Литейный цех на выпуск 10000 тн отливок в год из серого чугуна для нужд машиностроения

Свежие формовочные материалы поступают на склад формовочных материалов автомобильным транспортом. На складе автомобили разгружаются с помощью крана. Затем глина и уголь поступают в бункера для хранения материалов. Песок из силосных башен посредством пневмотранспорта доставляется в бункера сухого песка.

Со склада формовочных материалов свежие, подготовленные к приготовлению смеси формовочные материалы подаются посредством нагнетательного пневмотранспорта к бункерам над смесителями. Сюда же поступает отработанная смесь, предварительно очищенная от металлических включений магнитным сепаратором, разрыхленная в дезинтеграторе, просеянная через сито и охлажденная. Песок и отработанная смесь дозируется в бегуны ленточными питателями, глина и уголь дозируется шнековым дозатором.

Из бегунов готовая смесь поступает в бункер над формовочным автоматом.

В стержневое отделение песок подается пневмотранпортом к бункерам над смесителями стержневых машин. Подача смолы в смесители осуществляется плунжерными насосами. Готовые стержни после окраски, обдувки и просушки поступают на склад, а оттуда к формовочной линии.

На участок простановки стержней стержни подаются подвесным толкающим конвейером. Здесь рабочий снимает стержни с подвесного конвейера и проставляет их в форму. После сборки формы она отправляется на участок заливки.

Заливка производится с помощью механического устройства, производящего захват и наклон ковша. Жидкий металл из плавильного отделения поступает на участок заливки по монорельсу в ковшах емкостью 0,5 тонн.

После заливки и охлаждения формы поступают на выбивку. Отливки вместе с комом попадают на вибрационную решетку, где ком разбивается и отработанная смесь проваливается между ячеек решетки, а отливки частично очищаются от пригоревшей формовочной смеси. С участка выбивки горелая формовочная смесь поступает в смесеприготовительное отделение, где она очищается от металлических включений магнитным сепаратором, разрыхляется в дезинтеграторе, остывает и поступает в смесители, как компонент формовочной смеси. Далее готовая смесь подается на формовочные линии с помощью ленточных конвейеров.

После вибрационной решетки отливки поступают на участок обрубки, где от них отделяются литники при помощи молотка. Далее отливки отправляются на зачистку, дробеструйную обработку и покраску.. Литники и отбракованные отливки с помощью электрокара поступают в галтовочные барабаны после чего отправляются на склад шихтовых материалов.

На выходе из участка обрубки, зачистки и финишных операций отливки проходят окончательный контроль, и годные отливки поступают на склад готовой продукции.

2.12 Складское хозяйство цеха

2.12.1 Хранение и транспортировка оснастки

Модели и стержневые ящики хранятся в специально оборудованном общезаводском складе модельной оснастки.

Подача комплектов оснастки в промежуточные склады модельной оснастки производится вилочными электропогрузчиками и электрокарами в унифицированной таре, на поддонах и т.п. Крупные модели транспортируются электрокарами с прицепами или автомобилями.

Промежуточные склады модельной оснастки необходимо оборудовать подъемными средствами (электропогрузчиками, штабелерами), стеллажами, этажерками, позволяющими хранить модели, стержневые ящики, модельные плиты с моделями в несколько ярусов высотой от 4 до 6 метров, что определяется возможностями штабелируемого механизма.

2.12.2 Хранение и транспортировка стержней и отливок

Для хранения стержней используются склады, оборудованные подвесным толкающим конвейером. Для хранения стержней и отливок средней массы можно предусмотреть использование рольганга или этажерок. Транспортировка стержней к местам установки в форму производится подвесным толкающим конвейером.

Необходимо предусматривать грузопотоки возврата унифицированной тары.

Готовые отливки хранятся на общезаводском складе отливок. Межоперационные склады отливок предусматриваются с применением унифицированной оборотной тары, которая обеспечивает многоярусную укладку электропогрузчиком, а при больших объемах складов – организацию механизированных и автоматизированных складов с использованием штабелеров.

              3 Специальная часть

              3.1 Технология изготовления отливки

              3.1.1 Оценка технологичности конструкции отливки и выбор способа литья

              Деталь массой 4,94 кг, изготавливается из серого чугуна марки СЧ20, габаритные размеры Ø212х121 мм, обладает достаточно простой конфигурацией и технологичностью, достаточной для изготовления ее литьем. Внутренняя полость выполняется стержнем.

              Для изготовления данной детали выбираем метод литья в песчано-глинистую сырую форму, так как при этом методе легко получить отпечаток отливки в форме, и он наиболее целесообразен для данного сплава. Этот способ изготовления наиболее выгоден экономически, так как не требует больших затрат и достаточно легко автоматизируется. В качестве формовочной машины используем формовочный блок модели 22821. Эта блок обладает высокой производительностью, позволяет свести к минимуму ручной труд, получить отливки высокого качества, достичь высокой эффективности в условиях массового производства.

              3.1.2. Выбор оптимальной поверхности разъема модели и формы.

              При выборе поверхности разъема модели и формы необходимо обеспечить удобную формовку. Наиболее оптимальной поверхностью разъема является горизонтальная поверхность. Данная плоскость разъема формы обеспечит простоту разъема модели, а так же легкое извлечение ее из формы. Поверхность разъема модели и формы указана на чертеже.

              3.1.3 Выбор припусков на механическую обработку отливок, формовочных уклонов модели, стержневых ящиков, назначение линейной (литейной) усадки сплава, нанесение галтелей

              Припуски на механическую обработку выбираются в соответствии с ГОСТ 26645-85. Выбирается литье в песчано-глинистые сырые формы из смесей влажностью 3,5-4,5 % и прочностью 80-120 кПа с уровнем уплотнения до твердости не ниже 70 единиц.

              В соответствии с [9] определяется класс размерной точности отливки по наибольшему габаритному размеру: 8.

              В соответствии с [9] находится допуск размера отливки по номинальному размеру: 1,6 мм.

              В соответствии с [9] определяется степень точности поверхности отливки по наибольшему габаритному размеру: 11.

              В соответствии с [9] определяются ряды припусков на обработку отливки по степени точности поверхности: 5.

         В соответствии с [9] определяется степень коробления элементов отливки по отношению наименьшего размера элемента отливки к наибольшему: 8.

         В соответствии с [9] определяется допуск формы и расположение элементов отливки, для степени коробления элементов отливки по номинальному размеру: 1,2 мм.

              В соответствии с [9] выбирается вид окончательной механической обработки: получистовая.

         В соответствии с [9] определяется уровень точности обработки: средний.

         В соответствии с [9] определяется общий допуск элементов отливки: 2,8 мм, т.к. отливка симметричная и имеет конфигурацию тела вращения, берется половинный общий допуск: 2,8/2=1,4 мм.

         В соответствии с [9] определяется общий припуск на сторону: 1,9

         В соответствии с [9] определяется класс точности массы отливки: 7

          В соответствии с [9] определяется допуск массы отливки: 5 %.

        В соответствии с [9] определяется допуск смещения полуформ - 0,8 мм.

              3.1.4 Назначение формовочных уклонов и галтелей

  Для облегчения извлечения модели из формы на ее вертикальных поверхностях (перпендикулярных к плоскости разъема) выполняются уклоны в соответствии с ГОСТ 3212-92 [10].

  В данной отливке при выбранной плоскости разъема уклоны составляют, (см. таблицу 27).

Таблица 27 – Формовочные уклоны

Радиусы галтелей рассчитывается по формуле [11]:

                                                                                                       (21)

Где a и b толщины стенок.

Материал отливки СЧ20. Назначается литейная усадка,  для чугуна она равна 0,9 %.

3.1.5 Выбор границ стержней и знаков

Для выполнения внутренней полости используется стержень. Габаритные размеры знаков назначаются в соответствии с ГОСТ 3212-92 [10] и указаны на чертеже.

Длина стержня равна 121 мм., диаметр равен 60 мм, следовательно размеры знаков и их формовочных уклонов будут равны:

нижний вертикальный знак равен - 40 мм, формовочный уклон - 70, технологический зазор между знаками модели и стержня - 0,4 мм;

верхний вертикальный знак будет равен не более 0,5 от длины нижнего вертикального знака. Принимаем длину верхнего вертикального знака – 20 мм, формовочный уклон – 100, технологический зазор между знаками модели и стержня равен 0,3 мм.

3.1.6 Выбор и расчет литниково-питающей системы

Выбирается литниковая система для форм с горизонтальным разъемом разъемом, изготавливаемых на автоматических установках производительностью до 240 форм в час (принято 120 форм в час).

Так как данная отливка не имеет тепловых узлов, а толщина стенок в среднем составляет 10 мм., то установка прибылей не целесообразна.

Для изготовления отливки применяем сужающуюся литниковую систему.

Fст> Fшл> ; 1,2 > 1,1 > 1                                      (22)

Выбранная литниковая система обеспечивает уменьшение скорости движения от стояка к питателям, это приводит к тому, что металл поступает в полость формы более спокойно, с меньшим разбрызгиванием, меньше окисляясь и размывая стенки формы.

Определение величины статического напора.

При подводе в среднюю по высоте зону заполнения части формы статический напор по Дитеру определяется из выражения: 

Нр = Нст – p2 / 2с + Н1                                          (23)

где Нст – начальный напор или расстояние от горизонтальной оси питателей до верхнего уровня металла в чаше (высота стояка);

        р – расстояние от горизонтальной оси питателей до верха отливки;

        с – высота отливки.

        Н1 – расстояние от верхней полуформы до уровня металла в поворотном ковше. Так как воронка располагается посредине формы, то Н1 принимаем 150 мм.