Технологический процесс получения отливки "Опора" специальным способом литья

Химический состав сплава АК9. Анализ возможных способов получения отливки. Описание технологических литейных указаний. Разработка конструкции модельно-литниковой оснастки и технологических этапов производства отливки. Материал деталей пресс-формы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ГЛАВА 1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТЛИВКИ. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ К НЕЙ

Материалом изготовления отливки служит алюминиевый литейный сплав. Алюминиевые сплавы, благодаря низкому удельному весу, высокой удельной прочности, электро- и теплопроводности, широко применяют в машиностроении, приборостроении и электротехнической промышленности.

Материалом изготовления отливки служит сплав АК9. Марка сплава АК9 обладает высокой пластичностью и удовлетворительными литейными свойствами, позволяющими получать качественные отливки. Данный сплав хорошо обрабатывается резанием и удовлетворительно сваривается контактной сваркой. Сплав склонен к межкристаллитной коррозии.

Группа сплава- 1ая, так как сплав на основе системы Al-Si-Mg.

Характеристика сплава АК9 по ГОСТ 1583-93 приведена в таблице 1:

Таблица 1 - Химический состав сплава АК9

Наименование группы	Массовая доля химических элементов, характеризующих группу сплавов, %,
Алюминий-кремний-магний	0,2-0,4 Mg 8,0-11,0 Si 0,2-0,5 Mn до 1 Cu до 1,3 Fe 85,1-91,6 Al до 0,5 Zn до 0,3 Ni

Механические свойства сплава AK9:

-предел прочности при растяжении 196 кг/м2

-предел прочности при изгибе 392 кг/м2

-относительное удлинение 1%

Масса детали составляет 0.075 кг, относится к I группе по массе.

Относится ко 2 группе сложности, т.к. деталь простой формы с несложной внешней криволинейной поверхностью и цилиндрическим отверстием.

К полученному изделию предъявляются следующие требования:

1. Точность отливки 7 - 0 - 0 - 6 ГОСТ 26645 - 85.

Отливка является 7 класса размерной точности; к массовой точности и к степени коробления требований не предъявляется (массовая точность - 0 класса, геометрическая точность степени коробления - 0 класса); геометрическая точность припуска на механическую обработку отливки соответствует 6-му ряду.

2. Отливка требует механическую обработку.

3. Допускаются одиночные раковины диаметром не более 2 мм, глубиной не более 1мм, в количестве не более 5 шт.

4. Изделие допускается изготавливать из сплавов марок АК7 по ГОСТ 1583-93.

Конструкция литой детали должна обеспечить удобство извлечения модели отливки из формы, что достигается при наименьшем количестве разъемов, отъемных частей и стержней. Деталь «Опора» имеет массу 0.075 кг. Минимальная толщина стенки - 8 мм, максимальная - 20,8 мм, отверстие диаметром 16 мм длиной 20,8 мм. Является неответственной деталью, имеет шероховатость Ra 12,5. Удобно извлекается из формы, при ее изготовлении не применяются дополнительные отъемные части. Из всего сказанного можно сделать вывод: деталь «Опора» является технологичной, т.к. мы можем обеспечить данную толщину стенок, а так же плавные переходы литьем.

Рисунок 1.1 - Эскиз детали



ГЛАВА 2

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ

Литье в песчано-глинистую форму

Песчано-глинистые формы изготовляют из формовочных смесей в опоках при помощи моделей и другой модельно-опочной оснастки.

Литьем в песчано-глинистые формы изготовляют около 80 % общего количества отливок.

Преимущества: дешевизна способа, хорошая газопроницаемость и податливость формы, регенерируемость смеси, возможность изготовления отливок любой конфигурации, массы и из любых литейных сплавов, автоматизация производства.

К недостаткам способа относятся: низкая точность отливок, большие припуски на механическую обработку, низкая прочность формовочной смеси, невысокая производительность, плохие санитарно-гигиенические условия труда.

Вывод: Данный способ нам не подходит, т.к. в ПГФ можно получить 8 класс точности, а нам нужен 7 класс точности.

Литье в кокиль

Суть метода состоит в том, что отливки изготавливают в многоразовых металлических формах.

Преимущества литья в кокиль: многоразовое использование формы, повышение размерной точности, уменьшение шероховатости, повышение плотности, улучшение структуры отливки, на 15-30% увеличиваются механические свойства, автоматизация производства, отсутствуют трудоемкие операции формовки и выбивки, уменьшение объема формовочных материалов, отсутствие пригара.

Недостатки: высокая стоимость кокиля, сложность и длительность его изготовления; плохая заполняемость тонких стенок; ограничение по серийности, массе, конфигурации, сплавам; кокиль газонепроницаем (возникают газовые пористости), неподатливый (возникают внутренние напряжения). Интенсивность охлаждения отливки резко снижает жидкотекучесть расплава, что затрудняет получать литьем в кокиль тонкостенные отливки. А чугунные отливки, как правило, получаются с отбелом поверхности.

Данный способ целесообразно применять в массовом и серийном производстве отливок. Особо широкое распространение оно нашло в производстве отливок из цветных сплавов (алюминиевых, магниевых, медных и т. п.).

Вывод: отливку «Опора» нельзя изготовить данным способом, т.к. её масса составляет 75 г, а литьём в кокиль можно изготавливать отливки массой от 0,5 кг.

Литьё в оболочковые формы

Суть способа состоит в том, что отливки изготавливаются в разовых тонкостенных формах из песчано-смоляных смесей по горячей оснастке.

Этот вид литья применяется для получения отливок с повышенной чистотой поверхности и большей размерной точностью.

В оболочковых формах можно получить отливки массой от нескольких сот грамм до 100 кг из чугуна, обычных и легированных сталей, цветных и специальных сплавов. Толщина стенки отливки должна быть в пределах 2--8 мм.

Преимущества способа: повышенная чистота поверхности (4-6 класс) и точность (5-8 класс), уменьшение количества побочных материалов, устранение трудоемких операций, возможность полной автоматизации.

Недостатки: высокая стоимость связующих, плохая экологичность способа, недостаточная жесткость оболочек и их коробление при габаритных размерах свыше 1500 мм.

Вывод: наша отливка имеет массу 75 г, а литьём в оболочковые формы можно изготовлять отливки массой от нескольких сот грамм, следовательно, этот способ не подходит.

Центробежное литьё

Суть метода состоит в том, что металл заливается во вращающуюся форму, либо форма приводится во вращение сразу после заливки, кристаллизация идет под действием центробежных сил.

Центробежным литьём изготавливают отливки общего назначения, имеющие форму тел вращения, и трубы.

Преимущества способа:

отливки получаются плотные, без усадочных пустот и газовой пористости;

больший выход годного по причине отсутствия литниково-питающей системы;

лучше заполняемость форм металлом;

возможность получения отливок из сплавов с низкой жидкотекучестью;

возможность получения отливок с центральным отверстием без применения стержней;

улучшенные условия труда;

возможность получения двухслойных отливок.

Недостатки:

трудность получения качественных отливок из сплавов, склонных к ликвации;

неточность диаметра центрального отверстия;

загрязнение свободной поверхности ликватами и неметаллическими включениями;

необходимость сложной оснастки;

ограниченная номенклатура отливок.

Вывод: центробежное литьё не подходит, т.к. этот способ использует отливки общего назначения и тела вращения, а наша отливка не имеет тел вращения.

Непрерывное литьё

Суть способа состоит в том, что расплавленный металл равномерно и непрерывно поступает в охлаждаемую форму-кристаллизатор с одного конца и в виде затвердевшего слитка вытягивается специальным устройством с другого конца.

Преимущества способа:

1) Возможность получения слитка, трубы, профиля неограниченной длины и требуемого поперечного сечения;

2) Увеличение выхода годного за счет уменьшения расхода металла на прибыльные и донные части слитков;

3) Уменьшение расходов на изготовление изложниц;

4) Уменьшение ликвационной неоднородности отливки, устра-нение усадочных раковин и газовой пористости;

5) улучшение поверхности отливки.

Недостатки: узость номенклатуры отливок, невозможность изготовления отливок сложной конфигурации.

Непрерывное литье используется для получения фа-сонных профилей, квадратных, круглых, шестигранных, прямо-угольных, с отверстиями, шестерен и т.д. Такие отливки изго-товляют из чугуна, медных сплавов: бронз, латуней.

Это позволяет достичь высокой экономичности - получить заготовку с мини-мальными припусками на механическую обработку,...