Исходные данные

Чертеж детали “Стакан” (предварительный вариант) изображен на рис.1 Производство – массовое. Условия работы – незначительные контактные нагрузки.

1 . Выбор способа получения заготовки.

Деталь представляет собой тело вращения с наибольшим диаметром 500 мм., имеет наружные выступы (ребра жесткости), внутренние полости, канавки и отверстия. В условиях массового производства заготовку для такой детали можно получить ковкой, литьем, сваркой из проката.

Наиболее целесообразно получение литой заготовки, потому что возможно получение сложной по форме изделия, в том числе и с внутренними полостями. Себестоимость отливок обычно ниже себестоимости поковок и сварных конструкций. Требования прочности и надежности детали допускают использования литой заготовки.

По габаритным размерам и массе отливка является средней, по форме сравнительно простой. Выберем литье в песчаные формы как наиболее универсальное и дешевое. Формовка – ручная.

2. Выбор сплава и его характеристика.

Исходя из заданных условий работы, материал должен иметь высокую пластичность и удовлетворительную прочность. Такими свойствами обладают стали с пониженным содержанием углерода. Выбираем сталь углеродистую литейную 30Л ГОСТ 977-88.

Деталь работает при статических и динамических нагрузках, следовательно, сталь должна быть повышенного качества; отливку относят к третьей группе.

Сталь содержит 0,3 % C.

Механические свойства: _В=271 МПа, _0,2=255 МПа, =17 %, KCU=343 кДж/м²

3 . Выбор положения отливки в форме.

Положение отливки в форме определяет качество металла в различных зонах детали и устройство литейной формы. Возможно два варианта положения отливки в форме: вариант 1 (с горизонтальной осью вращения) и вариант 2 (с вертикальной осью вращения).

Вариант 1 гарантирует наиболее дешевое производство отливки, так как форма будет состоять только из двух частей и потребуется только один разъем формы и модели. Но опорная и верхняя части стакана могут иметь шлаковые включения и пористость.

Вариант 2 обеспечивает наилучшее качество по всему объему металла, но для извлечения модели из формы потребуется уже не один, а два разъема формы и модели. Формовка будет существенно сложнее, а себестоимость отливки значительно выше.

Выберем вариант с горизонтальной осью вращения.

4. Анализ технологичности детали, изменение ее конструкции.

Внешние очертания детали имеют простую геометрическую форму, представляют собой цилиндрическое тело с ребрами жесткости. Проверка по правилу теневого рельефа приводит к выводу о необходимости изменения основания, но это невозможно. В результате были произведены следующие изменения: а) удалено сопряжение R50; б) нижняя часть цилиндра стала одного диаметра 150; в) ребра жесткости приобрели другую форму.

Механическая обработка предусмотрена для минимального числа поверхностей, но объем можно уменьшить, изменив конфигурацию верхней части и нижней частей ,а также отверстия диаметра 75 мм., без ущерба для работоспособности детали.

Внутренние полости спроектированы технологично, поэтому изменений не требуют.

Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учета особенностей литейного производства. Деталь является разнотолщинной, а направленность затвердевания не обеспечена.

Наименьшая толщина стенки составляет 25 мм., это является приемлемым, поскольку минимально допустимая толщина стенки для данной отливки составляет 12 мм.

Стенку 35 мм. уменьшаем до 25 мм.

Наибольшая толщина стенки на опоре равна 45 мм., что больше критической, поэтому уменьшим эту величину до 25 мм.

Ребра жесткости следует делать на 20% тоньше стенки отливки. В данном случае толщина ребер жесткости составит 20 мм.

Скопления металла после внесенных изменений отсутствуют, так как отливка по возможности стала равностепенной. Принцип направленного затвердевания выполнен, поскольку толщина стенки на ободе постоянна.

Сопряжения стенок на деталях следует проектировать плавным. При отношении 25/20=1,25 радиусы сопряжения составят:

=3,75…7,5

Согласно нормальному ряду r = 5 мм. R =30 мм.