Курсовая работа: Разработка технологии процесса изготовления отливки

Модель выполняется цельной по III классу прочности из древесины хвойных пород. Ширина доски не превышает 150 мм. Технические требования приведены ниже [6].

Для данного класса прочности применяется древесина любых пород, сортов и размеров. Переклейка древесины производится по необходимости. Каркасы крупных и средних моделей могут быть изготовлены на контурных рамках, раскрепленных деревянными стойками из тонкомера. Каркасы цилиндрических моделей могут выполнятся на стойках и кольцах. Крепление неотъемных частей моделей допускается на гвоздях и шпильках. Угловые соединения коробчатых пустотелых моделей может быть произведено различными способами. Установка координатных металлических пластин обязательна. Расчерчивание моделей по телам и центрам с простановкой мест прибылей обязательно. Допускается изготовление стержневых ящиков с разъемом на клиньях. Все галтели до радиуса 15 мм выполняются подмазкой, свыше 15 мм – вклейкой или врезкой деревянных планок. Облицовка поверхностей моделей твердыми породами древесины или обивка железом не требуется. Покраска модельных комплектов для машинной формовки производится лаком один раз.

4.2 Проектирование стержневых ящиков

На изготовление стержней требуется три стержневых ящика:

- ящики для стержней №1 и №2 – разъемные;

- ящики для стержней №3 – вытряхной.

Стержневой ящик №1 изготавливается из косяков (секторов), которые крепятся между собой нагелями с предварительной посадкой на клей. Сектора укладываются друг на друга в шахматном порядке. Половинки ящика соединяются болтовой стяжкой. Для более точного соединения они снабжены фланцевыми дюбелями, которые так же служат для усиления стяжки. Ящик оборудован двумя полосовыми подъемами для облегчения его перемещения по цеху.

5. РАСЧЕТ МАССЫ ГРУЗА

Жидкий металл, заполняющий полость формы, оказывает давление на стенки формы. Боковые и нижние стенки формы должны иметь достаточную прочность, чтобы противостоять давлению металла, а верхняя полуформа должна быть прижата к нижней с определенным усилием, чтобы металл не приподнял ее и не растекся по разъему формы. С этой целью перед заливкой формы скрепляют или нагружают, предварительно подсчитав давление жидкого металла на верхнюю полуформу. Иногда давление жидкого металла может быть весьма значительным, тогда форму устанавливают в кессон и уплотняют с боков формовочной смесью, а сверху кладут грузы.

Для расчета массы груза необходимо знать силу с которой металл действует на верхнюю опоку. Ее можно определить по формуле

Fмет =ρж.м.∙g∙H∙S(5.1)

где ρж.м. – плотность жидкого металла (для стали 7600 кг/м3);

g – ускорение свободного падения, g=9,8 м/с2;

H – высота столба металла в форме + прибыль, м;

S – площадь отпечатка формы по крайним точкам, м2;

Fмет=7600∙9,8∙0,694∙0,816=42178 Н.

Усилие стержней находится по формуле

Fст.= ΣVст.∙g∙(ρж.м.- ρст.), (5.2)

где ΣVст – суммарный объем всех стержней, ΣVст=0,514 м3;

ρст. – плотность стержневой смеси, ρст.=1600 кг/м3;

Fст=0,514∙9,8∙(7600-1600)=30223 Н.

Суммарное усилие

ΣFвсп.= Fст+ Fмет=30223+42178=72401 Н.

Для расчета массы груза так же требуется знать силу тяжести верхней полуформы. Определим ее по формуле

Fт=(Моп+Мсм.)∙g,(5.3)

где Моп. – масса опоки, Моп=1950 кг [8];

Мсм. – Масса формовочной смеси в верхней опоке, кг

Мсм.=Vоп∙ρсм.,(5.4)

где Vоп – объем опок по размерам в свету, м3

ρсм – плотность смеси, ρсм=1600 кг/м3;

Мсм.=2,5∙1600=4000 кг,

Fт=(4000+1950)∙9,8= 58310 Н.

Исходя из того, что Fт< ΣFвсп. видно, что необходима установка груза. Масса груза находится по формуле

; (5.5)

кг.

Принимаем груз массой 2000 кг.

6. ЗАЛИВКА ФОРМЫ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ ЗАЛИВАЕМОГО КОВША

Качество отливок во многом зависит от температуры заливки, поэтому необходимо стремится заливать формы сталью с высокой температурой (от 1550 до 1450 0С), хотя при этом в отливках возникает больше напряжений и увеличивается склонность к образованию горячих трещин. При заливке форм сталью с более низкой температурой в отливках появляется много газовых раковин и шлаковых включений.

Сталь в форму можно заливать из стопорных, чайниковых и др. ковшей Перед выпуском стали из печи ковши должны быть чистыми и сухими с нагретой до красна футуровкой; при недостаточном нагреве ковша сталь в нем быстро охлаждается и в ковше образуются настыли.

В условиях мелкосерийного производства при изготовлении крупных по массе отливок допускается из одного ковша заливать не более двух форм.

Емкость ковша определяется по формуле

Vк=1,2∙n∙M,(6.1)

где n – количество заливаемых форм, принимаем n=1;

М – металлоемкость формы, кг (прил. Д);

Vк=1,2∙1∙2542,3=3050,8 кг.

Принимаем емкость ковша 3т.

7. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ОХЛАЖДЕНИЯ ОТЛИВКИ

После заливки формы отливка охлаждается и затвердевает.

Полностью затвердевшая отливка должна определенное время охлаждаться с формой, т.к. прочность металла при высоких температурах мала и отливка может быть разрушена при преждевременной выбивке из формы. Кроме того, выбивка при высокой температуре нежелательна, потому что охлаждение ее на воздухе неравномерно: тонкие части будут охлаждаться быстрее массивных, что вызовет появление в отливке внутренних напряжений, ее коробление и даже трещины.

Для сокращения продолжительности охлаждения отливок, особенно массивных, используют различные методы принудительного охлаждения: формы обдувают воздухом; в формы при формовке укладывают змеевики или трубы, по которым пропускают воздух или воду и др. При этом качество отливок не ухудшается.

Длительное нахождение отливки в форме нежелательно, т.к. это приводит к снижению производительности литейных цехов.

Расчет продолжительности охлаждения отливок в форме проведен на ПЭВМ. Результат расчета приведен в приложении Д.

8. ВЫБИВКА

Процесс выбивки отливок заключается в том, что затвердевшие и охладившиеся до заданной температуры отливки извлекают из формы. Форму разрушают, и из отливки удаляют стержни.

Выбивку отливок из литейных форм выполняют на специализированном оборудовании.

Отливку "Ступица" выбивают на выбивных решетках с грузоподъемностью 10 тонн.

В механизированных цехах применяют специальное оборудование – выбивные решетки.

Стрежни из отливок выбивают в галтовочных барабанах, гидрокамерах, электрогидроустановках, реже - на вибрационных машинах. В галтовочных барабанах операция выбивки совмещается с очисткой поверхности отливки.

Участки выбивки оборудованы мощной приточно-вытяжной вентиляцией. Выбивные устройства для форм крупных и очень крупных отливок на период работы закрывают накатными кожухами.

9. ФИНИШНЫЕ ОПЕРАЦИИ

9.1 Очистка

Очистка отливок — процесс удаления пригара, остатков формовочной и стержневой смеси с наружных и внутренних поверхностей отливок. Отливки на очистку подают без стержневых каркасов, литников, прибылей и выпоров.

Попадая в дробеметную камеру отливка обрабатывается потоком дроби из дробеметных головок, установленных на стенках камеры.

Технологический процесс очистки отливки складывается из следующих операций:

- удаления стержней из отливок; отделения литников, выпоров и прибылей;

- очистки отливок от приставшей формовочной смеси;

- удаления заусенцев, окалины, а также правки отливок после термической обработки и их окраски (если эти операции предусмотрены технологией);

- окончательного контроля качества отливок после очистки и обрубки.

Для отливки "Ступица" очистку проводят в дробеметных камерах периодического действия.

9.2 Обрубка

Одной из наиболее тяжелых и трудоемких операций в литейном производстве является обрубка отливок.

Обрубка отливок — процесс удаления с отливки прибылей» литников, выпоров и заливов (облоев) по месту сопряжения полуформ.

Обрубку отливки "Ступица" производят газокислородной резкой. Прибыли крупных отливок удаляют так же газокислородной резкой. При разрезке металл расплавляется под действием горения ацетилена и удаляется направленной струей сжатого воздуха. После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие заливы, остатки прибылей, выпоров и литников.

9.3 Зачистка

Зачистку отливки "Ступица" выполняют шлифовальными машинками (болгарками). Используют подвесные обдирочно-шлифовальные станки.

Зачистку поверхности проводят для проведения визуального определения дефектов отливки т снятия окалины после термообработке.

9.4 Термообработка

Термическая обработка литых деталей способствует улучшению структуры, повышению механических свойств сплавов, устранению коробления отливок за счет уменьшения внутренних напряжений.

Температурный режим зависит от назначения термообработки, вида сплава, характера и особенностей эксплуатации литой детали.

Для отливки "Ступица" изготовленной из стали 30Л III назначаем нормализацию и отпуск. Режимы назначенной термообработки представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1 Режимы термической обработки отливки "Ступица"

9.4 Контроль качества

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6