Курсовая работа
разработка технологического процесса изготовления отливки
1. Введение
2. Литье
3. Характеристика материала детали
4. Технология песчано-глинистой формы
5. Изготовление нижней полуфомы
6. Изготовление верхней полуформы
7. Выбор способа формовки
8. Основная характеристика формовочной смеси
9. Основная характеристика стержневой смеси
10. Характеристика песчано-глинистой смеси (стержневой) для отливки зубчатого колеса
11. Эскиз детали и технологичность конструкции
12. Выбор положения отливки в форме и плоскость разъёма модели и формы.
13. Припуски на механическую обработку и технологически припуски отливки.
14. Выбор стержней.
15.Формовочные уклоны
16. Прибыли и выпоры.
17. Требования при конструировании прибылей.
18. Литниковая система.
19. Расчёт литниковой системы.
20. Литниковая система.
Список используемой литературы
Данный курсовой проект включает в себя все элементы литейного производства, начиная с выбора марки материала и заканчивая готовой отливкой, со всеми расчётами припусков для последующей механической обработки детали. Отливка ведётся в песчано-глинистой форме, что является наиболее выгодным в условиях единичного производства. В качестве материала отливки выбрана сталь 40X, как наиболее подходящая по литейным свойствам соответственно, так как конечный продукт производства - «звёздочка», возможны значительные нагрузки и данный материал в соответствии с выбранным способом литья является наиболее приемлемым, как с технологической, так и с экономической точки зрения.
2. Литье
Литье (литейное производство) – один из основных способов изготовления металлических заготовок и деталей. Отливки – продукция литейного производства. Сущность получения отливок заключается в том, что расплавленный и перегретый металл или сплав заливается в заранее приготовленную литейную форму, внутренняя полость которой с максимальной степенью приближения воспроизводит конфигурацию и размеры получаемой отливки. Заполнение литейной формы (полости) расплавом осуществляется через каналы, называемые литниковой системой. Наружные очертания отливки образуются стенками полости формы, а внутренние поверхности и отверстия образуются с помощью специальных вставок в литейные формы, называемых стержнями. При затвердевании в литейной форме металл приобретает (сохраняет) очертания полости литейной формы и стержней.
3. Характеристика материала детали
Для производства отливок используется сплавы черных металлов: высокопрочные, ковкие и другие виды чугунов; углеродистые и легированные стали; сплавы цветных металлов; медные (бронзы и латуни), цинковые, алюминиевые и магниевые сплавы; сплавы тугоплавких материалов: титановые, молибденовые, вольфрамовые и другие.
Литейные сплавы должны обладать высокими литейными свойствами (высокой жидкотекучестью, малыми усадкой и склонностью к образованию трещин); требуемые физическими и эксплутационными свойствами. Для изготовления стальных отливок используют углеродистые и легированные стали. Механические свойства легированных литейных сталей определяются количеством легирующих элементов. Легирование значительно повышает механические и эксплутационные свойства (жаропрочность, износостойкость, коррозионную стойкость).
Для изготовления детали «звездочка» способом литья используется материал — сталь 40Х ГОСТ 4543-71.
Литейные стали, имеют плохие литейные свойства: пониженную жидкотекучесть, значительную усадку (до 2,5%), что приводит к образованию усадочных раковин и пористости в отливках; стали склонны к образованию трещин.
Механические свойства легированных литейных сталей определяются количеством легирующих элементов:
Таблица 1.
| Марка стали | Предел текучести | Временное сопротив- ление | Относительное удлинение | Относитель- ное сужение | Ударная вязкость |
| МПа | МПа | % | % | кДж/М2 | |
| 40Х | 500 | 650 | 12 | 25 | 400 |
Состав стали 40ХЛ по ГОСТ 4543-71:
Массовая доля элементов:
Таблица 2.
| С,% | Si,% | Mn,% | Cr,% |
| 0.36 – 0.44 | 0.17 – 0.37 | 0.5 – 0.8 | 0.8 – 1.1 |
4. Технология песчано-глинистой формы
Большая часть отливок изготавливается в песчано-глинистых формах. Данный способ отличается большой универсальностью. В этих формах можно изготавливать отливки простой и очень сложной конфигурации, массой от нескольких граммов до сотен тонн. В качестве литейных сплавов – чугуны, сталь, цветные сплавы. Это наиболее распространенный способ изготовления крупных отливок сложной формы. Однако точность размеров и качество поверхности получаемых отливок не всегда удовлетворяют требованиям современного производства.
Весь цикл изготовления отливки по данному способу состоит из ряда основных и вспомогательных операций, осуществляемых как параллельно, так и последовательно: изготовление модельного комплекта; приготовление формовочных и стержневых смесей; изготовление стержней и литейной формы; сушка стержней и форм; сборка формы; заливка формы расплавом; затвердевание и охлаждение металла в форме; выбивка отливки из формы; удаление элементов литниковой системы; удаление стержней и очистка поверхностей отливки.
5. Изготовление нижней полуфомы
На ровном основании устанавливается модель низа в перевёрнутом положении. Прикладывают модель питателя, устанавливается опока, далее изготовляется формовочная смесь, особенно тщательно в узлах и у стенок опоки. Далее делаются проколы для вывода образующихся газов.
6. Изготовление верхней полуформы
Устанавливается литниковая система:
а) модель стояка;
б) модель прибыли;
в) модель выпора.
Затем в том же порядке устанавливается опока, уплотняется формовочная смесь, делаются проколы.
Когда изготовление верхней и нижней полуформ закончено, изготовляют из голов формы модель. Для этого в модель ввертывают подъём, а затем её слегка расталкивают ударами молотка по подъёму. Извлекают модель не разбивая полуформ. В заключении повреждённые участки заделывают и в целях повышения потребительски качеств, полуформы высушивают.
7. Выбор способа формовки
При использовании песчано-глинистых смесей в процессе формовки выполняют следующие технологические операции:
1) уплотнение смеси, позволяющее получить точный отпечаток модели в форме и придать ей необходимую прочность и другие свойства;
2) устройство в форме вентиляционных каналов, облегчающих выход из полости формы образующихся при заливке расплавов газов.
3) извлечение модели из формы;
4) отделку и сборку формы.
Исходя из характера производства (единичное) выбираем ручную формовку. Следует отметить, что ручная формовка в тяжелом машиностроении оснащена большим количеством вспомогательных механизмов для уплотнения формовочной смеси. Таким образом, в единичном производстве ручная формовка в чистом виде почти не используется. По способу формовки - формовка в опоках.
8. Основная характеристика формовочной смеси
Формовочная смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси по характеру использования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые.Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость.
Таблица 3.
| Смесь | Масса отливки, кг | Толщина стенки отливки, мм | Свойства смеси | ||
| Газопроницаемость, Ст.ед. | Влажность, % | Предел прочности при сжатии, кПа | |||
| Единая для формовки по-сырому | До 100 | 25 | 90 | 4 | 39 |
9. Основная характеристика стержневой смеси
Стержневая смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны более высокую огнеупорность, газопроницаемость, податливость, малую газотворную способность, легко выбиваться из отливок.
Таблица 4.
| Состав смеси, масса % | Зерновой состав песка | |||
| Отработанная смесь | Кварцевый песок | Глина | Сульфитная барда | |
| 70 | 16,5 | 5 | 0,5 | 016А |
Газопроницаемость - т.е. способность пропускать газы и водяные пары при заливке формы расплавом.
Податливость - способность формовочной смеси несколько уменьшаться под воздействием сжимающих сил, возникающих при усадке металла в процессе его затвердения и дальнейшего охлаждения.
Огнеупорность - свойство формовочной, а также стержневой смеси не оплавляться, не разминаться, не спекаться под воздействием высоких температур, возникающих при литье готовой продукции.
10. Характеристика песчано-глинистой смеси (стержневой) для отливки зубчатого колеса