Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Технология металлов»

РАЗРАБОТКА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК

СПОСОБОМ ЛИТЬЯ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

в качестве учебно-методического пособия

Ярославль 2012

УДК 621.74.041

Алов В. А, Епархин О. М., Попков А. Н., Потуткина Е. Н., Куприянов И. Н.

Разработка технологического процесса изготовления чугунных отливок способом литья в песчаные формы: учебно-методическое пособие. – Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2012 .– 76 с.: ил.

Рассматриваются технологический процесс изготовления чугунных отливок способом литья в песчаных формах, состоящий из анализа технологичности конструкции отливок, разработки основных элементов литейных форм, выбора состава формовочных и стержневых смесей, размеров опок и модельных плит, определения припусков на механическую обработку и т.д., вопросы разработки технологий сборки и заливки литейных форм, выбивки отливок из форм, их обрубки, очистки и зачистки, а также устанавливаются требования к графической части разработки технологического процесса изготовления чугунных отливок способом литья в песчаных формах.

Предназначено для студентов технических специальностей высших учебных заведений при выполнении курсовых, контрольных и расчётно-графических работ по дисциплинам «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» и «Технологические процессы в машиностроении».

Рис. 44, табл. 32, библ. 14

Рецензенты: В.М. Щанников, главный инженер ОАО «Тутаевский моторный завод»; д. т. н. П. С. Орлов, доцент Ярославской государственной сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ	4
1 СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЁМ ЗАДАНИЯ 2 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК СПОСОБОМ ЛИТЬЯ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ	5 7 8
3.1 Общий анализ технологичности конструкции отливки	9
3.2 Выбор способа изготовления отливки	10
3.3 Выбор положения отливки в форме	10
3.4 Выбор разъёма формы	11
3.5 Определение припусков на механическую обработку	13
3.6 Назначение формовочных (литейных) уклонов	23
3.7 Назначение литейных радиусов	26
3.8 Определение необходимого количества стержней, выбор формы знаков и их размеров	27
3.9 Разработка конструкции и расчёт литниковой системы	31
3.10 Выбор размеров опок и модельных плит	35
3.11 Выбор состава формовочных, стержневых смесей и вспомогательных материалов	40
3.12 Разработка технологий сборки и заливки форм…	42
3.13 Разработка технологий выбивки отливок из форм, их обрубки, очистки и зачистки	45
3.14 Контроль качества отливок	46
3.15 Обеспечение безопасности труда в литейном производстве	49
4. РАЗРАБОТКА И ВЫПОЛНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЗАДАНИЯ	50
4.1 Обозначение разъёмов модели и формы. Положение отливки в форме при заливке	50
4.2 Изображение и обозначение стержней	50
4.3 Изображение припусков	50
4.4 Изображение и обозначение литниковой системы	53
4.5 Изображение отливки	54
5 ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ	55
5.1 Задание на разработку технологического процесса изготовления чугунных отливок	55
5.2 Общий анализ технологичности конструкции детали «Корпус»	55
5.3 Выбор положения отливки в форме и плоскости разъёма	55
5.4 Назначение точностных параметров отливки, допусков и припусков на механическую обработку	55
5.5 Назначение формовочных (литейных) уклонов	59
5.6 Назначение литейных радиусов	59
5.7 Определение конструкций стержня, выбор формы знаков и их размеров	60
5.8 Определение объёма и массы отливки	61
5.9 Расчет литниковой системы	61
5.10 Назначение размеров на модели отливки	62
5.11 Выбор размеров опок и модельных плит	63
5.12 Выбор состава формовочных и стержневых смесей	63
5.13 Сборка и заливка форм	64
5.14 Выбивка отливок из форм, их обрубка, очистка и зачистка	64
5.15 Контроль качества отливок	65
5.16 Расчёт шихты	65
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ	70
Приложение А (обязательное)	71

Введение

Литейное производство – отрасль машиностроения, занимающаяся производством литых изделий, путем заливки расплава в литейную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении расплав затвердевает и в твёрдом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую был залит. Конечную продукцию в данном случае называют отливкой.

Преобладающим направлением литейного производства является повышение точности размеров отливок и максимальное приближение их к размерам деталей. Это позволяет повысить эффективность производства в механообрабатывающих цехах, а также получить оптимальные показатели по структуре, механическим характеристикам, износостойкости, герметичности и другим эксплуатационным свойствам, увеличить работоспособность и надёжность литых изделий [1].

Основным потребителем отливок является машиностроение, главной задачей которого является повышение эффективности и качества выпускаемой продукции, что напрямую связано с литейным производством.

Для изготовления отливок из различных сплавов применяют множество (более пятидесяти) способов литья: в песчаные, оболочковые, металлические формы (кокиль, центробежное литье, литьё под давлением), литьё по выплавляемым моделям и т.п. Однако, несмотря на прогрессивное значение новых современных способов литья, литьё в разовые песчаные формы, и, прежде всего, при производстве чугунных отливок, остаётся преобладающим.

Цель работы – ознакомить студентов с методикой разработки технологического процесса изготовления чугунных отливок в разовых песчаных формах.

Необходимым условием для правильного выполнения задания является знание теории и технологии литейных процессов, а также правил графического выполнения элементов литейных форм и отливок (ГОСТ 3.1125–88). Таким образом, выполняя индивидуальное задание, каждый студент самостоятельно изучит не только процесс проектирования литейной технологии, но и научится рационально выбирать, использовать необходимые материалы, приспособления и оборудование для изготовления отливок.

1 Содержание работы

Номер варианта задания для выполнения работы (таблица А.1) и чертеж детали на разработку технологического процесса изготовления чугунных отливок способом литья в песчаные формы студент получает от ведущего преподавателя.

Работа состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части.

Расчётно-пояснительная записка должна иметь следующие разделы:

- титульный лист (с указанием сокращённого обозначения вуза ЯГТУ, шифра специальности и номера варианта курсовой работы (КР) или контрольной работы (к/р).

Пример - ЯГТУ 240801.65  009 КР);

- реферат;

- содержание;

- основную часть;

- список использованной литературы;

- приложения.

Основная часть работы должна содержать все этапы разработки технологического процесса изготовления чугунных отливок способом литья в песчаные формы.

Последовательность изложения этапов разработки технологического процесса должна быть следующей:

1) общий анализ технологичности конструкции отливки согласно ее назначению;

2) выбор способа изготовления отливки;

3) выбор положения отливки в форме;

4) выбор разъёма формы;

5) определение припусков на механическую обработку;

6) назначение формовочных и литейных уклонов. Назначение литейных радиусов;

7) определение необходимого количества стержней, формы знаков и их размеров;

8) разработка конструкции и расчёт литниковой системы;

9) выбор размеров опок и модельных плит;

10) выбор состава формовочных, стержневых смесей и вспомогательных материалов;

11) разработка технологий сборки и заливки форм;

12) разработка технологий выбивки отливок из форм, их обрубки, очистки и зачистки;

13) список использованной литературы с указанием ссылок на нее в тексте.

Нумерация страниц работы должна быть сквозной. Первой страницей является титульный лист, на титульном листе номер страницы не ставится. На последующих страницах номер проставляют арабскими цифрами в правом верхнем углу листа.

Текстовые документы выполняются на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210×297 мм) одним из следующих способов:

- с применением печатающих и графических устройств ЭВМ: гарнитура шрифта Times New Roman или Arial, кегль 14, цвет - черный, междустрочный интервал – одинарный;

- рукописным: чернилами или пастой одного цвета (черного, синего или фиолетового), почерк должен быть разборчивым, понятным для чтения; высота букв текста не менее 2,5 мм; расстояние между строчками рукописного текста должно быть 8-10 мм.

Допускается по тексту приведение таблиц и рисунков, способствующих пояснению применяемых технических решений.

Графическая часть работы (чертеж детали, отливки, нижней и верхней модельных плит, литейной формы всборе) выполняется на отдельном листе формата А3 с соблюдением требований Единых систем конструкторской и технологической документации (ЕСКД, ЕСТД, ГОСТ), а также стандартов ЯГТУ СТО 701–2005, СТО 702–2005.

Графическая часть работы выполняется на отдельных листах формата А4 (А3) (приложение А) с соблюдением стандартов ЯГТУ СТО 702-2005, СТО 703-2005.

На чертеже детали должны быть указаны основные размеры и значения шероховатости поверхностей. В штампе чертежа указывается масса детали с округлением до десятых долей килограмма (рисунки А.1).

Чертеж отливки должен быть представлен с припусками и указанием баз под механическую обработку, с размерами, проставленными от назначенных баз, с обозначением шероховатости поверхностей, с указанием поверхности разъёма литейной формы (рисунки А.2).

Чертеж отливки должен содержать:

1) разъём модели и формы, обозначенные отрезком или ломаной штрихпунктирной линией, заканчивающейся знаком , над которой указывается буквенное обозначение разъёма - МФ;

2) указание баз под механическую обработку ( );

3) линейные размеры отливки, проставленные от баз под механическую обработку поковок;

4) размеры припусков на механическую обработку на каждую обрабатываемую поверхность с привязкой их значений к назначенным выносным размерным линиям элементов отливки;

5) значения радиусов закруглений и литейных уклонов, причем, вершинами литейных углов должны являться точки пересечения припусков;

6) технические требования, которые содержат неуказанные на чертеже отливки литейные уклоны и радиусы закруглений, причем в технических требованиях следует указать только одно значение угла или радиуса закруглений, назначенное по наибольшему количеству в сравнении с другими их значениями;

7) массу отливки с округлением до десятых долей килограмма, которая указывается в основной надписи чертежа;

8) наименование заготовки в скобках – «отливка», которая указывается в основной надписи под названием изделия (например, корпус (отливка)).

Основная надпись в чертежах должна включать ФИО студента, выполнившего работу и руководителя работы, дату, подпись, масштаб. Также должны быть указаны марка чугуна, массы детали и отливки до десятых долей килограммов. Шифр в основной надписи должен соответствовать шифру на титульном листе. Кроме того, на чертеже детали в правом верхнем углу должно быть проставлено общее обозначение шероховатости поверхностей согласно ГОСТ 2.309-73 «Обозначение шероховатости поверхностей» и обозначение шероховатости поверхностей непосредственно на детали. Параметры шероховатости поверхностей необходимо учитывать при назначении припусков на механическую обработку. Причём, если имеются поверхности обозначенные знаком , то общие припуски на них не назначаются.

Объём пояснительной записки должен быть в пределах 25-30 листов. Пояснительная записка должна быть скреплена.

Методика выполнения задания представлена в последую­щих разделах.