1. Разработка технологического процесса изготовления отливки в разовой песчаной форме

Разработка технологического процесса изготовления отливки в разовой песчаной форме выполняется в следующей последовательности:

1. Проектирование чертежа отливки;

2. Конструирование чертежа верхней и нижней частей модели;

3. Расчет элементов литниковой системы и выбор ее конструкции и места подвода к рабочей полости формы.

4. Разработка чертежа литейной формы в сборе.

Первоисточником для выполнения работы является конструкторский чертеж детали, выданный преподавателем. В чертеже указан тип производства (серийное или массовое), материал изделия, размеры детали и чистота обработки ее поверхностей (рис. 2.1.). Правила выполнения чертежей элементов литейной формы и отливки регламентированы ГОСТ 3.1125-88. В соответствии с этим ГОСТом и составлено данное руководство.

Рис. 2.1. Чертеж детали «ШКИВ»

Материал: СЧ 15, ГОСТ 1412-79; производство: серийное

Чертеж отливки составляется на основе чертежа детали. Разработка чертежа отливки начинается с выбора положения детали при заливке и определения плоскости ее разъема.

0. Выбор плоскости разъема

При выборе плоскости разъема формы следует руководствоваться следующими правилами:

1. На отливках, подвергаемых механической обработке, имеются базовые поверхности (установочные базы), которые служат опорой для крепления отливки на станке при ее механической обработке. Не допускается пересечение базовой поверхности плоскостью разъема.

2. Отливка должна располагаться в литейной форме так, чтобы ее наиболее ответственные обрабатываемые поверхности находились снизу или сбоку (по отношению к плоскости разъема формы), т.к. здесь металл всегда более плотен, менее загрязнен неметаллическими включениями и газовыми раковинами.

3. Во избежание перекоса отливку желательно располагать, если возможно, в одной полуформе.

4. Выбор плоскости разъема должен обеспечивать удобство формовки и свободное извлечение модели из формы.

5. Разъем должен быть прямолинейный, чтобы не затруднять сборку формы.

6. При изготовлении отливок типа тел вращения разъем выбирается, как правило, в плоскости двух наибольших взаимно перпендикулярных размеров.

При совпадении разъема формы с разъемом модели на линии разъема ставятся буквы МФ (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Обозначение разъема отливки, модели, формы.

0. Определение допусков на размеры отливок

Допуски на размеры назначаются ввиду невозможности изготовления отливки без отклонений действительных размеров от чертежных, называемых номинальными. Допуски выражают предельные отклонения в большую и меньшую сторону от номинального размера, указанного в чертеже. Величина допуска зависит от класса точности литья, размеров отливки, ее материала и др.

Размеры допусков на отливки из металлов и отливов из черных и цветных устанавливают по ГОСТ 26645-85 и выбирают по таблице 2.1.

0. Определение припусков на механическую обработку

После выбора плоскости разъема модели и литейной формы и согласования его с преподавателем следует вычертить тонкими линиями контур детали. Затем на этот чертеж нанести припуски на механическую обработку, литейные уклоны, указать плоскость разъема формы (модели) и проставить все необходимые для построения чертежа размеры.

Припуск на механическую обработку – это слой металла (на одну сторону), назначаемый на обрабатываемую поверхность для получения заданной чистоты поверхности и размеров, указанных в чертеже детали и снимаемый механической обработкой на металлорежущих станках. Назначать его следует только на те поверхности, которые подлежат в дальнейшем механической обработке. Величина припуска зависит от поля допусков на размеры отливок и от принятого ряда припусков и устанавливаются по табл. 2.2. (приложение 1).

Таблица 2.2.

Допуски размеров отливок	Основной припуск для рядов, не более
	1		2		3		4		5		6
До 0,12	0,2 0,4		-		-		-		-		-
Св. 0,12 до 0,16	0,3 0,5		0,6 0,8
Св. 0,16 до 0,20	0,4 0,6		0,7 1,0		1,0 1,4
Св. 0,20 до 0,24	0,5 0,7		0,8 1,1		1,1 1,5
Св. 0,24 до 0,30	0,6 0,8		0,9 1,2		1,2 1,6		1,8 2,2		2,6 3,0
Св. 0,30 до 0,40		0,7 0,9		1,0 1,3		1,4 1,8		1,9 2,4		2,8 3,2
Св. 0,40 до 0,50		0,8 1,0		1,1 1,4		1,5 2,0		2,0 2,6		3,0 3,4
Св. 0,50 до 0,60		0,9 1,2		1,2 1,6		1,6 2,2		2,2 2,8		3,2 3,6
Св. 0,60 до 0,80		1,0 1,4		1,3 1,8		1,8 2,4		2,4 3,0		3,4 3,8		4,4 5,0
Св. 0,80 до 1,0		1,1 1,6		1,4 2,0		2,0 2,8		2,6 3,2		3,6 4,0		4,6 5,5
Св. 1,0 до 1,2		1,2 2,0		1,6 2,4		2,2 3,0		2,8 3,4		3,8 4,2		4,8 6,0
Св. 1,2 до 1,6		1,6 2,4		2,0 2,8		2,4 3,2		3,0 3,8		4,0 4,6		5,0 6,5
Св. 1,6 до 2,0		2,0 2,8		2,4 3,2		2,8 3,6		3,4 4,2		4,2 5,0		5,5 7,0
Св. 2,0 до 2,4		2,4 3,2		2,8 3,6		3,2 4,0		3,8 4,6		4,6 5,5		6,0 7,5
Св. 2,4 до 3,0		2,8 3,6		3,2 4,0		3,6 4,5		4,2 5,0		5,0 6,5		6,5 8,0
Св. 3,0 до 4,0		3,4 4,5		3,8 5,0		4,2 5,5		5,0 6,5		5,5 7,0		7,0 9,0
Св. 4,0 до 5,0		4,0 5,5		4,4 6,0		5,0 6,5		5,5 7,5		6,0 8,0		8,0 10,0
Св. 5,0 до 6,0		5,0 7,0		5,5 7,5		6,0 8,0		6,5 8,5		7,0 9,5		9,0 11,0
Св. 6,0 до 8,0		-		6,5 9,5		7,0 10,0		7,5 11,0		8,5 12,0		10,0 13,0

Продолжение табл. 2.2.

Св. 8,0 до 10,0	-	-	9,0 12,0	10,0 13,0	11,0 14,0	12,0 15,0
Св. 10,0 до 12,0			10,0 13,0	11,0 14,0	12,0 15,0	13,0 16,0
Св. 12,0 до 16,0			13,0 15,0	14,0 16,0	15,0 17,0	16,0 19,0
Св. 16,0 до 20,0			-	17,0 20,0	18,0 21,0	19,0 22,0
Св. 20,0 до 24,0				20,0 23,0	21,0 24,0	22,0 25,0
Св. 24,0 до 30,0				-	26,0 29,0	27,0 30,0
Св. 30,0 до 40,0					-	34,0 37,0
Св. 40,0 до 50,0						42,0
Св. 50,0 до 60,0						50,0

Примечания к табл. 2.2.:

1. Меньшие значения припусков – для массового производства, большие – для серийного.

2. Под номинальным размером понимается наибольшее расстояние между противоположными обрабатываемыми поверхностями или расстояние от базовой поверхности или оси отливки до обрабатываемой поверхности.

2.1.4. Литейные уклоны и выбор их направления Литейные уклоны назначаются на вертикальные поверхности, перпендикулярные плоскости разъема.

Литейные уклоны облегчают извлечение модели из литейной формы. Поскольку отливку получают путем заполнения формы жидким металлом и последующим его затвердеванием, то литейные уклоны, получаемые в отливке, будут соответствовать уклонам модели.

При вычерчивании отливки учитывают все припуски с указанием их величины. Контур обрабатываемых поверхностей, а также отверстий впадин и выточек, не выполняемых литьем, вычерчивают сплошной тонкой линией.

Величина литейного уклона определяется высотой вертикальной поверхности, перпендикулярной плоскости разъема, толщиной стенки, материалом модели и методом формовки. Величина уклона уменьшается с возрастанием высоты поверхности, на которую она назначается. Величины литейных уклонов определяются по табл. 2.3.

Табл. 2.3 Литейные уклоны

Измеряемая высота поверхности модели, в мм	Уклоны угла β металлических моделей, не более	Уклоны деревянных моделей, не более
До 20	1°30'	3°00'
Св. 20 до 50	1°00'	3°30'
Св. 50 до 100	0°45'	1°00'
Св.100 до 200	0°30'	0°45'
Св. 200 до 300	0°30'	0°30'
Св. 300 до 500	0°20'	0°30'
Св. 500 до 800	0°20'	0°20'

Примечание к табл. 2.3. На все обрабатываемые поверхности литейные уклоны назначают только сверх припуска на механическую обработку.

Пример нанесения и обозначения припусков на механическую обработку и литейных уклонов на чертеж отливки и порядок простановки размеров отливки с допускаемыми отклонениями показан на рис. 2.3 и табл. 2.4.

Рис. 2.3. Рабочий чертеж отливки

Таблица 2.4.

№	Номинальный размер отливки, мм	Класс точности отливки	Ряд припусков	Допуски на размеры отливки, мм	Припуски на механическую обработку, мм	Примечание
1	Н1 – 80	8	5	1,4	4,5
2	Н2 – 70			1,4	4,5
3	Ø1 – 40			1,2	4,0
4	Ø2 – 176			1,8	5,0

0. Разработка чертежей верхней и нижней частей модели

Разработка чертежа верхней и нижней частей моделей (верха и низа) начинается с установления конфигурации стержня. Конфигурация стержня определяется размерами внутренней полости отливки, стержневыми знаками и приведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Конфигурация стержня:

1. – рабочая часть стержня;

2. – отливка;

3. – верхний знак стержня;

4. – нижний знак стержня.

Стержневые знаки на модели предназначаются для получения соответствующих отпечатков в форме, также называемых знаками. В полученные отпечатки (знаки) вставляется стержень опорными поверхностями (знаками) при сборке литейной формы

2.2.1. Определение знаковых частей модели

Знаковые части стержня предназначаются для установки его в литейную форму и фиксирования стержня в процессе заполнения формы жидким металлом (ГОСТ 3606-80).

Конфигурация и размеры знаков зависят от положения стержня в форме (вертикальное или горизонтальное) и выбираются из таблиц 2.5; 2.6; 2.7.

Знаки горизонтальных цилиндрических стержней (рис. 2.5, исполнение II) выбираются также цилиндрическими. Торцы знаков модели выполняются с уклонами, что облегчает их извлечение из литейной формы.

Знаки фасонных (нецилиндрических) стержней (рис. 2.5, исполнение I) выполняются по конфигурации отверстия с боковой гранью для фиксации и торцами, имеющими уклон к вертикали 3-5^о. Длина горизонтальных (опорных) знаков выбирается по таблице 2.5.

Рис. 2.5. Выбор конфигурации знаков вертикальных стержней:

I исполнение - для фасонного сечения;

II исполнение - для цилиндрического.

Таблица 2.5.

Длина горизонтальных (опорных) знаков _ стержня в мм

а+в или Д, 2 в мм	Длина знака l (не более) при длине стержня L, мм
	До 50	Св. 50 до 150	Св. 150 до 300	Св. 300 до 500	Св. 500 до 750	Св. 750 до 1000	Св. 1000 до 1500	Св. 1500 до 2000
До 25	15	25	40	-	-	-	-	-
Св. 25 до 50	20	30	45	60	-	-	-	-
Св. 50 до 100	25	35	50	70	90	110	-	-
Св. 100 до 200	30	40	55	80	100	120	140	160
Св. 200 до 300	-	50	60	90	110	130	150	180
Св. 300 до 400	-	-	80	100	120	140	160	200
Св. 400 до 500	-	-	100	120	130	150	180	230
Св. 500 до 750	-	-	-	140	150	170	200	250
Св. 750 до 1000	-	-	-	-	180	200	230	280

Вертикальные стержни (рис. 2.6) делаются с верхним и нижним коническими знаками. Нижний знак вертикального стержня выполняется с уклоном 5°, а верхний - 10°. Высота нижнего вертикального знака выбирается по таблице 2.6 в зависимости от диаметра (или сечения) отверстия и длины стержня.

При определении размеров знаков на моделях (длины, высоты, сечения знаков) необходимо учесть сборочные зазоры между знаком литейной формы и знаком стержня (рис. 2.5 и 2.6), т.к. практически нельзя установить стержень, размер знака которого, сделан с размером знака формы номинал в номинал, без зазора.

Размеры сборочных зазоров S₁, S₂ и S₃ приведены в таблице 2.8 (ГОСТ 3606-80).

Следует иметь в виду, что при определении размеров по длине или высоте знаков модели величина усадки не прибавляется.