Проект пресс-формы

Mn = 50,502*0,4/100 = 0,202 кг

Ti = 50,502*0,2/100 = 0,101 кг

Остальное количество элементов необходимо ввести в рабочий сплав в виде первичных металлов и лигатур.

Кремний необходимо дошихтовать

Si = 8,33 - 4,166= 4,164 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al - Si

,164*100/13 = 32,03 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 32,03 - 4,164 = 27,866 кг

Магний необходимо дошихтовать:

Mg = 0,408- 0,202 = 0,206 кг

Для этого необходимо ввести магний в чистом виде.

Mg = 0,206 кг

Медь необходимо дошихтовать:

Cu = 1,263 - 0,631 = 0,632 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al - Cu

,632*100/50 = 1,264 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 1,264 - 0,632 = 0,632 кг

Марганец необходимо дошихтовать:

Mn = 0,406 - 0,202 = 0,204 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al - Mn

,204*100/10 = 2,04 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 2,04 - 0,204 = 1,836 кг

Титан необходимо дошихтовать:

Ti = 0,202 - 0,101 = 0,101 кг

Для этого необходимо ввести лигатуру Al - Ti

,101*100/5 = 2,02 кг

Определим количество алюминия в лигатуре

Al = 2,02 - 0,101 = 1,919 кг

Алюминий необходимо дошихтовать:

Для этого необходимо ввести алюминий в чистом виде. Определяем количество алюминия в чушках, с  учетом алюминия, введенного с возвратом  и лигатурами.

Al = 90,395- (45,2 + 27,866+0,632+1,836+1,919) = 12,942 кг

По результатам  расчета количества возврата, лигатур, чистых элементов, необходимых в составе шихт, составляем таблицу 14

 

 

 

Таблица 14 - Расчетный  состав шихты на 100 кг

Наименование  показателей	Элементы						Всего
	Al	Si	Mg	Cu	Mn	Ti
Состав, принятый к расчету с учетом угара, кг (средний)	90,395	8,33	0,408	0,302	0,406	0,202	101,004
Количество  элементов, вводимых с отходами собственного производства, кг	45,2	4,166	0,202	0,631	0,202	0,101	50,502
Кол-во элементов, вводимых с лигатурами	32,253	4,164	-	0,632	0,204	0,101	37,354
Чистые металлы, кг	12,942	-	0,206	-	-	-	13,148

 

Определим количество составляющих шихты на плавку 0,4 т. Расчетные  данные заносим в шихтовую карту (таблица 15).

Отходы собственного производства

,502*4 = 202,008 кг

Чушковый Al

,942 *4 = 51,768 кг

Лигатура Al-Si

,03 *4 = 128,12 кг

Чушковый Mg

,206 *4 = 0,824 кг

Лигатура Al-Cu

,264 * 4 = 5,056 кг

Лигатура Al-Mn

,04 * 4 = 8,16 кг

Лигатура Al-Ti

,02 * 4 = 8,08 кг

 

 

 

Таблица 15 - Шихтовая карта

Показатели	Шихтовые материалы	кг
Сплав АК8М №  плавки Печь - ИАТ-0,4 Вес плавки 0,4 т	Отходы собств. производства	202,008
	Чушковый Al	51,768
	Лигатура Al-Si	128,12
	Чушковый Mg	0,824
	Лигатура Al- Cu	5,056
	Лигатура Al-Mn	8,16
	Лигатура Al-Ti	8,08
	Всего	404,016

Таблица 16 - Перерасчет шихты на 100 кг

Шихтовая карта	Кг	%
Отходы собственного производства	50,502	50
Чушковый Al	12,942	12,813
Лигатура Al-Si	32,03	31,712
Чушковый Mg	0,206	0,204
Лигатура Al- Cu	1,264	1,251
Лигатура Al-Mn	2,04	2,02
Лигатура Al-Ti	2,02	2
Всего	101,004	100

 

Составляем  баланс металла на 48 т годного литья.

При составлении  баланса металла принято, что  масса литниковой системы 0,45 раза больше массы отливок. Результаты расчета  заносим в таблицу 17.

Таблица 17 - Баланс металла

Показатели	т	%	Составляющие  шихты	т	%
Годное литье	480	49	Отходы собственного производства	363,6	50
Брак: Внутренний Внешний	14,4	3
	9,6	2	Чушковый Al	93,176	12,813
Литники и выпоры	216	45	Лигатура Al-Si	230,61	31,712
Жидкий металл	720	99	Чушковый Mg	1,484	0,204
Угар, потери	7,2	1	лигатура Al-Cu	9,097	1,251
			Лигатура Al-Mn	14,689	2,02
			Лигатура Al-Ti	14,544	2
Всего	727,2	100	Всего	727,2	100

4. Расчет на жесткость толкателей

Разобьем толкатель на 3 участка АВ, ВС и СD, проведем на каждом из них произвольные сечения с заданными координатами z₁, z₂, z₃.

 

 

На участке АВ ( 0 ≤ z₁ ≤ l₁ = 0,5 м ). Отбросив правую часть, её действие заменим продольной силой N(z₁).

 

 

Участок ВС ( 0 ≤ z₂ ≤ l₂ = 18 мм )

 

 

 

 

Участок  СD ( 0 ≤ z₃ ≤ l₃ = 70 мм )

 

 

 

 

 

Запишем уравнение для  перемещения w(z) сечений, считая площади сечений известными.

w(z) = w₀ + ∆l(z),

где w₀ – перемещение в начале участка, определяемое начальными условиями;

      ∆l(z) – удлинение участка (абсолютная деформация участка стержня).

Если продольная сила N(z) зависит от координат сечения z,

 

 

 

Для стали У8А  Е = 0,7 · 10⁵ МПа. В расчетах примем жесткость сечения при растяжении-сжатии ЕА = 0,7 · 10⁵ · 10 · 10² = 7 ∙ 10⁴ кН.

Рассмотрим участок  АВ ( 0 ≤ z₁ ≤ l₁ = 60 мм ). Перемещения произвольного сечения z₁.

Функция w(z₁) – линейная. Так как в сечении А заделка, то при z₁=0   w(z₁=0) = 0; при z₁ = l₁ = 0,5 м  w_B (z₁ = 0,5 м ) =

Участок ВС ( 0 ≤ z₂ ≤ l₂ = 0,2 м ). Перемещение произвольного сечения z₂.

Функция w(z₂) – квадратичная парабола.

 При z₂=0 w(z₂=0) = w_B(z₂=0) = – 0,02071 мм;

  при z₂=l₂/2=0,1м  w(z₂=l₂/2=0,1м)= =

при z₂ =l₂= 18 мм  w_C(z₂ =l₂=18 мм) = =

Участок СD ( 0 ≤ z₃ ≤ l₃ = 70 мм ). Перемещение произвольного сечения z₃

Функция w(z₃) – квадратичная парабола.

При z₃=0    w(z₃=0) = w_С(z₃=0) =– 0,02929 мм;

при z₃=l₃/2=0,3м   w(z₃=l₃/2)=                          

при z₃ = l₃= 0,6м w(z₃ = l₃= 70мм)= 

         

 

Расчет на жесткость.

 Условия жесткости  при растяжении – сжатии

∆l ≤ [ l ],

где ∆l – удлинение стержня, [ l ] – допустимое удлинение. В данном случае удлинение жесткости должно выполняться для участков ВС и ВD

∆l_BC ≤ [ l ]_BC,      ∆l_ВD ≤ [ l ]_ВD

Величина ∆l=0,001L принимается в долях от суммарной длины L.

[ l ]_BC  = 0,001·l₂ = 0,01·0,18 = 0,0018 мм

[ l ]_СD  = 0,001· l₃ = 0,01·0,7 =  0,007 мм

Запишем условие жесткости 

[ ∆l ]_BC = 0,0858 мм < [ l ]_BC  = 0,0018 мм

[ ∆l ]_СD  = 0,0256 мм < [ l ]_СD  = 0,007 мм.

Условие жесткости выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

3. Технологическая  часть

3.1. Расчет количества оборудования

Рассчитываем  количество плавильных печей ИАТ-0,4:

_печ= (М*К_н)/(Ф_д*q)        (41)

 

где М - количество жидкого металла на годовую программу, т

К_н - коэффициент непрерывной работы, К_н = 1,2

Ф_д - действительный фонд времени, 3575 ч

q - производительность печи, 0,29 т/ч [2 табл.6]

N_печ= (М*К_н)/(Ф_д*q) = (727,2*1,2)/(3575*0,29) = 0,84 ≈ 1 шт

 

Технические характеристики индукционный тигельный печи ИАТ-0,4 [2 табл.6]

Установленная мощность, кВ*А - 180

Вместимость тигля, т - 0,4

Производительность  по расплавлению и перегреву, т/ч - 0,29

Рассчитываем  количество машин для литья под  давлением 711А10:

_маш= (N*К_н)/(Ф_д*q*n)        (42)

 

где N - количество отливок с учетом брака в год, шт

К_н - коэффициент непрерывной работы, К_н = 1,2

Ф_д - действительный фонд времени, 3575 ч

q - производительность машины для литья под давлением, 35 заливок/ч

n - количество отливок в пресс-форме

N_маш= ((N/n)*К_н))/(Ф_д*q*n) = ((276923/3))*1,2))/(3575*35) = 0,88 ≈ 1 шт

Технические характеристики машины для литья под давлением 711А10

Усилие запирание, кН - 6300

Масса заливаемого  порции алюминиевого сплава, кг – 0,2

Толщина пресс-формы, мм:

наибольшая - 320

наименьшая - 102

Усилие прессование, кН - 670

Ход подвижной  плиты, мм - 630

Габаритные  размеры , мм:

Длина - 450

Ширина - 400

высота - 320

Масса, кг – 190

 

 

3.2. Назначение  припусков на механическую обработку

Для того чтобы определить припуски на обработку, необходимо определить нормы точности отливки. В табл. 4 представлены нормы точности отливки.

Таблица  18 - Нормы точности отливки

Параметр	Диапазоны и  принятые значения
Класс размерной точности	(2 -6)3
Степень коробления элементов  отливки	(1-4)2
Степень точности  поверхностей отливки	(7-12)9
Шероховатость поверхности  отливки, мкм	2,5
Ряд припусков на обработку	(3-7)5
Уровень точности обработки	Средний
Допуск неровностей  поверхности, мкм	±2,4

 

Допуск размера отливки  выбирается в зависимости от номинальных размеров отливки в соответствии с выбранным классом размерной точности, а так же в зависимости от расположения элемента отливки в литейной форме. Припуски на механическую обработку определяем в соответствии с ГОСТ 26645-85 (табл. 5).

 

 

 

 

 

Таблица 19 – Припуски на механическую обработку

Последовательность назначения
Номинальный размер от базы до обрабатываемой поверхности, мм	Ø 75	Ø18,5	37		95	2
Вид размера  ВР	1	2	1		1	1
Класс точности размера КР	3	3	3		3	3
Допуск размера  отливки	0,074	0,6	0,8		0,6	0,24
Допуск  формы поверхности (от коробления): ном. размер нормируемого участка, мм степень коробления элемента отливки СКэ допуск формы Тф, мм	80	74	27,5		28	32
	2	2	2		2	2
	0,16	0,16	0,16		0,16	0,16
Допуск  смещения, вызванного перекосом стержня (п. 2.8 ГОСТ 26645-85): размер наиболее тонкой стенки, формируемой с участием стержня, мм класс точности размера  КР допуск смещения Тсм, мм	-	3	-		-	-
	-	3	-		-	-
	-	0,12	-		-	-
Позиционный допуск: размер базовой поверхности, мм вид размера  ВР класс точности размера  КР  допуски размеров  от базы То, мм позиционный допуск Тпоз, мм	-	60	-		-	-
	-	2	-		-	-
	-	3	-		-	-
	-	0,2	-		-	-
	-	0,6	-		-	-
Вид механической обработки: Допуск размера детали от базы Тд. мм Отношение Тд/Тотл Отношение Тф.д/Тф.отл Вид окончательной  механической обработки поверхности	0,74	0,6	0,8		0,6	0,24
	0,88	0,64	0,64		0,7	0,88
	-	-	-		-	-
	Чистовая	Чистовая	Чистовая		Чистовая	Чистовая
Ряд припусков  РП	5	5	5		5	5
Размер отливки, мм	75,6	-	37,5		95,5	2,5