Литейное производство 2
I Разработка технологического процесса изготовлении отливки.
При разработки литейной технологии очень важно
обосновать выбор наиболее, рациональны приёмов обеспечивающий необходимые эксплуатационные устройства литых деталей и высокие технико-экономические показатели
производства.
Проектирование технологического процесса изготовления, отливки включает разработку необходимой технической документации: чертежей расчетов технологических
карт и других. Объем технологической документации зависит от типа производства (единичное, мелкосерийное,
серийное, массовая). В условиях единичного и мелкосерийного производства все технологические указания наносят непосредственно на чертеж детали.
При серийном и массовом производстве на основании анализа технических условий на деталь и её конструкции расчетов и справочных данных разрабатывают чертеж отливки, чертежи моделей, стержневых ящиков, модельных
плит и других.
1.1 Анализ технологичности конструкции литой детали и обоснование способа изготовления отливки.
Деталь Кронштейн. Деталь изготавливают из стали 35 Л ГОСТ 977-78. Деталь не сложной конфигурации состоит из простых геометрических форм. Отливка имеет внутреннюю полость получаемую стержнем. Сопряжение стенок плавное R 5-7, нет резких переходов толщин стенок, длина отливки 140 мм, ширина отливки 88 мм. После выполнения анализа конструкции
детали приходим к выводу данную деталь можно изготовить литьем. Деталь технологично изготавливаем литьем в песчано-глинистой формы. Литьем песчано-глинистой формы можно получать отливки, сложной конфигурации и массой от нескольких
граммов до десятков тонн из различных сплавов, в условиях как единичного, так и серийно-массового производства. Это объясняется относительной простой технологического процесса, низкой стоимостью используемых материалов, достаточной точностью отливок, хорошей поверхностью, возможностью автоматизации и механизации процесса их изготовления.
1.2 Определение поверхности разъема формы и положение отливки в форме при заливке.
Для изготовления отливки выбираем поверхность разъема по плоскости разъема. Для того, чтобы не было искажений геометрии отливки, при смещении полуформ при сборке основные части формы. Поверхность разъема плоская, Выбранный разъем обеспечивает простую конфигурацию моделей и надежность установки стержней. Отливка находится в разъеме между полуформами т.к отливка симметрична (ее основные части), а это является очень удобным при заливке и затвердевании отливки.
1.3 Определение участка поверхности отливки выполняемых стержнями.
В отливке имеется внутренняя полость получаемая стержнем, стержень простой конфигурации. Имеет форму тело вращения.
Размеры стержней определяются по ГОСТ 3606-85 по таблице.
Средний диаметр стержни =30мм
Длина стержня =~125мм
Высота нижнего знака hн=20мм
Высота верхнего знака hв=20/2=10мм
Зазоры между знаковой части формы S1=0,3 S2=0,4 S3=0,3*1,5=0,45
Формовочные уклоны на знаковой части формы Lα =10 Lα=15 При вертикальном расположении формы он фиксируется нижнем и верхнем знаком. Стержень относится к IV классу
так как он имеет не сложное очертание. Плоскость образуемая стержнем подвергается механической обработке.
При определении участка поверхность отливки выполняемые стержнями нужно руководствоваться следующими правилами:
1)Обеспечивать минимальные затраты на управление стержневых ящиков;
2) Обеспечивать удобную установку стержней в форму и контроль всех размеров полости в форме;
3)Учитывать конфигурацию и габаритные размеры отливки определяющий расход смеси на изготовление стержней;
4)Опорные поверхности стержней должны быть достаточными чтобы исключить деформацию стержня под действием силы тяжести.
1.4 Выбор материала для изготовления модельного комплекта, конструкция размеров модельных комплектов.
Основные виды оснастки, применяемые при изготовлении литейных форм из песчано-глинистых смесей модели и стержневые ящики, которые классифицируют по следующим признакам:
1)виду материала;
2)способу изготовления форм и стержней;
3)компоновке элементов;
4)сложности;
5) размерам модели;
6)прочности и т.д.
Для изготовления металлического модельного комплекта, применяем материал чугун: СЧ 25. Он применяется для моделей, стержневых ящиков, модельных и сушильных плит в крупносерийном и массовом производстве.
Металлические модельные комплекты по сравнению с деревянными более долговечны, точны, имеют гладкую поверхность, не деформируется при хранении.
Их используют для машинной и автоматической
формовки, поэтому конструкция моделей и стержневых ящиков связана с конструкцией формовочных и стержневых машин.
Основными элементами металлического модельного комплекта являются модельная плита и стержневые ящики.
Вспомогательными элементами сушильные плиты, кондукторы для зачистки и сборки стержней и т.д.
Размеры опок для изготовления отливок:1100*750*300.
1.5 Определение размеров и конструкция опок, определение количества отливок в форме.
При выборе размеров опок следует учитывать, что использование чрезмерно больших опок, влечет за собой увеличение затрат труда на уплотнение формовочной смеси и нецелесообразный расход смеси, а использование очень маленьких опок может вызвать брак отливок вследствие продавливания металлом низа формы ухода металла по разъему и т.д.
С учетом того, что габаритные размеры опок 1100*750*300
габаритные размеры моделей 140*88*125, а расстояние от края опоки до модели 40мм. Исходя из этого определяем, что количество отливок в форме 12шт.
Начертим схему расположения моделей и литниковой системы.
1.6 Проектирование литниковой системы прибыли.
Литниковая система - это система каналов и устройств для подвода в определенном режиме жидкого металла в полость литейной формы, отделения неметаллических включений и обеспечения питания отливки при затвердевании.
Правильная конструкция литниковой системы должна обеспечивать:
1)непрерывную подачу расплава в форму;
2)плавное и спокойное её заполнение;
3)улавливание шлака и других неметаллических включений;
4)создание направленного затвердевания отливки;
5)минимальный расход металла на литниковую систему;
6)не вызывать местных разрушений формы, вследствие большой скорости и направленного направления потока металла.
Литниковая система включает, как правило следующие элементы: стояк, литниковую чашу, шлакоуловитель, питатель.
Стояк - это вертикальный канал передающий расплав из воронки к другим элементам литниковой системы.
Шлакоуловитель - он служит для задержания шлака и передачи расплава из стояка к питателям.
Питатели - это каналы предназначены для подачи расплава непосредственно в полость формы.
Выпор - он служит для вывода газа из полости формы и для питания отливки.
Прибыли - служат для компенсации усадки утолщенных мест отливки.
Литниковая система должна располагаться горизонталь-
но с питателями, расположенными в горизонтальной плоскости разъёма литейной формы. Металл заливают в литниковую чашу, он проходит в стояк, затем через шлакоуловитель к питателям и к отливкам. Подвод металла в форму.
Литниковая система с подводом расплава по плоскости разъёма обеспечивает спокойное заполнение формы, её применяют для большинства разных отливок.
1.7 Выбор оборудования и описание способа формовки.
Процесс изготовления литейных форм называемой формовкой, выполняют в формовочных отделениях литейного цеха.
В зависимости от степени механизации различают три вида формовки: ручную, машинную и автоматическую.
Формы в литейном производстве изготовляют в основном в опоках.
Опоками называют жёсткие рамки из чугуна, стали,
алюминиевых сплавов предохраняющие песчаную форму от разрушения как во время сборки, так и при транспортировании заливке. Опоки изготовляют из различных сплавов.
Опоки для машинной и автоматической формовки - точные и дорогостоящий инструмент. Они должны обладать большой жесткостью, точностью и быть взаимозаменяемые.
Машинную формовку применяют в серийном и массовом производстве.
Машинная формовка по сравнению с ручной имеет следующие преимущества: больше производительность, выше точность отливок и, как следствие, меньше припуски на обработку, механизация трудоёмких операций, уплотнение формовочной смеси и извлечения модели освобождает формовщиков от тяжелого труда. Машинная формовка-основа автоматической формовки.
Машинную формовку осуществляют, как правило, в двух опоках и форма состоит из верхней и нижней полуформы.
Изготовление литейных форм на машинах складывается из ряда операций. Основные операции - уплотнение формовочной смеси в опоке и извлечение модели из формы - определяют качество отливки: наличие в ней засоров, точность геометрии, шероховатость поверхности и т.д. Эти операции выполняются механизмами формовочной машины, что повышает качество формы и отливки. Вспомогательные и транспортные операции- установка опоки на машину, обдувка модельной плиты и её опрыскивание разделительным составом, засыпка формовочной смеси в опоку, транспортирование, сборка форм - выполняются механизмами машины. Наиболее трудоемкими и ответственными являются операции уплотнения литейной формы и извлечения модели. Уплотнение встряхиванием: на столе формовочной машины закрепляют модельную плиту с моделью, на неё ставят опоку и заполняют её формовочной смесью. Под действием сжатого воздуха, поступающего по трубопроводу, стол машины поднимается на высоту 50-60мм. Выхлопное отверстие открывается, воздух выходит из-под поршня стола и стол падая ударяется о станину машины. Скорость
стола модельной плиты, опоки становится равной нулю, а смесь продолжая двигаться уплотняется, её кинетическая энергия при ударе переходит в работу уплотнения. В результате повторных ударов формовочная смесь уплотняется. Встряхиванием можно уплотнять формовочные смеси любой прочности во влажном состоянии. Для устранения основного недостатка встряхивания - слабого уплотнения верхних слоев формы - встряхивание совмещают с прессованием. Уплотнение смеси встряхиванием с допрессовкой позволяет обеспечить высокую и равномерную плотность и прочность форм, получение точных отливок высокого качества, поэтому в производстве широко применяют встряхивающие с допрессовкой машины. Извлечение модели из формы: поворотные цапфы располагают по одной стороне столба. По этой схеме, полуформы вместе с модельной плитой встряхивающе-прессовым механизмом и прессовой плитой прижатой к смеси поворачивается на 180° в цапфах вокруг горизонтальной оси. После опускания прессовой плиты с полуформой модель извлекается, полуформа удаляется, а встряхивающе-прессовый механизм возвращается в исходное положение.
Точность размеров отливок при машинной формовке повышается вследствие более точных с меньшими уклонами моделей, замены расталкивания моделей вибрацией их при извлечении из формы; хорошего центрирования опок.
II Расчетная часть
2.1.1 В следствие сложной конфигурации отливки определение объёма ведётся путём разделения её на несколько простых геометрических фигур
1) Vпарл.=а*в*с
Vпарл.=140*88*15=184.8
2)Vпарл.2=а*в*с
Vпарл.2=57*88*14=70,22
3)Vцил.1=Пr І*h
Vцил.1=3,14*44І*21=127,6
4)Vцил.2=Пr І*h
Vцил.2=3,14*15І*21=16,8
5)Vотл.=Vпарл.1+Vпарл.2+(Vцил.1-Vцил.2)*2
Vотл.=184,8+ 70,22+(127,6 -16,8)*2=546,84
2.1.2 Определяем вес отливки:
G=VотлЧρ;
где Vотл - объём отливки см3 .
ρ-плотность металла 7,8гр./см3.
G=546,84*7,8=4,3кг
Вес отливки равен 4,3кг килограмм.
2.2 Расчет литниковой системы прибыли.
Находим продолжительность заливки
t= S√G=2,2√4,3 = 4,66сек (1)
S-коэфициент=2,2
G - масса отливки, кг
Cкорость подъема расплава
V=H/ī =88/4,6=18,8 мм/сек (2)
Где, Н-высота отливки
ī - продолжительность заливки
Определяем статистический напор (Нр)
Нр = Н-с/8=300-88/8=28,9см
Н-высота стояка от места подвода расплава в форму
С-высота отливки ,см
Определяем площадь сечения питателей.
Fп = G/(ptV) = G/(ptŋ2gНр)=4500/(7,8x4,66 x0,3√2x980 x28,9)=1,7смІ
По найденной площади поперечного сечения питателей Fп находим из соотношение литникового хода и стояка:
Fп : Fл.х. : Fст = 1,0 : 1,05 : 1,1
Fл.х.=12xFпx1,05=12x1,7 x1,05=21,428см
Fст. =12xFпx1,1=12x1,7 x1,1=22,44см
Определяем диаметр стояка
√4Ч Fст. √4Ч22,44
Дст. = ------------- = --------------- = 1,77=17,7см
П 3,14
Определяем по таблице размеры сечения питателей Fп
а=22, в=19, h=8,мм
Определяем размеры шлакоуловителя
Fл.х.: а = 48; в=38; h=48 мм
Определяем объем питателя по формуле
Vп1=ухFпхLп=4х1,7х3,8=25,84см (4)
Vп2=4х1,7х1,7=6,8см
Vп3=4х3х1,7=20,4см
Где у - количество отливок в форме, шт.
Fn - площадь сечения питателей, см
L п. - длина питателя, см
Определяем объем стояка по формуле:
Vст. = Fст. Ч l ст. = 22,44х12,12 = 271,97 см (5)
Fст. – площадь сечения стояка, см
L ст. - длина стояка, см
Определяем объем литникового хода по формуле:
Vл.х. = Fл.х. Ч l л.х. = 21,42Ч100 = 2142 см (6)
lл х. - длина литникового хода-100,
Определяем объем литниковой системы по формуле:
Vл.с = Vп1 + Vп2 + Vп3+ Vлx+ Vст. = Vпp=20,4+6,8+25,84+2142+271,97= 2467,01 (7)
Vп. - объем питателя, см
Vл.х. – объем литникового хода, см
Vпp. - объем прибыли
Vст. – объем стояка, см
Определяем вес литниковой системы по формуле:
Gл.с = Vл.с.Ч g = 2467,01Ч7,8 = 19242,676 гр = 19,2кг (8)
Vл.с – объем литниковой системы, см
g – плотность сплава, g=7,8 г/см
Определяем вес литниковой системы на одну отливку:
Gл.с /у = 19,2/12 = 1,66 кг (9)
Gл.с – вес литниковой системы, кг
У – количество отливок в форме, шт
Рассчитываем прибыль
Vпp=ухVотл=0,75х546,84=410,13см (10)
у-определяем по графику
Vотл - объем отливки
Х=Н/Т=155/2,4=64,59мм =645см (11)
Н-высота отливки
Т-горячий узел
Определяем общий объем прибылей
Vпр=12х410=4920см
2.3Расчет шихты.
Для плавки металла используется следующий состав шихты:
Таблица 5 Состав шихтовых материалов.
| Наименование | ГОСТ | марка |
| Чугун передельный | 805-80 | ПВК 3шл II |
| Лом стальной | 2787-85 | З А |
| Стружка стальная брекетированная | 2787-75 | 6А |
| Возврат собственного производства | СТП | СТ 35 Л |
| Ферромарганец | 4755-80 | ФМн 75-3 |
| Ферросилиций | 1415-78 | ФСи 45-4 |
Таблица 6 Содержание составляющих в шихте.
| Наименование | кг | % | C | Si | Mn | Cr | S | P |
| Чугун передельный | 0,7 | 0,7 | 4,0 | 0,2 | 1,25 | 0,2 | 0,15 | 0,2 |
| Лом стальной | 39 | 39 | 0,3 | 0,3 | 0,5 | 0,3 | 0,04 | 0,04 |
| Стружка стальная брекетированная | 12,7 | 12,7 | 0,3 | 0,3 | 0,5 | 0,3 | 0,04 | 0,04 |
| Возврат собственного производства | 1,2 | 1,2 | 7 | 1 | 7,5 | - | 0,03 | 0,45 |
| Ферромарганец | 0,9 | 0,9 | - | 44 | 0,6 | - | 0,33 | 0,05 |
| Ферросилиций | 45,5 | 45,5 | 0,36 | 0,36 | 0,65 | 0,3 | 0,05 | 0,05 |
| Итого: | 100 | 100 | 11,96 | 46,16 | 11 | 1,1 | 0,64 | 0,83 |
Угар углерода при плавке 10%
Угар кремния при плавке 10%
Угар марганца при плавке 20%
P<0,05%
C = 0,32-0,40%
Si = 0,2-0,52%
Mn 0,4-0,9%
S 0,05%
Cr 0,3%
| Наименование | C | Si | Mn | Cr | S | P |
| Чугун передельный | 0,7Ч4,0 100 =0,028 | 0,7Ч0,2 100 =0,0014 | 0,7Ч1,25 100 =0,009 | 0,7Ч0,2 100 =0,0014 | 0,7Ч0,15 100 =0,001 | 0,7Ч0,2 100 =0,0014 |
| Лом стальной | 39Ч0,3 100 =0,1 | 39Ч0,3 100 =0,1 | 39Ч0,5 100 =0,2 | 39Ч0,3 100 =0,1 | 39Ч0,04 100 =0,016 | 39Ч0,04 100 =0,016 |
| Стружка стальная брикетированная | 12,7Ч03 100 =0,04 | 12,7Ч03 100 =0,04 | 12,7Ч05 100 =0,06 | 12,7Ч0,3 100 =0,04 | 12,7Ч0,04 100 =0,005 | 12,7Ч0,04 100 0,005* |
| Возврат собственного производства | 45,5Ч0,36 100 =0,16 | 45,5Ч0,36 100 =0,16 | 45,5Ч0,65 100 =0,29 | 45,5Ч0,36 100 =0,16 | 45,5Ч0,05 100 =0,02 | 45,5Ч0,05 100 =0,02 |
| Ферромарганец | 1,2Ч7 100 =0,08 | 1,2Ч1 100 =0,012 | 1,2Ч7,5 100 =0,09 | - | 1,2Ч0,03 100 =0,0004 | 1,2Ч0,45 100 =0,005 |
| Ферросилиций | - | 0,9Ч44 100 =0,4 | 0,9Ч0,6 100 =0,005 | - | 0,9Ч0,33 100 =0,003 | 0,9Ч0,05 100 =0,0004 |
| Итого: | 0,4 | 0,7 | 0,7 | 0,3 | 0,05 | 0,05 |
| С учетом угара | 0,043 | 0,073 | 0,132 | - | - | - |
| С вычетом угара | 0,39 | 0,7 | 0,53 | - | - | - |
Таблица 7 Расчет шихты.
Выход годного 14000 тонн
C – в пределах заданного
Si – в пределах заданного
Mn – в пределах заданного
Cr – в пределах заданного
S – в пределах заданного
P – в пределах заданного.
2.4 Расчет баланса металла.
Определяем вес жидкого метала по формуле:
Gж =т Gотл + Gл.с = 4,3+1,66= 5,96кг
Gотл – вес отливки, кг
Gл.с – вес литниковой системы, кг
Определяем вес металлозавалки по формуле:
Gмет = Gж/100-( Gа+ Gв+Gс) x100% =5,96/100-(10+5+5)=5,96/80х100 =7,45 кг (12)
Gж – вес жидкого металла, кг
Qа – брак 6-10%
Qв – угар 3-5%
Qс – сливы и скрап 3-5%
Определяем выход годного по формуле:
Gотл 4,3
Qгод = ------------- x100% = ---------- x100% = 57,71 (13)
Gмет 7,45
Определяем вес литников по формуле:
Gл.с 1,66
Gотл = ---------- x100% = --------- x100% = 22,28кг (14)
Gмет 7,45
Все расчеты сводятся в таблицу.
Таблица 8 Расчетные данные баланса металла.
| Статьи баланса, % | Показатели баланса |
| 1. Выход годного | 58 |
| 2. Литники | 22 |
| 3. Брак | 10 |
| 4. Угар | 5 |
| 5. Сливы и скрап | 5 |
| Итого: | 100 |
III. Мероприятия по технике безопасности. Пожарной безопасности.
Комплекс мероприятий по противопожарной защите включает мероприятия профилактического характера и устройство систем пожаротушения и взрывозащиты.
Организационные предусматривают правильную эксплуатацию машин и внутризаводского транспорта, противопожарный инструктаж рабочих и служащих.
К техническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных норм при проектировании участка, при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения. Трубопроводы сделаны короткими с минимальным числом висячих колен, в которых может собираться конденсат; предусмотрена возможность очистки трубопроводов и заслонки, позволяющие прекратить подачу воздуха в случае пожара.
Для обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре предусмотрено два эваковыхода, расположенных равномерно по периметру здания. Ворота, ведущие из помещения первого этажа непосредственно наружу. Ширина участков путей эвакуации около 1м, а дверей на путях эвакуации –– не менее 0,8м.
В качестве первичных средств пожаротушения используются углекислотные и пенные огнетушители, пожарные щиты, ящики с песком. Огнетушитель химический пенный ручной ОХП-10 предназначен для тушения начинающегося пожара твердых горючих материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Углекислотный огнетушитель ОУ-5 служит для тушения загораний различных материалов и установок под напряжением до 1000В. Так же предусмотрены ящики с песком. На предприятии создана ДПД (добровольная пожарная дружина), имеющая на случай возникновения пожара боевой расчет, оснащенный необходимой техникой.
IV. Экономическая эффективность.
Экономическая эффективность достигается за счет использования смолы ФПР24 в комплексном связующем. Тем самым снижается его расход на 20% и стоимость на 15 %.
Применение высококачественного бентонита марки П1Т1 формовочной смеси позволяет достичь высокой точности и плотности форм и за счет этого уменьшить на 10-15% размер припусков на вес отливки.
Применение разделительного покрытия для модели на основе олеиновой кислоты марки СЖФ-9, позволяет уменьшить формовочные уклоны на 10% что снижает вес отливки.
Применение разделительного покрытия для модели на основе олеиновой кислоты марки СЖФ-9, позволяет уменьшить формовочные уклоны на 10%, что снижает вес отливки.
V. Мероприятия по охране окружающей среды.
Перерабатывая природные материалы в продукты необходимые для человеческого общества, человек воздействует на природу, окружающую его природную среду, частью которого является он сам.
Интенсивные расходование материальных и энергетических природных ресурсов, а также загрязнение окружающей природной среды отходами и выбросами промышленного производства (вредных газов, жидкостей, твердых отходов производства) могут привести к необратимому разрушению природы, угрожающему животному и растительному миру, самому человеку.
Литейное производство потребляет значительное количество природных ресурсов - металла, угля. Газа, огнеупорных песков, глин, воды, нефтяных продуктов.
Технологический процесс изготовления отливок связан с выделением газообразных, твердых и жидких отходов производства.
Литейный цех или литейный завод должен быть оснащен системой устройств, предотвращающих выбросы вредных газов, жидкостей, твердых продуктов в окружающую природную среду. Эти устройства должны быть предусмотрены и введены в действие на каждом из участков или отделений литейного цеха при проектировании и строительстве, и должны надежно работать. Надежная работа таких очистных устройств, позволяет практически полностью устранить выбросы вредных газов и пылевидных отходов в воздушной бассейн, окружающий литейный цех. Надежность работы очистных устройств и сооружений в литейных цехах, как и в других промышленных производствах, находится под постоянным контролем государственных органов.
Список используемой литературы:
Долотов Г. П., Кондаков Е.А. Печи и сушила литейного производства. – М.: Машиностроение. – 1985. – 400 с.
Липницкий А.М., Морозов И.В. Справочник рабочего литейщика. – М.: Машиностроение. – 1988.- 251 с.
Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. – М.: Машиностроение. – 1988. – 272 с.
Матвиенко И.В., Тарский В.Л. Оборудование литейных цехов : Учебник для учащихся средних специальных учебных заведений – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение. – 1985. – 400 с.
Титов Н.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства. Учебник для машиностроительных техникумов. 3-е изд., пераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. 400 с.
Содержание.Введение стр.6
Разработка технологического процесса изготовления отливки стр. 8
1.1 Анализ технологичности конструкции литой детали
и обоснование способа изготовления отливки стр.8
1.2 Определение поверхности разъема формы и положение отливки в форме при заливки стр.9
Определение участка поверхности отливки выполняемых стержнями стр.9
Выбор материала для изготовления модельного комплекта, конструкция размеров модельных комплектов стр.10
Определение размеров и конструкция опок, определение количество отливок в форме стр.11
Проектирование литниковой системы прибыли стр.11
Выбор оборудования и описание способа формовки стр12
Выбор оборудования и описание способа изготовления стержней стр.15
Выбор оборудования и описание технологического процесса приготовления формовочной смеси, состав и свойства смеси стр.15
Выбор оборудования и описание технологического процесса приготовления стержневой смеси, состав и свойства смеси стр.16
Выбор оборудования и описание технологического процесса плавки, заливка сплава, определение температуры заливки сплава стр.17
Охлаждение отливки в форме, оборудования и технологический процесс выбивки отливок из форм
стр.18
Оборудование и технологический процесс обрубки, очистки, зачистки отливки термическая обработка
стр.18
Контроль качества стр.19
Дефекты отливки, мероприятия по предупреждению и способы исправления стр.19
II. Расчетная часть стр.212.1-2.1.2 Расчет веса отливки стр.21
2.2 Расчет литниковой системы стр.21
2.3 Расчет шихты стр.23
2.4 Расчет баланса металла стр.25
III. Мероприятия по технике безопасности стр.27
IV.Экономическая эффективность стр.28
V. Мероприятия по охране окружающей среды стр.29
Список используемой литературы. стр.30
Министерство образования и науки РФ
Камский Государственный Автомеханический Техникум
Кафедра специальных дисциплин
Специальность: 1103
Курсовой проект
На тему: Разработка технологического процесса. Деталь – Кронштейн
Выполнил студент группы438Л: Зиннуров В.Г.
Проверил преподаватель: Гелета И.В.
2006
Введение.Литье является одним из самых старейших способов. Которым еще в древности пользовались для производства металлических изделий - в начале, из меди и бронзы, затем из чугуна, а позже из стали и других сплавов.
Литье - это универсальный и один из самых распространенных процессов получения отливок. Отливки широко применяются в автомобилях, тракторах (блоки цилиндров, двигателей, корпуса коробок передач), металлорежущих станках, прессах, прокатных станах, самолетов и других машин.
Особенность литья является процесс формообразования отливок, протекающий в форме, полость которой имеет конфигурацию готовой детали. Литьем производят отливки массой от нескольких граммов до нескольких сотен тонн. Они могут быть изготовлены из чугуна, стали и различных цветных металлов и сплавов.
Литейное производство является одной из основных заготовительных баз машиностроительного комплекса производящий заготовки, как для машиностроения, так и для других отраслей народного хозяйства.
В современном литейном производстве применяют различные способы изготовления форм и соответственно отливок. Основной способ изготовления отливок - литье в песчано-глинистые формы, в которых получают около 80% общего количества отливок. Однако точность и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяет требования современного машиностроения. В связи с этим все более широко применяют специальные способы литья: в кокили (в металлические формы), под давлением, по выплавляемым моделям, центробежное, в оболочковые
формы, позволяющие получить отливки повышенной
точности, с малой шероховатостью и почти не требующую обработку резанием. Технологические процессы изготовления отливок специальными способами в значительной степени механизированы и автоматизированы, в результате чего повышена качество отливок, снижена их себестоимость и улучшены санитарно гигиенические условия труда.
Внедрение автоматизации на любом участке литейного цеха способствует стабилизации массы и размеров отливки. Дальнейшее повышение производительности труда при уменьшении чисел занятых на производстве рабочих и значительном уменьшении доли ручного труда может быть достигнуто путем коренного переоснащения промышленных предприятий, на базе комплексной автоматизации технических процессов с широким применением робототехнических средств и вычислительных машин. В основном линии с микро-ЭВМ, а также машин, и линии гибких переналаживаемых при изменении технологии, при модернизации в смене изготавливаемой продукции.
Выбор оборудование и описание способа изготовления стержней.
Стержни применяют для образования в отливках отверстий и полостей, а также для получения наружных поверхностей отливок.
При заливке формы стержни часто со всех сторон окружены расплавом, поэтому они должны обладать высокой газопроницаемостью, прочностью, податливостью, выбиваемость, что обеспечивается выбором стержневой смеси и конструкции стержня.
Стержни изготавливаются на однопозиционных машинах.
Стержневая однопозиционная машина предназначена для изготовления из влажный смесей стержней, отверженных в нагреваемой оснастке с горизонтальной плоскостью разъема. Машина состоит из следующих узлов: механизма сборки и протяжки, механизма крепления верхней полуформы, резервуара пескодувного верхней траверсы, механизма подпрессовки и протяжки, механизма прижима – надува – выхлопа, вибробункера, ресивера, механизма перемещения.
Основные операции, выполняемые на машине: нагрев стержневого ящика; надув стержня; отверждения стержня; разборка ящика и извлечение стержня.
Принцип работы машины основан на пескодувном заполнении горячего стержневого ящика быстротвердеющей стержневой смесью. Для управления машины служат кнопки и тумблеры, расположенные на панели пульта управления (наладочный режим), и конечные выключатели, расположенные непосредственно у механизмов (автоматический и полуавтоматический режимы).
Выбор оборудования и описание технологического процесса приготовления формовочной смеси, состав и свойства смеси.
Таблица 1 Состав формовочной смеси.
| Наименование | Показатели, % |
| Отработанная смесь | 100 |
| Кварцевый песок Об1КОБ ГОСТ2138-88 | 3-5 |
| Бентонит ТУ6-12-55-93 | 1,5-2 |
| Крахмалит ТУ18-РФ462-92 | 0,3-0,5 |
Таблица 2 Физико - химические свойства смеси.| Наименование | Показатели |
| Влажность, % | 2,3-3,4 |
| Газопроницаемость, ед. | Не менее130 |
| Предел прочности при сжатии во влажном состоянии, мПа | 130-160 |
| Уплотняемость, % | 38,4 |
| Температура смеси перед формовкой, С | Не более35 |
| Глинистая составляющая, % | 10-12 |
| Содержание активной глины, % | Не менее 7 |
| Потери при прокаливании, % | Не более 2 |
| Модуль мелкости, ед. | 48-52 |
Технологические свойства формовочных смесей зависит от равномерности распределения связующего по объему смеси, а также от того насколько равномерны зерна песка, покрытые оболочкой связующего.
Процесс смешивания формовочных материалов условно можно разделить на 2 этапа смешивания составляющих смеси и обволакивание зерен песка связующим.
Выбор оборудования и описание технологического процесса приготовления стержневой смеси, состав и свойства смеси.
В условиях единичного и мелкосерийного производства стержни часто изготовляют ручным способом по стержневым ящикам и шаблонам. Наиболее распространено изготовление стержней в ящиках. Этот способ более прост и производителен.
Прочность стержня в сухом состоянии и поверхностная твердость должны быть выше, чем у формы. Стержневые смеси должны иметь большую огнеупорность, податливость и небольшую гигроскопичность, особенно при формовке по-сырому, высокую газопроницаемость и малую газотворную способность, хорошую выбиваемость. Свойства стержней выполняют выбором соответствующего состава стержневой смеси и
технологии изготовления стержня, что зависит от характера производства.
Таблица3 Состав стержневых смесей.| Класс стержней | Массовая доля составляющих смесей, % | ||||||
| Основных материалов | Связующих | Опилки древесные | |||||
| Песок 1К 02А, 1К 016 | Глина | Отработанная смесь | Класс А-1, А-2 (олифа) | Класс Б-2 (СП,СБ) | Класс Б-3 (сульфитная барда) | ||
| 1 | 100 | - | - | 1,5-2,5 | - | - | - |
| 2 | 100-97 | 0-3 | - | 2-3 | - | 2-3 | - |
| 3 | 100-96 | 0-4 | 0-1 | - | 3-6 | 1-3 | - |
| 4 | 93-59 | 7-1 | 0-40 | - | - | 2-3 | 0-2 |
| 5 | 72-38 | 8-2 | 20-60 | - | - | 2-3 | 0-3 |
Таблица4 Свойства стержневых смесей.
| Класс стержней | Свойства | |||
| Газопроницаемость, ед. | Влажность, % | Предел прочности, кПа | ||
| При сжатии во влажном состоянии | При разрыве в сухом состоянии | |||
| 1 | 130-150 | 1-3 | 2,94-5,8 | 685-980 |
| 2 | 100 | 2-4 | 4,9-9,8 | 490-685 |
| 3 | 100 | 3-4 | 9,8-15,7 | 342-588 |
| 4 | 70 | 4-5 | 14,7-24,5 | 196-294 |
| 5 | 70 | 5-6 | 19,6-34,2 | 785-147 |
Выбор оборудования и описание технологического процесса плавки, заливки сплава, определения температуры заливки сплава.
Качество отливок во многом зависит от температуры заливки, поэтому необходимо стремится заливать формы сталью с минимальным, но достаточным, для заполнения формы перегревом. Температура заливки стали в формы, зависит от ее химического состава, конфигурации и толщены стенки и назначается на основании опытных данных, приведенных в справочных.
Сталь в формы можно заливать из стопорных, чайниковых и других ковшей. Перед выпуском стали из печи футеровка ковшей должна быть нагрета до 700-800 С0; при недостаточном нагреве ковша сталь в нем быстро охлаждается и образует настыли, особенно при литье низкоуглеродистых сталей. После выпуска из печи сталь
выдерживают в ковшах для всплытия неметаллических включений, газов. Время выдержки зависит от вместимости ковша. За это время сталь охлаждается. Это необходимо учитывать при назначении режимов заливки.
Охлаждение отливки в форме, оборудование и технологический процесс выбивки отливок из форм. После заливки формы отливка охлаждается и затвердевает. Полностью затвердевшая отливка должна определенное время охлаждаться с формой, так как прочность металла при высоких температурах мала и отливка может разрушиться при выбивке ее из формы, охлаждение отливок протекает неравномерно: тонкие части охлаждаются значительно быстрее, чем толстые.
Выбивка форм из опок и выбивка отливок из форм – наиболее тяжелые операции из всего цикла изготовления отливок по своим санитарно - гигиеническим условиям. Процесс выбивки отливок заключается в том, что затвердевшие и охладившиеся до заданной температуры отливки извлекаются из формы. Для выбивки отливок из формы используют механические – эксцентриковые решетки.
Оборудование и технологический процесс обрубки, очистки, зачистки отливки, термическая обработка.
Очистка стальных отливок трудоемок, так как литники и прибыли трудно отделяются. Их приходится отделять газорезкой, газопламенную очистку и обрубку пневмоническими рубильными молотками. Стальные отливки очищают до отжига и после. До отжига очищают пригоревшую формовочную смесь, а после отжига – окалину, образующуюся при отжиге.
После затвердения и охлаждения стальные отливки имеют крупнозернистую структуру, обладающую невысокими прочностными свойствами. Для измельчения структуры и снижения усадочных напряжений стальные отливки отжигают. После отжига увеличивается предел
прочности при растяжении, относительное удлинение и ударная вязкость стали. Отливка после отжига охлаждается с печью.
Для придания тех или иных прочностных характеристик отливки подвергают различным видам термообработки.
Нормализацию применяют для измельчения первичной структуры отливок, а также как подготовительную операцию для последующей термообработки.
Высокий отпуск применяют для повышения ударной вязкости снижения твердости отливок. Закалку в жидких средах (воде, масле) применяют для повышения прочности и ударной вязкости мелких и средних отливок. Перед закалкой отливки необходимо отжигать, а после закалки делать отпуск. Нормализация с отпуском повышает пластические свойства и ударную вязкость стали.
1.14 Контроль качества.
Всякое нарушение литейной технологии – это причина появления дефектов в отливках. Во всех литейных цехах проводят технологические и организационные мероприятия по изучению причин появления основных видов дефектов и их устранению.
Внешний осмотр отливок проводят в два приема: предварительно до очистки и отжига, а затем после окончания очистки. Химический состав отливок определяют методами химического или спектрального анализа. Пробой на химический и спектральный анализ служит обычно прилитый к отливкам образец или образец для механических испытаний.
Геометрические размеры отливок контролируют с помощью шаблонов, специальных приспособлений и по разметке на плите.
Механические свойства отливок из стали, определяют предел прочности при растяжении, относительное удлинение, сужение и твердость по Бриннеллю.
Дефекты отливок мероприятия по их предупреждению способа исправления.
Среди огромной массы выпускаемых цехами добро качественных отливок, всегда оказывается некоторое количество с дефектами.
Отливка-кронштейн. Для нее характерны следующие дефекты: склонность к возникновению термических напряжений, коробление, ликвация элементов и т.д.
Коробление отливок возникает при неправильной конструкции отливок. Меры предупреждения: устранение неравномерности сечений отливки, выбор необходимого
состава формовочных; выбор правильного режима
термической обработки и укладки отливок в печи. В настоящее время наиболее распространенными методами исправления дефектов отливок являются: заделка замазками или мастиками, пропитка различными составами, газовая и электрическая заварка.
Исправленные любыми методами отливки, должны подвергаться осмотру и приемке работниками отдела технического контроля.