Р Е Ф Е Р А Т

Пояснювальна записка містить: 51 с., 7рис., 14табл., 4 додатки, 10джерел. Об'єкт проектування – розробка технології виготовлення виливка «Важіль». В пояснювальній записці приведена характеристика деталі, умови її служби; обґрунтований вибір матеріалу виливка, описані його властивості. В залежності від серійності виробництва і технологічності, обраний спосіб виготовлення виливка «Важіль», за допомогою автоматичної формувальної лінії в сирі піщані форми. Визначене положення в формі дозволяє отримувати виливки високої якості. Вибрана технологія передбачає використання двох стрижнів. Конструкція і розміри знакових частин дозволяють стрижням займати в формі стійке положення. Отримання виливка без усадкових дефектів забезпечується встановленням надливу прямої дії над термічним вузлом. В пояснювальній записці на основі попередніх розрахунків визначені габарити опок – 700х600х200/200 у відповідності з ГОСТ 14079-80. В записці наведені розрахунки, надані ескізи всіх елементів. Технологічний вихід придатного литва знаходиться в межах рекомендованих літературою і складає 65 %. У відповідному розділі наведені характеристики формувальної (оборотна суміш-90-92%, кварцовий пісок-6,5-8%, глина формувальна – 1-1,5%, ЛСТ-0,5-1%) і стрижневої (кварцовий пісок-100%, смола синтетична фенольна 1,5%, діізоціонат 0,8%. Витрата аміну на продувку 0,06- 0,08 %. В роботі описані способи виготовлення форм і стрижнів. Наведені технічні характеристики оснащення, що використовується.

Виконані розрахунки кількості суміші на один виливок та на одну тонну придатного литва, а також розрахована маса вантажу. Для плавки сталі вибрана електродугова піч, описаний процес плавлення.

КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА,ЛИВАРНЕ ВИРОБНИЦТВО, ДЕТАЛЬ, ВИЛИВОК, ФОРМУВАЛЬНІ МАТЕРІАЛИ, ЛИВАРНА ФОРМА, ЛИВНИКОВА СИСТЕМА, ФОРМУВАННЯ, ОПОКА, ПІДМОДЕЛЬНА ПЛИТА, ЕЛЕКТРОДУГОВА ПІЧ, СТАЛЬ

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………..……………………………..…...……
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИЛИВКА. РОЗРОБКА ЕЛЕМЕНТІВ ЛИВАРНОЇ ФОРМИ І ТЕХНОЛОГІЇ ЇЇ ВИГОТОВЛЕННЯ..........................
	1.1 Характеристика деталі і умов її служби…………………………….....
	1.2 Обґрунтовування вибору матеріалу виливка та опис його механічних і ливарних властивостей.............................................................
	1.3 Вибір способу виготовлення виливка……………………….…….…....
	1.4 Визначення положення виливка у формі………………………...……..
	1.5 Визначення поверхні роз'єму форми………………………………….…
	1.6 Визначення числа стрижнів і їх меж…………………………….……....
	1.7 Припуски на механічну обробку………………………….….……….....
	1.8 Конструювання і розрахунок надливів і холодильників…….…..…….
	1.9 Визначення габаритів опок………………………………………………
	1.10 Обґрунтовування вибору типу ливникової системи. Конструювання і розрахунок її……………………………………………...…………….
2. ВИБІР УСТАТКУВАННЯ ТА ЛИВАРНОГО ОСНАЩЕННЯ …………..
	2.1 Обґрунтовування вибору і опис модельно - опокового оснащення…..
	2.2 Обґрунтування вибору і характеристики формувальних і стрижневих сумішей………………..…………….………………….
	2.3 Виготовлення форм і стрижнів……………………….………….……
3. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ПЛАВКИ ЛИВАРНОГО СПЛАВУ ТА ЗАЛИВКИ ФОРМ ………………………………………………...………..
	3.1 Вибір плавильної печі і процесу плавки..………………………….…..
	3.2 Складання і заливка форм ………………………………………………
	3.3 Вибивка, обрубка, очищення та фарбування виливків……….……….
	3.4 Термічна обробка виливків ……………………………………………..
4. КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ВИЛИВКІВ …………………………………………
ВИСНОВКИ …………………………………………………………………….
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ …………………………………………………….......
ДОДАТКИ ……………………………………………………………………....

ВСТУП

Основними процесами ливарного виробництва є плавка металу, виготовлення форм, заливка металу і охолоджування, вибивка, очищення, обрубування литва, термічна обробка і контроль якості виливків.

Лиття є одним з найстаріших способів, яким ще в старовині користувалися для виробництва металевих виробів – спочатку з міді і бронзи, а потім з чавуну, а пізніше із сталі і інших сплавів.

Розрізняють литво з чорних металів і сплавів (сталі, сірого і ковкого чавуну), а також литво з кольорових металів і сплавів (мідних, алюмінієвих, магнієвих).

Основний спосіб виготовлення виливків – лиття в піщані форми, в яких одержують близько 80% загальної кількості виливків. Але на сучасних підприємствах все більш застосовують спеціальні способи лиття: в металеві форми (кокілі), під тиском, по витопним моделям, відцентроване, в оболонкові форми, що дозволяють отримати виливки підвищеної точності, з малою шорсткістю поверхні і мінімальним об'ємом обробки різанням.

В порівнянні з іншими способами виготовлення заготовок деталей машин (плющення, кування, зварка) ливарне виробництво дозволяє одержувати заготовки складної конфігурації з мінімальними припусками на обробку різанням, задовільними механічними властивостями. Технологічний процес виготовлення виливків механізований і автоматизований, що знижує вартість литих заготовок.

Подальше вдосконалення технології, механізація і автоматизація виготовлення виливків, підвищення їх якості і ефективності виробництва здійснюються на базі

наукових досліджень. Досягнення сучасної науки у багатьох випадках дозволяють,

корінним чином, змінити технологічний процес, різко збільшити продуктивність праці, створити нові високопродуктивні ливарні машини і автомати, і кінець кінцем поліпшити якість продукції і підвищити ефективність виробництва.

Основна тенденція розвитку ливарного виробництва полягає в зростанні якості виливків, підвищенні точності їх розмірів, зниження металоємності, трудомісткості, економії топливно- енергетичних ресурсів, застосування маловідходних і безвідходних технологій.

Введення прогресивних технологічних процесів, засобів автоматизації, комплексній механізації забезпечить високі темпи зростання виробництва виливків Будівництво нових механізованих ливарних цехів повинне здійснюватися з урахуванням новітніх досягнень науки і техніки, передового досвіду роботи вітчизняного і зарубіжного машинобудування.

При розробці технології дуже важливий обґрунтований вибір найраціональніших прийомів, що забезпечують необхідні експлуатаційні властивості литих деталей та виливків, високі техніко-економічні показники виробництва: отримання якісних виливки при мінімальній їх вартості, високій продуктивності, економії металу в результаті зменшення припусків на механічну обробку і т.д.

При масовому виробництві технологічний процес розробляється на підставі аналізу технологічних умов на деталь і її конструкції, розрахунків і довідкових даних, розробки креслення виливка, креслення моделей, модельних плит і т.д.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИЛИВКА. РОЗРОБКА ЕЛЕМЕНТІВ ЛИВАРНОЇ

ФОРМИ І ТЕХНОЛОГІЇ ЇЇ ВИГОТОВЛЕННЯ

1.1 Характеристика деталі і умов її служби

Деталь «Важіль» застосовується в вагонобудуванні. Деталь працює при середніх статичних і динамічних навантаженнях, в зіткненні з неагресивною атмосферою повітря.

Деталь працює при високих статичних і динамічних навантаженнях в неагресивному середовищі при температурах від - 50 °С до + 60 °С.

По своїй конструкції деталь середньої складності і технологічна при виготовленні литтям.

Габаритні розміри деталі: 460х147х180 мм, маса деталі складає – 21 кг, середня товщина стінок – 30 мм Ескіз деталі наведений на рисунку 1.1.

1.2 Обґрунтовування вибору матеріалу виливка та опис його механічних і ливарних властивостей

Вибір матеріалу виливка проводиться на підставі умов її роботи і вимог, що пред'являються до неї.

Деталь «Важіль» працює при середніх статичних і динамічних навантаженнях, незначно піддається механічній обробці . Тому матеріал для деталі повинен мати достатні механічні властивості і без обмежень зварюватися. Для виготовлення деталі застосовують сталь марки 30 Л ГОСТ 977-88, яка задовольняє вищезгаданим вимогам. Ця марка сталі також несхильна до відпускної крихкості.

Сталь марки 30 Л ГОСТ 977-88 має середній ступінь рідкоплинності, лінійна усадка складає 2,0-2,2 %, ливарна 1,8-2,0 %. Хімічний склад і механічні властивості сталі марки 30 Л ГОСТ 977-88 наведений в таблицях 1.1 і 1.2.

Таблиця 1.1 – Хімічний склад сталі марки 30 Л ГОСТ 977-88

C,%	Mn,%	Si,%	P,%	S,%
			не більше
0,27-0,35	0,45-0,90	0,20-0,52	0,040	0,045

Таблиця 1.2 - Механічні властивості сталі марки 30 Л ГОСТ 977-88 після термообробки

Вид термообробки	Межа плинності, σт МПа	Тимчасовий опір, σв МПа	Відносне видовження, δ %	Відносне звуження, Ψ %	Ударна в'язкість KCU, кДж/м2
Нормалізація або нормалізація з відпуском	255	471	17	30	343

1.3 Вибір способу виготовлення виливка

Критеріями вибору способу виготовлення виливка є характер її виробництва, рентабельність та забезпечення необхідної якості литва.

Виготовлення виливка «Важіль» має масовий характер, тому виготовляться він буде в разових сирих піщано-глинистих формах з єдиної формувальної суміші.

Цей спосіб виготовлення ливарних форм забезпечує:

- отримання якісних виливків з найменшою кількістю браку;

- максимальне використовування обладнання при мінімальній трудоємності процесу;

- зниження та економне використання основних і допоміжних формувальних матеріалів, електроенергії, палива.

1.4 Визначення положення виливка у формі

Вибір правильного положення виливка у формі при заливці має велике значення, оскільки робить вирішальний вплив на її якість і по суті зумовлює роз'єм форми і весь технологічний процес формування. Враховуючи конструктивні особливості виливка «Важіль» він розміщується в верхній та нижній напівформах в горизонтальному положенні. Вибране положення забезпечує:

- направлене твердіння , яке сприяє отриманню виливка з мінімальним ураженням усадковою пористістю і раковинами;

- стрижні встановлюються в нижню півформу, що забезпечує їх стійке положення у формі. Положення виливка у формі показано на рисунку 1.2.

1.5 Визначення поверхні роз'єму форми

Вибір поверхні роз'єму форми підлеглий вибору положення форми при заливці. При визначенні поверхні роз'єму форми для даного виливка враховують наступні положення:

- форма і модель мають одну поверхню роз'єму, зручну для виготовлення і збірки форми;

- модель вільно витягується з форми;

- виливки розташовується в двох напівформах, що зменшує ризик перекосів і полегшує накриття верхньої формою, забезпечує зручність контролю розмірів форми. Враховуючи конструктивні особливості виливка «Важіль» приймаємо пласку, горизонтальну поверхню роз'єму форми. Поверхня роз'єму форми і моделі показана на рисунку 1.2.

1. 6 Визначення числа стрижнів і їх меж

При виготовленні виливка «Важіль» використовується два стрижня. Вертикальний стрижень 1 має нижній грибоподібний знак висотою 35 мм, верхній – 35 мм. Горизонтальний стрижень 2 має знакові частини величиною 30 мм. За допомогою стрижневих знаків стрижні встановлюється і надійно фіксуються в нижній півформі. Зазори між знаковими поверхнями і формою приймаються по 1 мм.

Ескіз стрижнів наведено на рисунку 1.3 та 1.4.

Розрахуємо масу стрижнів за формулою:

G _ст..=V _ст. ·γ _ст.

де V _ст. – об'єм стрижня, м³;

γ _ст. – щільність стрижня, кг/м³ Приймаємо щільність стрижнів γ _ст. =1800 кг/м³

Розрахуємо об’єм першого стрижня: V _ст1= V ₁+ V ₂+ V ₃

V ₁ =1/3∙ π∙h∙ (r²+r∙R+R²)=1/3∙3,14∙0,085∙ (0,1²+0,05∙0,1+0,05²)=0,0016 м³

V₂= π∙ r²∙ h= 3,14∙0,1²∙0,05= 0,0016 м³

V ₃ =1/3∙ π∙ h∙ (r²+r∙R+R²)=1/3∙3,14∙0,035(0,1²+0,08∙0,1+0,08²)=0,0009 м³

V _ст1= 0,0016+ 0,0016+ 0,0009=0,0041 м³

G_ст1 =0,0041∙1800=7,38 кг

Розрахуємо об’єм другого стрижня:

V _ст2= (1/2·(a+b)·h)·h=(1/2·(0,204+0,170)·0,217)·0,087=0,0035 м³

G_ст2 =0,0035∙1800=6,3 кг

Стрижні виготовляються з піщано-смоляної суміші, яка твердне при продувці газоподібним каталізатором.

1.7 Припуски на механічну обробку Припуски на механічну обробку даються на всі поверхні виливка, що обробляються. При встановленні припусків на механічну обробку береться до уваги найбільші габаритні розміри виливки, спосіб лиття, матеріал виливки, положення поверхні, яка обробляється. Так як максимальний розмір виливка 460 мм, тип виробництва масовий, то припуски на механічну обробку дорівнюють 4 мм, а на верхню поверхню – 5 мм. Ескіз виливка з вказаними величинами припусків на поверхнях, що оброблюються представлений на рисунку на рисунку 1.5.

1.8 Конструювання і розрахунок надливів і холодильників Виливок «Важіль» виготовляється з сталі марки 30Л і має явно виражений термічний вузол. Тому отримання виливка без усадкових раковин забезпечується при наявності надливу. Приймаємо до встановлення закритий циліндричний надлив прямої дії у формі тора. Розрахуємо масу та об'єм надлива, враховуючи співвідношення, згідно [4]:

G_над. = 0,4∙ G_над=0,4∙ 21=8,4 кг

V_над.= G_над. / γ_ме =8,4/7800=0,00108 м³

У нашому випадку надлив має форму циліндра розрізаного на дві частини.

Приймаємо довжину термічного вузла 0,125 м, радіус надлива розраховуємо з формули об´єма циліндра.

V = π∙r²· h;

Приймаємо нахил надливу 10⁰. Ескіз термічного вузла з надливом наведений на рисунку 1.6.