Міністерство освіти Російської Федерації
Сибірський державний індустріальний університет
Кафедра ливарного виробництва
РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА до курсового проекту з технології ливарного виробництва
Виконав: ст. гр. МЛА-97
Карпінський А.В.
Керівник проекту: доцент, к.т.н.
Передернін Л.В. < p> Новокузнецьк 2000
Завдання на курсовий проект
Зміст проекту
Завдання на курсовий проект 2
1.Содержаніе проекту 3
1.1. Обгрунтування способу формування 4
1.2. Обгрунтування положення деталі у формі при заливці 6
1.3. Обгрунтування вибору поверхні роз'єму форми і моделі 7
1.4. Обгрунтування величини усадки і припусків на механічну обробку, ухилів, жолобників 8
1.5. Визначення конструкцій і розмірів знаків стрижнів. Перевірка знаків на зминання 10
1.6. Розрахунок літніковой системи 14
1.7. Розрахунок розмірів прибутків і холодильників 21
1.8. Обгрунтування застосовуваної оснащення 25
1.9. Розрахунок розмірів опок, маси вантажу 27
1.10. Вибір формувальних і стрижневих сумішей 30
1.11. Режим сушіння форм і стрижнів 34
Карта технологічного процесу 35
Список літератури 37
2. Графічна частина
2.1. Креслення деталі з елементами ливарні форми і виливки
2.2. Креслення модельної плити верху в зборі
2.3. Розріз форми і вигляд на нижню напівформи з встановленими в неї стрижнями
1 Обгрунтування способу формування
Формування - це процес виготовлення разових ливарних форм. Цетрудомісткий і відповідальний етап усього технологічного циклу виготовленнявиливків, який значною мірою визначає їх якість. Процесформування полягає в наступному:
- ущільнення суміші, що дозволяє отримати точний відбиток моделі у формі і надати їй необхідну міцність в поєднанні з конфлікту, газопроникністю та іншими властивостями;
- пристрій у формі вентиляційних каналів, що полегшують вихід з порожнини форми утворюються при заливці газів;
- витяг моделі з форми;
- обробку та складання форми, включаючи установку стрижнів.
В залежно від розмірів, маси і товщини стінки виливки, а такожмарки ливарного сплаву його заливають у сирі, сухі і хімічні твердіючихформи. Ливарні форми виготовляють вручну, на формувальних машинах,напівавтоматичних і автоматичних лініях.
Так як дана відливання має вагу менше 500 кг, то виливок будемозаливати по-сирому (4, с.22 (. Заливка по-сирому є більштехнологічною, так як відпадає необхідність в сушці форм, що значноприскорює технологічний процес.
В умовах серійного виробництва можна використовувати як ручну, такяк і машинне формування. Для виготовлення даної виливки застосуємо машиннуформування. Машинна формування дозволяє механізувати дві основні операціїформування (ущільнення суміші, видалення моделі з форми) і деякідопоміжні (пристрій літнікових каналів, поворот опок і т.д.). Примеханізації процесу формування поліпшується якість ущільнення, зростаєточність розмірів виливки, різко підвищується продуктивність праці,полегшується праця робітника і поліпшується санітарно-гігієнічні умови вцех, зменшаться шлюб.
Як формувальної машини застосуємо машину імпульсного типу. Утакій машині ущільнення суміші відбувається за рахунок удару повітряної (газової)хвилі. Стисле повітря під тиском (6 (10) * 106 Па з великою швидкістюнадходить у порожнину форми. Під дією удару повітряної хвилі формувальнасуміш ущільнюється протягом 0.02-0.05 с. Залишилося повітря віддаляється черезВенти. Верхні шари формувальної суміші ущільнюють підпресування.
При використанні звичайних піщано-глинистих сумішей поверхневатвердість форми досягає 89-94 одиниць. Максимальне ущільнення сумішівідповідає роз'єму напівформи. Поліпшення технологічних параметрівливарні форми підвищує геометричну точність виливків, знижує шлюб,покращує санітарно-гігієнічні умови праці за рахунок повного усуненнявібрації і шуму.
2 Обгрунтування положення деталі у формі при заливці
Основним завданням при виборі положення виливки під час заливки,полягає в отриманні найбільш відповідальних її поверхонь без ливарнихдефектів. При виборі положення виливка у формі керуємося наступнимирекомендаціями:
- враховуємо принцип затвердіння відливання: виливок маємо в своєму розпорядженні масивними частинами вгору, і встановлюємо над ними прибутку;
- основні оброблювані поверхні і найбільш відповідальні частини виливки маємо в своєму розпорядженні вертикально;
- це положення забезпечує надійне утримання стрижнів у формі під час заливки, є можливість перевірки товщини стінок виливка при складанні форми;
- тонкі стінки розташовані знизу і вертикально по заливки, що сприятливо при заливці сталі, шлях металу до тонких частинам найкоротший.
3 Обгрунтування вибору поверхні роз'єму форми і моделі
Поверхня зіткнення верхній і нижній напівформ називаєтьсяповерхнею роз'єму форми. Вона необхідна для видобування моделі зущільненої формувальної суміші та установки стрижнів у форму. Поверхняроз'єму може бути плоскою і фасонної.
Вибір роз'єму форми визначає конструкцію і роз'єми моделі,необхідність застосування стрижнів, величину формувальних ухилів, розміропок і т.д. При неправильному виборі поверхні роз'єму може призвести до шумівконфігурації виливки, невиправдане ускладнення формування, складання.
Обрана поверхню роз'єму форми задовольняє наступнимвимогам:
- поверхня роз'єму форми і моделі плоска, що найбільш раціонально з точки зору виготовлення модельного комплекту;
- стрижень розташовується в нижній напівформи, при цьому відпадає необхідність у підвішуванні стрижня у верхній напівформи, полегшується контроль за їх установкою в форму, зменшується можливість пошкодження околознакових частин;
- зменшуються витрати на обрубка і зачистку виливки;
- дозволяє скоротити витрату формувальної суміші через зменшення висоти форми, так як дана поверхня роз'єму забезпечує малу висоту форми;
- модель виливки не має відокремлених частин.
4 Обгрунтування величини усадки і припусків на механічну обробку, ухилів, жолобників
усадкою називається властивість металів і сплавів зменшувати свій об'ємпри затвердінні і охолодженні. Внаслідок цього модель повинна бутидещо більших розмірів, ніж майбутня виливок. Зменшення лінійнихрозмірів виливки в умовах певного виробництва називають ливарніусадкою. Її величина для кожної конкретної виливки залежить від марки сплаву,від її конфігурації та устаткування форми.
Для середніх виливків з вуглецевої сталі (сталь 35Л) ливарна усадкадорівнює 1.6% (4, с.40, табл.5.1 (.
Припуск на механічну обробку даються на всіх оброблюванихповерхнях виливки. Величина припуску залежить від положення поверхніпри відливанні, способу формування і чистоти обробки поверхні, а також відвеличини відливання і самої оброблюваної поверхні.
При машинної формуванні зважаючи більшої точності лиття припуски наобробку даються менші, ніж при ручному формуванні. Найбільші припускипередбачаються для поверхонь, які при заливці звернені вгору, такяк вони найбільше засмічують неметалевими включеннями.
Визначення припусків за ГОСТ 26645-85 (7 (.
| номин. | клас | степів | відхилено | відхилено | допуск | основно | додаткового | загальний |
| розмір | точності | ь | ня | ня | | й | тільних | припуск |
| | | Коробл | коробле | зсув | | припуск | припуск | |
| | | Ения | ня | я | | | | |
| | Ряд | | | | | | | |
| | Припусків | | | | | | | |
| | У | | | | | | | |
| 19 | | 5 | 0.16 | 1.2 | 3.2 | 5.0 | - | 5.0 |
| 110 | | 5 | 0.16 | 1.2 | 5.0 | 5.0 | - | 5.0 |
| (110 | | 5 | 0.6 | 1.2 | | 5.0 | - | 5.0 |
| (150 | | 5 | 0.6 | 1.2 | | 5.0 | - | 5.0 |
| (180 | | 5 | 0.6 | 1.2 | | 5.0 | - | 5.0 |
| 300 | | 5 | 0.16 | 1.2 | | | - | |
формувальними називають ухили, які надаються робочим поверхнямливарних моделей для забезпечення вільного вилучення їх з форм абозвільнення стрижневих ящиків від стрижнів без руйнування в тому випадку,якщо конструкція деталі не передбачає конструктивні ухили.
Величина ухилу залежить від висоти стінки, матеріалу моделі і відспособу формування. Для машинної формовки металеві моделі мають ухил
0.5-1 (. Приймаються 1 ((6, с.222 (.
жолобників називаються заокруглення внутрішніх кутів моделей дляотримання в відливці плавного переходу від однієї поверхні до іншої. Вонипокращують якість відливання, сприяють рівномірному її охолодження,зменшують небезпеку появи гарячих тріщин в місцях перетину стінок ізапобігають осипання формувальної суміші в кутах форми при витягу знеї моделі. Завдяки правильно виконаним заокруглення зовнішніх івнутрішніх стінок вдається уникнути виникнення усадочних раковин.
Застосування жолобників підвищує втомних міцність виливків в умовахроботи при значних знакозмінних навантаженнях.
На вимогу, вказаною на кресленні, величина жолобників 2 (3мм.
5 Визначення конструкцій і розмірів знаків стрижнів. Перевірка знаків на зминання < p> ливарних стрижнів називають елементи ливарні форми, що виготовляютьсяокремо від напівформ за спеціальною (як правило) оснащенні іпризначені для одержання в відливці отворів і порожнин, які неможуть бути отримані від моделі. Стержні, як правило, ставлять у форму післясушіння, щоб збільшити їх міцність і зменшити газотворность.
Стержневые знаки служать для забезпечення правильного і надійногофіксування стрижня у формі і видалення з нього газів під час заливки.
При проектуванні стержнів необхідно:
- визначити межі стрижнів і їх кількість;
- вибрати або розрахувати розміри знакових частин і визначити величину зазорів між знаками форми стрижнів;
- забезпечити міцність за рахунок вибору відповідного складу стрижневий суміші або встановлення каркасів;
- вибрати спосіб виготовлення, показати площину роз'єму стрижневих ящиків і напрямок набивання;
- розробити систему вентиляції.
При конструюванні стрижнів керуємося такими міркуваннями:
- стрижень розташовується в нижній напівформи, тому що на установку і кріплення стрижня у верхній опоки витрачається в 5-6 разів більше часу, ніж у нижній;
- уникаємо односторонньо посаджених стрижнів, для чого користуємося прийомом дублювання стрижнів; при цьому виключається можливість їх зсуву під дією власної маси або напору металу;
- конструкція форми виключає фіксування одних стрижнів у знаках інших, тому що при цьому підсумовуються помилки їх встановлення.
При виготовленні виливки даної деталі використовуємо один дубльованийстрижень:
Основні розміри стрижня: L = 235мм, a = 704мм, b = 184мм.
Довжина горизонтального знака з (8, с.3, табл.1 (дорівнює 80мм, що явнонедосить для дубльованого стрижня. Керуючисьпунктом 3.4 ГОСТ 3606-80 збільшимо довжину знака до 240мм.
Формовочні ухили на знаковій формотворною поверхні:
(= 6 (, (= 8 ((8, с.9, табл .5 (.
Значення зазорів S1, S2 і S3 (8, с.12, табл.6 (:
S1 = 0.6мм, S2 = 0.6мм, S3 = 0.5 * S1 = 0.9мм.
Радіус скруглення (перехід від основної до знакової формотворноюповерхні): r = 5мм (8, с.16, табл .(.
Для отримання гнізд під підшипники розрахуємо виступи на дубльованомустержні:
Для нижніх по заливанні: висота знака h = 35мм (8, с.8, табл.4 (,
Для верхніх по заливанні: висота знака h1 = 0.4 * h = 0.4 * 35 = 14мм (8,с.9 (.
Формовочні ухили на знаковій формотворною поверхні:
(= 7 (, (= 10 ((8, с.9, табл.5 (.
Значення зазорів S1 і S2:
Для нижніх знаків: S1 = 0.3мм, S2 = 0.4мм (8, с.12, табл.6 (.
Для верхніх: S1 = 0.2 мм, S2 = 0.4мм (8, с.12, табл.6 (:
скруглення Радіус: r = 2 (3 мм (8, с.16, табл. (.
При формуванні по-сирому для запобігання руйнування країв форми привстановлення стрижнів ГОСТом 3606-80 рекомендується виконувати протівообжімниепояски для горизонтальних стрижнів: a = 12мм, b = 2 мм.
Перевірка знаків на зминання
Нижній знак.
Міцність суміші на стиск:
, (1) де P - реакція на опорі, кг,
; (2) де Sн.зн. - Опорна поверхня нижнього знака, см2, n - кількість знаків у нижній напівформи, n = 5.
Маса стрижня:
Gст = Vст * (ст, (3) де Vст -- обсяг стрижня, г/см3,
(4)
(ст - щільність стрижневий суміші, (ст = 1.65г/см3.
Gст = 95637.166 * 1.65 = 157801.32г.
Опорна поверхня нижнього знака:
(5)
Тоді:
- умова виконана.
Верхній знак.
, (6) де Sв.зн. - опорна поверхня верхнього знака, см2,
(7) де Pст - підйомна сила, що діє на стрижень, г, m - кількість знаків у верхній напівформи, m = 5.
Pст = V * ст * ( (м - (ст)-Vзн * (зн, (8)
V * ст - обсяг стрижня, на який діє підйомна сила,
Vзн - обсяг стрижня, на який не діє підйомна сила, см3,
(9)
(10)
Pст = 52300.7 * (7 - 1.65) - 43336.466 * 1.65 = 208303.576г,
P1 = 208303.576/5 = 41660.715г;
Опорна поверхня верхнього знака:
( 11)
Тоді:
- умова виконана.
6 Розрахунок літніковой системи
Призначення літніковой системи
Літніковая система (к.с.) повинна забезпечити спокійну, рівномірну ібезперервну подачу металу в заздалегідь визначені місця виливки.
Конструкція к.с. повинна створювати умови, що перешкоджають засмоктуванняповітря потоком металу.
Л.С. повинна затримувати всі неметалеві включення, що потрапили впотік металу.
Однією з найважливіших функцій к.с. є заповнення форми із заданоюшвидкістю: при дуже великій швидкості заливки відбувається розмив стінокформи і каналів самої к.с., а при занадто повільної заливанні - значнеохолодження металу та освіта спаїв, неслітін, недоливи.
Л.С. повинна сприяти виконанню принципу рівномірного абоспрямованого затвердіння відливання. Вона служить для часткового харчуваннярідким металом виливки в початковий момент її затвердіння.
Нормальна к.с. складається з наступних основних елементів: приймальнепристрій, стояк, зумпф, літніковий хід, живильники.
1.Пріемние пристрою
Призначення їх полягає в тому, щоб забезпечити попадання струменя зковша в канали к.с. Також ці пристрої гасять енергію струменя металу зковша і частково вловлюють шлак, який потрапив у потік з ковша.
Як приймального пристрою застосуємо літніковую вирву.
Літніковие воронки застосовуються при заливці всіх сталевих виливків,незалежно від їх маси (через заливки з стопорних ковшів, а також длязменшення поверхні контакту металу з літніковой системою). (10, с.5 (.
2. Стояк
Він являє собою вертикальний канал к.с., по якому металопускається від рівня чаші до того рівня, на якому він підводиться довідливання.
Дуже часто за умовами формування (особливо при машинному виготовленніформ) потрібна установка розширюється донизу стояків. У таких стоякахможе відбуватися підсмоктування повітря, і потрібна установка дроселів, але такяк перетин живильників найменше (тобто л.с. заповнена), то дроселі НЕпотрібні.
3. Зумпф
Дуже відповідальним місцем у л.с. є зумпф - це розширення ізаглиблення під стояком. Його завжди потрібно робити при влаштуванні к.с. У ньомуутворюється болітце металу, що гасить енергію струменя з стояка і тим самимзапобігає розбризкування металу. Крім того, виходячи з зумпф влітніковий хід, метал спрямований знизу вгору. При цьому напрямок рухуметалу збігається з напрямком природного руху шлакових частинок,потрапили з ковша в метал, і вони швидше виносяться до стелі літніковогоходу, тобто зумпф дозволяє зробити коротше літніковий хід і зменшитивитрата металу на к.с.
4. Літніковий хід
Він являє собою горизонтальний канал, найчастіше трапецієподібногоперетину, що встановлюється на площині роз'єму форми. Основним йогопризначенням є розподіл потоку металу з стояка за окремимиживильника, забезпечуючи його рівномірний витрата.
5. Живильники
Останній по ходу металу елемент к.с. - Живильники. Їх кількість ірозташування залежать від характеру залитих деталей. Перетин живильниківповинно бути таким, щоб вони легко відламуватися від відливання.
Коли метал підводиться кількома живильниками до відливання, витіканняйого з різних живильників, віддалених на різну відстань від стояка,різне. Дальні живильники пропускають більшу кількість металу, ніжближні. Це пояснюється тим, що в крайніх живильника динамічний напірчастково переходить в статичний, тому швидкість витікання метал з цихживильників вище.
Вибір типу літніковой системи
Вирішальними факторами, від яких залежить вибір типу к.с., є:конструкція виливки, прийнята в цеху технологія і властивості сплаву, зякого відливається заготовка.
Для виготовлення сталевих виливків застосовуються к.с. максимальноїпростоти і мінімальної протяжності, так як сталь при охолодженні різковтрачає жидкотекучестью.
Обрана к.с. відноситься до верхніх л.??. з горизонтальним розташуваннямживильників. У такій к.с. метал підводиться у верхню частину виливки і до кінцязаповнення форми в відливці створюється температурне поле, відповіднепринципом спрямованого затвердіння (знизу холодний, а зверху гарячийметал).
Вибір місця підведення металу до відливці
При виборі місця підведення металу до відливці обов'язково враховуєтьсяпринцип затвердіння відливання. Так як виливок за своєю конструкцією схильнадо спрямованого твердіння, то метал краще підводити в її масивнічастини. Протікає металом форма в місцях підвода розігрівається, у тонкічастини виливки метал підходить охолодженим і швидкість їх затвердіння щебільше збільшується. Масивні частини, розігріті гарячим металом,тверднуть повільніше. Таке температурне поле сприяє утворенню ввідливці (у її масивному або тепловому вузлі) концентрованої усадочноюраковини, яку легко перевести в прибуток.
Метал підводимо вздовж стінки, в цьому випадку не відбувається прямогоудару струменя металу в стінку форми і ймовірність її розмиву зменшується.
Для визначення розмірів перетину елементів к.с. потрібно задатисяспіввідношенням їх розмірів. Для к.с. сталевих відливок масою до 1т.:
(Fn: (Fл.х.: Fст = 1: 1.15: 1.3 (10, с.38 (.
(12)
Самим вузьким місцем є живильник, тому його розрахунок ведемо поформулою Озанна:
, (13) де (Fn - сумарна площа перерізу живильників, см2;
G - повна маса металу в формі разом з к.с. і прибутками, кг;
(- питома вага рідкого металу, для сталі (= 7г/см3 (10, с.39 (;
(- коефіцієнт витрати л.с.; < p> (- час заливки, с;
Hр - середній, розрахунковий напір, що діє в л.с. під час заливки,см; g - прискорення сили тяжіння, g = 981см/с2.
У разі заливки чавуну і сталі формула (11) має вигляд:
, (14) < p> Так як дана відливання вимагає установки прибутків, то металоємністьвиливків визначається за формулою:
, (15) де Gотл - маса виливка, кг;
ТВГ - технологічний вихід придатного, для даної виливки ТВГ = 0.65
(10, с.40 (;
Маса виливка визначається за формулою:
Gотл = 2 * (Gдет + Gпр.м.о.)
( 16) де - Gдет - маса деталі, Gдет = 42.5кг;
Gпр.м.о. - маса металу на припуски і механічну обробку, кг;
Припуск на механічну обробку становлять 7 -10% від маси деталі,Приймаються 9%.
Gпр.м.о. = 0.09 * Gдет. = 0.09 * 42.5 = 3.83кг,
(17)
Gотл = 2 * (42.5 + 3.83) = 92.66кг
Розрахунковий напір визначається за формулою Дітерта:
(18) де H - початковий натиск, або відстань від місця підведення металу до відливання до носка ковша, см;
P - відстань від самої верхньої точки виливки до рівня підвода, см;
С - висота виливки по положенню при заливці, см.
Щоб визначити Н, треба знати висоту опок Нв.о. і Нн.о. Їх розмірирозраховуються в пункті 1.9.
Рис.1. Схема до визначення розрахункового напору:
1 - Носкової ківш;
2 - приймальний пристрій (лійка);
3 - живильник;
4 - відливання;
5 - стрижень.
За рис.1.:
Н = Нв.о. + Hв - b/2,
(19) де Нв.о. - Висота верхньої опоки, Нв.о. = 15см; hв - висота рівня металу в воронці, hв = 6 см (висота воронки Нв =
75 мм) (10, с.44 (; b - висота стрижня , b = 18.4 см.
Н = 15 + 6 - 18.4/2 = 11.8 см.
Р = hм.в. - b/2, (20) де hм. в. - висота моделі верху, hм.в. = 26.25 см.
Р = 26.25 - 9.2 = 17.05 см.
С = hм.в. + hм.н. ( 21) де hм.н. - висота моделі низу, hм.н. = 15.5 см.
З = 26.25 + 15.5 = 41.75 см.
Тоді робочий напір дорівнює:
Коефіцієнт витрати к.с.:
, (22)
Для співвідношення (10):
.
Час заливки визначається за формулою Бєлєнького, Дубицького, Соболєва:
,
(23) де S - коефіцієнт часу, для сталевих виливків S = 1.4 ( 1.6 (10,с.58 (, приймаємо S = 1.5;
(- товщина визначальною стінки, (= 15мм;
G - маса відливки разом з к.с., кг.
.
Тоді (Fп дорівнює:
Швидкість заливки:
V =, (24)
Загальна формула для визначення площ перетину інших елементівк.с.:
Fi = Fп * ki * Pi, (25) де Fп - площа одного живильника, см2; ki - відношення площі i - ого елемента к.с. до сумарної площіживильників, що обслуговуються i-м елементом;
Pi - число живильників, що обслуговуються i - им елементом, Pi = 4.
Для живильника:
.
Для літнікового хода:
Fл.х. = 4.21 * 1.15 * 4 = 19.36см2.
Для стояка:
Fст = 4.21 * 1.3 * 4 = 21.89см2.
< p> Рис.2. Перетину елементів літніковой системи
7 Розрахунок розмірів прибутків і холодильників
усадочні раковини утворюються в відливання внаслідок зменшення обсягурідкого металу при охолодженні і, особливо, при переході його зрідкого стану в твердий. Вони відносяться до числа основних вадвиливків, з якими ливарникам доводиться повсякденно працювати. Для боротьбиз усадочні раковини застосовуються ливарні прибутку, що представляють собоюрезервуари рідкого металу, з яких відбувається поповнення об'ємноїусадки окремих частин виливки, розташованих поблизу прибутку.
Від ефективності роботи прибутку залежить якість відливання і відсотоквиходу придатного литва. Установка прибутків сприяє виконанню принципуспрямованої кристалізації.
Прибуток повинна:
- забезпечити спрямоване затвердіння виливка до прибутку, тому її треба встановлювати на тій частині виливки, яка твердне останньої;
- мати достатня розтин, щоб затвердіти пізніше виливки;
- мати достатній обсяг, щоб усадкова раковина не вийшла за межі прибутку;
- мати конструкцію, що забезпечує мінімальну поверхню.
Холодильники, як правило, застосовуються для регулювання швидкостізатвердіння різних частин виливки з метою досягнення принципурівномірного або одночасного твердіння.
Застосування верхній к.с. дозволяє отримати в відливці температурнийградієнт відповідний спрямованого твердіння. Таким чином, наверхні по заливанні масивні частини (розігріті заливаються металом)встановлюємо прибутку. У нижні по заливанні масивні частини потрапить холоднийметал, тому ці частини не потребують додаткового охолодження, і,відповідно застосування холодильників.
Розрахунок прибутків за методом проф. Андрєєва
Більшість способів розрахунку прибутків засновані на "методі вписанихкіл ". Суть його полягає в тому, що на аркуші паперу в натуральнувеличину вычерчивается термічний вузол і в нього вписують коло так,щоб вона стосувалася стінок виливки. Коло діаметром d і є розміртермічного вузла (рис. 3).
Рис. 3. Термічний вузол.
Прибуток № 1
Діаметр кола, вписаного у вузол (12, с.26 (, см:
, (26) де a -- товщина бічної стінки, a = 1.5 см;
D - зовнішній діаметр вузла, D = 23 см;
Do - внутрішній діаметр вузла, Do = 18 см. < p>
Діаметр кільця компенсуючого металу, см:
, (27) де Н - висота питомого вузла, Н = 6.5 см.
Діаметр прибутку, см:
Dп = do + d1, (28)
Dп = 1.0 + 3.18 = 4.18см
Висота прибутку, см :
Нп = do + 0.85 * Dп, (29)
Нп = 1.0 + 0.85 * 4.18 = 4.55см
Довжина прибутку: Lп1 = 32.18см .
Прибуток № 2
Діаметр кола, вписаного у вузол (12, с.26 (, см:
, де a - товщина бічної стінки, a = 1.5 см;
D - зовнішній діаметр вузла, D = 20 см;
Do - внутрішній діаметр вузла, Do = 15 см.
Діаметр кільця компенсуючого металу, см:
, де Н - висота питомого вузла, Н = 6.5 см.
Діаметр прибутку, см:
Dп = do + d1,
Dп = 1.0 + 3.18 = 4.18см
Висота прибутку, см:
Нп = do + 0.85 * Dп,
Нп = 1.0 + 0.85 * 4.18 = 4.55см
Довжина прибутку: Lп2 = 29.04см.
Обсяг прибутків
, (30)
(31)
Маса прибутків:
Gпр = (Vпр1 + Vпр2) * (ж.ме., (32)
Gпр = 2 * (551.59 + 497.77) * 7 = 14691.04г.
Вихід придатного дорівнює:
, (33) де Gл.с. - маса к.с., Gл.с. дорівнює 10 (15% від Gотл, приймаємо 12%.
Gл.с. = 0.12 * 92.66 = 11.12кг
Тоді:
Так як ТВГ значно більше прийнятого, то скорегуємо обсягприбутків для отримання прийнятого ТВГ.
Необхідна маса прибутків дорівнює:
, (34)
Сумарний обсяг таких прибутків дорівнює:
Тоді скориговані параметри прибутків рівні:
Dп = 4.5см;
Нп = 10.5см.
Маса цих прибутків:
Gпр = 2 * (1450.45 + 1308.92) * 7 = 38631.18г.
Тоді кінцевий ТВГ дорівнює:
- що дуже близько до прийнятого.
8 Обгрунтування застосовуваної оснащення
Основну масу фасонних виливків з різних ливарних сплавіввиготовляють у разових піщаних формах. Для отримання таких форм використовуютьспеціальну модельно-Опочно оснастку, необхідну для отримання частинформи, стрижнів і їх складання. Комплект модельно-Опочно оснащення включає:моделі та модельні плити для виготовлення по них частин форми, стрижневіящики для виготовлення стрижнів, вентиляційні плити для освітивентиляційних каналів в стержнях, плоскі та фігурні (Драйєр) сушильніплити для сушіння стрижнів, опоки, пристосування для контролю форми впроцесі виробництва, а також холодильники, штирі для з'єднання опок та іншоїінструмент.
Моделями називають пристосування, призначені для отримання вливарних формах порожнин, конфігурація яких відповідає виготовляютьсявиливок.
Для машинної формування моделі монтують на спеціальних плитах, якіназивають модельними плитами. Для серійного виробництва даної виливкивикористовуємо односторонню набірну плиту (модель, розташовану тільки наоднієї верхній стороні, кріплять до плити болтами за ГОСТ 20342-74).
В умовах серійного виробництва виливків використовуються металевімоделі та плити. Вони мають наступні переваги: довговічність, більшуточність і більш гладку робочу поверхню. Їх використовують при машинномуформуванні, яка висуває певні вимоги до конструкції іякості модельного оснащення. Матеріалом для моделі даної виливки, а такождля плити служить сталь марки Ст 15Л (висока міцність і зносостійкість).
Конструкція модельної плити (0280-1391/002 ГОСТ 20109-74) залежитьголовним чином від типу машини, на якій буде виготовлятися напівформи,конструкції виливки, що одержується з даного модельного комплекту. Модельнаплита по периметру має вентиляційні отвори (вентилі), необхідні длявидалення повітря при імпульсної формуванні. Кількість вент визначаєтьсяспіввідношенням, діаметр Венти 5 (6мм.
Для фіксування опоки на плиті вони мають 2 штиря: центруючі (0290 -
2506 ГОСТ 20122-74), що охороняє опоку від зсувів вгоризонтальному напрямку, і що направляє (0290-2556 ГОСТ 20123-74),оберігає опоку від зсувів щодо поперечної осі плити.
Конструкція стрижневого скриньки залежить від форми і розмірів стрижня іспособу його виготовлення. За конструкцією стрижневі ящики підрозділяють нанероз'ємним (витрусіть) і роз'ємні.
Вибір напрямку заповнення скриньки сумішшю залежить, перш за все, відметоду виготовлення стрижня, а також від установки каркасів і холодильників.
У серійному виробництві застосовують стрижневі металеві ящики. Їхроблять частіше роз'ємними з горизонтальним і вертикальним роз'ємом.
Для виготовлення стрижнів даної виливки застосовуємо пескодувний спосіб.
Для пескодувних машин застосовують роз'ємні стрижневі ящики. При заповненнісумішшю вони відчувають надмірний тиск повітря, абразивну діюпіщано-повітряного струменя, а також зусилля підсмикуючи скриньки до надувному соплумашини, тому вони повинні мати підвищену жорсткість, міцністю, бутигерметичними по площині роз'єму і наддуву.
Для виробництва даної виливки в умовах серійного виробництва іімпульсної формовки застосуємо опоки для автоматичних ліній. Такі опокимають посилені стінки без вентиляційних отворів. Особливістю опок дляформування на автоматичних лініях є їх не взаємозамінність, тобтоопоки для низу і верху різні. Опока для низу не мають втулок дляскріплюють штирів. Замість втулок опока низу має конічний отвір, вякому закріплюється штир.
Опока верху має центруючі (0290-1053 ГОСТ 15019-69) інаправляючу (0290-1253 ГОСТ 15019-69) втулки.
Для сушіння стрижнів застосовуємо сушильні плити з рівною опорноюповерхнею. Основна вимога до них максимальна жорсткість конструкціїпри мінімальній масі. Для виходу газу зі стрижнів у плитах передбаченасистема отворів.
Для виконання в стержні вентиляційних каналів застосовуютьвентиляційні плити. Вентиляційні канали в стержні завжди повинні бутирозташовані цілком виразно, особливо, якщо вони є частиною загальноївентиляційної системи.
Шаблони призначені для контролю розмірів стрижнів і форм,попереднього моделювання декількох стрижнів в один загальний вузол, перевіркиустановки стрижнів у формі і так далі.
9 Розрахунок розмірів опок, маси вантажу
Рис.3. Відстань між відливанням і окремі елементи форми
Довжина опоки:
Lо = Lм + 2 * c + dст, (35) де Lм - довжина моделі, Lм = 836мм; с - відстань між моделлю і стінкою опоки, с = 50мм (10, с.44, табл.5.2 (; dст - діаметр стояка, мм.
(36)
< p> Lo = 836 + 2 * 50 + 53 = 989мм
За ГОСТ 2133-75 довжина опоки Lo = 1000мм (9, с.4-5, табл.3 (.
Ширина опоки:
Bo = Bм + 2 * c, (37) де Bм - ширина моделі, Bм = 752мм; с - відстань між моделлю і стінкою опоки, с = 50мм (10, с.44 , табл.5.2 (;
Bo = 752 + 2 * 50 = 852мм.
За довжині ГОСТ 2133-75 при опоки Lo = 1000мм Bo = 800мм (9, с.4-5, табл.3 (.
Висота нижньої опоки:
Hн.о. = hм.н. + b, (38) де hм.н. - висота моделі низу, hм.н. = 190мм; b - відстань між низом моделі і низом форми, b = 70мм (10, с.44,табл.5.2 (.
Hн.о. = 190 + 70 = 260мм.
За ГОСТ 2133-75 висота нижньої опоки Нн.о. = 250мм (9, с.6 , табл.4 (.
Висота верхньої опоки:
Hв.о. = hм.в. + a, (39) де hм.в. - висота моделі верху, hм . в .= 262мм; b - відстань між верхом моделі і верхи форми, b = 70мм (10, с.44,табл.5.2 (.
Hв.о. = 262 + 70 = 332мм.
За ГОСТ 2133-75 висота верхньої опоки Hв.о. = 300мм (9, с.6, табл.4 (.
Підйомна сила, яка діє на верхню напівформи:
Pф = ((Fi * Hi) * (м + Pст. (40) де РСТ - підйомна сила, що діє на стрижень, РСТ = 208303.576г.
Fi - горизонтальна проекція поверхні елемента ливарні форми, що знаходиться під тиском стовпа металу висотою Нi;
Нi - висота стовпа металу, яка вимірюється від поверхні Fi, до рівня металу в літніковой воронці;
(м - питома вага рідкого металу, для сталі (м = 7г/см3.
(Fi * 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 = < p> 46306.084.
Тоді підйомна сила, що діє на верхню напівформи дорівнює:
Pф = 46306.084 * 7 + 208303.576 = 532446.164 р.
Маса вантажу:
Pгр = Pф * K - Qв.п.ф., (41) де K - коефіцієнт запасу, що враховує явище гідравлічного ударупри контакті металу з потоком форми, K = 1.3 - 1.5, приймаємо K = 1.4;
Qв.п.ф. - Маса верхній напівформи, г,
Qв.п.ф. = Qв.п. + Qсм.в.о., (42)
Qв.п. - Маса металу опоки, тому що маса опоки мала в порівнянні з масою суміші в ній, то Qв.п. = 0;
Qсм.в.о. - Маса суміші у верхній напівформи, г,
Qсм.в.о. = (L * B * Hв.о. - Vм.в.) * (см,
(30) де (см - щільність формувальної суміші, (см = 1.5 - 1.8г/см3, приймаємо
(см = 1.65 г/см3.
Vм.в. - обсяг моделі верху, 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.
Тоді маса вантажу :
Pгр = 532446.164 * 1.4 - 328286.33 = 417138.3г.
10 Вибір формувальних і стрижневих сумішей
формувальних матеріалів називають матеріали, що використовуються длявиготовлення ливарних форм і стрижнів.
Формовочні матеріали в залежності від умов їх застосування повиннівідповідати наступним вимогам:
- забезпечувати необхідну міцність суміші в сирому і сухому станах;
- запобігати прилипаемость суміші до модельної оснащенні;
- надавати суміші плинність, необхідну для відтворення контурів моделі та стрижневого скриньки;
- володіти низькою газотворной здатністю;
- забезпечувати піддатливість форми або стрижня при затвердінні і охолодженні виливки;
- володіти достатньою вогнетривкістю і низькою прігораемостью до відливання;
- забезпечувати гарну вибіваемость форми і стрижня;
- володіти низькою вартістю, бути недефіцитних і нешкідливими для оточуючих;
- мати низьку гігроскопічність;
- бути довговічними.
Формовочні піски є основними наповнювачами формувальних істрижневих сумішей. В якості формувальних в більшості випадків застосовуютькварцові піски, що складаються із зерен кремнезему (Si2O) певної величиниі форми. Широке застосування цих пісків пояснюється тим, що вони у високіймірою відповідають умовам роботи ливарні форми.
Формовочні глини застосовують в якості мінерального зв'язуючогоформувальних і стрижневих сумішах. Формувальними глинами називають гірськіпороди, що складаються з тонкодисперсних частинок водних алюмосилікатів,що володіють сполучною здатністю і термохімічних стійкістю іздатних забезпечити міцні, не пригорає до поверхні виливківформувальні суміші. При формуванні по-сирому віддається перевагабентонітових глин.
При виготовленні стрижневих сумішей добавка формувальної глини незабезпечує отримання належної міцності стрижнів, тому в сумішівводять інші связующіе добавки, що мають більш високим значеннямпитомої міцності. Такі добавки називаються сполучними матеріалами абоскріп. Сполучні матеріали повинні володіти наступними вимогами:
- при приготуванні формувальних і стрижневих сумішей рівномірно розподілятися по поверхні зерен формувального піску за певний час;
- забезпечувати пластичність суміші;
- забезпечувати швидке висихання стрижня і форми;
- не володіти гігроскопічністю;
- мати малої газотворной здатністю при сушінні й заливки розплаву в форму;
- забезпечувати піддатливість форми і стрижня;
- не знижувати вогнетривкість формувальної і стрижневий суміші;
- легко руйнуватися при вибивка форми;
- бути нешкідливими для оточуючих, дешевими і недефіцитних.
В якості в'яжучих матеріалів використовуємо скріп Б-2 і Б-3. Ціскріп рекомендується застосовувати для стрижневих сумішей, з якихвиготовляють стержні IV класу, до яких належать стрижні для даноївиливки. До цього класу відносять стрижні нескладної конфігурації, що утворюютьвнутрішні оброблювані порожнини в відливання або внутрішнінеоброблювані поверхні, до яких не пред'являються високих вимог
(2, с.67 (.
скріп Б-2 (декстрин, пектиновий клей) і Б-3 (патока, сульфідно -спиртова барда) володіють багатьма спільними технологічними властивостями, щодозволяє замінювати ці матеріали один одним при незначній змініскладу суміші.
Стержневые суміші і стрижні на скріп Б-2 і Б-3 відрізняютьсянаступними властивостями:
1. Після сушіння стрижні на скріп Б-2 мають досить високу міцність.
2. Міцність сухих і сирих стрижнів різко збільшується при додаванні до складу суміші глини.
3. Плинність сумішей помірна.
4. Температура сушіння стрижнів 160 (С - 180 (С.
5. Стрижні володіють достатньою поверхневої міцністю.
6. Газотворная здатність сумішей невелика.
7. Стрижні для зниження прігораемості піддають забарвленням.
8. Вибіваемость стрижнів задовільна, якщо в сумішах не міститься глини.
Класифікація формувальних сумішей
Якість і вартість виливків в значній мірі залежать відправильного вибору складу і технологічних властивостей формувальної суміші. Привиборі складу суміші враховують:
- рід заливається металу, складність і призначення виливки;
- наявність необхідних матеріалів;
- серійність виробництва; < p> - технологію виготовлення і збирання форм;
- плановану собівартість.
По виду заливається металу суміші поділяються на 3 групи: для сталевих,чавунних і відливок з кольорових сплавів. Такий поділ обумовлено, першза все, температурою заливки металу у форму. Для сталі, ця температурастановить (1550 (С (11, с.51 (.
Незалежно від роду металу формувальні суміші поділяються:
- за характером використання - на єдині, облицювальні і наповнювальні;
- станом форми перед заливанням - на суміші для форм, що заливаються в сирому стані (формування по-сирому), і суміші для форм, що заливаються в сухому стані (формування по-сухому).
Е
