Наименование компонента

Колличество,%

Песок 1К.016; 1К,02 Смола КФ-90 Отвердитель КЧ-41 Сурик железный Стеорат кальция

100 4 0,44 2 0,3

С, %

Si, %

Мn, %

Р (не более) , %

S (He более) , %

3,3-3,5

1.4-2,2

0,7-1

0,2

0,15

σ_изг, МПа

σ_сж,МПа

σ_в, МПа

τ_ср, МПа

НВ, ед.

560

1100

245

300

163-229

Внутренние полость - цилиндрической формы с гладкой прямолинейной поверхностью, без выступов и поднутрений, получается при помощи стержня 4-го класса сложности. Боковые поверхности оформляются при помощи болванов. Максимальный габаритный размер 358мм. Минимальная толщина стенки 8 мм. Масса отливки

Рисунок 1 - Эскиз «Шкив 525-32600 003 002»

Разъём формы должен обеспечивать наименьшее количество дефектов по перекосам, и чтобы сократить количество отделочных работ, протяженность литейных швов должна быть минимальной [9]. По-этому отливку необходимо расположить в двух полуформах, с линией разъёма проходящей перпендикулярно оси симметрии массивной частью бобышки вниз. Данная линия разъёма обеспечивает сборку формы без особых затруднений, надёжное крепление стержня, исключая его деформацию под действием сил тяжести и давления жидкого металла. Ещё одна причина, почему линия разъёма выбрана именно таким образом - необходимость обеспечивать минимальную высоту отливки в форме.

Далее следует выбрать внешние и внутренние литейные уклоны согласно ГОСТ 3212-92, для обеспечения более простого извлечение отливки из формы, без её разрушения. Уклоны назначаются на поверхности перпендикулярные плоскости разъема.

На все обрабатываемые поверхности назначаются припуски на механическую обработку по ГОСТ 26645-85 [2].

Рисунок 2 - Деталь с технологией

Деталь технологична для получения её методом литья, так как преимущественно равностенная, не имеет термических узлов, что способствует принципу направленного затвердевания. Деталь не имеет сложных выступов и поднутрений, которые бы препятствовали свободному извлечению отливки из полуформы. Конструкция детали позволяет получить внутреннюю полость с применением только одного стержня, что облегчает сборку формы и уменьшает её себестоимость.

ГЛАВА 3. РАСЧЁТ ШИХТЫ

Для обеспечения заданного химического состава и качества выплавляемого чугуна следует рассчитать шихту по принятому химическому составу жидкого чугуна с учетом угара элементов при плавке.

Шихту рассчитывают на 100 кг металлической завалки. Масса металлической шихты или завалки на данную программу складывается из масс:

годных отливок, необходимых по программе на месяц, квартал, год

или плавку;

бракованных отливок - брака внутреннего или внешнего, т.е. обнаруженного в литейном и механическом цехах;

литников, выпоров, прибылей;

угара и механических потерь металла при разливке.

Угар примесей в чугуне зависит от абсолютного содержания их в шихте и от режима плавки [4].

Серый чугун должен иметь следующий состав [6]:

Таблица 4 - Состав серого чугуна

Угар элементов при плавке в индукционной печи: 10 % Si; 20 % Mn; 30 % S; 5 % С;

Рассчитаем состав шихты, т. е. определим процентное содержание компонентов в шихте. В соответствии с заданием шихту составляем из компонентов с учетом имеющихся шихтовых материалов и химического состава, подбираем массу отдельных компонентов.

Тогда в шихте должно быть:

Таблица 5 - Состав шихты

Содержание в чугуне основных элементов в % выражается следующими уравнениями [4]:

С = (1,3 + 0,00238 · tme + 0,027 · Мnme - 0,317 · Sime - 0,33 · Pme - 0,365 · Sme) · α β γ ;= 0,24 + 1,093 · Siш - 0,08 · CaCO3 - 0,064 · FeO;= -0,013 + 0,852 · Mnш + 0,006 · CaCO3 - 0,002 · FeO;

S = -0,008 + 1,349 · Sш + 0,018 · CaCO3 - 0,003 · FeO.

ГЛАВА 4. ВЫБОР И РАСЧЁТ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ

Одним из важнейших условий получения качественной отливки является правильное устройство литниковой системы. Литниковая система служит для плавного подвода расплава в полость литниковой формы и питания отливок в процессе затвердевания.

Литниково-питающей системой называют совокупность элементов литейной формы в виде каналов и полостей, предназначенных для плавного подвода расплава в форму, её заполнения и питания отливок в процессе кристаллизации.Правильный выбор конструкции литниково-питающей системы обеспечивает получение качественной отливки [9].

Правильно построенная литниковая система должна обеспечивать хорошее заполнение формы расплавом и питание отливки в процессе ее затвердевания; способствовать получению отливки с точными размерами, без поверхностных дефектов (засоров, ужимин, шлаковых включений и др.) и направленному затвердеванию отливки,расход металла на литниковую систему должен быть минимальным [4].

В зависимости от способа заполнения формы металлом литниково-питающие системы можно разделить на боковые и с подводом металла сверху и снизу. По соотношению площадей литниковые системы бывают расширяющиеся и сужающиеся. Для отливки «Шкив 525-32600 003 002» будет применяться боковой подвод металла, по линии разъёма, при этом питатели будут располагаться по касательной к цилиндрической части шкива, для уменьшения негативного воздействия металла на форму и стержень.

Расчёт сводится к определению площади наименьшего сечения стояка и питателей литниково-питающая системы с последующим определением соотношения площадей сечения остальных элементов системы [4].

Сечение питателя находим по формуле:

где G - масса жидкого металла на форму, кг;

-коэффициент расхода, зависящий от внутреннего сопротивления формы, =0,5 ;

-оптимальная продолжительность заливки формы, с;

Hр - расчетный металлостатический напор, см.

Масса жидкого металла на отливку определяется:

где Go - черновой вес отливки;

- коэффициент использования металла, =0,7

Оптимальная продолжительность заливки следующим образом для отливок массой до 500 кг :

где S - эмпирический коэффициент, зависящий от толщины стенки отливки;

S=1,3, т.к. средняя толщина стенки отливки составляет 13 мм.

Расчетный металлостатический напор зависит от размера отливки и его определяют из соотношения:

где Но - полный напор, см ;

С - общая высота отливки, см ;

Р - высота отливки в верхней полуформе, см .

Минимально допустимое  для отливок с толщиной стенок 10-40мм: 10…20 мм/сек

Соотношение сечений элементов литниковой системы для мелких отливок: Fпит : Fшл : Fст = 1,0 : 1,1: 1,2

Площадь шлакоуловителей:

Площадь стояка:

Диаметр верхнего сечения стояка:

Расчет чаши произведем по формуле:

где Dв - верхний диаметр чаши, см;

Hв - высота чаши, см.

Рисунок 3 - Эскиз литниковой системы

ГЛАВА 5. РАСЧЁТ ВЕСА ГРУЗА

При заполнении формы расплав создает давление на стенки формы, пропорциональное плотности и высоте его столба. Это может привести к тому, что под давлением расплава верхняя опока приподнимиться, в результате между верхней и нижней полуформами образуется щель, через которую расплав может вытечь.Сила действия на верхнюю опоку определяется из выражения [4]:

где Q - масса верхней полуформы, кг;

V_ст - объём стержня без знаков, м³

V_ст составил 0,029 м³

r_ст - плотность стержневой смеси, r_ст = 1500 кг/м³

r - плотность жидкого металла, r = 7200 кг/м³

К - коэффициент, учитывающий гидравлический удар, зависящий от металлоемкости формы, К=1,3;

Fотл - горизонтальная проекция отливки в плоскости разъёма,

Fотл =0,163 м²

Так как на линии HWS, вместо груза используются скобы, то они должны выдерживать нагрузку в 127 кг.

ГЛАВА 6. Расчет продолжительности затвердевания и охлаждения отливки

При анализе процесса формирования отливок в форме различают несколько стадий, характеризующих изменение состояния металла [4]:

-       1 стадия. Начало процесса, когда происходит заполнение формы расплавом и его частичное охлаждение в результате теплообмена с формой.

-       2 стадия. Охлаждение расплава после окончательного заполнения формы и отвода от неё тепла.

-       3 стадия. Процесс затвердевания расплава, который начинается при температуре ликвидуса и заканчивается при температуре солидуса. Во время затвердевания расплава происходит постепенное нарастание корки отливки. При этом фронт кристаллизации перемещается от наружной затвердевшей корки внутрь отливки, содержащей расплав.

-       4 стадия. Представляет собой процесс охлаждения в форме полностью затвердевшей отливки. При этом в ней идут структурные превращения. Последние, в зависимости от характера отливок (вида сплава, конфигурации отливки) могут сопровождаться и перераспределением термических напряжений, следствием которых являются холодные трещины.

Расчет ведём для сырой песчано-глинистой формы:

Удельная теплота течения определяется по формуле:

где b₂ - коэффициент аккумуляции тепла материалом форы

 - разность между температурой заливки и температурой кипения

воды;

R - половина толщины стенки, м;

ρ - плотность жидкого металла; для чугуна 7200 кг/м³ ;

n - показатель степени параболы, n=2,9;

- время течения, с;

A - параметр, определяемый по формуле:

где U₁ - влажность на границе сухой - влажный участок формы, в сотых долях.

С₂ - удельная теплоемкость сухой формы, С₂=1250 Дж/кг*град;

R_u - удельная теплота испарения влаги, r_и = ;

 - разность температур на границах сухой - влажной зоны.

Время отвода теплоты перегрева можно рассчитать по упращёной формуле:

где  - плотность жидкого металла,

 - плотность жидкого металла,

Полное время затвердевания отливки определяется по формуле:

где  - удельная теплота кристаллизации с учетом понижения температуры;

;

;

=1050;

 =1200.

Общее время кристаллизации:

ГЛАВА 7. АВТОМАТИЗАЦИЯ ОФОРМЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

Текстовый материал пояснительной записки к курсовой работе оформлен в соответствии с действующим стандартом на оформление текстовых документов ГОСТ 2.105-95 [3]. Пояснительная записка написана с помощью компьютерных средств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсовой работе был произведён анализ требований предъявляемых к детали «Шкив 525-32600 003 002», оценка её технологичности и технико-экономическое обоснование выбора технологического процесса её получения. Были разработаны технические литейные указания: назначены припуски на механическую обработку, формовочные уклоны, выбрана плоскость разъема, выбран тип литниково-питающей системы.

Далее был произведён расчёт шихты для СЧ 20 ГОСТ 1412-85 с применением Excel. После чего была рассчитана литниковая система, вес груза и продолжительность затвердевания и охлаждения отливки с применением MathCad. И автоматическое оформление конструкторской и технологической документации.

В итоге был сделан вывод что технологический процесс получения отливки «Шкив 525-32600 003 002» полностью обоснован, так как он позволяет наладить крупносерийное производство, с минимальной трудоёмкостью и является практически полностью автоматизированным.

Так же были полученны навыки разработки конструкторской документации с использованием компьютерных систем в соответствии с требованиями ГОСТ, ЕСКД.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      ГОСТ 3.1125-88 «Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок».

.        ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку».

.        ГОСТ 2.105-95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. - Москва : Изд-во стандартов, 1995

.        метод. указания к курсовой работе для студентов специальности «Машины и технология литейного производства» заоч. формы обучения / авт.-сост. А. В. Ткаченко. - Гомель : ГГТУ им. П. О. Сухого, 2007

.        Дмитрович, А. М. Справочник литейщика / А. М. Дмитрович. -Минск : Выш. шк., 1989

.        Справочник по чугунному литью / под ред. Н. Г. Гиршовича. - 3-е изд. - Ленинград : Машиностроение, 1978

.        Кечин В.А., Селихов Г.Ф., Афонин А.Н. «Проектирование производство литых заготовок»: Учеб. пособие / Владим. гос. ун-т. Владимир, 2002

.        «Технология литейного производства » под редакцией Ю.А.Степанова, М., «Машиностроение», 1983

.        Кукуй Д.М., Скворцов В.А., Эктова В.Н. «Теория и технология литейного производства». ― Мн.: Дизайн ПРО, 2000

© 2003 - 2022 «Библиофонд»

Обратная связь

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

Полная версия

Помощь по учебным работам

Консультация по курсовой работе

Консультация по дипломной работе ВКР

Консультация по реферату

Консультация по отчетам о практике