Технологический процесс изготовление отливки «Стакан»

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Характеристика детали «Стакан»………………………………………………………..................2

2. Анализ технологичности литой детали…………………………………………………………….3

3. Выбор положения отливки в форме при заливке и поверхности разъема модели и формы…..5

4. Определение допусков размеров, массы и величины припусков на механическую обработку.7

5. Расчет массы отливки……………………………………………………………………………….9

6. Проектирование стержней…………………………………………………………………………11

7. Проектирование и расчет прибылей………………………………………………………….…..12

8. Расчет литниковой системы……………………………………………………………………….13

9. Расчет выпоров……………………………………………………………………………………..14

10. Выбор размеров опок………..……………………………………………………………………16

Перечень  ссылок………………………………………………………………………………...……17

Приложения…………………………………………………………………………………………...18

 

 

 

 

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТАЛИ «СТАКАН»

 

В данной работе необходимо разработать  технологический процесс на изготовление отливки «Стакан».

Деталь «Стакан» представляет пустотелое тело вращения, которое имеет габаритные размеры:

- масса детали - 70  кг;

- габаритные размеры - Ø450 × 187 мм.

Изготавливается из углеродистой стали 30Л1, нормирование которой производится в соответствии с ГОСТ 977 – 88. В таблице 1.1 представлен химический состав данной стали, а также ее механические свойства.

 

Таблиця 1.1 – Химический состав и механические свойства стали  30Л1

Массовая доля элементов, % (остальное Fe)					Механические свойства
С	Si	Mn	P	S	σв	HB
			Не более		МПа
0,27…0,35	0,2…0,52	0,45…0,9	0,04	0,05	471	1630…2290

 

По назначению и требованиям  эта сталь относится к І  группе. С этой группы изготавливают  отливки общего назначения, конфигурации и размеры которых определяются только конструктивными и технологичными факторами. Перечень показателей, которые  контролируются качеством в данной группе является внешний вид, размеры, химический состав.

Для выполнения программы нам необходимо изготовить 30000 шт., что соответствует, при данной массе, крупносерийному  проиводству.

Определим сложность отливки. Косвенной  мерой определения сложности  является коэффициент объёма, который  определяется по следующей формуле:

 

 

 

 

 

Данная деталь относится к отливкам средней сложности.

 

 

2  АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ЛИТОЙ  ДЕТАЛИ

 

Конструкция литой  детали должна быть технологичной. Под  технологичной подразумевают такую  конструкцию детали, которая позволяет  получить ее методом литья заданного  качества при минимальных материальных, трудовых, энергетических и других затратах, то есть с высокими технико-экономическими показателями, а также обеспечивает простоту изготовления модельного комплекта, литейной формы, стержней.

Технологичность конструкции литой детали оценивается  по целому ряду параметров. К таким  основным требованиям относятся :

1) Минимальная  толщина стенки отливки должна  быть не меньше минимально  допустимой для данного сплава  и данного способа литья.

 

 

 

 

 

По данному параметру отливка «Стакан» технологична.

2) В отливке  не должно быть смежных стенок  с большой разницей  в толщине. Отливка считается технологичными, если разнотолщинность стенок, которые соприкасаются, удовлетворяют условию:

 

 

 

 

 

По данному параметру отливка «Стакан» технологична.

3) У отливки  не должно быть прямых и  острых углов, переходы от одного сечения к другому должны быть скруглены галтелями. По данному параметру отливка «Стакан»  технологична.

4) Отлиивка «Стакан»  имеет внутренние полости (2 шт.), которые выходят наружу. По данному параметру отливка «Стакан»  технологична.

5) Так как, отливка будет изготавливаться из стали 30Л1, то ее конструкция должна обеспечивать направленное затвердевание. Конструкция данной отливки позволяет установить прибыли. По данному параметру отливка «Стакан» технологична.

6) Отливка компактна и не имеет  выступающих частей. По данному параметру отливка «Стакан» технологична.

7) Конструкция детали предусматривает  применене одного стержня.

Вывод: отливка «Стакан», является технологичной и ее можно получать методом литья, заданного качества при минимальных затратах.

При крупносерийном характере производства форму целесообразно изготавливать на автоматической формовочной линии по сырым песчано-глинистым смесям. В качестве формообразующего агрегата принимаем прессовую формовочную машину.

 

 

3 ВЫБОР ПОЛОЖЕНИЯ ОТЛИВКИ В ФОРМЕ ПРИ ЗАЛИВКЕ И ПОВЕРХНОСТИ РАЗЪЕМА МОДЕЛИ И ФОРМЫ

 

           Выбор правильного положения  отливки в форме при заливке  металлом имеет принципиальное  значение, так как оказывает решающие  влияние на качество отливки,  и по существу предопределяет  разъем формы и весь технологический  процесс формовки. Кроме того, положение  отливке в форме обуславливает  контур отливки, размеры припусков  на механическую обработку, наличие  стержней и их конфигурацию, возможные  размеры опок, массы полуформ  и оборудование для изготовления  формы.

            Обычно возможно несколько вариантов  положения отливки в форме.  На основе анализа преимуществ  и недостатков каждого из возможных  способов, выбираем - оптимальный. 

Для изготовления отливки «Стакан» рассмотрим два варианта расположения отливки в форме:

1. вся отливка расположена в нижней полуформе;
2. отливка расположена частично в верхней и частично в нижней полуформе.  

           Первый вариант расположения  отливки в форме, представленный  на рисунке 3.1.

 

Рисунок 3.1 – Схема расположения отливки в нижней полуформе

 

Приемущества:

  - вся отливка расположена  в одной нижней полуформе;

  - все обрабатываемые поверхности  и их базы расположены в  нижней полуформе;

  - неразъемная модель, поверхность  разъема плоская, горизонтальная;

  - выбранная поверхность разъема  позволяет произвести сборку  формы и контроль точности  формы;

  - выбранное положение позволяет  создать условия направленного  затвердевания отливки и осуществить  эффективное питание отливки  из прибыли;

  - способствует уменьшению общей  высоты формы, за счет уменьшения  высоты верхней полуформы;

  - выбранное положение позволяет  осуществить рациональный подвод  металла в полость формы под  прибыль.

Недостатки:

  - главным недостатком является  необходимость использования стержней, что усложняет и удорожает  конструкцию модельного комплекта.

Рассмотрим второй вариант расположения отливки в форме по рисунку 3.2.

 

Рисунок 3.2 – Схема расположения отливки частично в нижней и частично

в верхней полуформе

 

Приемущества:

- общая высота опоки меньше;

Недостатки:

  - разъемная модель, что усложняет  изготовление модельного комплекта;

  - возможность смещения по  плоскости разъема и сдвиги, возможен  уход металла в разъем формы;

  - плоскость разъема пересекает  обрабатываемые поверхности;

  - часть отливки расположена  в верхней полуформе, что увеличивает  высоту верхней полуформы и  общую высоту формы, а следовательно  увеличение расхода формовочных  смесей, грузоподъемности формовочных  машин;

Проанализировав возможные варианты расположения отливки в форме, приходим к выводу о рациональности первого варианта, который обеспечивает требуемое качество изготавливаемой отливки.

 

 

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКОВ, РАЗМЕРОВ, МАССЫ И ВЕЛИЧИНЫ ПРИПУСКОВ  НА МЕХАНООБРАБРАБОТКУ

 

Допуск на механическую обработку  – разница между максимально  допустимым размером и минимально допустимым размером.

Допуск линейного размера - это максимально допустимое отклонение в большую или меньшую сторону  от номинального размера отливки.

                                                                                                                                             

 

Нормы точности отливки, допуски  размеров, масс, величина допусков на механическую обработку назначаются в соответствии с ГОСТ 26645-85.

Определим класс размерной  точности для детали «Стакан».

Класс размерной точности определяется:

- в зависимости от  вида технологического процесса  литья – литье в песчано-глинистые  формы по сырому;

- от типа сплава –  углеродная сталь 30ЛI;

- наибольшего габаритного размера детали – 450 мм.    Соответственно  ГОСТ 26645-85 из таблицы 1.1 [4] выбираем диапазон класса размерной точности отливки -  9т-13. В этот диапазон входят такие классы : 9т, 9, 10, 11т, 11, 12, 13т, 13.  Условно делим эти классы на три группы.      

В зависимости от сложности  конфигурации отливки и условия  его производства присваивают свой класс точности. Меньшие значения для простых отливок при массовом производстве, средние значения для  отливки средней сложности, при  серийном производстве, большие значения для сложных отливок при мелкосерийном  и индивидуальном производстве. Окончательно выбираем класс точности 10. 

Аналогично определяем  класс точности массы - 11.      В зависимости от выбранного класса размерной точности определяем припуски размеров нашей отливки в таблице 4.1.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.1 – Расчет размеров отливки «Стакан»

Размер детали, мм	Допуск размера, мм	Припуск, мм	Размер отливки, мм
Ø450	5,6		Ø450 ± 2,8
Ø100 Б	3,6	4,9	Ø90,2 ± 1,8
187 ВН	4,4	4,55,1	196,6 ± 2,2
Ø340 Б	5,0	6,3	Ø352,6 ± 2,5
Ø270	5,0		Ø270 ± 2,5
55	3,2		55 ± 1,6
152	4,0		152 ± 2,0

 

Определяем ряд допусков на механическую обработку. Выбираем диапазон ряда припусков на механическую обработку 12-19.[4] В этот диапазон входят такие классы 12,13,14,15,16,17,18,19. Условно делим эти классы на три группы. Окончательно выбираем 14 -степень точности поверхности.

Расчет припусков механообработку  также произведен а ЭВМ и приведен в приложении А.

 

 

 

5 РАСЧЕТ МАССЫ ОТЛИВКИ

 

Отливка «Стакан» предназначена для последующей механической обработки, поэтому изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Установить припуски на механическую обработку отливки необходимо также для определения конструктивных размеров модельных комплектов. Припуски на механическую обработку отливок из стали, а также допускаемые отклонения от номинальных размеров устанавливают по ГОСТ 26645-85 .  Этим же стандартом определены классы точности размеров и масс для различных способов литья.

Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку определены с помощью программы «Foundry»  и приведены в приложении А.

Определим массу припусков на механическую обработку [4]