Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

В.С.Кушнер, А.Е.Казанцева

ПРАКТИКУМ

ТЕХНОЛОГИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Методические указания для выполнения домашней работы

для студентов очной и заочной форм обучения

Омск 2010

Проектирование отливки в песчаной литейной формы

Литье в песчаные формы − это процесс получения отливок свободной заливкой песчаных форм расплавленным металлом.

Песчаная форма − это разовая литейная форма, изготовленная уплотнением песчано-глинистой формовочной смеси с различными связующими добавками. В зависимости от содержания влаги различают: сухую, сырую и подсушенную литейную формы. Разовые литейные формы получают с помощью специального комплекта приспособлений – модельного комплекта.

Модельный комплект необходим для образования при формовке рабочей полости литейной формы. В комплект входят: литейная модель, стержневые ящики, модели литниковой системы, формовочные, контрольные и сборочные шаблоны для конкретной отливки, модельные и сушильные плиты. Существует понятие – формовочный комплект. В него входят: опоки, наполнительные рамки, штыри, скобы, и другие приспособления, необходимые для получения разовой песчаной формы.

При конструировании отливок, изготовляемых литьем в песчаные формы, их внешние контуры должны представлять собой сочетание простых геометрических тел с преобладанием плоских прямолинейных поверхностей, сочлененных плавными переходами. Необходимо стремиться к уменьшению габаритных размеров детали, особенно высоты; это облегчит изготовление модельного комплекта. Литейная форма должна иметь один разъем, а отливка должна располагаться преимущественно в нижней полуформе. Контуры отливки должны обеспечивать формовку без дополнительных стержней. Необрабатываемые поверхности отливок, перпендикулярные к плоскости разъема формы, должны иметь конструктивные уклоны. При изготовлении отливок необходимо предусматривать формовочные уклоны, а отверстия внутренние и некоторые наружные полости выполнять при помощи песчаных стержней. Бобышки, приливы и другие выступающие детали необходимо конструировать так, чтобы не затруднять извлечение модели из формы.

Геометрическая точность изготовляемых отливок оценивается по следующим параметрам:

• точность выполнения основных параметров отливки и криволинейных поверхностей;

• точность расположения отдельных поверхностей относительно друг друга;

• шероховатость литой поверхности.

Внутренние полости сложных отливок должны выполняться с минимальным количеством стержней. В детали должно быть достаточное число окон для прочного крепления стержней в форме и удобства выбивки стержней из отливок.

В конструкции литых деталей следует избегать пазов и узких полостей. Устранить такие пазы можно изменением конструкции литой детали.

Минимальный диаметр литых отверстий в отливках при их изготовлении в песчаных формах выбирают в зависимости от материала литой детали и толщины стенки. Чем меньше толщина стенки отливки и ниже температура плавления литейного сплава, тем меньший диаметр отверстия может быть выполнен в заготовке.

Чертёж элементов литейной формы выполняется на светокопии чертежа детали, изготовленного конструктором, должен содержать все данные для изготовления и контроля отливки и соответствовать требованиям стандартов ЕСКД и ГОСТ 2.423–73.

Разработка чертежа элементов литейной формы начинается с выбора положения отливки в форме и плоскости разъёма модели и формы (рис. 2.4). Производится это с учётом конфигурации отливки, наличия выступающих частей, рёбер жёсткости, углублений и других элементов детали, которые могут препятствовать свободному извлечению моделей из полуформ. При этом должна быть достигнута надёжности закрепления моделей на модельных плитах, правильно определено место и способ подвода металла к плоскости отливки. Следует избегать образования в литейной форме глубоких узких каналов. Необходимо также помнить, что наиболее крупные дефекты образуются в верхней части отливки (причина − шлак, газовые пузыри, усадочные явления).

Выбор поверхности разъема формы подчинен выбору положения формы при заливке. Необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• форма и модель, по возможности, должны иметь одну поверхность разъема, желательно плоскую горизонтальную, удобную для изготовления и сборки формы;

• модель должна свободно извлекаться из формы;

• если позволяет конструкция отливки, ее целесообразно располагать в одной полуформе (нижней) в целях исключения перекосов;

• при формовке в парных опоках следует стремиться к тому, чтобы общая высота формы была минимальной.

Разъём модели и формы показывается отрезком линии удвоенной толщины, заканчивающейся знаками «Х–Х», с указанием буквенного обозначения разъёма − МФ. Положение отливки в форме при заливке обозначают стрелками и буквами ↑ В (верх) и ↓ Н (низ).

Механическая обработка поверхности детали обозначается специальным значком √ примыкающим к выносной линии над которым пишется величина шероховатости поверхности детали после обработки R_z.

На обрабатываемую поверхность назначается припуск на механическую обработку, то есть дополнительный слой металла, который в дальнейшем удаляется при механической обработке. Задачей литейщиков является получение геометрически точной отливки, у которой после удаления припуска на механическую обработку не осталось бы литейных дефектов.

При разработке чертежа отливки следует помнить, что допуски на размеры являются суммарными и ограничивают погрешности по всем вышеперечисленным параметрам, возникающим на разных стадиях формирования отливки. К ним относятся основные припуски на механическую обработку (на сторону) и дополнительные допуски.

Основные припуски на механическую обработку (на сторону) определяют в зависимости от класса точности отливки, ее номинального и габаритного размеров, положения при заливке, способа литья и вида сплава и устанавливают их дифференцированно для каждого элемента отливки с соответствии с ГОСТ 26645–85 (таблица 1).

Для каждого интервала значений допусков размеров отливки в каждом ряду припусков предусмотрены два значения основного припуска (таб. 2.3).

Меньшее значение припуска устанавливают для более грубых квалитетов точности обработки деталей; большие значения – для более точных квалитетов (таб. 3). При более высоких требованиях к точности размеров обрабатываемых деталей, чем предусмотрено в таб. 3, допускается увеличение основного припуска до большего ближайшего значения из того же ряда. Основные припуски назначают на размеры поверхностей отливок, находящихся при заливки снизу или сбоку. На поверхности, расположенные при заливке вверху, допускается увеличение припуска до значения, соответствующего следующему ряду припусков (таб. 2).

Общий припуск на механическую обработку устанавливают равным сумме основного и дополнительного припусков.

Припуск на механическую обработку изображают сплошной тонкой линией. Допускается выполнять линию припуска красным цветом. Величина припуска на механическую обработку указывают цифрой перед знаком шероховатости поверхности. Отверстия, впадины и т.д., не выполняемые при получении отливки, зачеркивают сплошной тонкой линией, которую допускается выполнять красным цветом.

Таблица 1

Классы точность размеров и ряды припусков на механическую

обработку отливок

Способы литья	Максимальный размер отливки, мм	Тип сплава
		Цветные сплавы с температурой плавления ниже 700 ºС	Цветные сплавы с температурой плавления выше 700 ºС и серый чугун	Ковкий высокопрочный и легированный чугуны, сталь
Литье в песчаные формы (сырые и сухие)	До 630	Классы точности размеров
		6 − 11	7т − 12	7 − 13т
		Ряды припусков
		2 − 4	2 − 4	2 − 5
Литье под давлением в металлические формы	До 630	Классы точности размеров
		3 − 6	4 − 7т	5 − 7т
		Ряды припусков
		1	1	1

Таблица 2

Допуски размеров отливок

Интервалы номинальных размеров, мм	Классы точности размеров
	6	7т	7	8	9т	9	10
	Допуски размеров отливок (в мм) не более
Св. 40 до 63	0,64	0,80	1,00	1,20	1,6	2,0	2,4
63 − 100	0,70	0,90	1,10	1,40	1,8	2,2	2,8
100 − 160	0,80	1,00	1,20	1,60	2,0	2,4	3,2
160 − 250	0,90	1,10	1,40	1,80	2,2	2,8	3,6
250 − 400	1,00	1,20	1,60	2,00	2,4	3,2	4,0
400 − 630	1,10	1,4	1,8	2,4	2,8	3,6	4,4
630 − 1000	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0

Таблица 3

Припуски на механическую обработку

Допуски размеров отливки, мм	Ряды припусков
	1	2	3	4	5
	Припуск на механическую обработку (мм не более)
от 0,61 до 0,80	1,0−1,4	1,3−1,8	1,8−2,4	2,4−3,0	3,4−3,8
св. 0,81 до 1,00	1,1−1,6	1,4−2,0	2,0−2,8	2,6−3,2	3,6−4,0
св. 1,01 до 1,20	1,2−2,0	1,6−2,4	2,2−3,0	2,8−3,4	3,8−4,2
св.1,21 до 1,60	1,6−2,4	2,0−2,8	2,4−3,2	3,0−3,8	4,0−4,6
св. 1,61 до 2,00	2,0−2,8	2,4−3,2	2,8−3,6	3,4−4,2	4,2−5,0
св. 2,01 до 2,40	2,4−3,2	2,8−3,6	3,3−4,0	3,8−4,6	4,6−5,5
св. 2,41 до3,00	2,8−3,6	3,2−4,0	3,6−4,5	4,2−5,0	5,0−6,5
св. 3,01 до 4,00	3,4−4,5	3,8−5,0	4,2−5,5	5,0−6,5	5,5−7,0
св. 4,01 до 5,00	4,0 − 5,5	4,4−6,0	5,0−6,5	5,5−7,5	6,0−8,0
св. 5,01 до 6,00	5,0 − 7,0	5,5−7,5	6,0−8,0	6,5−8,5	7,0−9,5
св. 6,01 до 8,00	−	6,5−9,5	7,0−10,0	7,5−11,0	8,5−12,0
св.8,01 до10,00	−	−	9,0−12,0	10,0−13,0	11,0−14,0

Дополнительный припуск, компенсирующий отклонения расположения элементов отливки: коробление, смещение по плоскости разъема, погрешность расположения обрабатываемой поверхности относительно базы обработки, назначают в том случае, если наибольшее из предельных отклонений расположения превышает половину допуска на соответственный размер отливки.

Предельные отклонения смещения от номинального положения элементов отливки по плоскости разъема формы приведены в таблице 4; предельные отклонения коробления элементов отливок в таблице 5.

Разработана методика проектирование заготовки и технологического процесса отличающаяся от выше представленного вероятностно статистического метода опирающегося на стандарты (по ГОСТ 26645−85).

Разработанный опытно статистический метод основан на использовании данных, которые описывают прошлый опыт. Устанавливают общий припуск, то есть припуск на всю совокупность технологических переходов механической обработки цилиндрических поверхностей.

Важным элементом проектирования технологии и определения размеров заготовки является обоснование допусков на размеры обработанных цилиндрических поверхностей.

Таблица 4