время заливки металла в форму

,

где s- коэффициент, учитывающий жидкотекучесть сплава (s=1.5); t- средняя толщина стенки отливки.

Для выбранного способа подвода металла необходимо рассчитать размеры поперечных сечений системы, чтобы обеспечить оптимальную скорость заливки или оптимальное время заполнения формы:

Общая площадь питателей составит:

где =0,3- коэффициент сопротивления литниковой системы;

- средний гидростатический напор.

Н_ср= 300 –125²/(2250)=270мм = 27 см

Суммарная площадь шлакоуловителя: F_шл=1,1F_п=1,12,7=3,0 см². Площадь стояка F_ст=1,15F_шл=1,152,7=3,1 см².

Литниковая система состоит из круглого стояка, шлакоуловителя и двух питателей. Поток металла на выходе из стояка и шлакоуловитель делится пополам и далее через питатели выходит в форму.

Сечение питателя представляет собой трапецию высотой h_п с основаниями а_п и b_п, которые определим из соотношений:

F_п=F_п/2=h_п(а_п+b_п)/2=0,5а_п (а_п+0,8а_п) /2;

2700/2=0,5а_п (а_п+0,8а_п) /2;

а_п=54 мм; b_п=43 мм; h_п=27 мм.

Размеры сечения шлакоуловителя а_шл, b_шл, h_шл найдем аналогично:

F_шл=F_шл/2=h_шл(а_шл+b_шл)/2=0,5а_шл (а_шл+0,8а_шл) /2;

а_шл=57 мм, b_шл=46 мм, h_шл=29 мм.

Диаметр стояка в нижней части d_ст=1,13F_ст =1,133100=62 мм, в верхней – на 20% больше.

По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие деревянные модели для получения каналов в форме.