4.1.3. Конструктивные особенности

Внешние отводы литых деталей рекомендуется снабжать рантами для увеличения жесткости.

Окантовка кромки

S

m=S

П

Рисунок 4

ри конструировании следует избегать выполнение в литье отверстий малого диаметра и большой длины. Ориентировочно можно определять минимальный диаметр отверстия по формуле:

d= d₀+ 0,1 l ,

где l – длина отверстия, мм.

Для алюминиевых сплавов и бронз d₀= 5, для чугунов d₀= 7, для стали d₀= 10. Отверстие меньшего размера следует сверлить. Данная формула весьма ориентировочная, обычно при массовом производстве отливок литьем получают отверстия >20мм, при серийном >30 мм, при единичном >50,хотя все зависит от культуры и организации производства. Для увеличения жесткости и прочности литых деталей применяют оребрения. Уклон их такой же как формовочный. У верхушки ребер обязательны галтели радиусом не менее 1 мм. Основания ребер соединяют со стенкой галтелями радиусом. Толщину наружных ребер делают обычно равной (0,6-0,7), а внутренних (0,5-0,6), где S толщина стенок. Высота ребер – (3-6). Число ребер определяют исходя из максимального шага, при котором не наступает ослабления.

T = 2S_ср (h/S)²

Участки перехода ребер в деталь следует выполнять радиусами 3-6 мм. При конструировании отливок необходимо учитывать последующую механическую обработку, для чего соблюдать следующие правила:

1) выступающие обрабатываемые поверхности должны быть расположены выше черновых поверхностей на величину К, что предупреждает срезание инструмента;

2) углубление обрабатываемой поверхности следует располагать ниже черновых поверхностей на величину К;

3) толщина стенок, прилегающих к обрабатываемым поверхностям, должна быть больше конструктивно необходимой на величину К.

Величина К=0,7 Z, где Z максимальный припуск, мм.

4.2. Оформление чертежа заготовки

Чертеж заготовки составляется по чертежу готовой детали, т.к. она в конечной мере предопределяет технологию ее изготовления. Чертеж заготовки является основным документом, по которому ведется проектирование технологии и оснастки (формы, модели, стержней, инструмента).

Чертеж заготовки рекомендуется составлять по возможности в масштабе 1 к 1. Готовую деталь следует показать тонкой сплошной линией без размеров, стремясь дать лишь необходимые контуры, наглядно показать припуски на обработку.

Галтели, уклоны, возможные отключения даются по соответствующим ГОСТ или нормам. На чертеже должны быть проведены основные технологические условия на приемку заготовки, допустимая кривизна заготовки, смещение стержней и другие пространственные поверхности. На заготовки должны быть указаны технологические базы, используемые на первой операции механической обработки. Преобладающие радиусы на чертеже не ставятся, а выносятся в технологические требования. При оформлении чертежа литой детали необходимо знать, что простановка размеров литых деталей с учетом расположения литейных баз и баз механической обработки подчиняется следующим правилам:

1) необработанные поверхности следует привязывать к черновой литейной базе непосредственно или с помощью других размеров;

2) базу механической обработки следует привязывать к черновой литейной базе, все остальные размеры обрабатываемых поверхностей – к базе механической обработки.

5.ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВКИ

Получение отливок складывается из следующих основных операций:

1) приготовление формовочной и стержневой смеси;

2) изготовление форм и стержней;

3) получение жидкого металла;

4) заливка форм жидким металлом;

5) выбивка и очистка отливок.

Технология изготовления формовочных смесей и стержневых, а также их состав рассматривается в курсе “Технология литейного производства”, в разделе курса “Проектирование и производство заготовок” и поэтому рассмотрение первой операции не производится.

Изготовление форм производят вручную или на формовочных машинах различных марок.

Машинная формовка производится в серийном и массовом производстве, ручная - в единичном и мелкосерийном производстве. Существует много различных способов ручной формовки. Однако все они имеют общие приемы:

1) подготовка модели,

2) нанесение облицовочного слоя формовочной смеси,

3) набивка нижней полуформы,

4) подготовка к набивке верхней полуформы и набивка ее,

5) извлечение модели из формы,

6) отделка формы,

7) сборка формы.

Рассмотрим процесс формовки для простейшего случая изготовления формы в парных с плоским разъемом.

5.1. Подготовка модели

Модель или полумодель кладут плоской стороной под модельную доску. Поверхность модели припыливают графитом или другим припылом. Проверяют правильность размещения модели в форме. Устанавливается модель питателя.

5.2. Нанесение облицовочного слоя формовочной смеси

Модель покрывают равномерным слоем облицовочной смеси, которая обжимается руками.

5.3. Набивка нижней полуформы

Набивка нижней полуформы выполняется смесью и производится слоями (50-100)мм. Смесь послойно уплотняют, сначала острым, а потом плоским концом трамбовки. Обратить внимание на уплотнение вокруг модели, у стенок и в углах. Верхний слой смеси уплотняют плоским концом трамбовки. И излишек смеси удаляют линейкой. Затем иглой накалывают вентиляционные каналы. Они не должны доходить до модели на 20-40 мм. Диаметр душника 2-5 мм.

5.4. Подготовка к набивке верхней полуформы и ее набивка

Набитую полуформу нижнюю переворачивают разъемом вверх. Плоскость разъема заглаживают гладилкой и посыпают тонким слоем одного мелкого песка. Устанавливают модель стояка и модель шлакоуловителя, после чего осуществляет набивку в такой последовательности, что и нижнюю.

5.5. Извлечение модели из формы

Набитую верхнюю полуформу снимают с нижней, ставят плоскостью разъема вверх. В модель ввинчивают подъем и извлекают модель из формы.

5.6. Отделка формы

После извлечения модели формы отделывают, исправляя поврежденные места. Потом, если формовка сырая, форму припыляют припылом, если формовка по сухому, форму красят – для чугунного литья краской, включающей графит, для стального краской, включающей циркон.

5.7. Сборка формы

При необходимости перед сборкой устанавливают стержень. Предварительно процарапывают газообразные каналы. Затем производят сборку формы соединения верхнюю и нижнюю полуформы.

5.8. Получение отливки

После сборки формы производится ее заливка нижним металлом. После охлаждения и выбивания производят выбивку отливки и ее очистку.

5.9. Оформление технологии получения отливки

Технология получения отливки оформляется по технической документации.

Приложение

Последовательность выполнения лабораторной работы:

1. выполнение чертежа детали (формат А4) по указанию преподавателя;

2. определение типа производства;

3. выборка припусков и определение номинальных размеров заготовки;

4. определение стоимости изготовления отливки;

5. конструирование отливки, а именно определение формовочных уклонов, радиусов галтелей, определение минимальной толщины стенок отливки, при стальном литье расчет прибыли;

6. выполнение чертежа заготовки (отливки);

7. расчет литниковой системы, для чего определить:

1) объем отливки;

2) массу отливки;

3) суммарное сечение питателя

F_n = G/ftv, (3)

где G – масса отливки, г, V – cкорость истечения заливки м/с, t – продолжительность заливки, с.

Продолжительность заливки находим по формуле (для мелких деталей ν<450 кг).

(4)

где ν – масса отливки, кг, S – коэффициент, зависящий от толщины стенок h

при h<3.0 S=1.53,

при h<8.0 S=1.81,

при h<15.0 S=2.2.

4) находят площади шлакоуловителя стояка из соотношения для чугуна 1:1,1:1,15; для стали 1:1,05+1,2:1,1+1,2; для алюминиевых 1:2:3;

5) выполняется эскиз собранной формы (формат А4);

6) осуществляется технологический процесс получения отливки (см. раздел 5);

7) оформляется технология получения отливки.

Техническая документация включает: технологические карты; чертеж отливки; модельного комплекта, формы.

6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

6.1. Порядок выполнения

Работа выполняется 6 часов. Условно ее можно распределить следующим образом: 1-ое занятие – знакомство с целью и задачами работы, общими теоретическими положениями, выбор заготовки по чертежу детали, заданной преподавателем, расчет припусков и определение размеров заготовки; 2-ое занятие: технико-экономическое обоснование выбора заготовки и технология литья, конструирование заготовки, оформление чертежа заготовки; 3-е занятие: получение заготовки в разовые песчаные формы, оформление операционно-технологической карты. Последовательность выполнения работы изложена в приложении.

6.2. Содержание отчета

Отчет должен быть оформлен согласно СТП 02073458-0102 (0103, 0104) – 85 и должен включать:

• цель лабораторной работы,

• расчеты по выбору заготовки и ее конструкции,

• чертеж заготовки,

• технологическую карту получения отливки.

Контрольные вопросы:

1. Что такое заготовка?

2. Виды заготовок

3. Какие факторы влияют на выбор заготовки и методы ее получения?

4. К чему сводится последовательность выбора заготовки?

5. Какие особенности при конструировании отливки?

6. Какие способы литья?

7. Что такое модель, форма?

8. Для чего необходим стояк, шлакоуловитель?

Список использованных источников

1. Основные понятия и определения – ГОСТ 3.1109-73.

2. Кован В.М. и др. Основы технологии машиностроения. М.”Машиностроение”. 1977. 416 с.

3. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под ред. Горбацевича А.Ф., Минск, Высшая школа. 1983. 256 с.

4. Чарнко Д.В. Основы выбора технологического процесса механической обработки. М. “Машиностроение”. 1963. 320 с.

5. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки заготовки и припуски в машиностроении. М. “Машиностроение”. 1976. 288 с.

6. Орлов П.И. Основы конструирования. М. “Машиностроение”. 1977. кн.2, 574 с.

7. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров ГОСТ 26645-85.

РАССМОТРЕНО На заседении кафедры ТМ Протокол № __________от "_______"_____________г. Зав.кафедрой ТМ _______________Швоев В. Ф.

УТВЕРЖДАЮ На заседании методбюро МФ Протокол №__________от "_______"_______________г. Председатель методбюро МФ _____________Смолькин А. А.