2 Основна частина

Згідно зі завданням основні питання курсового проекту були визначені наступним чином.

2.1 Розробка ливарних технологічних вказівок на кресленні виливка

2.1.1 Вибір положення виливка у ливарній формі при заливанні та площини розніму ливарної моделі та ливарної форми

Положення виливка у ливарній формі обирають залежно від його конструктивних особливостей: виливки коробчастої форми рекомендується розміщувати так, щоб довга вісь була горизонтальною [2].

При визначенні площини розніму виходили з такого: а) поверхня розніму бажано бути плоскою; б) кількість рознімів повинно бути мінімальним; в) модель не повинна мати відлучених частин; г) форма повинна мати мінімальні габарити (тобто висота форми не повинна бути великою); д) бажано, щоб виливок розміщувався в одній нижній напівформі.

Обрані положення виливка у ливарній формі, площина розніму ливарної форми та ливарної моделі показані на листі 1 графічної частини проекту.

2.1.2 Визначення точності виливка та припусків на його механічне оброблення

Величину припусків на механічне оброблення та точність виливка визначаємо за ГОСТ 26645-85 [3].

Параметри точності виливка в цілому включають клас розмірної точності, ступінь короблення, ступінь точності поверхонь та клас точності маси, а також допуск зміщення виливка (таблиця 2.1).

Вибір величини припусків виконується залежно від точності виливка, способу лиття, матеріалу виливка та ін. Крім того, згідно з ГОСТ 26645-85 визначають припуски мінімальний ливарний та загальний.

Таблиця 2.1 - Параметри точності виливка в цілому

Параметри точності	Норми точності
Клас розмірної точності Ступінь короблення Ступінь точності поверхонь Клас точності маси Допуск зміщення, мм

Примітка. Допуск маси, не більше за %.

Мінімальний ливарний припуск визначають для контролю величини поверхневих дефектів, котрі не повинні виходити за його межі. На разі такий припуск на усі поверхні - (ряд припуску - ).

Загальні припуски призначають для усунення похибок розмірів, форми та розташування, нерівностей і дефектів оброблюваних поверхонь, які формуються при виготовленні виливка та послідовних переходах його оброблення. При визначенні загальних припусків на оброблення спочатку встановлюють загальні допуски розмірів виливка та вид механічного оброблення. Дані визначення загальних припусків наведені у таблиці 2.2.

2.1.3 Визначення матеріалу та точності модельного комплекту

Відомо, що матеріал для модельного комплекту обирається залежно від типу і серійності виробництва: за серійного виробництва виливків 1 групи за масою із застосуванням машинного формування рекомендується використовувати метал [ ].

Таблиця 2.2 - Узагальнені дані визначення загальних припусків на бік

Номінальний розмір виливка, мм	Вид номі- нального розміру	Клас точ-ності номі-нального розміру	Допуск но-мінального розміру, мм, не більше	Номінальний розмір нормуємої ділянки, мм	Допуск форми і розміщення поверхонь, мм, не більше	Загальний допуск, мм, не більше

Вид механічного оброблення для похибок розмірів				Вид механічного оброблення для похибок форми і розміщення поверхонь
допуск номі- нального роз- міру виливка, мм	допуск розміру деталі, мм	співвідно-шення між допусками деталі та виливка	вид ме- ханічного оброблен-ня	допуск фор- ми і розмі-щення ви-ливка, мм	допуск форми і розміщ. деталі, мм	співвідно-шення між допусками деталі і виливка	вид ме- ханічного об-роблен- ня

Остаточний вид механічного оброблення	Загальний допуск розміру, мм	Ряд припуску	Рівень точності оброблення	Загальний припуск на механічне оброблення на бік, мм, не більше

Клас точності модельного комплекту призначається за ГОСТ 3212-92 залежно від класу розмірної точності виливка: за точності виливка 11 точність модельного комплекту повинна дорівнювати 6, тому точність МК6-метал ГОСТ 3212-92.

2.1.4 Визначення формувальних ухилів

Якщо у виливку не передбачені конструктивні ухили, тоді необхідно придати формувальні ухили моделі за ГОСТ 3212-92 [ ] залежно від вимог, що пред’являються до поверхонь виливка.

Деталь “корпус”, що підлягає литтю, на бічних поверхнях не має конструктивних ухилів, які забезпечують безперешкодне видобування моделі із форми, тому необхідно призначити формувальний ухил на фланці та у стрижньовому ящику.

Узагальнені дані щодо визначення величин формувальних ухилів на моделі виливка та у стрижньовому ящику наведені у таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Дані по формувальним ухилам

Частина модельного комплекту	Вимоги до поверхні	Тип ухилу	Висота формо- утворювальної поверхні, мм	Формувальний ухил комплекту
				.....	мм
Модель виливка	не оброблювана	г)	45	35'	0,65
Стрижньовий ящик	оброблювана	а)	45	55'	1,00

2.1.5 Визначення припусків на усадку сплаву

Для того, щоб одержати виливок з потрібними розмірами необхідно урахувати величину лінійної усадки ливарного сплаву, на разі – чавуну з пластинчастим графітом марки СЧ15 ГОСТ 1412-85. Згідно з ГОСТ 1412-85 приймаємо величину усадки ливарного сплаву 1%.

2.1.6 Визначення розмірів литих отворів у виливку

Мінімальна величина розміру наскрізних та глухих отворів, що одержуються у виливках, залежить як від термостійкості та інших технологічних властивостей стрижньових сумішей, що визначає добру вибиваємість та одержання поверхні без пригару, так і від фізико-хімічних властивостей сплаву, його маси, яка оточує стрижень, та тиску, який на нього виходить. Відомо, що дрібні отвори у виливку утруднюють формування та лиття, тому їх одержують механічним обробленням. Мінімальні діаметри литих наскрізних отворів у виливках визначаємо за даними [ ]. Узагальнені дані по виконанню отворів у виливку наведені у таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 – Дані по виконанню отворів у виливку

Розміри отвору на кресленні деталі, мм			Мінімальний діаметр литого	Спосіб виконання отвору
діаметр	глибина	кількість	отвору, мм

2.1.7 Визначення кількості стрижнів та їх конструювання

Для одержання необхідної конфігурації виливка передбачаємо використання одного ливарного стрижня, по розташуванню у формі – вертикального. Узагальнені дані щодо розмірів знаків на ливарному стрижні та ливарній моделі, які визначали за ГОСТ 3212-92, наведені в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 - Характеристика ливарного стрижня

Номер стриж-ня	Положення стрижня при складанні форми	Розміри стрижньових знаків, мм		Ухили на знакових поверхнях		Техноло-гічні зазори, мм
		висота нижнього знаку	висота верхнього знаку	знизу	згори	s1	s2
ст.1	вертикальний	30	30	10о (4,5 мм)	15о (8,2 мм)	0,5	0,5

Характеристика горизонтального ливарного стрижня

Номер стрижня	Довжина знаків	Висота знаку, мм		Ухил на нижньому знаці 		Ухил на верхньому знаці		Технологічні зазори мм
	l, мм	h	h1	....	мм	....	мм	s1	s2	s3

2.1.8 Визначення місць установки надливів та розрахунок їх розмірів

Основні умови по установці надливів на виливках узагальнені теорією та практикою ливарного виробництва та формулюються таким чином: а) надлив необхідно встановлювати на наймасивніших частинах (гарячих вузлах) виливка; б) надлив повинен твердіти в останню чергу (пізніше виливка); в) об’єм надливу повинен бути таким, щоб забезпечувалася мінімальна витрата рідкого металу на живлення виливка, але уся усадочна раковина розміщувалася б у надливі та ін.

Характерною особливістю технологічного процесу є лиття виливків з застосуванням двох прямих надливів. По нормалі [ ] приймаємо до установки екзотермічні стрижні з масою надливів по 19 кг.

2.1.9 Визначення місць установки та типів охолоджувачів

Охолоджувачі служать допоміжним засобом, який застосовується у вузлах, котрі через відсутність доступу до них неможна живити за допомогою надливів. Охолоджувачі можуть бути внутрішнім та зовнішніми. Узагальнені дані щодо охолоджувачів наведені у табл.2.7.

Таблиця 2.7 – Узагальнені дані по охолоджувачам, що застосовуються

Номер охо- лоджувача	Вид	Кількість,шт	Основні розміри, мм

2.1.10 Визначення місця підведення металу у порожнину ливарної форми, типу литникової системи

Правильний вибір місця підведення металу до порожнини форми виявляє суттєвий вплив на якість виливків. Місце підведення металу встановлюють залежно від розмірів и конфігурації виливка та властивостей сплаву. Підведення металу до порожнини форми повинно забезпечити спокійне, безударне заповнення порожнини форми та необхідну на спрямованість твердіння виливка.

Метал рекомендується підводити так, щоб стінки виливка були продовження струму металу. Не допускається подавання металу на стрижень або стінку форми. При виробництві виливків з олов’яних бронз, сплавів з широким температурним інтервалом кристалізації переважне підведення металу у порожнину форми зверху.

Таким чином, приймаємо горизонтальну литникову систему з підведенням розплаву двома живильниками на один виливок.

2.1.11 Визначення кількості виливків у ливарній формі і вибір габаритних розмірів опок

На основі обраного метода формування з урахуванням габаритних розмірів ливарної моделі виливка та мінімально допустимої товщини шару формувальної суміші на різних ділянках форми [5] визначили габаритні розміри ливарних опок та кількість виливків у ливарній формі. Дані, що були одержані, наведені у таблиці 2.6.

Таблиця 2.6 - Узагальнені дані про розміри ливарних опок та

кількість виливків у ливарній формі

Габаритні розміри моделі виливка, мм (верх/низ)	Кількість виливків у формі, шт	Габаритні розміри ливарних опок, мм
		середній внут-рішній	нижня опока			верхня опока
			дов-жина	ширина	висота	дов-жина	ширина	висота
0/325 х х 0/67 х х 30,5/106	2	450	500	400	150	500	400	100

2.1.12 Розрахунок литникової системи

Розрахунок литникової системи робимо за способом Дубицького.

Визначаємо оптимальну тривалість заливання ливарної форми за формулою

, (2.1)

де - оптимальна тривалість заливання, с;

S - коефіцієнт (для чавуну дорівнює 2);

- товщина стінок виливка, мм;

G - маса виливків з литниковою системою у формі, кг.

[c].

Після визначення перевіряємо швидкість піднімання рівня металу у ливарній формі за формулою

, (2.2)

де - висота виливка у ливарній формі (по положенню при заливанні), мм.

V= 106 : 17,8 = 5,96 [ мм/с].

Така швидкість не лежить в допустимих межах (при >40 мм V = 8-10 мм/с), тому

 = 106:10=10,6 [с].

Визначаємо середній розрахунковий напір Н_ср за формулою

, (2.3)

де Н_ст - висота стояка, см;

h_в - висота виливка по положенню при заливанні, см;

h_верх - висота виливка у верхній напівформі, см.

Н_ср = 10 - 0 / 2х10,6 = 10,0 [см].

Визначаємо загальну площу перерізів живильників F_ж за формулою

, (2.4)

де - загальний коефіцієнт витрати в литниковій системі ( = 0,42).

 F_ж= 15,68/ ( 0,42 х 10,6 х 0,31 х ) = 3,6 [см²].

Через те, що живильників у формі чотири, то 3,6 : 4 = 0,9 см². Розміри перерізу живильника наведені на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 - Переріз живильника

Приймаємо співвідношення між елементами литникової системи таким

 F _ж :  F _шл :  F _ст = 1 : 1,1 : 1,15. (2.5)

Отже, розрахуємо площу перерізів шлакоуловлювачів  F _шл

 F _шл = 1,1 х 3,6 = 3,96 [см²].

Через те, що шлакоуловлювачів у ливарній формі два, то переріз одного шлакоуловлювача буде 3,96 : 2= 1,98 см². Розміри перерізу шлакоуловлювача наведені на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 - Переріз шлакоуловлювача

Розрахуємо площу перерізу стояка

F _ст = 1,15 х 3,6 = 4,14 [см²].

Діаметр стояка визначаємо за формулою

(2.6)

D = = 23 [мм].

2.2 Розробка та вибір конструкції технологічного оснащення

Технологічне оснащення - це засоби, що доповнюють ливарне технологічне обладнання для виконання якоїсь частини технологічного процесу одержання виливків. Воно умовно поділяється на основне та допоміжне.

2.2.1 Розробка основного технологічного оснащення

Основне оснащення складає модельний комплект, до складу якого входять: модель виливка, модельні чи підмодельні плити, моделі елементів литникової системи та елементів живлення виливків, стрижньові ящики та ін.

2.2.1.1 Вибір матеріалу та конструювання ливарної моделі

Класифікаційні ознаки та основні розміри моделі, що використовується, наведені у таблицях 2.7 та 2.8.

Таблиця 2.7 - Класифікація моделі виливка

Ознака	Характерні особливості
Матеріал моделі	По роду матеріалу, із котрого виготовляється модель - металева (як було вказано у розд. 2.3)
Тип виробництва	Для умов серійного виробництва використову- ються алюмінієві сплави та чавун. Обираємо алюмінієвий сплав марки АК7 ДСТУ 2839-94.
Особливості конструкції	Модель - нероз’ємна
Спосіб формування	Для машинного формування
Міцність моделі	Першого класу міцності
Вид ливарного сплаву	Модель для чавунного виливка
Точність виготовлення	Шостого класу точності
Складність конфігурації	Другої групи складності

Таблиця 2.8 - Допуски на габаритні розміри моделі

Номінальний розмір, мм	Допуск розміру, мм
325	1,14
106	0,90
67	0,80
30,5	0,64

Через те, що середній габаритний розмір моделі дорівнює 196 мм, то виготовляється модель пустотілою, з товщиною стінок - t₁= 8 мм, без бортів. Згідно з ГОСТ 21079-75 при габаритному розмірі моделі L більше 320 мм вона виконується з двома ребрами жорсткості товщиною t₂= 0,8 х 8 = 7 мм, які виконуються до площини розніму [8].

2.2.1.2 Визначення розмірів і конструкції модельних плит

Модельні плити призначені для закріплення на них частин модельного комплекту та установки ливарних опок при формуванні.

Конструкція та розміри модельних плит визначаються залежно від серійності виробництва і типу формувальної машини, для якої вони призначені. Класифікаційні ознаки та основні розміри модельних плит, що використовуються, наведені у таблиці 2.9.

Кожна модель виливка кріпиться та фіксується на модельній плиті у знакових частинах моделей. Для фіксування та закріплення кожної моделі виливка на нижній модельній плиті передбачимо на моделях припливи, які виконуються за ГОСТ 21080-75: відстані до осі кріпильного виробу діаметром 6 мм l=12 і r=10 мм. Фіксування кожної моделі виливка на плиті здійснюється 2 штифтами типу 2.6 х L ГОСТ 3128-70, закріплення - двома болтами М8 х L.48 ГОСТ 7802-81, гайками М8-6Н.5 ГОСТ 5927-70 та шайбами 8 65Г ГОСТ6402-70.

Таблиця 2.9 - Дані по модельним плитам

Призначення модельної	Класифікація за
плити	матеріалом	конструкцією	формою
Для формування верхньої півформи	тип 1 - відлита з сталі марки 25Л ГОСТ 977-88	без вкладишів та координатних от-ворів, однобічна	прямо-кутна
Для формування нижньої півформи	тип 1 - відлита з сталі марки 25Л ГОСТ 977-88	без вкладишів та координатних от- ворів, однобічна	прямо-кутна

Основні розміри, мм				Умовне позначення за стандартом
середній розмір опоки (внутрішній)	S	H	А
450	8	45	L+100	0280-1253/001 ГОСТ 20101-74
450	8	45	L+100	0280-1253/001 ГОСТ 20101-74

Кожна модель живильника на нижній модельній плиті фіксується двома штифтами 2.3 х L ГОСТ 3128-70 та закріплюється двома заклепками 3 х L.00 ГОСТ 10302-80. Литникова система (шлакоуловлювач і стояк) на верхній модельній плиті фіксується також двома штифтами типу 2.3 х L.00 ГОСТ 3128-70, а закріплюється на модельній плиті - штирем типу 0298-1371 ГОСТ20345-74 і двома заклепками 3 х L.00 ГОСТ 10302-80.

2.2.1.3 Вибір матеріалу та конструкції стрижньового ящика

Стрижньовий ящик також як і моделі виконується із алюмінієвого сплаву марки АК7 ДСТУ 2839-94. Корпус стрижньового ящика має висоту до 400 мм, тому виконується цільнолитим з товщиною стінки 10 мм (при середньому габаритному розмірі ящика 265 мм. За конструкцією стрижньовий ящик - витряхний.

2.2.2 Вибір конструкції допоміжного технологічного оснащення

До допоміжного оснащення відносяться: опоки, підопочні та сушильні плити або драйєри, центруючі та напрямні штирі, скоби, струбцини, жеребейки, крючки та ін.

2.2.2.1 Вибір типу і конструкції опок

Характеристика обраних ливарних опок наведена у таблиці 2.10.

Таблиця 2.10 - Класифікація ливарних опок за ГОСТ 2133-75

Ознака	Характеристика
Матеріал	Тип 1 - литі із стали марки 25Л ГОСТ 977-88
Маса	Категорія 1- ручна
Конфігурація	Вид 1 - прямокутні
Спосіб формування і положення при заливанні	Група 1 - машинний спосіб, опоки парні (нижні та верхні), положення - горизонтальне
Умовне позначення	верхня опока 0262-0012 ГОСТ 14973-69 нижня опока 0262-0014 ГОСТ 14973-69

Для центрування опок у їх конструкції на двох протилежних боках передбачаються вушки з отворами, в котрі для компенсації короблення, що неминуче виникає внаслідок періодичного нагріву та охолодження при заливанні форми розплавом, запресовуються втулки: центруюча типу 0290-1051 ГОСТ 15019-69 та напрямна типу 0290-1251 ГОСТ 15019-69.

2.2.2.2 Вибір типу і конструкції центруючих і напрямних штирів

Для точного суміщення верхньої опоки з нижньою при збиранні форми застосовують штирі: центруючий типу 0290-0201 ГОСТ 22965-78 та напрямний типу 0290-0202 ГОСТ 22965-78, що кріпляться до верхньої опоки гайками М20-6Н.5 ГОСТ 5927-70 та шайбами 20 65 Г ГОСТ6402-70.

Для точної установки опок на модельних плитах застосовують штирі: центруючий 0290-2501 ГОСТ 20122-74, напрямний 0290-2551 ГОСТ 20123-74, що кріпляться до плити двома шайбами 12 65Г ГОСТ 6402-70 та двома гайками М12-6Н.5 ГОСТ 5927-70.

2.3 Визначення параметрів технологічного процесу виготовлення виливка

2.3.1 Вибір складів і способів приготування формувальної та стрижньової сумішей

При виборі складу сумішей керуються родом сплаву, що заливається (вагомі: температура його заливання, хімічна активність по відношенню до матеріалу форми та ін.); масою та конфігурацією виливка; вартістю виготовлення форми та іншими факторами. З урахуванням цих та деяких інших ознак формувальні суміші класифікують, що полегшує задачу вибору готового складу суміші.

У класифікації стрижньових сумішей головною ознакою є конфігурація та складність стрижня. Крім того, ураховуються більш складні фізико-хімічні та теплові умови роботи стрижня.

Через те, що виробництво виливків масове та маса виливка до 100 кг для виготовлення ливарних форм застосовуємо єдину формувальну суміш, склад і властивості якої наведені у таблиці 2.11.

Таблиця 2.11 - Типовий склад суміші, що застосовується

для формування по вологому при виготовленні чавунних виливків [10 ]

Склад формувальної суміші, мас.%
зворотна суміш	кварцовий пісок		бентоніт		пек
93-94	5-6		0,5-1,0		0,5-1,0
Основні властивості суміші
Міцність при стиску, МПа		Вологовміст,%		Газопроникливість, одиниць, не менше
0,09-0,14		3,5-4,5		100

Для приготування цієї формувальної суміші використовуємо змішувач чашковий відцентровий.

Подачу матеріалів у змішувач здійснюють у такій послідовності: подача сухих компонентів (зворотна суміш, пісок, пек, бентоніт), перемішування їх, подача рідкого компоненту (вода) і потім остаточне змішування усіх компонентів, тривалість котрого залежить від складу суміші та типа змішувача: за даними [ 10 ] - 2,0-2,5 хв.

Як стрижньову суміш застосовуємо ХТС, що твердіє за допомогою рідкого каталізатора, склад і властивості котрої наведені у таблиці 2.12.

Для приготування стрижньової суміші (ХТС) і заповнення нею стрижньових ящиків застосовується лопатевий змішувач. Компоненти стрижньової суміші подаються в один кінець жолоба, а готова суміш видається через вікно на другому його кінці.

Таблиця 2.12 - Склад і властивості стрижньової суміші [10]

Склад ХТС, мас.ч.
Кварцовий пісок		Регенерат		Смола			Каталізатор
				марка	кількість		тип		кількість
25-50		50-75		БС-40	1,8-2,0		H3 PO4		1,1-1,5
Властивості суміші
Міцність при розтягу, МПа, через			Обсипальність через 24 год,		Газотвір-ність,	Живучість, хв		Мінімальний час твердіння
1 год	24 год		%		смз/г			в оснащенні, хв
0,20	0,7-1,0		0,02-0,06		До 20	До 2		6-7

2.3.2 Технологічний процес виготовлення разової ливарної форми

Для виготовлення ливарної форми будемо застосовувати машинне формування струшувальне з допресуванням.

Виготовлення разової форми здійснюємо на формувальній машині або автоматі.

При виготовленні ливарних форм операції формування здійснюють у такій послідовності: на столі формувальної машини встановлюють опоку та перевіряють роботу машини з пустою опокою; на столі машини встановлюють модельну плиту, потім опоку; засипають формувальну суміш і ущільнюють її; готову напівформу або знімають з модельної плити або перевертають на 180^о, а потім витягують моделі із готової напівформи; цю напівформу обдувають стислим повітрям; готові напівформи рольгангом спрямовують на збирання. Ливарний стрижень виготовляють окремо в стрижньовому ящику.

Підготовку форми до заливання та складання ливарної форми здійснюють послідовно таким чином:

- встановлюють нижню напівформу в строго горизонтальному положенні і поверхню напівформи чистять;

- здійснюють підготовку ливарних стрижнів до складання, при цьому перевіряють якість стрижнів (пошкоджені місця виправляють, з’єднання половинок стрижнів здійснюють за допомогою шаблонів);

- в нижню напівформу встановлюють підготовлений ливарний стрижень;

- скласти форму під заливання, для чого верхню напівформу по штирях встановлюють на нижню. Потім на верхню напівформу кладуть вантаж;

- готові ливарні форми до заливання металом дозволяється витримувати протягом не більше за 1 год.

Для ущільнення холоднотвердіючої суміші при виготовленні ливарних стрижнів будемо використовувати машинне формування вібрацією.

2.3.3 Розрахунок маси вантажу

В процесі заповнення форми під дією розплаву верхня напівформа може піднятися та по розніму метал може витікти. Щоб цього не було, верхню та нижню напівформи скріплюють або на складену форму перед заливанням встановлюють вантаж. Для визначення маси вантажу необхідно знати силу, яка діє на верхню напівформу. Після визначення цієї сили, вирішують питання про скріплення напівформ під час заливання форми (болтами, скобами, струбцинами) або установку вантажу на верхню напівформу.

Маса верхньої опоки М_оп= 1120 кг; маса суміші у верхній опоці М_см=2000 кг; розмір D = 0,8 м; діаметр стрижня 0,6 м; довжина виливка l = 2,0 м; висота h_max= 0,6 м; густина чавуну ρ_м=7200 кг/м³; густина стрижня ρ_ст= 1700 кг/м³.

Силу піднімання напівформи Р_Ф будемо визначати за формулою

, (2.7)

де F – проекція площі змочуваної поверхні верхньої напівформи на площину, що перпендикулярна напряму піднімальної сили;

h_max – максимальна висота напору, яка вимірюється до верхнього рівня металу у відкритих надливах або у ливниковій лійці, якщо надливи закриті;

ρ_м – густина рідкого металу.

Таким чином

кг.

Силу спливання стрижня визначимо за формулою

, (2.8)

де – об’єм стрижня;

ρ_ст – густина стрижньової суміші.

Тоді кг.

Після підрахунку загальної піднімальної сили приймаємо рішення про необхідність використання вантажу або спосіб кріплення напівформ.

Розрахунок маси вантажу (або кріплення верхньої та нижньої напівформ), який необхідний проти піднімання верхньої напівформи, роблять виходячи з того, що сумарні значення мас верхньої напівформи та вантажу повинні бути більше сумарних значень сил піднімання форми та спливання стрижнів в 1,4…1,5 рази для урахування гідравлічного удару при заповненні форми.

Тоді умова для розрахунку необхідності використання вантажу можна записати

(2.9)

або

, (2.10)

де G – маса вантажу;

М_оп – маса верхньої опоки;

М_см – маса суміші в верхній опоці.

Якщо при розрахунку умова (2.9) виконується, тоді вантаж не потрібен, а якщо ця умова не виконується, тоді масу вантажу можна визначити за формулою (2.10).

Перевіримо, як виконується умова (2.9):

, одержимо 8455<4524.

Через те, що умова для виливка не виконується, тоді для усунення підняття верхньої напівформи потрібен вантаж, маса якого визначається за формулою (2.10)

кг.

2.3.4 Встановлення параметрів заливання ливарної форми

Плавку чавуна необхідної марки здійснюємо в індукційній тигельній печі мод. ИЧТ-1,5. Випуск розплаву із плавильного агрегату здійснюється в заливальні кранові ковші барабанного типу. Температура заливання - 1320 - 1400 ^оС [11].

Місткість заливального ковша розраховують за формулою

, (2.11)

де Е - місткість ливарного ковша, кг;

е - середня металомісткість однієї форми, кг; на разі е= 23,52 кг;

Т₁ - Т₂ - інтервал температур заливання, що рекомендуються, ^оС; за

даними [ 11] це інтервал - 1320-1400 ^оС;

К_р - коефіцієнт резерву на непередбачувані витрати часу; К_р= 0,5-0,75;

Т_сн - зниження температури металу у ковші, ^оС; за [11] Т_сн= 10-20 ^оС;

С - повний цикл залива форми, хв; на разі С=8,5 с або 0,14 хв.

При розрахунку місткості заливального ковша одержуємо

Е= 23,52 х 80 х 0,5 /15 х 0,14 = 448 кг.

Приймаємо місткість заливального ковша 500 кг або 0,5 т.

2.3.5 Розрахунок тривалості твердіння та охолодження виливка у піщаній формі

Розрахунок тривалості охолодження виливка у ливарній формі до вибивання здійснюємо за допомогою ПЕОМ (додаток А). При цьому приймаємо такі теплофізичні характеристики матеріалу виливка і ливарної форми: t_ф= 293К; t_кр= 1543К; с₁= 0,84 кДж/кг К; ₁= 7000 кг/м³; L= 268 кДж/кг; t_зал= 1593К; b_ф= 1394 Вт/м ² К.

Одержані дані: час відведення теплоти перегріву - 12,2 с; час твердіння виливка - 91,1 с; час охолодження затверділого виливка - 150,1 с; загальна тривалість охолодження до вибивання - 0,07 год, що не суперечить даним [12].

2.3.6 Процеси та методи для здійснення фінішних операцій виготовлення виливка

Вибивання ливарних форм здійснюється за допомогою вибивної гратки.

Живильники, які залишилися після вибивання, відбиваються молотком.

Віддалення заливів, задирок, слідів розніму та нерівностей, які залишилися після відбивання живильників здійснюється звичайним механічним обробленням, яке включає обробку пневмозубилами та на обдирно-шліфувальних станках.

Для віддалення з поверхонь виливка формувальної і стрижньової сумішей, що пристали та пригоріли, застосовується галтувальне очищення. Очищення здійснюється шляхом взаємного тертя і співударяння виливків один об одний при обертанні барабану. Для посилення ефекту очищення у барабан разом з виливками завантажують наповнювач у кількості 30-35% від маси виливків. Тривалість очищення складає 0,5-2 год.

2.3.7 Контроль якості виливка

Номенклатура показників якості виливків встановлюється стандартами або технічними умовами. Залежно від властивостей виливків, які характеризуються, встановлено 11 груп показників якості [12], із котрих для оцінки якості виливків відповідального призначення за ГОСТ 4.439-86 рекомендується використовувати тільки п’ять:

- класифікаційні ознаки (марка сплаву, маса виливка, класи розмірної точності і маси, група складності);

- показники призначення (тимчасовий опір, границя текучості, відносне подовження і звуження, ударна в’язкість, твердість, мікроструктура);

- показники технологічності і економного використання металу (припуски на механічне оброблення, допуски на необроблювані розміри виливка);

- показники якості поверхонь (шорсткість поверхні і мінімальний ливарний припуск);

- економічні показники (економічний ефект, собівартість).

Хімічний склад металу виливка визначається в експрес-лабораторії методом спектрального аналізу. Геометричні розміри виливків контролюються за допомогою вимірювальних інструментів і шаблонів, шорсткість - профілографом. При контролі механічних властивостей - проби підлягають випробуванням на спеціальних машинах. Структуру металу контролюють на металомікроскопі.

Дефекти, які виявлені під час контролю і які впливають на властивості деталі, виправляють за допомогою дугового зварювання або газопламеневого наплавлення спеціальними електродами, а також застосовують замазки на основі епоксидної смоли.

ВИСНОВКИ

1. В проекті на основі характеристики конструкції деталі і аналізу технічних вимог було обрано матеріал виливка - чавун з пластинчастим графітом марки СЧ15 ГОСТ 1412-85, обґрунтовано спосіб лиття - у піщану вологу форму, методи виготовлення ливарної форми - машинне формування струшуванням з допресуванням і ливарних стрижнів - із ХТС.

2. Виходячи із загальної конфігурації, маси і розмірів деталі, положення оброблюваних поверхонь та інших умов одержання якісного виливка, на кресленні деталі розроблено технологічні вказівки елементів ливарної форми.

3. Визначено точність виливка і точність модельного комплекту: точність виливка 8-5-11-8 ГОСТ 26645-85; точність МК4-метал ГОСТ 3212-92.

4. Для одержання виливка, котрий віднесено за складністю до 3 групи, передбачено використання одного горизонтального ливарного стрижня. Визначено розміри знаків на стрижні і ливарній моделі.

5. С урахуванням конструкції ливарної моделі и мінімально припустимих товщін шару формувальної суміші на різних ділянках форми розраховано кількість виливків в одній формі - 8 шт., та визначено габаритні розмірі опок - 800 х 700 х 150/150 мм.

6. За методом Г.М.Дубицького розраховано литникову систему. Прийнято таке співвідношення між перерізами елементів литникової системи – F _ж :F _шл :F _ст = 1 : 1,1 : 1,15.

7. Обрано типи і конструкції ливарних опок, модельних плит, а також розроблено конструкцію ливарної моделі.

8. Обрано склади формувальної і стрижньової суміші для виготовлення ливарної форми та методи формування частин ливарної форми.

9. Визначено масу вантажу, який встановлюємо на складену форму перед заливанням – 2806,2 кг.

10. Встановлено параметри заливання ливарної форми: температура заливання -1320-1400^оС, місткість заливального кранового ковша барабанного типу - 0,5 т.

11. На ПЕОМ зроблено розрахунок охолодження виливка у формі.

12. Визначено процеси та методи для здійснення фінішних операцій при виготовленні виливка.

13. Визначені показники контролю якості виливка.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Гуляев Б.Б. Формовочные процессы / Б.Б.Гуляев, О.А. Корнюшенко, А.В.Кузин. – Л.: Машиностроение, 1987. – 264 с.

2. Скарбинский М. Конструирование отливок/ М.Скарбинский: Пер. с польск.- М.-Л.: Машгиз, 1961. – 574 с.

3. Анисимов Н.Ф. Проектирование литых деталей: Справочник / Н.Ф.Анисимов, Б.Н. Благов.– М.: Машиностроение, 1967.- 272 с.

4. Іванова Л.Х., Шапран Л.О., Хитько О.Ю. Точності деталей і виливків. Припуски на механічне оброблення: Навч. посібник / Л.Х. Іванова, Л.О. Шапран, О.Ю.- Д.:НМетАУ, 2010.– 92 с.

5. Абрамов Г.Г., Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика / Г.Г.Абрамов, Б.С. Панченко.-3-е изд., перераб и доп.– М.: Высш.шк., 1991.– 319 с.

6. Методические указания и справочные данные для выполнения технологической части дипломного проекта для студентов специальности 11.06/ Сост.: Н.П.Котешов [и др.].-Д.:ГМетАУ, 1996.– 100 с.

7. Дубицкий Г.М. Литниковые системы / Г.М.Дубицький.-М.-Свердловск:Машгиз,1962.-256 с.

8. Сафронов В.Я. Справочник по литейному оборудованию/В.Я.Сафронов.-М.: Машиностроение, 1985.- 320 с.

9. Иванова Л.Х. Стандартизация в курсовом и дипломном проектировании/ Л.Х.Иванова, Е.В. Колотило: Учеб. пособ.– Д.: НМетАУ, 2000.– 162 с.

10. Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник/ Под общ. ред. С.С.Жуковского.– М.: Машиностроение,1993.– 432 с.

11. Справочник литейщика. Чугунное литье / Под общ. ред. Н.Н.Рубцо-

ва.- М.: Машгиз, 1961.– 774 с.

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

Додаток А