1.7 Разработка конструкции стержневых ящиков

Для изготовления требуемого стержня используем разъемный стержневой ящик. Диаметр отверстия 31 мм, размер знаковых частей стержня определяется по рекомендациям, в нашем случае высота нижних знаков составит 44 мм, формовочные уклоны 17-19 градусов. Ящик выполнен из пиломатериалов хвойных пород.

Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик очищают от пыли, протирают вручную рабочую часть керосином и располагают на столе верхней частью вниз. Заполняют всю полость ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой. Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Вторую половину изготавливают аналогично. Готовые составляющие направляют в сушильную печь, после сушки склеивают и покрывают противопригарной краской.

Размеры стержневого ящика, соответствующие размерам полостей отливки с учетом литейной усадки, определены в таблице 1. Толщина стенок ящиков назначается конструктивно. Стержневой ящик изображен на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Стержневой ящик

1.8 Выбор способа подвода металла. Расчет литниковой системы

Литейная форма имеет одну плоскость разъема, в которой нужно расположить питатели. Дополнительный подвод металла в верхней плоскости разъема не потребуется, так как высота отливки небольшая (270<600~800 мм). Элементы литниковой системы указаны на чертеже детали (приложение 2).

Теперь необходимо произвести расчёт литниковой системы, а также прибыли:

г/см³

мм³=806,62 см³

М_отл=5,8 кг

М_{литников}=0.1 5,8=0,58 кг=0,6 кг

Масса сплава 5,8+0,6=6,4 кг

Время заливки t_зл= 8 с

F_ст= 69,93 мм²

F_щл= 64,12 мм²

b_п=6,4, h_п=4, a_п=8

b_шл=6,8, h_шл= 8,5, a_шл=8,5 dстояка=9,5

До анализа в программе ProCAST был получен чертеж ТКМиМ 023.004.002.

1.9 Симуляция изготовления технологичной отливки в программе ProCast

На данном этапе выполнения начинается анализ отливки с помощью ProCAST но производится лишь для половины модели, т.к. она симметрична.

Добавляем холодильников для устранения образовавшихся пористостей при первой заливке в ProCAST.

Рисунок 1.2. – Холодильники в модели.

Рисунок 1.3. – Проверка на пористость.

Рисунок 1.4. – Тепловые узлы в отливке.

Рисунок 1.5. - Вектора скорости.

После результатов проведённого анализа, я считаю, что отливка выполнена верно. В результате работы были добавлены холодильники.

1.10 Устройство и последовательность изготовления литейной формы

При ручной формовке в условиях мелкосерийного производства необходимы модель, стержни, модели для элементов литниковой системы, формовочная песчано-глинистая смесь и опоки.

Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя смеси между опокой и моделью (70 мм), между шлакоуловителем и моделью (60 мм), между моделью и верхом формы (100 мм), между моделью и низом формы (120 мм). Ширина опоки B=230 мм. Длина опоки L=440 мм. Высота нижней опоки - 117 и верхней -113 мм. Позицией 1 обозначена нижняя опока, 2 – верхняя опока, 3 – стержень. Чертеж литейной формы представлен в приложении 2.

Изготавливают формы в следующем порядке. На модельную плиту устанавливают нижнюю опоку, нижнюю половину модели плоскостью разъема вниз и модели питателей. Затем опоку заполняют формовочной смесью, уплотняют и удаляют излишки формовочной смеси при помощи линейки. В завершение накалывают вентиляционные каналы при помощи специальной иглы.

Изготовление верхней опоки начинают с поворота нижней на 180о и установки на нее верхней при помощи направляющих штырей. По центрирующим шипам и отверстиям устанавливают верхнюю половину модели отливки, модели шлакоуловителя, стояка и прибылей. Заполняют формовочной смесью и утрамбовывают.

При извлечении моделей из формы начинают со стояка и прибылей. Снимают верхнюю опоку вместе с верхней половиной модели и переворачивают на 180о . Осторожно извлекают модели отливки из обеих полуформ. После этого извлекают модели шлакоуловителя и питателей. Перед сборкой форму отчищают и покрывают противопригарным составом.

Перед установкой и фиксацией верхней опоки в нижнюю опоку по знакам устанавливают заранее изготовленный стержень. Затем обе опоки скрепляют при помощи болтов или скоб. Форма готова для заливки металла.

После заливки и остывания металла до определенной температуры производят выбивку форм. При ручной выбивке форму разрушают ударами молотка. Затем следует выбивка песчаных стержней. После выбивки делают обрубку (прибылей, литников) и очистку отливок. Обрубку осуществляют с помощью пневматических зубил, ленточных и дисковых пил, газовой резки. Очистку отливок от пригоревшей смеси и окалины производят во вращающих галтовочных барабанах, на пескоструйных и дробеметных аппаратах. Очистка внутренних поверхностей осуществляется химической или электрохимической обработкой. Заусенцев и другие неровности, оставшиеся после обрубки, устраняют ручным инструментам или на шлифовальных станках.

2. Разработка технологического процесса получения поковки

Вариант 4

Исходные данные:

Рисунок 2.1. – Итоговая деталь.

Размеры детали
№	D1	D2	d			L
4	400	300	250	300	1200	2500

2.1 Выбор сплава и его характеристика

Выберем сталь пригодную для ковки и достаточно дешевую – Ст3.

2.2 Анализ технологичности детали

При анализе детали было принято решение использовать метод ковки, так как деталь состоит из нескольких цилиндрических форм, которые легко можно получить протяжкой.

2.3 Определение массы и размеров исходной заготовки

Рисунок 2.2. – 3D-модель детали.

Объем детали

Масса детали , где ρ=7850кг/м3 – плотность стали.

Так как масса детали невелика, поковку можно изготовить на молоте Припуски на механическую обработку и допуски назначаются по ГОСТ 7829–70. Основные припуски z и допуски на диаметры составляют: z = 29±11 мм на диаметр 400 мм, z = 28±10 на диаметр 300 мм, z=27±10 на диаметр 250мм.

Рисунок 2.3. – Деталь после обработки прессом.

Определим объем и массу поковки, с помощью программы КОМПАС-3D:

Объем поковки:

Масса поковки: .

Поковку предлагается получить из проката, тогда масса исходной заготовки:

В качестве исходной заготовки выберем слиток по ТУ 0883-008-14377984-2022-2 Технические условия на поставку кузнечных слитков из углеродистой и легированной стали и сплавов: