Технологический процесс изготовления отливки "Рычаг"

Изготовление отливки "Рычаг"; технология процесса: выполнение чертежа, выбор способа, материалов и оборудования для изготовления форм; определение литниково-питающей системы и литейной оснастки; расчет времени охлаждения отливки в форме и нагружения опок.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки Российской Федерации

Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева

Факультет авиадвигателестроения

Кафедра материаловедения, литья и сварки

Курсовой проект

по предмету

Технология литейного производства

На тему:

Технологический процесс изготовления отливки «Рычаг»

Студент группы ЛО-08

Ю.В.Чистякова

Руководитель А.А. Акутин

Рыбинск 2012

Содержание

Введение

1. Выбор способа формовки

2. Выбор поверхности разъема формы

3. Выбор формовочных уклонов

4. Выбор стержневых знаков и конструирование стержней

5. Выбор формовочной смеси

6. Выбор стержневой смеси

7. Выбор оборудования для изготовления стержней

8. Обоснование применяемой оснастки

9. Параметры точности отливки и припуски на механическую обработку

10. Выбор и расчет литниковой системы

11. Расчет времени охлаждения отливки в форме

12. Расчет нагружения опок

Список литературы

Введение

Основной способ изготовления отливок - литье в песчаные формы, в которые получает до 80% общего количества отливок.

Наиболее широкое применение при изготовлении отливок из алюминиевых сплавов получило литье в сырые песчаные формы. Это обусловлено невысокой плотностью сплавов, небольшим силовым воздействием металла на форму и низкими температурами литья (680-800єС).

Для изготовления песчаных форм используют формовочные и стержневые смеси, приготовленные из кварцевых и глинистых песков, формовочных глин, связующих и вспомогательных материалов.

Выполнение полостей в отливках осуществляют с помощью стержней. Для этой цели используют плакированный кварцевый песок или смесь песка с термореактивной смолой и катализатором. Стержни, подвергающиеся сушке, изготавливают на встряхивающих, пескодувных и пескострельных машинах или вручную из смесей масляными или водорастворимыми связующими. Продолжительность сушки зависит от массы и размеров стержня и определяется обычно опытным путем. Для изготовления крупных массивных стержней все большее применение получают смеси холодного твердения (ХТС) или жидкодвижные самотвердеющие смеси (ЖСС). Смеси холодного твердения в качестве связующего содержат синтетические смолы, а катализатором холодного твердения обычно служит ортофосфорная кислота. Смеси ЖСС содержат поверхностно-активное вещество, способствующее образованию пены.

Соединение стержней в узлы производят склейкой или путем заливки алюминиевых расплавов в специальные отверстия в знаковых частях.

Тип литниковой системы выбирают с учетом габаритов отливки, сложности ее конфигурации и расположения в форме. Заливку форм для отливок сложной конфигурации небольшой высоты осуществляют, как правило, с помощью нижних литниковых систем. При большой высоте отливок и тонких стенках предпочтительно применение вертикально-щелевых или комбинированных литниковых систем. Формы для отливок малых размеров допустимо заливать через верхние литниковые системы.

Для уменьшения скорости движения расплава при входе в полость литейной формы и лучшего отделения взвешенных в нем оксидных плен и шлаковых включений в литниковые системы вводят дополнительные гидравлические сопротивления - устанавливают сетки (металлические или из стеклоткани) или ведут заливку через зернистые фильтры.

Питатели, как правило, подводят к тонким стенкам отливок рассредоточено по периметру с учетом удобств: их последующего отделения при обработке. Подвод металла в массивные узлы недопустим, так как вызывает образование в них усадочных раковин, макрорыхлот и усадочных дефектов на поверхности отливок. В сечении питатели чаще всего имеют прямоугольную форму с шириной >15 мм. Для получения высококачественных отливок осуществляют направленную кристаллизацию, широко используя для этой цели установку холодильников из чугуна и алюминиевых сплавов. Оптимальные условия для направленной кристаллизации создает вертикально-щелевая литниковая система.

Заливку песчаных форм металлом ведут из ковшей, футерованных огнеупорным материалом. Перед заполнением металлом ковши со свежей футеровкой сушат и прокаливают при 780-800єС для удаления влаги.

Температуру расплава перед заливкой поддерживаю на уровне 720--780 °С. Формы для тонкостенных отливок заполняют расплавами, нагретыми до 730--750°С, а для толстостенных до 700-720єС.

Отливка «Рычаг» имеет габаритные размеры 600х517х470 мм, массу 107,48 кг, изготавливается из углеродистой стали 30Л. Отливка относится к категории средней сложности. Для ее изготовления используем метод литья в песчано-глинистые формы. Данный технологический процесс обеспечивает выполнение технических требований, предъявляемых к отливке (по геометрии, стабильности геометрических размеров во времени, шероховатости). Этот способ литья наиболее универсален, позволяет получать отливки любых конфигураций, размеров и массы при любой серии. При крупносерийном производстве используют литье в сырые песчаные формы, изготавливаемые на формовочных машинах или автоматических линиях. Этот вид литья целесообразен для отливок массой до 100 кг и высотой до 300 мм. Когда давление металла на стенки формы не превышает 25 кПа.

Для изготовления отливки используем комплексную автоматическую линию, предназначенную для изготовления отливок в сырых одноразовых песчано-глинистых формах.

Цель выполнения данного курсового проекта - это разработка высокоэффективного технологического процесса изготовления отливки «Рычаг» на основе использования современных положений теории и технологии литейных процессов. Для достижения указанной цели в процессе курсового проектирования решались следующие задачи: разработка чертежа отливки по чертежу детали: выбор способа, материалов и оборудования для изготовления форм и стержней; расчет литниково-питающей системы; проектирование литейной оснастки; расчет необходимого времени охлаждения отливки в форме; расчет нагружения опок.



1. Выбор способа формовки

Формовка - это процесс изготовления разовых литейных форм. Это трудоемкий и ответственный этап всего технологического цикла изготовления отливок, который в значительной мере определяет их качество. Процесс формовки заключается в следующем:

- уплотнение смеси, позволяющее получить точный отпечаток модели в форме и придать ей необходимую прочность в сочетании с податливостью, газопроницаемостью и другими свойствами;

- устройство в форме вентиляционных каналов, облегчающих выход из полости формы образующихся при заливке газов;

- извлечение модели из формы;

- отделку и сборку формы, включая установку стержней.

В зависимости от размеров, массы и толщины стенки отливки, а также марки литейного сплава его заливают в сырые, сухие и химические твердеющие формы. Литейные формы изготавливают вручную, на формовочных машинах, полуавтоматических и автоматических линиях.

Так как данная отливка имеет массу 107,48 кг (больше 100кг), то будем использовать формовку по-сырому.

В условиях серийного производства можно использовать как ручную, так и машинную формовку. Для изготовления данной отливки применим машинную формовку. Машинная формовка позволяет механизировать две основные операции формовки (уплотнение смеси, удаление модели из формы) и некоторые вспомогательные (устройство литниковых каналов и т.д.). При механизации процесса формовки улучшается качество уплотнения, возрастает точность размеров отливки, резко повышается производительность труда, облегчается труд рабочего и улучшается санитарно-гигиенические условия в цехе, уменьшатся брак.

В качестве формовочной машины применим машину импульсного типа. В такой машине уплотнение смеси происходит за счет удара воздушной (газовой) волны. Сжатый воздух под давлением (610)·10⁶ Па с большой скоростью поступает в полость формы. Под действием удара воздушной волны формовочная смесь уплотняется в течение 0,02-0,05 с. Оставшийся воздух удаляется через венты. Верхние слои формовочной смеси уплотняют допрессовкой.

При выборе формовочной машины необходимо учитывать следующие факторы:

- формовочная машина должна быть полностью загружена;

- формовочная машина должна иметь максимальную производительность.

Этим требованиям удовлетворяет формовочная машина импульсная. Опока имеет размеры в свету мм. Высота верхней и нижней полуформ по 300 мм соответственно.

При использовании обычных песчано-глинистых смесей поверхностная твердость формы достигает 89-94 единиц. Максимальное уплотнение смеси соответствует разъему полуформы. Улучшение технологических параметров литейной формы повышает геометрическую точность отливок, снижает брак, улучшает санитарно-гигиенические условия труда за счет полного устранения вибрации и шума.

2. Выбор поверхности разъема формы

Основной задачей при выборе положения отливки во время заливки, заключается в получении наиболее ответственных ее поверхностей без литейных дефектов.

<...