Розробка технологічного процесу виготовлення відливка кришка пiдшипника

ручним має  слідуючи переваги: більшу продуктивність, вищу точність відливка, менші припуски на механічну обробку, механізація трудомістких операцій звільняє формувальників від тяжкої праці.

Виготовляємо  відливок у парних опоках по раз'ємній  моделі, стан форми перед заливанням по-сухому.

Користуючись  правилами розташування відливка у  формі відливок „Напівмуфта” розташовуємо в двох напівформах, так що більша частина відливка була розташована в нижній напівформі. [2],c185.

Площину рознімання вибираємо плоску. [2],c185.

Положення відливка у формі та площина рознімання показані на рисунку 1.

 

1.3 Визначення припусків на механічну обробку, на усадку і       формувальних уклонів

Припуски на механічну  обробку призначають на усі поверхні, які обробляють. Розміри припусків  на механічну обробку залежать від  матеріалу відливка, його розмірів, характеру виробництва, способу формування, складності відливка, положення поверхні яку обробляють при  формуванні та заливанні.

Припуски  на механічну обробку визначають за ГОСТ  26645-85.

Для відливка „Напівмуфта” припуски на механічну  обробку складають для :

• верха, мм                                                                 -9,0;
• низу, боку мм                                                          -6,0.

Усадка сплаву марки сталь 35ЛI ГОСТ 977-88 складає 2%.

На вертикальні поверхні відливка призначають формувальні  уклони за ГОСТ 3212-80. Формувальний уклон для вертикальної поверхні 140мм і 60мм відповідно, складає 0^о 38¹.; 1^о 13¹., лінейний розмір складає 1,2 мм; 1,0 мм.

1.4  Визначення кількості  стержнів, розмірів знаків, зазорів  уклонів

 

Для виготовлення відливка „Напівмуфта” необхідно виконати однин стержень. Внутрішню порожнечу відливка діаметром 110 мм виконуємо стержнем. Стержень відноситься до четвертого класу, а до четвертого класу

відносяться стержні простої конфігурації, які  утворюють у відливках обробляємі і необробляємі поверхні, до чистоти яких особливих вимог не пред'являють.

Точність фіксації стержня у  формі забезпечується конфігурацією  і розмірами його знакових частин, які позначаються за ГОСТом 3606-80 з  обліками розміром стержня, способу  формування, та його положення у формі.

Визначаємо  розміри знаків,зазорів та уклонів  стержня 

h_в,мм=50;

h_н,мм=50;

S₁ = 0,5;                                                      

S₂ = 0,6;                                                      

S₃ = 1,5·0,5=0,75;                                             

 α=7⁰;

 β =10⁰.

 Стержень і стержневий ящик показаний на рисунку 2.

 

1.5 Вибір матеріалу  і конструкції модельного комплекту

 

Вибір матеріалу  для модельного комплекту визначається економічністю витрат на литво і  залежить від умов виробництва і числа формувань. На підмодельній плиті розташовуемо 1 модель відливка.  Для виготовлення модельного комплекту використовуємо СЧ15 ГОСТ 1412-85.

Число знімань  при машинній формовці до 10000 разів.

До складу модельного комплекту входять верхня та нижня під модельні плити з моделями деталі і ливникової системи, стержневий ящик, сушильна плита, шаблони.

Визначаємо розміри  моделі, мм:

D= (600+6+6+1.2+1.2)*1.02=626.68;

h1=(60+9)*1.02+50=120.38;

h2=(200+9+6)*1.02+50=269.3;

 

 

 

 

1.6 Визначення габаритів опок.

 

  При виборі розмірів опок  слід врахувати, що використання  дуже великих опок викликає  збільшення витрат праці на  ущільнення формової суміші, а  використання дуже маленьких  опок може викликати брак відливок  в наслідок продавлювання металом низу форми, та виходу металу за межу поверхні рознімання.

Розміри опок визначаються габаритними розмірами моделі, розташуванням ливникової системи та необхідної товщиною шару суміші між моделями та стінками опок. [2], с 45

Таблиця 3 - Залежність товщини шару формової суміші на різних ділянках форми від маси відливка

 

Маса відливка в, кг	Мінімальна  допустима товщина шару, мм
	Від верха  моделі до верха опоки	Від низу моделі до низу опоки	Від моделі до стінки опоки	Між моделями  шлаковловлючем
245	100	120	70	60

 Розрахунок додатків  за методом Пржибила оснований на визначені обсягу раковини до обсягу живильного вузла (термічного). Обсяг додатку визначаемо за формулою

υ_дод= υ_{від ,}         (1)

де υ_дод – обсяг додатків, дм³;

х – коефіціент не економічності додатка,х=8;

β – коефіціент об’ємної усадки сплаву, β=00,3;

υ_від – обяг термічного вузла відливка, дм³.

Визначаємо  масу додатків за формулою:

Q_дод=υ_дод * γ_м,         (2)

де Q_дод – маса додатків, кг;

m – щільність сплава, γ_м =7,8 кг/дм³.

Визначаемо  масу одного додатка за формулою:

Q_дод1= ,          (3)

де Q_дод1 – маса одного додатка, кг;

m – кількість додатків,шт.

Визначаемо  обсяг відливка

 υ_від = ,          (4)

 υ_від = =34,55 дм³

  Визначаемо осяг додатка

υ_дод = 34,55=10,91 дм³

  Визначаемо масу додатка

Q_дод= 10,91*7,8=85,1кг

Визначаємо обсяг одного додатка

Q_дод1= =42,55кг

По заводським нормалям вибираємо додаток №5 маса котрого 47кг

D=190мм

H=240мм

h=145мм

 

 

Визначаємо габаритні  розміри опок: (мм)

L = 70+626.68+60+70=826,68;               

B = 70+626.68+70=766,68;                    

H₁ = 100+240=340;                                        

H₂ = 269.3+120=389,3.                                 

За ГОСТ 2133-75 вибираємо стандартні опоки з габаритними розмірами у просвіті, мм:900х800х400/400

Вибираємо габаритні  розміри опок в плані,мм: 1220х950

Маса опоки,кг: 164

 

1.7  Проектування і розрахунок ливникової системи

При виборі способу  підведення металу до форми і конструкції  ливникової системи необхідно враховувати, що метал повинен поступати до форми плавно, без ударів о стінки і стержні з заданою швидкістю  піднімання рівня у формі, а також забезпечувати послідовне виведення повітря та газів з форми. Спосіб підведення металу повинен забезпечувати спрямоване затверджування відливка.

Метал у форму  підводимо через 2 живильника. Розрахунок ливникової системи виконуємо за способом Озанна-Діттерта. Суть розрахунку зводиться до визначення розмірів перерізу елементів ливникової системи.

Визначаємо  сумарну площу перерізу живільників за формулою:

Σ F_ж  = ,         (5)

де      Σ F_ж   - це сумарна площіна перерізу живільника, см;

        

- коефіцієнт витрат металу у ливникової системі, ;

            - тривалість заповнення форми металом, с;

         - розрахунковий статичний напір,см;

         -металоємкість форми, кг.

Визначаємо  металоємність форми за формулою Q_ф,кг:

Q_ф = n(1.3Q+Q_дод) ,         (6)

 де    n  - кількість відливків у формі, штук;

        Q - маса деталі, кг;

        Q_дод  - маса додатка,кг.

Q_ф = 1*(1,3*245+2*47)=412,5 кг

Визначаємо  тривалість заповнення форми за формулою,

,         (7)

де     - тривалість заповнення форми, с;

         S-коефіцієнт,який враховує товщину стінки відливка, S=1.3 [2],с46 ;

         d - середня товщина стінки, мм.

= = 32,76 c

Визначаємо  розрахунковий статичний натиск за формулою, см:

,         (8)

де  H- висота    стояка    від    місця    підводу   металу   до форми, см;

       P - висота відливка від місця підводу металу, см;

      C- висота відливка, см.

 Н_р = cм

Визначаємо  сумарну площу перерізу живільників, см²

 см³

  Розраховуємо площу перерізу одного живильника за формулою,см²:

    (9)

де  m – кількість живильників, штук.

F_ж = см³

 

Площу перерізу шлаковловлювача й стояка визначаємо з співвідношення [2],с48

S F_ж : F_шл : F_ст = 1:1:1;  (10)

Розраховуємо  площу перерізу шлаковловлювача за формулою,см²:

F_шл=SF_ж*1*0,5,  (11)

F_шл= 9,99*1* 0,5  = 4,99 см²

Розраховуємо  розміри перерізу стояка за формулою,см²

F_ст=SF_ж× 1,         (12)

F_ст =9,99 × 1 = 9,99 см²

Розраховуємо  розміри перерізу живильника за формулою: а, b, h, (мм) 

,         (13)

де а, b – ширина перерізу живильника, мм.                                                     

а=

b=0,8·а,          (14) 

b = 0,8 × 42 = 33,6мм

h=0,3·а, (15)

де h – висота перерізу живильника, мм.         

h = 0,3 × 42=12,6мм

Р

 

1.8 Розрахунок маси вантажу і вибір способу кріплення опок

Для визначення маси вантажу і вибору способу кріплення напівформ необхідно знати зусилля, які діють на верхню напівформу.

При заливці  форми зібраною зі стержнями, на верхню напівформу діє підйомне зусилля металевого напору, яке складається з підйомним зусиллям, що викликає спливання стержня.

Зусилля металевого напору – це вага уявного стовпа розплаву, який разтошований над відливком у верхній напівформі. Зусилля яке викликає спливання стержнів визначають як різницю між вагою розплаву в обсязі, який займає стержень (без знакових частин)і вагою стержня

Вага вантажу  визначається як різниця між сумою  підйомних зусиль металевого напору і спливання стержнів та власною  вагою 

верхньої  напівформи. Для компенсації динамічної дії  розплаву, яка виникає при заповненні форми отримана вага вантажу збільшуеться помноженням її на коефіцієнт запасу який рівняється 1,2 – 1,5[1],c180.

Визначаємо  масу вантажу за формулою:

P=K(P_M+P_cm)-(P_on+P_CM),       (21)

де Р – маса вантажу, кг;

     К – коефіцієнт, який враховує динамічний удар  при заливці, К=1,3;

     P_M  - вага уявного стовпа розплаву, розташованого над відливком у верхній напівформі, кг;

  P_cm  - зусилля, яке викликає спливання стержня, кг, P_cm  =0;

     P_on  - вага верхньої опоки,P_on =164кг;

     P_CM  - вага формувальної суміші яка знаходиться у верхній напівформі

Визначаємо вагу розплаву за формулою:

P_M= *(D₁²-D₂²)*h*γ_M ,       (22)

де  D₁ – діаметр відливка,дм;

      D₂  - діаметр стержня,дм;

       h – висота опоки,дм;

     

    γ_M    - щільність розплаву, γ_M    = 7,8^кг/_дм³  .

P_M = *(6,2²-0,98²)*4*7,8=912,11кг

Розраховуємо масу формувальної суміші у верхній напівформі за формулою:

P_CM= ,       (23)         

де  υ_оп  - обсяг верхньої опоки, дм³;

     - обсяг додатка, дм³ ;

      γ_см- щільність формувальної суміші, γ_см=1,6 кг/дм³ ,[1],ст173.

Розраховуємо  обсяг додатка:

,          (24)

де  - маса додатка,кг;

дм³

 

P_CM  = (9*8*4-2*6,02)*1,6=441,5 кг

Р=1,3*(912,11+0)-(164+441,5)=+398,5кг

У зв’язку з тим що тиск металевого напору на верхню напівформу більше ваги самої напівформи необхідно встановити вантаж 400кг 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технологычний процесс виготовлення відливка

2.1 Вибір формувальних  і стержневих сумішей 

 

Для виготовлення ливарних форм використовуємо лицювальні та наповнюючі суміші. Формувальні суміші, які  застосовують при виробництві стальних відливків повинні мати високу міцність і термічну здатність, тому що температура заливання сталі значно вище температури заливання інших сплавів, такі властивості досягаються використанням кварцових пісків марок 1К і 2К, та спеціальних домішок