Реферат: Технология литейного производства
--PAGE_BREAK--1.2.Обоснование положения детали в форме при заливкеОсновной задачей при выборе положения отливки во время заливки, заключается в получении наиболее ответственных ее поверхностей без литейных дефектов. При выборе положения отливки в форме руководствуемся следующими рекомендациями:
- учитываем принцип затвердевания отливки: отливку располагаем массивными частями вверх, и устанавливаем над ними прибыли;
- основные обрабатываемые поверхности и наиболее ответственные части отливки располагаем вертикально;
- данное положение обеспечивает надежное удержание стержней в форме во время заливки, имеется возможность проверки толщины стенок отливки при сборке формы;
- тонкие стенки расположены снизу и вертикально по заливке, что благоприятно при заливке стали, путь металла к тонким частям самый короткий.
1.3.Обоснование выбора поверхности разъема формы и модели
Поверхность соприкосновения верхней и нижней полуформ называется поверхностью разъема формы. Она необходима для извлечения модели из уплотненной формовочной смеси и установки стержней в форму. Поверхность разъема может быть плоской и фасонной.
Выбор разъема формы определяет конструкцию и разъемы модели, необходимость применения стержней, величину формовочных уклонов, размер опок и т.д. При неправильном выборе поверхности разъема возможно искажение конфигурации отливки, неоправданное усложнение формовки, сборки.
Выбранная поверхность разъема формы удовлетворяет следующим требованиям:
- поверхность разъема формы и модели плоская, что наиболее рационально с точки зрения изготовления модельного комплекта;
- стержень располагается в нижней полуформе, при этом отпадает необходимость в подвешивании стержня в верхней полуформе, облегчается контроль за их установкой в форму, уменьшается возможность повреждения околознаковых частей;
- уменьшаются затраты на обрубку и зачистку отливки;
- позволяет сократить расход формовочной смеси из-за уменьшения высоты формы, так как данная поверхность разъема обеспечивает малую высоту формы;
- модель отливки не имеет отъемных частей.
1.4.Обоснование величины усадки и припусков на механическую обработку, уклонов, галтелей
Усадкой называется свойство металлов и сплавов уменьшать свой объем при затвердевании и охлаждении. Вследствие этого модель должна быть несколько больших размеров, чем будущая отливка. Уменьшение линейных размеров отливки в условиях определенного производства называют литейной усадкой. Ее величина для каждой конкретной отливки зависит от марки сплава, от ее конфигурации и устройства формы.
Для средних отливок из углеродистой стали (сталь 35Л) литейная усадка равна 1.6% [4, с.40, табл.5.1].
Припуски на механическую обработку даются на всех обрабатываемых поверхностях отливки. Величина припуска зависит от положения поверхности при отливке, способа формовки и чистоты обработки поверхности, а также от величины отливки и самой обрабатываемой поверхности.
При машинной формовке ввиду большей точности литья припуски на обработку даются меньшие, чем при ручной формовке. Наибольшие припуски предусматриваются для поверхностей, которые при заливке обращены вверх, так как они больше всего засоряются неметаллическими включениями.
Определение припусков по ГОСТ 26645-85 [7].
номин. размер
класс точности
степень коробления
отклонения коробления
отклонения смещения
допуск
основной припуск
дополнительный припуск
общий припуск
ряд припусков
19
<img width=«20» height=«41» src=«ref-1_337225349-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1025">
5
0.16
1.2
3.2
5.0
-
5.0
110
<img width=«20» height=«41» src=«ref-1_337225349-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1026">
5
0.16
1.2
5.0
5.0
-
5.0
Æ110
<img width=«20» height=«41» src=«ref-1_337225349-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1027">
5
0.6
1.2
<img width=«27» height=«41» src=«ref-1_337225988-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">
5.0
-
5.0
Æ150
<img width=«20» height=«41» src=«ref-1_337225349-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">
5
0.6
1.2
<img width=«27» height=«41» src=«ref-1_337225988-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">
5.0
-
5.0
Æ180
<img width=«20» height=«41» src=«ref-1_337225349-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">
5
0.6
1.2
<img width=«27» height=«41» src=«ref-1_337226878-237.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
5.0
-
5.0
300
<img width=«20» height=«41» src=«ref-1_337225349-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">
5
0.16
1.2
<img width=«28» height=«41» src=«ref-1_337227328-243.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">
<img width=«28» height=«41» src=«ref-1_337227571-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">
-
<img width=«28» height=«41» src=«ref-1_337227571-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">
Формовочными называют уклоны, которые придаются рабочим поверхностям литейных моделей для обеспечения свободного извлечения их из форм или освобождения стержневых ящиков от стержней без разрушения в том случае, если конструкция детали не предусматривает конструктивные уклоны.
Величина уклона зависит от высоты стенки, материала модели и от способа формовки. Для машинной формовки металлические модели имеют уклон 0.5-1°. Принимаем 1°[6, с.222].
Галтелями называются закругления внутренних углов моделей для получения в отливке плавного перехода от одной поверхности к другой. Они улучшают качество отливки, способствуют равномерному ее охлаждению, уменьшают опасность появления горячих трещин в местах пересечения стенок и предотвращают осыпание формовочной смеси в углах формы при извлечении из нее модели. Благодаря правильно выполненным закруглениям наружных и внутренних стенок удается избежать возникновения усадочных раковин. Применение галтелей повышает усталостную прочность отливок в условиях работы при значительных знакопеременных нагрузках.
По требованию, указанному на чертеже, величина галтелей 2¸3мм.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.5.Определение конструкций и размеров знаков стержней. Проверка знаков на смятие
Литейными стержнями называют элементы литейной формы, изготавливаемые отдельно от полуформ по специальной (как правило) оснастке и предназначенные для получения в отливке отверстий и полостей, которые не могут быть получены от модели. Стержни, как правило, ставят в форму после сушки, чтобы увеличить их прочность и уменьшить газотворность.
Стержневые знаки служат для обеспечения правильного и надежного фиксирования стержня в форме и удаления из него газов во время заливки.
При проектировании стержней необходимо:
- определить границы стержней и их количество;
- выбрать или рассчитать размеры знаковых частей и определить величину зазоров между знаками формы стержней;
- обеспечить прочность за счет выбора соответствующего состава стержневой смеси или установки каркасов;
- выбрать способ изготовления, показать плоскость разъема стержневых ящиков и направление набивки;
- разработать систему вентиляции.
При конструировании стержней руководствуемся следующими соображениями:
- стержень располагается в нижней полуформе, так как на установку и крепление стержня в верхней опоке затрачивается в 5-6 раз больше времени, чем в нижней;
- избегаем односторонне посаженых стержней, для чего пользуемся приемом дублирования стержней; при этом исключается возможность их смещения под действием собственной массы или напора металла;
- конструкция формы исключает фиксирование одних стержней в знаках других, так как при этом суммируются ошибки их установки.
При изготовлении отливки данной детали используем один дублированный стержень:
Основные размеры стержня: L = 235мм, a = 704мм, b = 184мм.
Длина горизонтального знака из [8, с.3, табл.1] равна 80мм, что явно недостаточно для устойчивости дублированного стержня. Руководствуясь пунктом 3.4 ГОСТ 3606-80 увеличим длину знака до 240мм.
Формовочные уклоны на знаковой формообразующей поверхности:
a = 6°, b = 8° [8, с.9, табл.5].
Значения зазоров S1, S2 и S3[8, с.12, табл.6]:
S1 = 0.6мм, S2 = 0.6мм, S3 = 0.5* S1 = 0.9мм.
Радиус скругления (переход от основной к знаковой формообразующей поверхности): r = 5мм [8, с.16, табл.].
Для получения гнезд под подшипники рассчитаем выступы на дублированном стержне:
Для нижних по заливке: высота знака h = 35мм [8, с.8, табл.4],
Для верхних по заливке: высота знака h1 = 0.4*h = 0.4*35 = 14мм [8, с.9].
Формовочные уклоны на знаковой формообразующей поверхности:
a = 7°, b = 10° [8, с.9, табл.5].
Значения зазоров S1 и S2:
Для нижних знаков: S1 = 0.3мм, S2 = 0.4мм [8, с.12, табл.6].
Для верхних: S1 = 0.2мм, S2 = 0.4мм [8, с.12, табл.6]:
Радиус скругления: r = 2¸3мм [8, с.16, табл.].
При формовке по-сырому для предотвращения разрушения кромок формы при установке стержней ГОСТом 3606-80 рекомендуется выполнять противообжимные пояски для горизонтальных стержней: a = 12мм, b = 2 мм.
Проверка знаков на смятие
Нижний знак.
Прочность смеси на сжатие:
<img width=«247» height=«55» src=«ref-1_337228037-503.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037"> , (1)
где P– реакция на опоре, кг,
<img width=«76» height=«60» src=«ref-1_337228540-315.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">; (2)
где Sн.зн. – опорная поверхность нижнего знака, см2,
n – количество знаков в нижней полуформе, n = 5.
Масса стержня:
Gст = Vст * gст, (3)
где Vст – объем стержня, г/см3,
<img width=«540» height=«167» src=«ref-1_337228855-2346.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> (4)
<img width=«632» height=«265» src=«ref-1_337231201-2921.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">
gст – плотность стержневой смеси, gст = 1.65г/см3.
Gст = 95637.166 * 1.65 = 157801.32г.
<img width=«306» height=«50» src=«ref-1_337234122-609.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">
Опорная поверхность нижнего знака:
<img width=«177» height=«58» src=«ref-1_337234731-496.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042"> (5)
<img width=«289» height=«56» src=«ref-1_337235227-570.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">
Тогда:
<img width=«305» height=«55» src=«ref-1_337235797-635.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044"> — условие выполнено.
Верхний знак.
<img width=«226» height=«54» src=«ref-1_337236432-518.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">, (6)
где Sв.зн. – опорная поверхность верхнего знака, см2,
<img width=«80» height=«52» src=«ref-1_337236950-309.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> (7)
где Pст – подъемная сила, действующая на стержень, г,
m – количество знаков в верхней полуформе, m = 5.
Pст = V*ст* (gм — gст) –Vзн*gзн, (8)
V*ст – объем стержня, на который действует подъемная сила,
Vзн — объем стержня, на который не действует подъемная сила, см3,
<img width=«388» height=«56» src=«ref-1_337237259-756.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> (9)
<img width=«519» height=«83» src=«ref-1_337238015-1005.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">
<img width=«564» height=«115» src=«ref-1_337239020-1775.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049"> (10)
<img width=«627» height=«215» src=«ref-1_337240795-2282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">
Pст = 52300.7*(7 – 1.65) – 43336.466*1.65 = 208303.576г,
P1 = 208303.576/5 = 41660.715г;
Опорная поверхность верхнего знака:
<img width=«172» height=«58» src=«ref-1_337243077-475.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"> (11)
<img width=«288» height=«56» src=«ref-1_337243552-571.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">
Тогда:
<img width=«295» height=«55» src=«ref-1_337244123-650.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053"> — условие выполнено.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.6.Расчет литниковой системы
Назначение литниковой системы
Литниковая система (л.с.) должна обеспечить спокойную, равномерную и непрерывную подачу металла в заранее определенные места отливки.
Конструкция л.с. должна создавать условия, препятствующие засасыванию воздуха потоком металла.
Л.с. должна задерживать все неметаллические включения, попавшие в поток металла.
Одной из важнейших функций л.с. является заполнение формы с заданной скоростью: при очень большой скорости заливки происходит размыв стенок формы и каналов самой л.с., а при слишком медленной заливке – значительное охлаждение металла и образование спаев, неслитин, недоливов.
Л.с. должна способствовать выполнению принципа равномерного или направленного затвердевания отливки. Она служит для частичного питания жидким металлом отливки в начальный момент ее затвердевания.
Нормальная л.с. состоит из следующих основных элементов: приемное устройство, стояк, зумпф, литниковый ход, питатели.
1.Приемные устройства
Назначение их состоит в том, чтобы обеспечить попадание струи из ковша в каналы л.с. Также эти устройства гасят энергию струи металла из ковша и частично улавливают шлак, попавший в поток из ковша.
В качестве приемного устройства применим литниковую воронку. Литниковые воронки применяются при заливке всех стальных отливок, независимо от их массы (из-за заливки из стопорных ковшей, а также для уменьшения поверхности контакта металла с литниковой системой). [10, с.5].
2. Стояк
Он представляет собой вертикальный канал л.с., по которому металл опускается от уровня чаши до того уровня, на котором он подводится к отливке.
Очень часто по условиям формовки (особенно при машинном изготовлении форм) требуется установка расширяющихся книзу стояков. В таких стояках может происходить подсос воздуха, и требуется установка дросселей, но так как сечение питателей наименьшее (то есть л.с. заполненная), то дроссели не нужны.
3. Зумпф
Очень ответственным местом в л.с. является зумпф – это расширение и углубление под стояком. Его всегда нужно делать при устройстве л.с. В нем образуется болотце металла, гасящего энергию струи из стояка и тем самым предотвращающего разбрызгивание металла. Кроме того, выходя из зумпфа в литниковый ход, металл направлен снизу вверх. При этом направление движения металла совпадает с направлением естественного движения шлаковых частиц, попавших из ковша в металл, и они быстрее выносятся к потолку литникового хода, то есть зумпф позволяет сделать короче литниковый ход и уменьшить расход металла на л.с.
4. Литниковый ход
Он представляет собой горизонтальный канал, чаще всего трапециевидного сечения, устанавливаемый на плоскости разъема формы. Основным его назначением является распределение потока металла из стояка по отдельным питателям, обеспечивая его равномерный расход.
5. Питатели
Последний по ходу металла элемент л.с. – питатели. Их количество и расположение зависят от характера заливаемых деталей. Сечение питателей должно быть таким, чтобы они легко отламывались от отливки.
Когда металл подводится несколькими питателями к отливке, истечение его из разных питателей, удаленных на различное расстояние от стояка, разное. Дальние питатели пропускают большее количество металла, чем ближние. Это объясняется тем, что в крайних питателях динамический напор частично переходит в статический, поэтому скорость истечения металл из этих питателей выше.
Выбор типа литниковой системы
Решающими факторами, от которых зависит выбор типа л.с., являются: конструкция отливки, принятая в цехе технология и свойства сплава, из которого отливается заготовка.
Для изготовления стальных отливок применяются л.с. максимальной простоты и минимальной протяженности, так как сталь при охлаждении резко теряет жидкотекучесть.
Выбранная л.с. относится к верхним л.с. с горизонтальным расположением питателей. В такой л.с. металл подводится в верхнюю часть отливки и к концу заполнения формы в отливке создается температурное поле, соответствующее принципу направленного затвердевания (снизу холодный, а сверху горячий металл).
Выбор места подвода металла к отливке
При выборе места подвода металла к отливке обязательно учитывается принцип затвердевания отливки. Так как отливка по своей конструкции склонна к направленному затвердеванию, то металл лучше подводить в ее массивные части. Протекающим металлом форма в местах подвода разогревается, в тонкие части отливки металл подходит охлажденным и скорость их затвердевания еще больше увеличивается. Массивные части, разогретые горячим металлом, затвердевают медленнее. Такое температурное поле способствует образованию в отливке (в ее массивном или тепловом узле) концентрированной усадочной раковины, которую легко перевести в прибыль.
Металл подводим вдоль стенки, в этом случае не происходит прямого удара струи металла в стенку формы и вероятность ее размыва уменьшается.
Для определения размеров сечения элементов л.с. нужно задаться соотношением их размеров. Для л.с. стальных отливок массой до 1т.:
SFn: SFл.х.: Fст= 1: 1.15: 1.3 [10, с.38]. (12)
Самым узким местом является питатель, поэтому его расчет ведем по формуле Озанна:
<img width=«269» height=«68» src=«ref-1_337244773-666.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054"> , (13)
где SFn — суммарная площадь сечения питателей, см2;
G– полная масса металла в форме вместе с л.с. и прибылями, кг;
g— удельный вес жидкого металла, для стали g= 7г/см3[10, с.39];
m— коэффициент расхода л.с.;
t— время заливки, с;
Hр– средний, расчетный напор, действующий в л.с. во время заливки, см;
g– ускорение силы тяжести, g= 981см/с2.
В случае заливки чугуна и стали формула (11) имеет вид:
<img width=«229» height=«66» src=«ref-1_337245439-540.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055"> , (14)
Так как данная отливка требует установки прибылей, то металлоемкость отливок определяется по формуле:
<img width=«82» height=«53» src=«ref-1_337245979-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">, (15)
где Gотл– масса отливки, кг;
ТВГ – технологический выход годного, для данной отливки ТВГ = 0.65 [10, с.40];
Масса отливки определяется по формуле:
Gотл = 2*(Gдет + Gпр.м.о.) (16)
где — Gдет – масса детали, Gдет = 42.5кг;
Gпр.м.о.– масса металла на припуски и механическую обработку, кг;
Припуски на механическую обработку составляют 7 –10% от массы детали, принимаем 9%.
Gпр.м.о.= 0.09*Gдет.= 0.09*42.5 = 3.83кг, (17)
Gотл = 2*(42.5 + 3.83) = 92.66кг
<img width=«179» height=«50» src=«ref-1_337246315-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">
Расчетный напор определяется по формуле Дитерта:
<img width=«156» height=«59» src=«ref-1_337246776-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058"> (18)
где H– начальный напор, или расстояние от места подвода металла к
отливке до носка ковша, см;
P– расстояние от самой верхней точки отливки до уровня подвода, см;
С – высота отливки по положению при заливке, см.
Чтобы определить Н, нужно знать высоту опок Нв.о. и Нн.о. Их размеры рассчитываются в пункте 1.9.
<img width=«589» height=«422» src=«ref-1_337247196-16926.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">
Рис.1. Схема к определению расчетного напора:
1 – носковый ковш;
2 – приемное устройство (воронка);
3 – питатель;
4 – отливка;
5 – стержень.
По рис.1.:
Н = Нв.о. + hв– b/2, (19)
где Нв.о. – высота верхней опоки, Нв.о.= 15см;
hв– высота уровня металла в воронке, hв=6см (высота воронки Нв = 75 мм) [10, с.44];
b— высота стержня, b= 18.4 см.
Н = 15 + 6 – 18.4/2 = 11.8 см.
Р = hм.в.– b/2, (20)
где hм.в.– высота модели верха, hм.в.= 26.25 см.
Р = 26.25 – 9.2 = 17.05 см.
С = hм.в.+ hм.н. (21)
где hм.н.– высота модели низа, hм.н.= 15.5 см.
С = 26.25 + 15.5 = 41.75 см.
Тогда рабочий напор равен:
<img width=«264» height=«54» src=«ref-1_337264122-581.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">
Коэффициент расхода л.с.:
<img width=«281» height=«110» src=«ref-1_337264703-746.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">, (22)
Для соотношения (10):
<img width=«324» height=«78» src=«ref-1_337265449-604.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">.
Время заливки определяется по формуле Беленького, Дубицкого, Соболева:
<img width=«137» height=«34» src=«ref-1_337266053-393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063"> , (23)
где S– коэффициент времени, для стальных отливок S= 1.4¸1.6 [10, с.58], принимаем S= 1.5;
d— толщина определяющей стенки, d= 15мм;
G– масса отливки вместе с л.с., кг.
<img width=«238» height=«29» src=«ref-1_337266446-460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">.
Тогда SFправна:
<img width=«343» height=«51» src=«ref-1_337266906-721.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">
Скорость заливки:
V= <img width=«185» height=«49» src=«ref-1_337267627-499.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">, (24)
Общая формула для определения площадей сечения остальных элементов л.с.:
Fi = Fп*ki*Pi , (25)
где Fп– площадь одного питателя, см2;
ki– отношение площади i– ого элемента л.с. к суммарной площади питателей, обслуживаемых i-ым элементом;
Pi– число питателей, обслуживаемых i– ым элементом, Pi= 4.
Для питателя:
<img width=«226» height=«55» src=«ref-1_337268126-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">.
Для литникового хода:
Fл.х.= 4.21*1.15*4 = 19.36см2.
Для стояка:
Fст= 4.21*1.3*4 = 21.89см2.
<img width=«612» height=«533» src=«ref-1_337268668-19220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">
Рис.2. Сечения элементов литниковой системы
продолжение
--PAGE_BREAK--1.7.Расчет размеров прибылей и холодильников
Усадочные раковины образуются в отливках вследствие уменьшения объема жидкого металла при охлаждении и, в особенности, при переходе его из жидкого состояния в твердое. Они относятся к числу основных пороков отливок, с которыми литейщикам приходится повседневно работать. Для борьбы с усадочными раковинами применяются литейные прибыли, представляющие собой резервуары жидкого металла, из которых происходит пополнение объемной усадки отдельных частей отливки, расположенных вблизи прибыли.
От эффективности работы прибыли зависит качество отливки и процент выхода годного литья. Установка прибылей способствует выполнению принципа направленной кристаллизации.
Прибыль должна:
- обеспечить направленное затвердевание отливки к прибыли; поэтому ее надо устанавливать на той части отливки, которая затвердевает последней;
- иметь достаточное сечение, чтобы затвердеть позже отливки;
- иметь достаточный объем, чтобы усадочная раковина не вышла за пределы прибыли;
- иметь конструкцию, обеспечивающую минимальную поверхность.
Холодильники, как правило, применяются для регулирования скорости затвердевания различных частей отливки с целью достижения принципа равномерного или одновременного затвердевания.
Применение верхней л.с. позволяет получить в отливке температурный градиент соответствующий направленному затвердеванию. Таким образом, на верхние по заливке массивные части (разогретые заливаемым металлом) устанавливаем прибыли. В нижние по заливке массивные части попадет холодный металл, поэтому эти части не требуют дополнительного охлаждения, и, соответственно применения холодильников.
Расчет прибылей по методу проф. Андреева
Большинство способов расчета прибылей основаны на «методе вписанных окружностей». Суть его заключается в том, что на листе бумаги в натуральную величину вычерчивается термический узел и в него вписывают окружность так, чтобы она касалась стенок отливки. Окружность диаметром d и есть размер термического узла (рис. 3).
<img width=«482» height=«332» src=«ref-1_337287888-1377.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">
Рис. 3. Термический узел.
Прибыль №1
Диаметр круга, вписанного в узел [12, с.26], см:
<img width=«260» height=«110» src=«ref-1_337289265-808.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">, (26)
где a – толщина боковой стенки, a = 1.5 см;
D – наружный диаметр узла, D = 23 см;
Do – внутренний диаметр узла, Do = 18 см.
<img width=«355» height=«108» src=«ref-1_337290073-951.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">
Диаметр кольца компенсирующего металла, см:
<img width=«247» height=«55» src=«ref-1_337291024-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">, (27)
где Н – высота питаемого узла, Н = 6.5 см.
<img width=«319» height=«55» src=«ref-1_337291566-633.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">
Диаметр прибыли, см:
Dп= do + d1, (28)
Dп= 1.0 + 3.18 = 4.18см
Высота прибыли, см:
Нп= do + 0.85* Dп, (29)
Нп = 1.0 + 0.85*4.18 = 4.55см
Длина прибыли: Lп1 = 32.18см.
Прибыль №2
Диаметр круга, вписанного в узел [12, с.26], см:
<img width=«260» height=«110» src=«ref-1_337289265-808.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">,
где a – толщина боковой стенки, a = 1.5 см;
D – наружный диаметр узла, D = 20 см;
Do – внутренний диаметр узла, Do = 15 см.
<img width=«368» height=«112» src=«ref-1_337293007-967.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">
Диаметр кольца компенсирующего металла, см:
<img width=«247» height=«55» src=«ref-1_337291024-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">,
где Н – высота питаемого узла, Н = 6.5 см.
<img width=«319» height=«55» src=«ref-1_337294516-633.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">
Диаметр прибыли, см:
Dп= do + d1,
Dп = 1.0 + 3.18 = 4.18см
Высота прибыли, см:
Нп= do + 0.85* Dп,
Нп = 1.0 + 0.85*4.18 = 4.55см
Длина прибыли: Lп2 = 29.04см.
Объем прибылей
<img width=«310» height=«54» src=«ref-1_337295149-690.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">, (30)
<img width=«316» height=«54» src=«ref-1_337295839-696.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079"> (31)
<img width=«517» height=«51» src=«ref-1_337296535-944.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">
<img width=«521» height=«51» src=«ref-1_337297479-958.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">
Масса прибылей:
Gпр = (Vпр1 + Vпр2)*rж.ме., (32)
Gпр = 2*(551.59 + 497.77)*7 = 14691.04г.
Выход годного равен:
<img width=«189» height=«54» src=«ref-1_337298437-456.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">, (33)
где Gл.с. – масса л.с., Gл.с. равен 10¸15% от Gотл, принимаем 12%.
Gл.с. = 0.12*92.66 = 11.12кг
Тогда:
<img width=«275» height=«49» src=«ref-1_337298893-562.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">
Так как ТВГ значительно больше принятого, то скорректируем объем прибылей для получения принятого ТВГ.
Требуемая масса прибылей равна:
<img width=«204» height=«52» src=«ref-1_337299455-480.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">, (34)
<img width=«302» height=«50» src=«ref-1_337299935-595.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">
Суммарный объем таких прибылей равен:
<img width=«296» height=«56» src=«ref-1_337300530-635.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">
Тогда скорректированные параметры прибылей равны:
Dп = 4.5см;
Нп = 10.5см.
<img width=«519» height=«54» src=«ref-1_337301165-944.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">
<img width=«522» height=«55» src=«ref-1_337302109-977.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">
Масса этих прибылей:
Gпр = 2*(1450.45 + 1308.92)*7 = 38631.18г.
Тогда конечный ТВГ равен:
<img width=«304» height=«49» src=«ref-1_337303086-596.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089"> — что очень близко к принятому.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.8.Обоснование применяемой оснастки
Основную массу фасонных отливок из различных литейных сплавов изготовляют в разовых песчаных формах. Для получения таких форм используют специальную модельно–опочную оснастку, необходимую для получения частей формы, стержней и их сборки. Комплект модельно–опочной оснастки включает: модели и модельные плиты для изготовления по ним частей формы, стержневые ящики для изготовления стержней, вентиляционные плиты для образования вентиляционных каналов в стержнях, плоские и фигурные (драйеры) сушильные плиты для сушки стержней, опоки, приспособления для контроля формы в процессе сборки, а также холодильники, штыри для соединения опок и другой инструмент.
Моделями называют приспособления, предназначенные для получения в литейных формах полостей, конфигурация которых соответствует изготовляемым отливкам.
Для машинной формовки модели монтируют на специальных плитах, которые называют модельными плитами. Для серийного производства данной отливки используем одностороннюю наборную плиту (модель, расположенную только на одной верхней стороне, крепят к плите болтами по ГОСТ 20342-74).
В условиях серийного производства отливок используются металлические модели и плиты. Они имеют следующие преимущества: долговечность, большую точность и более гладкую рабочую поверхность. Их используют при машинной формовке, которая предъявляет определенные требования к конструкции и качеству модельной оснастки. Материалом для модели данной отливки, а также для плиты служит сталь марки Ст 15Л (высокая прочность и износостойкость).
Конструкция модельной плиты (0280-1391/002 ГОСТ 20109-74) зависит главным образом от типа машины, на которой будет изготовляться полуформа, конструкции отливки, получаемой по данному модельному комплекту. Модельная плита по периметру имеет вентиляционные отверстия (венты), необходимые для удаления воздуха при импульсной формовке. Количество вент определяется соотношением <img width=«135» height=«53» src=«ref-1_337303682-427.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">, диаметр венты 5¸6мм.
Для фиксирования опоки на плите они имеют 2 штыря: центрирующий (0290-2506 ГОСТ 20122-74), который предохраняет опоку от смещений в горизонтальном направлении, и направляющий (0290-2556 ГОСТ 20123-74), предохраняющий опоку от смещений относительно поперечной оси плиты.
Конструкция стержневого ящика зависит от формы и размеров стержня и способа его изготовления. По конструкции стержневые ящики подразделяют на неразъемные (вытряхные) и разъемные.
Выбор направления заполнения ящика смесью зависит, прежде всего, от метода изготовления стержня, а также от установки каркасов и холодильников.
В серийном производстве применяют металлические стержневые ящики. Их делают чаще разъемными с горизонтальным и вертикальным разъемом.
Для изготовления стержней данной отливки применяем пескодувный способ. Для пескодувных машин применяют разъемные стержневые ящики. При заполнении смесью они испытывают избыточное давление воздуха, абразивное действие песчано-воздушной струи, а также усилие поджима ящика к надувному соплу машины, поэтому они должны обладать повышенной жесткостью, прочностью, быть герметичными по плоскости разъема и наддува.
Для производства данной отливки в условиях серийного производства и импульсной формовки применим опоки для автоматических линий. Такие опоки имеют усиленные стенки без вентиляционных отверстий. Особенностью опок для формовки на автоматических линиях является их не взаимозаменяемость, т.е. опоки для низа и верха разные. Опока для низа не имеют втулок для скрепляющих штырей. Вместо втулок опока низа имеет коническое отверстие, в котором закрепляется штырь.
Опока верха имеет центрирующую (0290-1053 ГОСТ 15019-69) и направляющую (0290-1253 ГОСТ 15019-69) втулки.
Для сушки стержней применяем сушильные плиты с ровной опорной поверхностью. Основное требование к ним максимальная жесткость конструкции при минимальной массе. Для выхода газа из стержней в плитах предусмотрена система отверстий.
Для выполнения в стержне вентиляционных каналов применяют вентиляционные плиты. Вентиляционные каналы в стержне всегда должны быть расположены вполне определенно, особенно, если они являются частью общей вентиляционной системы.
Шаблоны предназначены для контроля размеров стержней и форм, предварительной сборки нескольких стержней в один общий узел, проверки установки стержней в форме и так далее.
1.9.Расчет размеров опок, массы груза
<img width=«581» height=«634» src=«ref-1_337304109-27611.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">
Рис.3. Расстояние между отливкой и отдельными элементами формы
Длина опоки:
Lо= Lм + 2*c + dст, (35)
где Lм– длина модели, Lм= 836мм;
с – расстояние между моделью и стенкой опоки, с = 50мм [10, с.44, табл.5.2];
dст– диаметр стояка, мм.
<img width=«130» height=«57» src=«ref-1_337331720-415.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092"> (36)
<img width=«204» height=«57» src=«ref-1_337332135-535.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">
Lo= 836 + 2*50 + 53 = 989мм
По ГОСТ 2133-75 длина опоки Lo= 1000мм [9, с.4-5, табл.3].
Ширина опоки:
Bo = Bм+ 2*c, (37)
где Bм– ширина модели, Bм= 752мм;
с – расстояние между моделью и стенкой опоки, с = 50мм [10, с.44, табл.5.2];
Bo= 752 + 2*50 = 852мм.
По ГОСТ 2133-75 при длине опоки Lo= 1000мм Bo= 800мм [9, с.4-5, табл.3].
Высота нижней опоки:
Hн.о.= hм.н.+ b, (38)
где hм.н.– высота модели низа, hм.н.= 190мм;
b– расстояние между низом модели и низом формы, b= 70мм [10, с.44, табл.5.2].
Hн.о.= 190 + 70 = 260мм.
По ГОСТ 2133-75 высота нижней опоки Нн.о. = 250мм [9, с.6, табл.4].
Высота верхней опоки:
Hв.о.= hм.в.+ a, (39)
где hм.в.– высота модели верха, hм.в.= 262мм;
b– расстояние между верхом модели и верхом формы, b= 70мм [10, с.44, табл.5.2].
Hв.о.= 262 + 70 = 332мм.
По ГОСТ 2133-75 высота верхней опоки Hв.о.= 300мм [9, с.6, табл.4].
Подъемная сила, действующая на верхнюю полуформу:
Pф = (SFi*Hi)*gм+ Pст. (40)
где Рст – подъемная сила, действующая на стержень, Рст = 208303.576г.
Fi– горизонтальная проекция поверхности элемента литейной формы, находящегося под давлением столба металла высотой Нi;
Нi– высота столба металла, измеряемая от поверхности Fi, до уровня металла в литниковой воронке;
gм– удельный вес жидкого металла, для стали gм= 7г/см3.
SFi*Hi= {[252*3.14/4 + 162*3.14/4 + 20.5*33 – 11.52*3.14/2 – 102*3.14/2 – 7.52*3.14/2]*25.3 + [(7.52 – 6.52)*3.14]*20.3/2 + [3.14*2.25*32.18 + 3.14*2.25*29.04]*9.8 + 22*.08*27 + [18.2*1.9 + 6.2*1.9]*20.3 + [5*5.5 + 5*5.5 + 3*5.5]*20.3 +[11.5*5.5 + 10*5.5 + 2*3.14*1.52]*34.8}*2 = 46306.084.
Тогда подъемная сила, действующая на верхнюю полуформу равна:
Pф= 46306.084*7 + 208303.576= 532446.164 г.
Масса груза:
Pгр= Pф*K– Qв.п.ф., (41)
где K– коэффициент запаса, учитывающий явление гидравлического удара при контакте металла с потоком формы, K=1.3 – 1.5, принимаем K=1.4;
Qв.п.ф.– масса верхней полуформы, г,
Qв.п.ф.= Qв.п.+ Qсм.в.о., (42)
Qв.п.– масса металла опоки, т.к. масса опоки мала по сравнению с
массой смеси в ней, то Qв.п.= 0;
Qсм.в.о.– масса смеси в верхней полуформе, г,
Qсм.в.о.= (L*B*Hв.о.– Vм.в.)*gсм, (30)
где gсм– плотность формовочной смеси, gсм= 1.5 – 1.8г/см3, принимаем
gсм= 1.65 г/см3.
Vм.в.– объем модели верха, см3;
Vм.в.= {(252 + 162)*10.7*3.14/4 + 20.5*33*10.7 + 22*0.8*9 + (7.52 – 6.52)*6.5*3.14/2 + 1450.45 + 1308.92 + (18.2*1.9 + 6.2*1.9)*15.7 + (5*5.5 + 5*5.5 +3*5.5)*15.7 +(11.5*5.5 + 10*5.5 – 2*3.14*1.52)*1.2 + 70.4*12}*2 = 41038.59 см3.
Qв.п.ф.= Qсм.в.о.= (100*80*30 – 41038.59)*1.65 = 328286.33г.
Тогда масса груза:
Pгр= 532446.164*1.4 – 328286.33 = 417138.3г.
продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по производству