Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Уфимский государственный авиационный технический

университет

Кафедра машин и технологии

литейного производства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «технология литейной формы»

на тему “ разработка технологии получения отливок «корпус» из сплава МЛ5 в условиях массового производства ”.

Выполнил: студент гр. Т18л-404

Шарков А.С.

Проверил: доцент Мамлеев Р.Ф.

Уфа 1998

СОДЕРЖАНИЕ

1. Оценка технологичности конструкции____________________________

2. Разработка технологии_________________________________________

3. Расчет литниковой системы_____________________________________

4. Конструирование модели отливки________________________________

5. Подбор инвентаря и оборудования_______________________________

6. Формовочные материалы_______________________________________

7. Выбор плавильного оборудования_______________________________

8. Экономическая оценка технологического процесса_________________

9. Список использованных источников______________________________

1. ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ.

Разработку технологического процесса получения отливки начинают с анализа технологичности конструкции детали.

Технологичность отливки - соответствие ее конструкции согласно требованиям литейного производства.

Оценка технологичности конструкции отливки:

А) отливка имеет минимальную толщину стенки 8 мм, а максимальную 17 мм, согласно графику 4 [3] наименьшая толщина стенки –3 мм, в зависимости от приведенной толщины отливки;

Б) отливка имеет плавные переходы в виде радиусов сопряжения от 4 до 15 мм;

В) стенки отливки не имеют резких переходов, за счет радиусов сопряжения;

Конфигурация отливки достаточно проста для машинной формовки, поскольку она не имеет “теневых зон”.

2.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ.

Разработка технологии:

1. определение положения отливки в форме в момент заливки;

2. определение поверхности разъема формы и модели;

3. определение припусков на механическую обработку;

4. определение границы в форме, оформляемой внутреннюю поверхность отливки;

5. определение места подвода расплава и место расположения прибылей.

Отливку нужно располагать горизонтально (рис. 1), при этом необходимо расположение прибыли в верхней части отливки, где могли бы образовываться газовые раковины. При этом наиболее толстые части отливки будут расположены сверху.

Такое положение отливки обеспечивает спокойное заполнение формы сплавом, исключающее разрушение струей металла рабочих поверхностей формы.

Допуски и величины припусков на механическую обработку назначаются согласно ГОСТ 26645-85.

Допуски табл.2 [3] выбираем согласно интервалам номинальных значений в зависимости от класса точности отливки, что соответствует для 11т класса точности не более 5мм. Предельные отклонения смещений отливки от номинального положения по плоскости разъема формы в зависимости от класса точности – 1мм.

Предельные отклонения короблений элементов отливки табл.4 [3] 0,2 мм в зависимости от интервала наибольших габаритных размеров и степени коробления 1-7, которая определяется как отношение наименьшего габаритного размера отливки к наибольшему, т.е. свыше двух..

По номинальной массе отливки определим верхние предельные отклонения массы отливки табл.5, равной 12% в зависимости от 11т класса точности отливки по массе.

Основной припуск на обработку резаньем табл.6 [3] соответствует в среднем не более 5 мм, для второго ряда припусков.

Шероховатость поверхностей отливок для машинной динамической формовки получается согласно табл.10 [3] для магниевых сплавов 40-80 по Rz.

Подвод металла осуществляется по спроектированной нижней литниковой системе. Заливка сплава осуществляется через чашу с порогом, задача которого состоит в задержание неметаллических включений, попавших в расплав при плавке. Затем расплав перетекает в вертикальный стояк, и стекает в коллектор, выполненный совместно с зумпфом, где происходит гашение удара падающего расплава, а также оседание неметаллических включений и возможно частичных разрущений стояка. В коллекторе двухстороннего напраеления происходит разделение потока металла. Из коллектора расплав попадает в питатели, выполненные в нижней половине полуформы. Такое технологическое решение позволяет решить важную задачу. Поверхностное натяжение и угол смачивания на границе раздела расплав, шлак, формовочная смесь влияют на способность шлака растекаться и прилипать к потолку шлакоуловителя. Заполнение рабочего пространства формы протекает в поперечном направлении, что позволяет снизить длину питателей и сократить время заполнения формы расплавом. В верхней части формы выполнена закрытая прибыль, питающая отливку при кристаллизации. На прибыли выполнен выпор в виде тонкого стержня, служащий для удаления газа из полости формы, при последовательном заполнение рабочей полости формы. Кроме того уклон выполненный в форме, исключат прогар верхней стенки рабочей полости.

Т.о. нижняя литниковая система обладает рядом преимуществ: она – более экономична, чем вертикально-щелевая или ярусная, с точки зрения затрачиваемого металла, имеет плавный подвод металла по сравнению с верхней, а также проста в изготовлении и легко отделяется при удалении. Поэтому такой тип литниковой системы получил самое широкое распространение в цветном литье.

3. РАСЧЕТ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ.

Для выбранного типа литниковой системы необходимо определить поперечное сечение стояка, коллектора, питателей. По табл. 11 необходимо выбрать соотношение поперечных сечений стояка, коллектора и питателей (Fc:Fк:Fп), в зависимости от массы отливки и применяемого сплава.

Расчет и конструирование нижней литниковой системы.

Расход расплава через рабочую полость формы при ламинарном или незначительном турбулентном течение расплава в начальной стадии заливки:

Qф=kPф,

где Pф - полный периметр сечения рабочей полости формы на уровне подвода расплава, содержащий наружный и внутренний контур:

Pф=2(19+27+16+24)=172 cм;

к=3.5 – коэффициент, зависящий от сложности отливки, по данной классификации отливка – простая, подвод металла к нижней части рабочей полости.

Q_ф=3,5172=550,4 см³/c.

Средняя фактическая скорость течения расплава в форме для отливок, заливаемых при постоянном напоре для данной классификации:

где F_ф - наибольшее сечение рабочей полости формы на уровне подвода питателей:

F_ф=2427-1619=152 cм²;

Минимально допустимое значение скорости течения расплава в форме определяется по формуле Галдина:

,

где

- высота отливки, см;

- толщина стенки отливки, см;

- температура заливки сплава, С.

Из условия V_ф ≥ V_{ф min} следует, что максимально допустимый расход оптимален и выбран правильно.

Расчет стояков.

В зависимости от массы отливки и ее высоты определяем размер стояка по табл. 11 [5] =12 мм, тогда площадь стояка =113 мм .

Максимально допустимый расход металла обеспечивается суммарной площадью поперечных сечений стояков:

=>

Такая скорость не должна превышать максимально допустимого значения скорости потока для данного стояка, определяется по табл.15 [3]

Условие не выполняется, следовательно, скорость потока не лежит в допустимых пределах, поскольку частично турбулентное движение в стояке не исключено.

Литниковая чаша.

Для заливки расплава мною была выбрана чаша с порогом, она снабжена двумя вертикальными ребрами, препятствующие циркуляции металла над стояком и затрудняют образование вихревой воронки. Порог ограничивает зону падения струи металла, способствует перемещению шлака вверх, на зеркало расплава и препятствует падению его в стояк сверху рис.30а [3].

Расчет коллектора.

Площадь поперечного сечения коллектора F_к определяют из определенной площади стояка с учетом принятого между ними соотношения

F_к = 2F_с = 21,13 = 2,26 см².

Фактическая скорость потока в коллекторе

максимально допустимое значение табл.4 [5] V_{k max} = 495 см/c. Следовательно, условие V_k ≤ V_{k max} соблюдается.

Тогда размеры коллектора рис.3 [5]: высота коллектора 15 мм по табл.6 [5]. Основание трапеции 16 мм, верхняя сторона 14мм.

Расчет питателей.

Суммарную площадь поперечных сечений питателей:

= 3 = 31,13 = 3,39 см².

Площадь поперечного сечения одного питателя:

,

где

n - число питателей.

Толщина питателя δ_п рассчитывается, исходя из условий предотвращения засоса шлака:

мм.

Ширина питателя 14 мм (основание трапеции), другая сторона 10 мм.

Другие элементы конструкции нижней литниковой системы.

Радиус перехода чаша-стояк и стояк-зумпф:

мм.

Радиус перехода питатель-коллектор, равен толщине питателя.

Радиус закруглений коллектора:

мм.

Малый радиус зумпфа:

мм.

Большой диаметр зумпфа:

мм.

Расчет прибыли.

Расчет прибыли произведем по методу вписанных сфер. Т.е. одна сфера будет вписана в основание прибыли, другая – в тепловой узел, питаемый прибылью. Типы расчетных прибылей и расчетные формулы приведены в табл.18 [3].

Исходные данные: =22 мм - диаметр теплового узла.

Диаметр прибыли:

мм.

Высота прибыли:

мм.

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ МОДЕЛИ.

Конструирование модели состоит из выбора плоскости разъема модели (если требуется), определение рабочих и нерабочих поверхностей моделей, материал модели, толщина стенки, возможные уклоны, а также элементы фиксации к подмодельной плите при формовке.

Положение модели в форме было выбрано раннее, модель, не имеет разъемов. С учетом назначенных выше припусков на механическую обработку необходимо установить уклон для модели в плюс – минус. Сплав МЛ5 имеет линейную усадку 1,2% табл. 17 [3], тогда необходимо назначить припуск с учетом усадки, кроме поверхностей, оформляемых болваном. Уклоны на модельные комплекты для получения отливок в песчаных формах согласно ГОСТ 3212-80, что соответствует не более 3 в зависимости от высоты модели. Материал модели сплав АЛ2, позволяет делать до 45000 съемов при машинном способе формовки. Минимальная толщина стенки модели – 4 мм, табл.4 [3], в зависимости от сплава и приведенного размера отливки. Модель крепится к подмодельной плите 4-мя винтами М12 по ГОСТу 1491-72.