7.3 Разработка конструкции стержневого ящика

Пескодувный ящик состоит из следующих элементов: двух половин корпусов, ручек, бронирующих пробок, вент, броневых пластин, вдувных втулок, центрирующих штырей, конструкция которых регламентируется ГОСТ 19367-74 -19410-74.

Стержневой ящик предназначен для изготовления стержней на пескодувной машине модели 2Б83.

Расчет количества вдувных втулок производились из соотношения: 100 - 120г смеси поступает в ящик через 1 см² сечения втулки, следовательно число втулок определяется из соотношения:

, (4)

где M_ст – масса стержня;

f – площадь втулки;

- плотность уплотненной смеси 1,6 г/см³;

M_ст = V* = 112*1,6 = 179,2г;

f = см²; (5)

= 1,58≈ 2..

Принятое число втулок на один стержень равно двум. Втулки диаметром 12мм по ГОСТ 19385-74 Число вент определяется из соотношения:

n = , (6)

где - суммарная площадь втулок;

- площадь вент;

= см²; (7)

n = = 8.

На каждый стержень приходиться по 8 венты. Следовательно, в стержневом ящике установить 32 вент. Использовать венты 0292-1954-01 по ГОСТ 19395-74, изготавливаемые из антифрикционного сплава на цинковой основе по ГОСТ 7117-73.

Напротив вдувных втулок установить бронирующие вставки. Вставка 0292-1945 ГОСТ 19401-74. Вставку изготовить из стали 45 ГОСТ 1050-88, HRC 40 – 45.

Корпус стержневого ящика изготовить из алюминиевого сплава АЛ-ЗВ. Толщина стенки ящика выбирается от среднегабаритного размера и равна 8мм.

По плоскости разъема предусмотрен фланец, армированный стальной пластиной по всей поверхности.

Для создания жесткости предусматриваются ребра жесткости ГОСТ 19370-74. Толщина ребра 7мм.

Для фиксации двух половин ящика использовать нерегулируемые штыри (по ГОСТ 19404-74).

Для предотвращения коробления корпус ящика подвергнуть отжигу.

Чертеж стержневого ящика представлен на листе КП 40461806 – 150100 – 03.10.05СБ.

8. Описание собранной формы

Сборку формы производить в следующей последовательности: в полуформу низа вручную установить стержень в знаковую часть формы. Полуформы низа и верха соединить с помощью центрирующих штырей.

Вывод газов из формы осуществляется через знаковые части стержня. Форма заливается чугуном при температуре заливки 1320 – 1340 °С. Время заливки формы 10 секунд.

Форма в сборе представлена на листе КП 150.104.06.10.02.

9. Расчет массы груза

Заливаемый металл поднимает вверх полуформу, для этого ее нагружают. Груз рассчитывается по формуле:

Q = P - G, (8)

где Q - масса груза;

Р - сила, действующая на верхнюю полуформу;

G - противодействующая сила;

P = (P₁ + P₂)k, (9)

где Р₁ - подъемная сила металла;

Р₂ - сила всплытия стержня;

k - коэффициент, учитывающий возможность гидроудара в конце заливки;

P₁ = F*h* _м, (10)

где F – площадь проекции литейной формы;

h – высота верхней полуформы;

_м – плотность металла.

P₁ = F*h* _м = 8,4*1,5*7 = 88,2кг

Р₂ = V_cт* _м,

где V_cт – объем стержня;

_м – плотность металла.

Р₂ = 1,1*7,2= 7,81кг.

P = (88,2+7,81)*1,5 = 144,18 кг.

G = R+V_ф* _ф+V_cт* _cт,

где R – масса верхней опоки;

V_ф – объем верхней полуформы без отливки;

_ф – плотность формовочной смеси;

V_cт – объем стержня;

_cт – плотность стержня;

V_ф* _ф=43,2 ;

G = 23*43,2+1,1*1,6=67,96

Q = P-G=144,18 – 67,96 = 76,22 кг.

10. Расчет продолжительности охлаждения и назначение температуры выбивки отливки из формы

Продолжительность затвердевания элементов сложной отливки определяется по формуле:

M*Ф*R², (11)

где – полная продолжительность затвердевания в мин; R – половина толщины или радиус элемента в см; М – коэффициент материала (зависящий только от материала отливки и формы);

Ф – коэффициент формы, зависящий только от конфигурации элемента; для простейших тел он равен для пластинки 1,00 для цилиндра 0,76 и для сферы 0,47.

2,04*0,76*1,5² = 3,5 мин.

Примем время охлаждения равное 10 минутам. При этом температура выбивки T_выб = 300-400 ^оС.

11. Описание технологических операций: выбивки, очистки, обрубки

Для выбивки отливки из опоки применяют инерционную решетку. Затем для удаления стержней и первичной очистки отливки от пригара, а также для удаления литниковой системы используется галтовочный барабан.

После чего происходит визуальный контроль явных дефектов литья: раковины, недоливы, трещины и т.д. Затем детали подаются на термическую обработку, которая заключается в низкотемпературном отжиге для снятия внутренних напряжений, для предотвращения коробления, стабилизации размеров детали.

Температура нагрева 500 - 600°С со скоростью 70 – 100 °С/час. В зависимости от конфигурации отливки выдерживают 2-8 часов. Затем медленное охлаждение с печью 20 - 50° в час до 250°С. Конечная структура практически не изменяется и остается перлитно-ферритной.

После термической обработки отливки поступают на заточку заусенцев и частей литниковой системы. Затем отливки проходят контроль на соответствие геометрическим размерам.

Образование дефектов усадочного происхождения маловероятно, так как чугун обладает хорошей жидкотекучестью и малой усадкой от 1 до 1,2%, но есть вероятность образования пригара на отливках из-за слишком большой температуры заливки и её излишней продолжительности.

Разработанный технологический процесс представлен следующей

технологической документацией:

1. Титульный лист по форме 2 ГОСТ 3.1105-804…………приложение 5

2. Карта эскизов отливки по форме 7 ГОСТ 3.1105-84…...приложение 6

3. Карта эскизов стержня по форме 7 ГОСТ 3.1105-84…...приложение 7

4. Карта эскизов формы в сборе с литниковой системой

по форме 7 ГОСТ 3.1105-84 …………………………....приложение 8

5. КТИ литья в песчаные формы по форме 2

ГОСТ 3.1401-85 ……………,...……………………………. приложение 9

6. КТИ литья в песчаные формы по форме 3а

ГОСТ 3. 1401-85……………………………………………..приложение 10

7. КТИ изготовления стержней по форме 4

ГОСТ 3.1401 -85 …………………………………………приложение 11

8. МК изготовления стержней по форме 1б

ГОСТ 3.1118-82 ……………………………………...….приложение 12

9. МК основных технологических операций по форме 1б

ГОСТ 3.1118-82 ……………………………………...….приложение 13

Список используемой литературы:

1. И.Г. Гиршович. Справочник по чугунному литью. Л.: машиностроение, 1978-758с.

2. Н.А. Осипова, Н.А. Кидалов. Учебное пособие по выполнению курсового проекта дисциплины “Технология литейного производства”: Волгоград, 2009. - 79с.

3. Н.А. Осипова, Н.А. Кидалов. Расчет и конструирование литниково-питающих систем для чугунных отливок. Методические указания. Волгоград. 1984. - 18с.

4. Н.А. Осипова, Н.А. Кидалов. Учебное пособие по оформлению курсового проекта дисциплины “Технология литейного производства”: Волгоград, 1995. - 89с.

5. Н.А. Осипова. Правила оформления документов на технологические процессы литья в песчаные формы. Методические указания. Волгоград. 1989.-48с.