Проектирование литейной формы

Коррозийная стойкость данного чугуна весьма высока. При коррозии чугуна очень быстро образуется поверхностный окисленный слой, препятствующий дальнейшему развитию коррозии. Особенно коррозийная стойкость высокопрочного чугуна с шаровидным графитом проявляется в условиях почвенной коррозии и в морской воде, значительно повышается при введении небольших легирующих добавок.

Этот чугун обладает высокой жаростойкостью и при температурах до 400-500°С механические свойства снижаются незначительно.

Чугун с шаровидным графитом обладает удовлетворительной свариваемостью. Сварка применяется для исправления дефектов в отливках, восстановления изношенных деталей и для получения сварно-литых конструкций на базе чугуна с шаровидным графитом или соединения чугунных отливок со стальными изделиями.

3 Проектирование литейной формы

В проектирование технологического процесса изготовления отливки по чертежу детали и технологической документации на данный процесс входит:

выбор способа литья; выбор метода формовки; выбор габаритных размеров опок и их крепления; конструкции модели, стержневых ящиков и т.д.

3.1 Выбор и обоснование метода формовки

Выбранный по заданию характер производства – массовый, годовая программа 15 000 тонн, поэтому заданная отливка может быть получена в песчано-глинистых разовых формах на АФЛ, конструкции НИИ тракторсельхозмаша. Такой метод литья является дешевым и широко применяется в массовом производстве отливок из чугуна. Тип формовочной линии зависит от габаритных размеров отливки в форме и производительности цеха.

Учитывая вышеуказанное, выбираем АФЛ типа ИЛ 225, конструкции НИИ тракторсельхозмаша. Такие формовочные линии успешно эксплуатируются в литейных цехах многих машиностроительных заводов, они имеют достаточно высокую производительность и надежность в эксплуатации.

Качественные отпечатки форм, повышенная точность размеров и чистота поверхности отливок, снижение припусков на механическую обработку, улучшенные санитарно-гигиенические условия работы, – все это позволяет достигнуть высокой эффективности в условиях массового производства.

3.2 Выбор разъема формы

Для определенного разъема формы для данной отливки учитываются рекомендации расположения отливок в форме.

В данном проекте в форме располагаются 10 отливок. Поверхность разъема форм при заливке, конфигурация данной отливки, позволяет выбрать плоскую линию разъема. Такая поверхность разъема обеспечивает свободное извлечение модели из формы и удобство в постановке стержней. Для выполнения отверстия в форме имеется стержень сложной конструкции.

3.3 Выбор габаритных размеров опок и способ их крепления

Габаритные размеры опок определяются: размерами модели, числом моделей и их расположением в опоке, размером литников и стержневых знаков. Учитывают также массу собранной полуформы, кроме того, следует учитывать: толщину слоя формовочной смеси вокруг отливки, которая не разрушается при заливке формы (расстояния от модели до стенки опоки) берутся для отливок: мелких от 30 до 50мм, средних от 50 до 100 мм, крупных от 100 до 150 мм.

Расстояния от стержневого знака до стенок опок 20-40 мм для мелких отливок, расстояние от модели до нижней или верхней плоскости опок 40-60 мм.

При формовке нескольких моделей в одной опоке расстояние между ними принимается для тонкостенных отливок и неглубоких форм, не менее 30 мм.

В данном проекте размеры опок в свету 900×600×175/175.

Важными элементами центрирования опок являются штыри и втулки. Существует два способа центрирования: штырем и на штырь. В данном проекте осуществляется способ центрирования на штырь. Штыри устанавливаются в нижние опоки, точность центрирования обеспечивается применением центральной и направляющей втулок, которые закрепляются в уголках верхней опоки, а также точной обработкой отверстий в этих втулках.

3.4 Определение количества деталей в форме, выбор и конструкция

литниковой системы

Количество отливок в форме влияет на самый важный показатель цеха –коэффициент выхода годных отливок (КВГ), поэтому в опоке размещено максимальное количество отливок, а именно 10 штук. При этом необходимо учитывать рекомендации о минимальном расстоянии между отливками и стенками опок. На количество отливок в форме влияют габариты и конструкции литниковой системы.

В данном проекте применяется конструкция литниковой системы по плоскости разъема с подводом металла в наиболее массивную часть отливки через прибыль, такой подвод питания обеспечивает принцип направленного затвердевания, и прибыль будет работать в течение всего периода кристаллизации массивного узла и образования усадочной раковины.

Длина горизонтальных каналов литниковой системы принимается конструктивно, но учитывается необходимость уменьшения массы литников, что повышает КВГ, по этому длина литникового хода должна быть минимальна.

Высота стояка зависит от высоты верхней опоки и от высоты литниковой воронки. Для регулирования скорости поступления расплава в форму и лучшего задержания шлака, а так же для предотвращения засоров вследствие размыва формы струей, вытекающей из питателя с большой скоростью, выбирают дроссельную литниковую систему: стояк – дроссель – шлакоуловитель.

Рисунок 3 Эскиз элементов литниковой системы

3.5 Припуски на механическую обработку

Для определения конструктивных размеров моделей необходимо установить припуски на механическую обработку, которые назначаются по ГОСТ 26645-85. Этот ГОСТ регламентирует допуски на размеры, массу и припуски для отливок на АФЛ. В соответствии с рекомендациями принимаем     8 квалитет точности, 3 ряд припусков.

Таблица 2 Припуски на механическую обработку

3.6 Определение количества стержней в форме

Стержни применяются для образования в отливке отверстий и полостей, а также для получения наружных поверхностей отливки. При заливке форм, стержни обычно со всех сторон окружены расплавом, поэтому они обеспечиваются соответствующим выбором стержневой смеси и конструкцией стержня. Конфигурация стержня должна быть удобной для изготовления стержневых ящиков и постановки стержня в форму.

Форма должна иметь минимальное число стержней простой конфигурации, или вовсе не иметь их, если можно заменить стержни болваном. В данном проекте в форму устанавливается один стержень сложной конфигурации.

3.7 Выбор стержневых знаков

Стержневые знаки предназначены для установки стрежней в форме. Величина стрежневых знаков определяется по ГОСТ 3212-92 и должна быть достаточной для устойчивого положения стержня в форме. Нижнее значение принимают больше верхнего. Если стержень простой, то верхние и нижние знаки принимаются одинаковыми.

Таблица 3 Размеры стержневых знаков

3.8 Зазоры между знаками формы и стержня

Во избежание поломок форм при сборке, стрежневые знаки модели изготавливают больше стержневых знаков стержней на величину зазора. Величина зазора выбирается по ГОСТ 3212-92.

S1 = S2 = 0,6 мм                                                        S3 = 1,5S1 = 0,9 мм

3.9 Выбор уклонов стержневых знаков

С целью облегчения сборки форм стрежневые знаки делаются с уклонами, которые определяются по ГОСТ 3212-92.

Таблица 4 Уклоны стержневых знаков

3.10 Величина наружных и внутренних уклонов в модели

Выбор формовочных уклонов осуществляется по ГОСТ 3212-92 при отсутствии конструктивных уклонов на вертикальной стенке модели. В данном проекте принимаются формовочные уклоны в сторону увеличения.

Таблица 5 Формовочные уклоны модели