Разработать технологию изготовления отливки

    

=2,2 =10с.

    Σ

=

    Площади сечений других элементов литниковой системы определяют из соотношений F_п : F_шл : F_ст = 1 : 1,15 : 1,3, (3) где Fшл — площадь сечения шлаковика; F_ст — площадь сечения стояка.

    Площадь одного питателя Fпит=159мм².

    Размер  питателя А×В_верха×В_низа = 6,0×27,0×26,0мм.

    Следовательно,

    Σ F =637 =700 ; Высота шлакоуловителя = 18мм, ширина верхнего основания = 19мм, ширина нижнего основания= 20мм.

    

    F ;

    Диаметр стояка = 30мм².

Объём литниковой чаши определяется по формуле:

                                         V_ч=400G_с ^1,25,см³;                                                                (5)

где      G_с −расход металла через литниковую систему,кг/с [4].

V_ч=400·4,14 ^1,25=2362см³.                                    
5 ВЫБОР МОДЕЛЬНО-ОПОЧНОЙ ОСНАСТКИ

    В массовом и крупносерийном производстве наибольшее распространение получили металлические и пластмассовые модельные комплекты. Это обусловлено тем, что металлическая и пластмассовая оснастка по сравнению с деревянной имеет большую начальную размерную точность, которую она сохраняет в течение длительной эксплуатации. Кроме того, повышенная чистота рабочих поверхностей оснастки из этих материалов способствует получению отчетливого отпечатка модели в форме и стержней с четким контуром.

    Для производства металломодельной оснастки применяют алюминиевые сплавы, чугуны, сталь, бронзу, латунь.

    Алюминиевые сплавы обладают достаточной прочностью, высокой коррозионной стойкостью, хорошей обрабатываемостью, малой плотностью. Наибольшее распространение в модельных цехах получили сплавы марок АК12, АК9, АК7ч, АК7Ц9, АМг5К, (ГОСТ 1583−93). Из этих сплавов изготавливают модели и цельнолитые модельные плиты для мелких и средних отливок, корпуса и вкладыши стержневых ящиков, сушильные плиты, драйеры, цельнолитые опоки.

    Чугуны марок СЧ15, СЧ20 (ГОСТ 1412−85) широко применяются для моделей крупных, средних и мелких отливок, нагреваемых стержневых ящиков, модельных плит для оболочкового литья; моделей и стержневых ящиков для пескодувного, пескострельного и пескометного методов формовки, опок, сушильных плит, кондукторов.

    Широкому  применению чугуна для литейной оснастки способствует его высокая прочность и износостойкость, хорошая обрабатываемость и гладкая поверхность после обработки, сравнительно невысокая стоимость.

    Сталь марок 15Л−45Л и Ст 3 (ГОСТ 380−94) используют для изготовления моделей средних и мелких cложных отливок, модельных плит, цельнолитых опок.             

    Бронза (ГОСТ 613−79) и латунь (ГОСТ 15527−70) имеют высокую износостойкость и стойкость против коррозии, гладкую поверхность после обработки. Формовочная смесь практически не прилипает к поверхности бронзовой и латунной модели. Эти материалы применяют для изготовления мелких сложных моделей для автоматических формовочных линий, вкладышей и вставок.

    Металлические модели и стержневые ящики изготавливают из литых заготовок путем их механической обработки.

    Подбор  модельно-опочной оснастки сводится к следующему:

                  

    Выбираем  опоку литую стальную прямоугольную размерами в свету 800х600 и высотой 200мм. Для полуформ верха и низа выбираем одинаковые опоки, с массой каждой опоки 80кг[9].

    Опока 0272−0013 ГОСТ 14979−69

    А=800мм; В=600мм; Н=200мм;

    

    Выбираем  модельные плиты для опок с расстоянием между штырями 920±0,5мм и массой 118кг [10].

    Плита модельная 0280−1433 ГОСТ 20111−74.

    Для фиксирования опок на модельных плитах и сборки полуформ используем направляющие штыри 0290−2552 ГОСТ 20123-74 и центрирующие штыри 0290−2502 ГОСТ20122−74, а так же соответственно направляющие втулки 0290−0863 ГОСТ20127−74, центрирующие втулки 0290−0856 ГОСТ20126−74.

    Для изготовления стержней в крупносерийном производстве используем металлические ящики.

    Расчет  величины нагружения формы

    Минимальный вес груза, устанавливаемого на форму в сборе при заливке металла, определяем по формуле:

                                     Р=k·γ·F·h+V_ст· (γ-γ_ст) – Q_В.П.;                                            (6)

    где    Р – минимальный вес груза, кН;

              k – коэффициент. учитывающий гидравлический удар металла (1,3-1,5);

              γ – удельный вес жидкого металла, кН/м³;

              F – площадь горизонтальной проекции отпечатка модели в верхней полуформе, м²;

    

              h – среднее расстояние от отливки в верхней полуформе до уровня расплава в литниковой воронке,м;

               V_ст – объём стержня,м³;

              γ_ст –  удельный вес стержня, кН/м³;

             Q_В.П. – вес верхней полуформы, кН [4].

    Р=1,4·68·2·0,0477·0,145+2·0,0026·(68-16)-0,95=0,63кН.

      

          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 ВЫБОР СОСТАВА ФОРМОВОЧНОЙ И СТЕРЖНЕВОЙ СМЕСИ 

    Чугунные  отливки изготавливают в сырых и сухих песчаных формах. Процесс получения отливок в сырых песчаных формах является более экономичным в связи с сокращением цикла изготовления отливки. Наряду с этим процесс имеет и недостатки − малая прочность сырой формы, поэтому по-сырому практически можно получать отливки массой до 3000 кг [5].

    Выбор формовочной смеси для чугунного  литья зависит от массы отливки, толщины ее стенки и технологии изготовления формы.

    Для формовки по-сырому рекомендуется применять  смеси, содержащие жирные глины или бентонит в качестве связующего. Это объясняется повышенной прочностью смесей с добавкой бентонита или жирной глины, лучшей их формуемостью.

    Состав  единой формовочной смеси: оборотная смесь 90−95%, кварцевый песок 5−10%, глиняный связующий материал 1,2−2,5% (каолиновая глина); противопригарный материал (молотый уголь) 1,0−1,5%; специальные добавки (противопригарные, противоужиминные ) − 8%.

    Физико-химические свойства формовочной смеси: прочность при сжатии 0,06−0,075МПа; влажность 4,0−5,0%; газопроницаемость 90−100 ед.; текучесть 12%.

    Формовочную смесь приготавливаем на бегунах  типа 15101.

    Стержни изготавливаем на пескодувной машине по нагреваемой оснастке модели 23227А2.

      Поскольку стержни предназначены для формирования внутренней поверхности отливки, то в процессе заполнения формы расплавом они полностью омываются им. Исходя из этого, к стержневым смесям предъявляются повышенные требования по прочности, термостойкости, газотворности, податливости и выбиваемости из отливок. Эти требования в равной мере зависят как от технологии изготовления стержней, так и от их класса сложности, который определяется геометрическими размерами и конфигурацией, условиями процессов в литейной форме и требованиями к качеству литой поверхности. В зависимости от этих параметров стержни делят на пять классов [2].

    Типовой состав смеси для отливок из чугуна по нагреваемой оснастке: кварцевый песок марки 1К₁О₂02 − 100%, оксид железа − 0,75%, смола КФ−90 − 2,3%, катализаторы (медные паратолуолсульфокислоты) − 0,4%.

    Стержневую  смесь приготавливаем в лопастных смесителях модели 4727.

    Изготовление  стержней по нагреваемой оснастке

    Сущность  процесса заключается в том, что  стержневая смесь, попадая в предварительно разогретый ящик до температуры 220..250⁰С, в течение 15...60 сек. затвердевает, благодаря наличию в своем составе катализатора, затем затвердевший стержень выталкивается из оснастки при помощи выталкивателей. Использование данного способа изготовления стержней позволяет получать стержни высокого качества. 

    

 
7 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 

     К технологическим параметрам относятся  свойства, характеризующие сплав в процессе изготовления и получения из него заготовки и детали. Литейные свойства характеризуют способность сплавов к формированию отливок. К наиболее важным литейным свойствам чугуна относятся жидкотекучесть и усадка.

Литейную усадку принимаем от 1 до 1.3%.

     Также для получения качественной отливки  необходимо соблюдать температуру заливки и температуру выбивки отливок.

     Заливку форм производим в интервале температур от 1380 до 1320°С. После заливки формы, отливка охлаждается и затвердевает. Для устранения дефектов, связанных с появлением внутренних напряжений в отливках, необходимо выбивать их из форм при 500°С.

 

8 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

    Разовые литейные формы позволяют получать практически любые по конфигурации, сложности и массе отливки. В зависимости от размеров, массы и толщины стенки отливки, а также марки литейного сплава его заливают в сырые, сухие или химические твердеющие формы. В сырых формах изготовляют мелкие и средние отливки. В других случаях перед сборкой полуформы высушивают на всю глубину или на 20—30 мм от поверхности, обеспечивают химическое твердение смеси в опоке. Литейные формы делают вручную, на формовочных машинах, полуавтоматических и автоматических линиях.

    Технологический процесс изготовления отливки начинается с подготовки модельно-опочной оснастки, изготовления и доводки моделей, модельных плит и щитков, стержневых ящиков, сушильных плит, шаблонов для контроля правильности установки стержней в форме, опок, штырей и т.д. Далее идет подготовка материалов для изготовления литейной формы.

    Формовочные и стержневые смеси приготавливаются в специальных смесеприготовительных машинах. Формы изготавливаются на формовочных машинах по металлическим моделям.

    Стержни получают в стержневых ящиках. Готовые  стержни подвергаются сушке в специальных сушилах с целью увеличения газопроницаемости, общей и поверхностной прочности, а также уменьшения газотворной способности. Стержни перед их установкой в форму окрашивают краской.

    После отделки полуформ их собирают. Перед  сборкой устанавливают стержень, а формы приготавливают и окрашивают для получения чистой поверхности отливки. Затем форму собирают и скрепляют.

    Не  менее важное звено технологического процесса изготовления отливки это плавка металла. После плавки расплавленный металл подается в ковшах к формам. Металл, залитый в форму, затвердевает, затем охлаждается уже в твердом состоянии. После охлаждения отливки выбивают из форм. Выбивка отливок производится только после остывания их до определенной температуры.

    

     Далее отливки подвергаются обрубке и  очистке. Отливки очищаются в  дробеметных установках, в очистном и проходном галтовочном барабанах.

     Затем    проводят    контроль    отливок:     проверяют    размеры     отливок, 
герметичность, наличие внутренних и внешних дефектов, механические свойства  
и структуру металла. Отливки, имеющие дефекты, исправляют.