Державний комітет Російської Федерації з вищої освіти
Уфімський державний авіаційний технічний
університет
Кафедра машин і технології ливарного виробництва
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
по курсу «технологія ливарні форми»
на тему "розробка технології одержання виливків« корпус »зі сплаву
МЛ5 в умовах масового виробництва".
Виконав: студент гр. Т18л-404
Шарков А.С.
Перевірив: доцент Мамлеев Р.Ф.
Уфа 1998
ЗМІСТ
1. Оцінка технологічності конструкціі____________________________
2. Розробка технологіі_________________________________________
3. Розрахунок літніковой сістеми_____________________________________
4. Конструювання моделі отлівкі________________________________
5. Підбір інвентаря і оборудованія_______________________________
6. Формовочні матеріали_______________________________________
7. Вибір плавильного оборудованія_______________________________
8. Економічна оцінка технологічного процесса_________________
9. Список використаних істочніков______________________________
1. ОЦІНКА технологічність конструкції.
Розробку технологічного процесу одержання виливки починають заналізу технологічності конструкції деталі.
Технологічність виливки - відповідність її конструкції згідно звимогам ливарного виробництва.
Оцінка технологічності конструкції виливки:
А) відливання має мінімальну товщину стінки 8 мм, а максимальний 17 мм, згідно з графіком 4 [3] найменша товщина стінки -3 мм , залежно від наведеної товщини виливки;
Б) відливання має плавні переходи у вигляді радіусів сполучення від 4 до
15 мм;
В) стінки виливки НЕ мають різких переходів, за рахунок радіусів сполучення;
Конфігурація виливки досить проста для машинного формування, оскільки вона не має "тіньових зон".
2.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГІЇ. < p> Розробка технології:
1) визначення положення виливка у формі в момент заливки;
2) визначення поверхні роз'єму форми і моделі;
3) визначення припусків на механічну обробку;
4) визначення кордону у формі, оформлюваної внутрішню поверхню виливки;
5) визначення місця підведення розплаву і місце розташування прибутків.
Відлиття потрібно розташовувати горизонтально (рис. 1), при цьомунеобхідно розташування прибутку у верхній частині виливки, де могли бутворюватися газові раковини. При цьому найбільш товсті частини виливкибудуть розташовані зверху.
Такий стан виливки забезпечує спокійне заповнення формисплавом, що виключає руйнування струменем металу робочих поверхонь форми.
Допуски і величини припусків на механічну обробку призначаютьсязгідно ГОСТ 26645-85.
Допуски табл.2 [3] вибираємо згідно інтервалам номінальних значеньв залежності від класу точності виливки, що відповідає для 11т класуточності не більше 5 мм. Граничні відхилення від зсувів виливкиномінального положення по площині роз'єму форми в залежності від класуточності - 1мм.
Граничні відхилення викривлення елементів виливки табл.4 [3] 0,2 ммв залежності від інтервалу найбільших габаритних розмірів і ступенявикривлення 1-7, яка визначається як відношення найменшого габаритногорозміру виливки до найбільшого, тобто понад два ..
За номінальною масі виливки визначимо верхні граничні відхиленнямаси виливки табл.5, що дорівнює 12% залежно від 11т класу точностівиливки по масі.
Основний припуск на обробку різанням табл.6 [3] відповідає всередньому не більше 5 мм, для другого ряду припусків.
Шорсткість поверхонь виливків для машинної динамічної формовкивиходить згідно з табл.10 [3] для магнієвих сплавів 40-80 по Rz.
Підведення металу здійснюється за спроектованої нижній літніковойсистемі. Заливка сплаву здійснюється через чашу з порогом, завданняякого полягає в затримання неметалічних включень, що потрапили в розплавпри плавці. Потім розплав перетікає у вертикальний стояк, і стікає вколектор, виконаний спільно з зумпф, де відбувається гасіння ударупадаючого розплаву, а також осідання неметалічних включень і можливочасткових разрущеній стояка. У колекторі двостороннього напраеленіявідбувається розділення потоку металу. З колектора розплав потрапляє вживильники, виконані в нижній половині напівформи. Таке технологічнерішення дозволяє вирішити важливе завдання. Поверхневий натяг і кутзмочування на межі розділу розплав, шлак, формувальні суміш впливають наздатність шлаку розтікатися і прилипати до стелі шлакоуловітеля.
Заповнення робочого простору форми протікає в поперечному напрямку,що дозволяє знизити довжину живильників і скоротити час заповнення формирозплавом. У верхній частині форми виконана закрита прибуток, що живитьвиливок при кристалізації. На прибутку випор виконаний у вигляді тонкогострижня, що служить для видалення газу з порожнини форми, при послідовномузаповнення робочої порожнини форми. Крім того ухил виконаний у формі,виключать прогар верхньої стінки робочої порожнини.
Т.ч. нижня літніковая система має низку переваг: вона --економічніша, ніж вертикально-щелевая или ярусная, з точки зорувитрачається металу, має плавний підведення металу в порівнянні зверхньої, а також проста у виготовленні і легко відокремлюється при видаленні.
Тому такий тип літніковой системи набув найширшого розповсюдженняу кольоровому лиття.
3. РОЗРАХУНОК ЛІТНІКОВОЙ СИСТЕМИ.
Для вибраного типу літніковой системи необхідно визначитипоперечний переріз стояка, колектора, живильників. За табл. 11 необхідновибрати співвідношення поперечних перерізів стояка, колектора і живильників
(Fc: Fк: Fп), залежно від маси відливання і застосовуваного сплаву.
Розрахунок і конструювання нижній літніковой системи.
Витрата розплаву через робочу порожнину форми при ламінарному абонезначному турбулентному протягом розплаву в початковій стадії заливки:
Qф = k (Pф, де Pф - повний периметр перерізу робочої порожнини форми на рівніпідвода розплаву, що містить зовнішній та внутрішній контур:
Pф = 2 ((19 +27 +16 +24) = 172 cм; к = 3.5 - коефіцієнт, що залежить від складності виливки, за даноюкласифікації відливання - проста, підведення металу до нижньої частини робочоїпорожнини.
Qф = 3,5 ((172 = 550,4 см3/c.
Середня фактична швидкість течії розплаву у формі для виливків,заливаються при постійному натиску для даної класифікації:
де Fф - найбільше перетин робочої порожнини форми на рівні підводаживильників:
Fф = 24 (27-16 (19 = 152 cм2;
Мінімально припустиме значення швидкості течії розплаву у формівизначається за формулою Галдіна:
, де
- висота виливки, см;
- товщина стінки виливки, см;
- температура заливання сплаву, (С.
З умови Vф? Vф min випливає, що максимально допустимий витратаоптимальний і вибрано правильно.
Розрахунок стояків.
Залежно від маси відливання і її висоти визначаємо розмір стояказа табл. 11 [5] = 12 мм, тоді площа стояка = 113 мм.
Максимально допустимий витрата металу забезпечується сумарноюплощею поперечних перерізів стояків:
=>
Така швидкість не повинна перевищувати максимально допустимого значенняшвидкості потоку для даного стояка, визначається за табл.15 [3]
Умова не виконується, отже, швидкість потоку не лежитьв допустимих межах, оскільки частково турбулентний рух в стояку НЕвиключено.
Літніковая чаша.
Для заливки розплаву мною була обрана чаша з порогом, вона забезпеченадвома вертикальними ребрами, що перешкоджають циркуляції металу над стоякомі ускладнюють освіта вихровий воронки. Поріг обмежує зону падінняструменя металу, сприяє переміщенню шлаку вгору, на дзеркало розплаву іперешкоджає падіння його в стояк зверху ріс.30а [3].
Розрахунок колектора.
Площа поперечного перерізу колектора Fк визначають з певноїплощі стояка з урахуванням прийнятого між ними співвідношення
Fк = 2 (Fс = 2 (1,13 = 2,26 см2.
Фактична швидкість потоку в колекторі
максимально допустиме значення табл.4 [5] Vk max = 495 см/c.
Отже, умова Vk? Vk max дотримується.
Тоді розміри колектора рис.3 [5]: висота колектора 15 мм по табл.6
[5]. Підстава трапеції 16 мм, верхня сторона 14мм.
Розрахунок живильників.
Сумарну площа поперечних перерізів живильників:
= 3 (= 3 (1,13 = 3 , 39 см2.
Площа поперечного перерізу одного живильника:
, де n - число живильників.
Товщина живильника? п розраховується, виходячи з умов запобіганнязасос шлаку:
мм.
Ширина живильника 14 мм (підстава трапеції), інша сторона 10 мм.
Інші елементи конструкції нижньої літніковой системи.
Радіус переходу чаша-стояк і стояк-зумпф:
мм.
Радіус переходу живильник-колектор, дорівнює товщині живильника.
Радіус закруглень колектора:
мм.
Малий радіус зумпф:
мм.
Великий діаметр зумпф:
мм.
Розрахунок прибутку.
Розрахунок прибутку зробимо за методом вписаних сфер. Тобто одна сферабуде вписана в основу прибутку, інша - в тепловий вузол, що живитьсяприбутком. Типи розрахункових прибутків та розрахункові формули наведено в табл.18
[3].
Вихідні дані: = 22 мм - діаметр теплового вузла.
Діаметр прибутку:
мм.
Висота прибутку :
мм.
4. КОНСТРУЮВАННЯ МОДЕЛІ.
Конструювання моделі складається з вибору площині роз'єму моделі
(якщо потрібно), визначення робочих і неробочих поверхонь моделей,матеріал моделі, товщина стінки, можливі ухили, а також елементифіксації до подмодельной плиті при формуванні.
Положення моделі у формі було вибрано раніше, модель, не маєроз'ємів. З урахуванням призначених вище припусків на механічну обробкунеобхідно встановити ухил для моделі в плюс - мінус. Сплав МЛ5 маєлінійну усадку 1,2% табл. 17 [3], тоді необхідно призначити припуск зурахуванням усадки, крім поверхонь, оформлюваних йолопом. Ухили намодельні комплекти для одержання виливків в піщаних формах згідно з ГОСТ
3212-80, що відповідає не більше 3 (в залежності від висоти моделі.
Матеріал моделі сплав АЛ2, дозволяє робити до 45000 знімання при машинномуспособі формування. Мінімальна товщина стінки моделі - 4 мм, табл.4 [3], взалежно від сплаву і наведеного розміру виливки. Модель кріпиться доподмодельной плиті 4-ма гвинтами М12 за ГОСТом 1491-72.
Друга модель, завдання якої - оформлення отворів і зовнішньогоконтуру, виконана аналогічно першим, крім отворів. Перша модель,розглянута в курсовій роботі, оформлює внутрішній контур, і формуєтьсяна прес машині.
5. Підбір інвентаря та обладнання.
Вибір опоки. Залежність товщини шару формувальної суміші на різнихділянках форми від маси виливки наведено в табл.27 [2].
Відстань:
- від верху моделі до верху опоки - 40 мм;
- від низу моделі до низу опоки - 50 мм;
- від моделі до стінки опоки -20 мм;
- між моделями - 30 мм;
- між моделлю і шлакоуловітелем - 30 мм.
З міркувань економії формувального матеріалу, можливе одержаннявідразу чотирьох виливків, в опоки 600х500х300. Вибираємо стандартну опоку 0272 -
0012.
Подмодельная плита. Згідно з ГОСТ 20088-74 під відповідну опокувибираємо подмодельную плиту 0280-0221. На якій будуть встановлені 4моделі, а також деякі елементи літніковой системи.
Формування. Для ущільнення форми в зборі використовується імпульснаформувальна машина з вказаним раннє розміром опоки
6. Формувальних матеріалів.
Всі магнієві сплави в рідкому стан активно взаємодіють зформою, тому кварцові або напівжирний піски і глини повинні відчищати відвугілля, торфу, інших матеріалів органічного походження. Тому длязбереження фізичних і технологічних властивостей формувальних і стрижневихсумішей необхідно:
1) просушувати, просівати і охолоджувати кварцові піски до температури не вище 30 (С;
2) просівати напівжирний формувальні піски через сито з розміром осередків 6-10 мм;
3) застосовувати бентоніт та глини у вигляді готових порошків з розмірами часток не більше 50 мкм або у вигляді суспензій певної концентрації.
Для виробництва виливків із заданого сплаву скористаємося табл.25і 26 [1]. З якої виберемо суміш Ф-2, на підставі помірної вологості ігазопроникності, з високою міцністю, з наступними властивостями: вологість - 4-5%; газопроникність - 45-90;
(по сирому) - 0,4-0,7 кгс/мм.
Склад формувальної суміші.
Оригінальний склад: пісок ТО16А або ТО10А - 97-99%, бентоніт - 1-3%, присадка
ВМ - 4-7%.
Склад суміші для освіження аналогічний вихідного.
Робочий склад - зворотний суміш - 90-95%, освіжаюча суміш - 5-10%, вода --до норми.
Для виливки з великою висотою відповідно до ГОСТ 10136-62 в формувальнусуміш необхідно додавати суміш діетиленгліколю, яка попереджаєосипання форми. вологість регулюється присадкою ВМ, при збільшенняприсадки вологість суміші необхідно підтримувати на нижньому рівні.
7. ВИБІР топильна ОБЛАДНАННЯ.
плавильна піч. Мною була обрана індукційна тигельная піч змісткістю до 1500 кг, потужністю близько 300 кВт, високоюпродуктивністю до 1000 кг/год, ККД - 85%, низькою витратою електроенергії
- До 0,57 кВт (ч/кг, низьким чадом металу - 2-3% від маси шихти,стійкістю тигля - 250 плавок.
Переваги вибраної печі:
1) процес розплавлення металевої шихти здійснюється у металевому тиглі, який служить і як ємність, і як нагрівальний елемент, що суттєво економить електроенергію ;
2) ставлення дзеркала ванни до висоти - мінімально, що дозволяє знизити чад;
3) процес перемішування - автоматичний, під дією електродинамічних сил, що дозволяє отримувати рівномірний по складу розплав;
4) більш сприятливі умови праці, для працюючого персоналу.
Питання плавки. При плавці магнієвих сплавів, їх необхіднозахищати від окислення і насичення воднем, тому що це може призвести доосвіти микропористая. Розглянута плавка в даній роботіздійснюється в стаціонарних тиглях моно процесом. Шихтові матеріалиперед плавкою повинні бути очищені від продуктів корозії, масла та іншихзабруднень. Повернення власного виробництва очищується на дробеструйніустановках. Порядок завантаження шихтових матеріалів: магній і повернення,лігатури, алюміній, цинк, кадмій. Після присадки легуючих елементів сплавперемішують 5-6 хвилин і відбирають проби для визначення хімічногоскладу. В тиглі шихта нагрівається до температури 400-500 (С, після чогозавантажується флюс ВИ-2 в кількості 10% від маси шихти. Після того, як флюсрозплавляється, в розплав завантажується шихта невеликими порціями. Далі сплавнагрівають до 700-720 (С, проводять рафінування і модифікування. Сплаввистоюють 10-15 хвилин, після чого розливають по формах.
Розрахунок шихтових матеріалів.
Табл.1. Склад сплаву МЛ5, відповідно до ГОСТ 2856-78:
| Al | Mn | Zn | Si | Fe | Cu |
| 7,5-9,0 | 0,15-0,5 | 0,2-0,8 |
