Разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Механико-машиностроительный институт

Кафедра «Электронное машиностроение»

 

Оценка работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ

 

Курсовая работа

 

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель:

Студент: Семянников Николай

Группа:М-130803

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург, 2014

Аннотация

 

Темой данной курсовой работой является разработка технологического процесса изготовления чугунной отливки литьем в разовые песчаные формы. Цель данной курсовой работы – ознакомиться с методикой и основными приемами разработки практической технологии литья, а также проведение инженерных расчетов, оформление конструкторской и технологической документации в соответствии с ЕСКД и ЕСТД.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Характеристика материала  детали

Для изготовления отливки используем: Серый чугун СЧ20.

Вид поставки - отливки ГОСТ 1412-79.

Назначение – станины станков, салазки, зубчатые колеса, маховики, тормозные барабаны, диски сцепления, гидроцилиндры, гильзы, корпусы гидронасосов, золотников и клапанов среднего давления (до 80 кгс/см2).

 

Химический состав, %

Марка	С	Si	Мп	S	Р
	%			не более
СЧ20	3,3 - 3,5	1,4 – 2,4	0,7 – 1,0	0,15	0,2

 

Механические свойства (ГОСТ 1412-79)

Предел прочности при растяжении σв = 200 МПа

Предел прочности при изгибе σи = 400 МПа

Твердость по Бриннелю HB = 170 - 241 кгс/мм2

Относительное удлинение δ = 0,2 – 0,4%

 

Технологические свойства

Свариваемость - ограниченно свариваемая. Способы сварки РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Флокеночувствительность - не чувствительная.

Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.

Литейные свойства

Температура начала затвердевания, С 1480-1490

Показатель трещиноустойчивости, Кт.у. 0,8

Склонность к образованию усадочной раковины, Ку р  1,2

    Жидкотекучесть, Кж т 1,0

Литейная усадка, % 1,1

Объемная усадка, % 3,3

Склонность к образованию усадочной пористости, Ку р 1,0

 

 

 

 

 

2.Эскиз  детали и технологичность конструкции

Сложность общей конфигурации детали:

Данная деталь не имеет больших габаритных размеров и сложной конфигурации. Это корпус, следовательно, вторая группа сложности.

 

Характер внешнего очертания детали:

Внешние очертания и конструкция детали достаточно просты, чтобы модель и форму для нее изготовить с одним плоским разъемом. Модель должна хорошо извлекаться из формы.

 

Характер внутренних полостей и отверстий в отливке:

Внутренние отверстия в отливках выполняются с помощью стержней. В данной отливке будет сделано одно отверстие.

 

 

Для обеспечения необходимой прочности назначим наименьшую толщину стенок отливки по формуле:

 

 

где L – наибольший габаритный размер детали.

 

 

Чтобы исключить осыпание формовочной смеси в углах модели при ее извлечении из формы, а также, чтобы обеспечить одновременное затвердевание металла после заливки, выполняют скругления при сопряжении стенок отливки. При сопряжении стенок одинаковой толщины во всех случаях, когда позволяет конструкция литой детали, целесообразно применять максимальные радиусы скруглений R = (0,2 – 0,3)t. При определении минимальных радиусов сопряжения стенок различной толщины можно пользоваться тем же соотношением, заменив t средним арифметическим толщин сопрягаемых стенок.

R = 0,3 * 5.31 = 1.593 мм.

 Округляем до ближайшего стандартного значения R = 2 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     З.Выбор способа формовки и ее разновидность

 

В условиях единичного производства использование механических видов формовки является экономически не выгодным. Для такого производства наиболее целесообразно использование ручной формовки как самого экономичного и достаточно производительного вида формовки.

Для отливки данной детали, целесообразно использовать ручную формовку в двух опоках по разъемной модели.

Процесс формовки

В начале на модельную плиту устанавливаем нижнюю половину модели, модели питателей и опоку, в которую засыпаем формовочную смесь и уплотняем. После этого опоку переворачиваем, устанавливаем верхнюю половину модели, модели шлакоуловителя, прибылей, стояка. По центрирующим штырям устанавливается верхняя опока и осуществляется формовка второй полуформы.

Формовочная смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм.

Выбираем единую смесь.

Единая смесь - это формовочная смесь, одновременно применяется в качестве облицовочной и наполнительной смеси.

Состав формовочной смеси:

 

Смесь	Масса отлив-ки, кг	Толщи-на стенки отливки, мм	Состав смеси, масс %				Зерно-вой состав песка	Свойства смеси
			Отрабо-танная смесь	Свежий материал	Гли-на	Каменно-угольный порошок		Газопрони-цаемость, Ст. ед.	Влаж-ность, %	Предел прочно-сти при сжатии, кПа
Для формовки по сырому	До 20	8-10	94,3-92,3	3-5	8-10	0,5	01А, 016А	25-35	4,5-5,5	29-49

 

 

 

 

 

 

Формовка     будет     производиться     по сырому,     без     последующего подсушивания полуформ.

 

 

 

4.Выбор  положения отливки в форме  и плоскости разъема модели и формы

 

Решение вопроса о положении отливки в форме производится, прежде всего, с учетом требования равномерного и направленного затвердевания металла.

Положение отливки в форме должно обеспечивать удобство изготовления и сборки формы.

Вся отливка располагается в нижней опоке во избежание перекосов и других дефектов.

Положение отливки в форме обеспечивает применение одного стержня, хорошую вентиляцию формы и спокойное заполнение ее жидким металлом, исключающее разрушение струей металла участков формы и стержня.

Выбор разъема модели и формы зависит от размеров отливки, ее конфигурации и характера производства; при этом необходимо обеспечить удобство изготовления и сборки формы. Количество разъемов формы должно быть минимальным, а поверхности разъема -  плоскими.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Припуски на механическую  обработку

 

Припуск на механическую обработку – дополнительный слой металла, который удалится в  процессе механической обработки, чтобы  обеспечить заданную точность и качество поверхности отливки. Припуск на механическую обработку зависит от материала отливки, способа её изготовления, расположения отливки в форме и наибольшего габаритного размера литой детали.

 

Припуск зависит от норм точности отливок.

 

Пользуясь Таблицей П.6. определяем класс точности и ряды припусков отливки. Мы выбираем литье чугуна в песчаные формы, отверждаемые в контакте с оснасткой с наибольшим габаритным размером до 630 мм, следовательно, класс точности 6-11. Ряды припусков 2-4.

 

Поверхность отливки	Выбранный класс точности размеров и ряд припусков	Допуск, мм	Припуск, мм
А	10-3	4,0	4,85
Б	10-3	3,2	4,85
В	9-2	2,4	3,2

 

 

 

 

 

6.Выбор  стержней

 

Для изготовления данной детали стержень имеет несложную конструкцию.

Стержневая смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней.

Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой и должны отвечать дополнительным требованиям по непригораемости к отливке, малой газотворной способности и легкости выбивки.

 

Состав стержневой смеси:

1 .Отработанная смесь 40 %

2.Песок 56-95 %

3.Глина . 4-9 %

Связующие: сульфитно-спиртовая барда    2-3 %

4.Газопроницаемость 70 %

5.Влажность 4-5,5 %

 

Для получения отверстия в отливке применим цилиндрический вертикальный стержень.

Данные для стержня:

 

Учитывая припуски, диаметр стержня получается 62 мм.

Длина стержня - 120 мм.

Используя таблицу из приложения 8 примем h = 35 мм.

 

Из таблицы приложения 9 получаем  S1 = 1,5 мм, S2 =1.7  мм.

7.Формовочные  уклоны

 

Формовочные уклоны служат для удобства извлечения модели из формы без ее разрушения. Уклоны назначаются на поверхности перпендикулярные к плоскости разъема, величина зависит от материала модели и формовочной смеси, высоты модели.

Величины уклона определяются по ГОСТ3212-92

 

 

8.Прибыли

 

Прибылью называется специальный технологический прилив к поверхности отливки, затвердевающий позднее самой отливки, в прибыли формируется усадочная раковина, поэтому применение прибылей позволяет получать отливки без усадочной раковины, т.е. без дефектов.

 

Прибыли применяются при изготовлении отливок из сталей, из белого и высокопрочного чугуна, а также в случаях тяжелых, толстостенных отливок из серого чугуна с низким содержанием углерода.

 

В нашем случае я не буду применять прибыль ввиду малой усадки серых чугунов.

 

 

9.Конструкция  и расчет литниковой системы

 

Литниковая система - это система каналов и элементов литейной формы, предназначенная для быстрого и плавного подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечивая ее заполнение и питание отливки при  затвердевании, задержание шлаков и других не металлических включений.

Литниковая система должна соответствовать следующим требованиям:

1. Заполнять форму металлом за определенное время.
2. Создать рациональный режим затвердевания и охлаждения отливки.
3. Иметь небольшую массу.

4. Занимать мало места в форме и обеспечивать удобство формовки.

Выбираем литниковую систему с боковым подводом металла.

Рассчитаем массу отливки по формуле:

                                       ,   где Vотл – объем отливки,

                                        ρ – плотность металла.