Технология литейного процесса

     При машинной формовке ввиду большей  точности литья припуски на обработку даются меньшие, чем при ручной формовке. Наибольшие припуски предусматриваются для поверхностей, которые при заливке обращены вверх, так как они больше всего засоряются неметаллическими включениями.

     Определение припусков по ГОСТ 26645-85 [7].

 

     Формовочными  называют уклоны, которые придаются  рабочим поверхностям литейных моделей для обеспечения свободного извлечения их из форм или освобождения стержневых ящиков от стержней без разрушения в том случае, если конструкция детали не предусматривает конструктивные уклоны.

     Величина  уклона зависит от высоты стенки, материала  модели и от способа формовки. Для машинной формовки металлические модели имеют уклон 0.5-1°. Принимаем 1° [6, с.222].

     Галтелями называются закругления внутренних углов моделей для получения в отливке плавного перехода от одной поверхности к другой. Они улучшают качество отливки, способствуют равномерному ее охлаждению, уменьшают опасность появления горячих трещин в местах пересечения стенок и предотвращают осыпание формовочной смеси в углах формы при извлечении из нее модели. Благодаря правильно выполненным закруглениям наружных и внутренних стенок удается избежать возникновения усадочных раковин. Применение галтелей повышает усталостную прочность отливок в условиях работы при значительных знакопеременных нагрузках.

6. Определение конструкций и  размеров знаков стержней. Проверка знаков на смятие

     Литейными стержнями называют элементы литейной формы, изготавливаемые отдельно от полуформ по специальной (как правило) оснастке и предназначенные для получения в отливке отверстий и полостей, которые не могут быть получены от модели. Стержни, как правило, ставят в форму после сушки, чтобы увеличить их прочность и уменьшить газотворность.

     Стержневые  знаки служат для обеспечения  правильного и надежного фиксирования стержня в форме и удаления из него газов во время заливки.

     При проектировании стержней необходимо:

• определить границы стержней и их количество;
• выбрать или рассчитать размеры знаковых частей и определить величину зазоров между знаками формы стержней;
• обеспечить прочность за счет выбора соответствующего состава стержневой смеси или установки каркасов;
• выбрать способ изготовления, показать плоскость разъема стержневых ящиков и направление набивки;
• разработать систему вентиляции.

     При конструировании стержней руководствуемся следующими соображениями:

• стержень располагается в нижней полуформе, так как на установку и крепление стержня в верхней опоке затрачивается в 5-6 раз больше времени, чем в нижней;
• избегаем односторонне посаженых стержней, для чего пользуемся приемом дублирования стержней; при этом исключается возможность их смещения под действием собственной массы или напора металла;
• конструкция формы исключает фиксирование одних стержней в знаках других, так как при этом суммируются ошибки их установки.

 

     При изготовлении отливки данной детали используем один дублированный стержень:

     Основные  размеры стержня: L = 235мм, a = 704мм, b = 184мм.

     Длина горизонтального знака из [8, с.3, табл.1] равна 80мм, что явно недостаточно для устойчивости дублированного стержня. Руководствуясь пунктом 3.4 ГОСТ 3606-80 увеличим длину знака до 240мм.

     Формовочные уклоны на знаковой формообразующей  поверхности:

     a = 6°, b = 8° [8, с.9, табл.5].

     Значения  зазоров S₁, S₂ и S₃ [8, с.12, табл.6]:

     S₁ = 0.6мм, S₂ = 0.6мм, S₃ = 0.5* S₁ = 0.9мм.

     Радиус  скругления (переход от основной к  знаковой формообразующей поверхности): r = 5мм [8, с.16, табл.].

     Для получения гнезд под подшипники рассчитаем выступы на дублированном стержне:

     Для нижних по заливке: высота знака h = 35мм [8, с.8, табл.4],

     Для верхних по заливке: высота знака  h₁ = 0.4*h = 0.4*35 = 14мм [8, с.9].

     Формовочные уклоны на знаковой формообразующей  поверхности:

     a = 7°, b = 10° [8, с.9, табл.5].

     Значения  зазоров S₁ и S₂:

     Для нижних знаков: S₁ = 0.3мм, S₂ = 0.4мм [8, с.12, табл.6].

     Для верхних: S₁ = 0.2мм, S₂ = 0.4мм [8, с.12, табл.6]:

     Радиус  скругления: r = 2¸3мм [8, с.16, табл.].

     При формовке по-сырому для предотвращения разрушения кромок формы при установке стержней ГОСТом 3606-80 рекомендуется выполнять противообжимные пояски для горизонтальных стержней: a = 12мм, b = 2 мм. 

      Проверка  знаков на смятие

     Нижний  знак.

     Прочность смеси на сжатие:

,                                 (1)

     где P – реакция на опоре, кг,

;                                                       (2)

     где S_н.зн. – опорная поверхность нижнего знака, см²,

         n – количество знаков в нижней полуформе, n = 5.

     Масса стержня:

G_ст = V_ст * g_ст,                                                  (3)

     где V_ст – объем стержня, г/см³,

        (4)

     g_ст – плотность стержневой смеси, g_ст = 1.65г/см³.

G_ст = 95637.166 * 1.65 = 157801.32г.

     Опорная поверхность нижнего знака:

                                               (5)

     Тогда:

- условие выполнено.

     Верхний знак.

,                                     (6)

     где S_в.зн. – опорная поверхность верхнего знака, см²,

                                                       (7)

     где P_ст – подъемная сила, действующая на стержень, г,

         m – количество знаков в верхней полуформе, m = 5.

P_ст = V^*_ст* (g_м - g_ст) –V_зн*g_зн,                                    (8)

     V^*_ст – объем стержня, на который действует подъемная сила,

     V_зн - объем стержня, на который не действует подъемная сила, см³,

                  (9)

 

(10) 

 

P_ст = 52300.7*(7 – 1.65) – 43336.466*1.65 = 208303.576г,

P₁ = 208303.576/5 = 41660.715г;

     Опорная поверхность верхнего знака:

                                               (11)

     Тогда:

- условие выполнено.

7. Расчет литниковой системы

Назначение  литниковой системы

       Литниковая  система (л.с.) должна обеспечить спокойную, равномерную и непрерывную подачу металла в заранее определенные места отливки.

       Конструкция л.с. должна создавать условия, препятствующие засасыванию воздуха потоком металла.

       Л.с. должна задерживать все неметаллические  включения, попавшие в поток металла.