Быстрый поиск

Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления детали

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Выбор и обоснование принятого способа изготовления отливок

3. Разработка чертежа отливки

3.1 Определение припусков на механическую обработку отливки

4. Разработка модельного комплекта

4.1 Выбор материала модельного комплекта

4.2 Разработка чертежа модели

4.3 Разработка чертежа стержневого ящика

4.4 Расчет литниковой системы

5. Формовочные и стержневая смеси и их приготовление

5.1 Формовочные смеси

5.2 Стержневая смесь

5.3 Приготовление формовочных и стержневых смесей

6. Изготовление литейных форм и стержней

6.1 Формовка

6.2 Изготовление стержней

6.3 Сушка форм и стержней

6.4 Расчет сил действующих не верхнюю полуформу при заливке

7. Выплавка металла и заливка формы расплавом

8. Выбивка, обрубка и очистка литья

8.1 Выбивка отливок

8.2 Очистка отливок

8.3 Зачистка и окраска отливок

Вывод

Список литературы

1. ВВЕДЕНИЕ

Литейное производство является одной из важнейших отраслей машиностроительной промышленности. В конструкциях современных машин и приборов большая часть деталей представляет собой отливки из стали, чугуна, медных, алюминиевых, магниевых и других сплавов. Литейные детали составляют 60-80% общего веса машин. Особенно большое место занимают отливки в конструкциях металлургического оборудования, станков, турбин, кузнечно-прессовых машин. Методом литья можно из любых металлов и их сплавов изготавливать изделия сложной конфигурации, большинство из которых невозможно получить другими производственными процессами (например, штамповкой, механической обработкой). Масса отливок может быть самой различной – от нескольких граммов до сотен тонн. Стоимость литой заготовки или детали, как правило, получается меньше изготовленной другими методами. Отливка может представлять собой вполне законченную деталь или заготовку, которая подвергается затем обработке на металлорежущих станках.

Перед машиностроительной отраслью поставлены большие задачи по интенсификации и коренному техническому переоснащению литейного производства. Для выполнения поставленных задач предусматривается освоение прогрессивных ресурсосберегающих технологий на базе нового высокопроизводительного литейного оборудования; создания гибких производственных систем и роторных линий, базирующихся на безотходной технологии и интегрированных с АСУТП, АРМ (автоматизированные рабочие места ИТР и рабочих); внедрение роботов и манипуляторов; закрытие или переоснащение цехов и участков с низкими технико-экономическими показателями и неудовлетворительными условиями труда; улучшение подготовки рабочих и ИТР, переподготовка кадров; аттестация цехов, технологических процессов, рабочих мест.

На многих литейных предприятиях, цехах и участках, а также в НИИ разработаны и осуществляются программы Надежности и Качества.

Программа Надежности предусматривает улучшение конструкций и повышение надежности работы литейного оборудования, создание системы нормативно-технической документации, устанавливающей номенклатуру и порядок определения показателей надежности, а также технических требований к качеству ремонта литейного оборудования.

Программой Качество предусмотрен комплекс организационно-технических и экономический мероприятий, обеспечивающих улучшение качества изготовления литейного оборудования и литых заготовок.

Наряду с повышением технического уровня литейного производства постоянно возрастают и требования к подготовке молодых рабочих-литейщиков различных профессий. Квалифицированный рабочий должен обладать техническими знаниями и уметь применять их на производстве. На каком бы участке литейного цеха ни работал литейщик, он должен отчетливо представлять значение выполняемой им операции в общем технологическом процессе. Нарушение технологии на участке формовки, не обнаруженное при сборке литейной формы, приведет тому, что окажется напрасным труд многих людей, начиная от рабочего, занятого на приготовлении формовочной смеси, до заливщика металла и обрубщика готовых отливок.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТОГО СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК

Среди отливок до 80% по массе занимают детали, изготавливаемые литьем в песчаные формы. Метод является универсальным применительно к литейным материалам, а также к массе и габаритам отливок. Специальные способы литья хотя и позволяют получать отливки повышенного качества с минимальным объемом механической обработки, но значительно повышают их стоимость.

Учитывая невысокую точность необрабатываемых поверхностей и индивидуальное производство отливаемой детали принимаем способ литья в песчано-глинистые формы. Этот способ является оптимальным для изготовления отливок любой сложности, любых размеров и массы из разных литейных сплавов в единичном и мелкосерийном производстве.

3. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОТЛИВКИ

3.1 Определение припусков на механическую обработку отливки

Нормирование точности отливки и назначение припусков на механическую обработку

1) В соответствии с заданным квалитетом точности необрабатываемых поверхностей (13) табл. 1.1 [1] для интервала размеров св. 400 до 500 мм находим численное значение его допуска:

IT=970 мкм.

2) По найденному допуску и интервалу размеров от 400 до 630 мм по табл. 1.2 [1] находим требуемый класс точности отливки 7т и проставляем его на чертеже отливки (лист 2): 7т-0-0-7 ГОСТ 26645-85.

3) В соответствии с заданным квалитетом точности размеров обрабатываемых поверхностей 8, по табл. 1.3 [1] выбираем необходимые методы их механической обработки:

- плоские поверхности – чистовое фрезерование;

- внутренние цилиндрические поверхности – развертывание черновое.

4) По табл. 1.2 [1] для найденного класса точности отливки 7т и соответствующего размера обрабатываемой поверхности:

- от 160 до 250 мм - допуск этого размера 1,1 мм.

5) По табл. 1.4 [1] для найденного класса точности отливки 7т, габарита отливки св. 100 мм и сплава марки АК5М2 принимаем способ литья в песчаные формы и ряд припусков 5.

6) По найденным допускам, выбранному ряду припусков и требуемому виду окончательной механической обработки по табл. 1.5 [1] определяем общий припуск на механическую обработку на сторону для каждого размера.

- плоские поверхности : ; ; .

7) Определяем размеры обрабатываемых поверхностей с учетом припуска по формуле:

где размер отливок, мм;

– номинальный размер детали, мм;

– припуск, взятый со знаком "+" для наружных поверхностей и со знаком "-" для внутренних поверхностей.

По полученным размерам разрабатываем чертеж отливки представленный на листе 2

4. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЬНОГО КОМПЛЕКТА

Модельный комплект это совокупность приспособлений, предназначенных для изготовления стержней и получения рабочих полостей в литейной форме. Модельный комплект включает в себя литейную модель, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы и др.

4.1 Выбор материала модельного комплекта

Модельные комплекты, предназначенные для серийного производства, изготавливаются из твердых пород дерева – клена, красного бука и березы, а модельные комплекты для единичного и мелкосерийного производства из ели и сосны. Древесина идущая для изготовления модельных комплектов, должна обладать необходимой прочностью, плотностью и упругостью.

Прочность является основным показателем долговечности моделей. Наибольшее сцепление волокон дерева наблюдается по длине ствола, поэтому вдоль волокон древесина имеет большой предел прочности как при растяжении, та и при сжатии.

Плотность зависит от толщины и густоты расположения волокон, образующих древесину. Наибольшей плотностью обладают породы дерева, древесина которых имеет темный цвет: бук, лен, граб, красное и черное дерево. Наиболее плотные породы являются и самыми твердыми, что благоприятно сказывается на долговечности моделей. Упругостью обладают породы дерева, имеющие большой удельный вес. Исключение составляют сосна и ель, которые при низком удельном весе вследствие более однородного строения древесины отличаются высокой упругостью. Исходя из выше сказанного, в качестве материала для изготовления модельного комплекта принимаем сосну.

Для уменьшения коробления, влияющего на геометрию и прочность модельного комплекта доски у заготовок располагаем так, чтобы годичные кольца у смежных досок были направлены в разные стороны.

4.2 Разработка чертежа модели

Изготовлению модели предшествует составление технологии формовки, определяющей положение модели в форме, выбор плоскости разъема формы. При конструировании модели точно обуславливается, какая половина модели будет низом, и какая верхом. Это необходимо для того, чтобы обрабатываемые поверхности отливки были по возможности в нижней полуформе. Нижняя поверхность отливки бывает всегда чище и плотнее вследствие стремления газовых и неметаллических включений подняться вверх. Боковые поверхности также получаются чище, нежели верхние.

Во избежание перекосов отливку рекомендуется по возможности располагать в одной полуформе - нижней. Исходя из рекомендаций положения некоторых отливок в форме при заливке (табл.51 [3]) принимаем положение детали – горизонтально.

Модель выполняем разъемной. Разъем модели определяется конструкцией отливки и делается с целью облегчения операции извлечения модели из формы. Модель имеет плоскую поверхность разъема, совпадающую с разъемом формы.

Для обеспечения возможности установки стержня в форме на модели предусматриваем стержневые знаки. Стержневыми знаками называют дополнительные элементы модели, которые непосредственно не образуют конфигурацию отливки, но дают возможность получить гнезда для устойчивого положения стержня в форме. Для предотвращения разрушения формы при установке стержней между стержневыми знаками и формой предусматривают зазоры по ГОСТ 3606-80.

Для удобства извлечения из формы предусматриваем формовочные уклоны – уклоны, выполненные на вертикальных стенках моделей, а также на углублениях и выступах элементов модельного комплекта.

Формовочные уклоны на необрабатываемых поверхностях выполняются за счет одновременного увеличения и уменьшения размеров отливки. Величины формовочных уклонов наружных поверхностей модели выбираем в зависимости от высоты измеряемой поверхности по табл.2.8.17 [1].

Для предотвращения образования литейных дефектов в углах отливки эти углы выполняются не острыми, а с закругленными переходами, называемыми галтелями. Величину галтелей принимаем равной 3 мм.

При изготовлении модели учитываем линейную усадку металла и на величину линейной усади увеличиваем размеры модели. Из табл.2.8.18 [3] для стальных отливок принимаем величину линейной усадки равной 1,5%. При изготовлении модели пользуемся специальным модельным метром, который имеет длину больше, чем обычный метр на 1,5%.

Чертеж модели представлен на листе 3.

4.3 Разработка чертежа стержневого ящика

Стержнем называют элемент литейной формы, служащий для образования отверстий, полостей и сложных углублений в отливке. В стержне, изготавливаемом отдельно от литейной формы из специальной стержневой смеси, различают две части:

а) часть, выполняющая какую-либо поверхность отливки;

б) часть, служащая для установки стержня в форме и отвода газов, называемую знаком.

По условию задания нужно разработать стержневой ящик для производства мелких стержней IV класса (табл.5.2 [4]).

Высоты нижнего и верхнего знаков стержня, их уклоны, а также зазоры между знаками стержня и модели, выполняются по ГОСТ 3606-80.

Чертеж стержневого ящика выполнен на листе 4.

4.4 Расчет литниковой системы

Литниковой системой называется система каналов, которая служит для подвода металла в форму. Литниковая система, как правило, состоит из следующих элементов:

а) Литниковая чаша – служит для смягчения удара струи жидкого металла, поступающего из ковша, и для задержания шлака;

б) Стояк представляет собой вертикальный канал круглого сечения, по которому металл из чаши поступает в шлакоуловитель, расположенный в плоскости разъема формы;

в) Шлакоуловитель предназначен для задержания шлака и земляных включений, попавших в стояк. Из шлакоуловителя, имеющего в сечении форму трапеции, чистый металл поступает в питатели;

г) питатели, имеющие трапецеидальное сечение, служат для подвода металла непосредственно в форму.

Во избежание получения бракованных отливок литниковая система во время отливки должна быть вся заполнена жидким металлом. Перерыв струи металла или не заполнение всего сечения стояка или шлакоуловителя приводит к засасыванию воздуха и шлака в полость формы. Поэтому между элементами литниковой системы соблюдается определенное соотношение.

Исходя из рекомендаций табл.1.15 [4] принимаем к разработке литниковую систему сифоном (сбоку), которая состоит из чаши, стояка, шлакоуловителя, расположенного в горизонтальной плоскости разъема формы.

Расчет литниковых систем производят применительно к условиям заливки форм: из поворотного чайникового ковша, что практикуется при изготовлении мелких отливок, по методике изложенной в [5].

Расчет элементов литниковой системы.

1. Определяем массу отливки по формуле

2. Масса металла в форме приближенно равна

3. Определяем продолжительность заливки формы металлом

где - оптимальная продолжительность заливки, сек;

- преобладающая или средняя толщина стенки отливки, мм;

4. Поскольку отливка имеет малые габариты и простую конфигурацию, принимаем коэффициент расхода металла .

5. Определяем расчетный напор металла. В нашем случае заливка осуществляется сбоку и .

6. Определяем минимальное суммарное сечение питателей по формуле Озанна-Дитерта:

7. Расчет площадей сечений литникового хода и стояка производим из соотношения:

, откуда:

;

г) Объем литниковой чаши принимаем равным 4-х кратному расходу металла:

5. ФОРМОВОЧНЫЕ И СТЕРЖНЕВАЯ СМЕСИ И ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЕ

Материалы, применяемые для изготовления формовочных и стержневых смесей, а также припылы литейных форм называются формовочными материалами. Формовочные материалы подразделяют на основные и вспомогательные. К основным формовочным материалам относятся пески и глина, а вспомогательным – связующие вещества, опилки, торф, мазут и другие добавки. Как показывает опыт, около 50% брака происходит по вине некачественного формовочного материала, поэтому выбор рациональных смесей и соблюдение технологии их приготовления являются важными факторами снижения брака и улучшения качества отливок. Основой для получения формовочных и стержневых смесей служит природный кварцевый песок, к которому в качестве связующего вещества добавляют глину и необходимые вспомогательные материалы.

К свойствам форм и стержней, зависящим от качества формовочных материалов, относят:

Страницы: 1, 2