Разработка чертежа отливки

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Технологический институт

Кафедра «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

 

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ

 

 

Методические указания

для лабораторных (практических) занятий

по дисциплинам «Технология конструкционных материалов», «Материаловедение и технология конструкционных материалов»

для студентов всех специальностей и направлений

очной и заочной форм обучения

 

Тюмень

ТюмГНГУ

Утверждено на заседании кафедры «Материаловедение и технология конструкционных материалов», протокол № 4 от «27» января 2012 г.

 

Составители: д.т.н., профессор Ковенский И.М.

ст. преподаватель Прожерин А.Е.

 

© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2012 г.

Методические указания предназначены для практического освоения технологии изготовления литейной формы в рамках изучаемого курса, формирования знаний, умений и навыков обучаемого.

В результате выполнения работы студент должен:

– знать технико-технические особенности технологии изготовления литейной формы;

– уметь практически определять параметры литейной формы;

– владеть навыками анализа и обоснования материала, проведения необходимых экспериментов, установления зависимости между параметрами, работать самостоятельно и в коллективе.

 

Цель работы – приобретение знаний, умений и навыков изготовления литейной формы.

Задачи.

1. Изучить основные положения технологии получения отливок в песчаные формы.

2. Разработать технологию изготовления литейной формы согласно индивидуального задания.

 

Оборудование и материалы

 

1. Наглядные пособия по технологии изготовления литейной формы.

 

Основные теоретические положения

 

Выбор способа формовки

И поверхности разъема формы

 

При выборе способа формовки необходимо учитывать размеры детали, ее конфигурацию и серийность производства. Для единичного производства применяют ручную формовку по деревянной модели. При серийном и массовом производстве разовые формы изготовляют на формовочных машинах по металлическим или пластмассовым модельным плитам.

Для облегчения изготовления формы ее и модель делают разъемными. При определении плоскости разъема формы и модели руководствуются следующими соображениями:

– модель или части модели должны свободно выниматься из набитой формовочной смесью опоки;

– надо стремиться располагать всю отливку в нижней опоке, это предотвращает появление брака при перекосах;

– если формовать по цельной модели невозможно, следует помещать в нижней опоке более высокую часть, а в верхней опоке меньшую часть. Это делает верхнюю полуформу более легкой;

– количество стержней должно быть минимальное, расположение стержней предпочтительно горизонтальное;

– наиболее ответственные поверхности, подвергающиеся механической обработке, по возможности располагать внизу или в вертикальной плоскости, так как верхние поверхности получаются менее плотными и чистыми.

Разработка чертежа отливки

 

Основой для проектирования отливки является чертеж детали
(рис. 1, а, б). На чертеж детали условными обозначениями наносят: припуски на механическую обработку 2; технологические припуски (литейные уклоны 4, напуски 5, галтели); линии разъема формы и модели 1; контуры стержней 3 и их знаковых частей 6; место подвода питателя и установки прибылей (если они потребуются); все необходимые размеры, марку сплава, процент усадки и т.п. (рис. 1, в, г).

Плоскость разъема формы и модели обозначают на чертежах буквами РМ (разъем модели) и двумя стрелками с буквами В (верх)
и Н (низ) (рис. 1, в, г). Выбор положения плоскости разъема изложен в пункте 1.

 

Припуск на механическую обработку – дополнительный слой металла, удаляемый в процессе механической обработки отливки и обеспечивающий точность и высокое качество поверхности детали. Припуски на механическую обработку назначают на поверхности, где указан знак обработки . На чертеже детали припуск на механическую обработку указывают тонкой или штриховой линиями или красным карандашом. Величина припуска на механическую обработку регламентируется ГОСТ Р 53464-2009.

В табл. 1 и 2 приведена величина припусков на механическую обработку чугунных и стальных отливок для низа и боковых поверхностей. Для верха припуск увеличивается на 30 %, т.к. во время заливки различные неметаллические включения (пузырьки газов, шлак и т.д.) всплывают и загрязняют поверхность отливки. Минимальный припуск назначается для отливок массового производства, изготовляемых по точной оснастке, машинной формовкой и на точном оборудовании. Максимальный – для отливок, получаемых ручной формовкой в условиях единичного производства.

 

Сталь 35Л	Чугун СЧ20
а	б
Сталь 35Л, усадка 1,8 %	Чугун СЧ20, усадка 1 %
в	г
д	е

 

Рис. 1. Чертежи детали (а, б), чертежи отливки (в, г) и модели (д, е)

Таблица 1

 

Припуски на механическую обработку для низа

и боковых поверхностей отливок при чугунном литье

 

Наибольший габаритный размер детали, мм	Номинальный размер обрабатываемой поверхности, мм
до 50	51-120	121-260	261-500	501-800	801-3000
До 120	2,0-2,5	2,0-3,5	–	–	–	–
121-260	2,0-3,0	2,5-4,0	2,5-4,5	–	–	–
261-500	2,5-3,5	3,0-4,5	3,5-5,0	3,5-6,0	–	–
501-800	3,5-4,0	3,5-5,0	4,0-5,0	4,5-6,0	4,5-7,0	–
801-1250	3,5-4,0	4,0-5,5	4,5-6,0	4,5-6,0	4,5-7,0	5,0-7,5
1251-5000	4,0-4,5	4,5-6,0	5,0-6,0	5,0-7,0	5,0-7,0	5,5-9,0

 

Таблица 2

 

Припуски на механическую обработку для низа

и боковых поверхностей отливок при стальном литье

 

Наибольший габаритный размер детали, мм	Номинальный размер обрабатываемой поверхности, мм
51-120	121-260	261-500	501-800	801-1250
До 120	3,0-4,5	–	–	–	–
121-260	3,0-4,5	3,5-5,0	–	–	–
261-500	3,0-4,5	4,0-5,5	4,0-6,0	–	–
501-800	4,0-5,0	4,5-5,5	5,0-6,0	5,0-7,0	–
801-1250	5,0-6,0	5,0-6,0	6,0-7,0	6,0-7,0	6,0-8,0

Литейные (формовочные) уклоны на модели, в стержневом ящике и отливке служат для удобства извлечения моделей из формы без ее разрушения и для свободного извлечения стержня из стержневого ящика. Уклоны выполняют в направлении извлечения модели из формы. На чертеже формовочные уклоны указывают, как и припуски на механическую обработку, красным карандашом, тонкими или штриховыми линиями. Величина формовочных уклонов регламентируется ГОСТ 3212-92 (табл. 3).

Таблица 3

 

Измеряемая высота вертикальной поверхности, мм	Уклоны угла моделей (не более)
Металлических	Деревянных
до 20	1°30'	3°
21-50	1°	1°30'
51-100	0°45'	1°
101-200	0°30'	0°45'
201-300	0°30'	0°30'
301-500	0°20'	0°30'
501-600	0°20'	0°20'

 

Напуск служит для упрощения изготовления отливки. Так, отверстия в отливке диаметром 20-30 мм в условиях массового и серийного производства и диаметром до 50 мм в условиях единичного производства можно не делать, так как их целесообразнее просверлить в процессе механической обработки. В этом случае на чертеже отливки элемент перечеркивают тонкими линиями, выходящими за его контур.

 

Галтели– закругления внутреннего угла на модели (рис. 1, д, стр. 5) для получения плавного перехода в сопрягаемых стенках. С помощью галтелей исключается осыпание формовочной смеси в углах модели при ее извлечении из формы. Нормативные материалы рекомендуют пользоваться нормальным рядом радиусов: 1, 2, 3, 5, 8, 10, 15, 20, 25, 30 и 40 мм. Радиусы галтелей составляют 1/5-1/3 средней арифметической толщины сопряженных стенок отливки.

 

Литейный стержень – элемент литейной формы для образования отверстия, полости или иного сложного контура в отливке. Стержни предотвращают попадание жидкого металла в те участки литейной формы, которые соответствуют пустотам в теле отливки. Стержни бывают вертикальные и горизонтальные, в зависимости от их положения при установке в форму. Конфигурацию и размеры стержней определяют с учетом усадки металлов и припусков на механическую обработку. Для правильной установки и крепления стержней в форме служат знаковые части стержня, которые входят в знаковые гнезда формы. Знаковые части у горизонтальных стержней делают прямыми, а у вертикальных – с уклоном для удобства сборки формы. Для нанесения контура знаковых частей стержня необходимо определить их длину и величину уклонов. Длину знаков вертикального стержня определяют в зависимости от длины стержня и его диаметра (для стержней прямоугольного сечения диаметр заменяют полусуммой сторон). Нижние знаки вертикальных стержней являются опорными, поэтому их высота больше высоты верхних знаков. Высоту нижнего знака определяют по таблице 4, а высоту верхнего принимают равной 60 % от высоты нижнего.

 

Таблица 4

Высота нижних вертикальных знаков стержня

 

Диаметр стержня, мм	Длина стержня, мм
до 150	151-500	501-1000	1001 и выше
До 100	20-30	50-70	100-120	–
101-400	30-40	40-60	70-100	140-190
401-1000	40-50	40-50	60-100	110-180
1001 и выше	60-100	60-110	60-110	80-150

Примечание: Если отношение диаметра или наименьшей ширины полости в отливке к ее высоте больше единицы, то в этом случае стержни не используют, а такие полости в отливке получают посредством литейных «болванов» из формовочной смеси.

 

Длина горизонтальных стержневых знаков определяется по табл. 5.

 

Таблица 5

 

Диаметр стержня, мм	Длина стержня, мм
до 50	51-150	151-300	301-500	501-750	750-1000	1001-1500
до 25				–	–	–	–
25-50					–	–	–
51-100							–
101-200
201-300	–
301-400	–	–
401-500	–	–
501-750	–	–	–

Углы уклона вертикальных знаков, расположенных в нижней опоке, принимают 7-15° при небольшой длине знаков и 2-3° для знаков большой длины (свыше 80 мм). Для знаков, расположенных в верхней опоке, уклоны увеличивают в 1,5 раза.

На чертеже стержни в разрезе штрихуют по контуру. Если стержней несколько, для каждого стержня применяют свою, отличающуюся от других штриховку, стержни нумеруют.