Технологический процесс получения отливки литьем в песчаные формы

 

Технологический процесс состоит из нескольких операций:

1. Изготовление моделей отливок, выбор опок, литниковой системы.

2. Приготовление формовочных и стержневых смесей.

.   изготовление форм, изготовление и сушка стержней.

.   Сборка и подготовка форм к заливке.

.   Приготовление шихты.

.   Плавка литейного сплава.

.   Заливка форм.

.   Охлаждение отливок.

.   Выбивка отливок из опок.

.   Термическая обработка.

.   Очистка от окалины.

.   Контроль.

 

Расчет размеров опок и модельных плит

 

При охлаждении залитый металл уменьшается в объеме, т.е. дает усадку (чугун 1%), поэтому модель будущей отливки изготавливают большей по размерам на 1%. При массовом производстве идет изготовление нескольких отливок на 1 модельной плите. Принимаем, что на нашей модельной плите располагаются от 4 моделей. Мы используем односторонние модельные плиты, т.е. на плите закреплены только верхние или нижние части модели на одной стороне. Также на модельной плите закрепляют элементы литниковой системы. Литниковая система- это система каналов, с помощью которых реализуется заполнение формы жидким металлом. На верхней модельной плите- шлакоуловитель, стояк, чаша, выпар. На нижней модельной плите - питатели.

Размеры модельных плит несколько больше размеров опок в свету на толщину стенки опоки и места для закрепления опок на модельных плитах при формовке.

 

Определение размеров модели

 

Размеры модели отливки больше соответствующих размеров отливки на величину линейной усадки. Для серого чугуна линейная усадка составляет в среднем 1%.

L_модели= L_{отливки}+ L_{отливки}*1/100%

 

Таблица

Размер отливки	Размер модели
Ø79,2±0,45	80,0±0,45
Ø61,6±0,4	62,2±0,4
Ø46,6±0,4	47,0±0,4
Ø36,4±0,35	37,0±0,35
30,4±0,35	30,7±0,35
112±0,5	113±0,5

 

При машинной формовке габаритные размеры опок зависят от числа отливок, их габаритных размеров, их расположения, размеров литниковой системы, а также площади стола выбранной марки формовочной машины. На нашей модели находятся 4 отливки.

Для круглых деталей:

Длина опоки Ар=3С+2d_м=3*45+2*80=295 мм

Ширина опоки Вр=4С+2l_м +а=4*45+2*113+15=421 мм,

где d_м-диаметр модели, l_м-длина модели,

а- ширина шлакоуловителя, а=15 мм.

С- толщина формовочной смеси вокруг отливок для мелких опок, С=30…50 мм (1561, с. 44).

Полученные по формулам размеры округлим с шагом в 50 мм в большую сторону: 300х450 мм.

При расчете высоты верхней и нижней части опоки применяем следующие формулы:

 

Нв=h1+d=40+50=90 мм,

Нн=h2+d=40+50=90 мм,

 

где h1- высота детали, расположенная в верхней полуформе;

h2 - высота детали, расположенная в нижней полуформе;

d - расстояние от края отливки до верхней или нижней стенки опоки, d=40…60 мм. Принимаем 50 мм. Полученные по формулам значения округлим в большую сторону с шагом в 25 мм: Нв=100 мм, Нн=100 мм.

 

Расчет размеров модельных плит

 

Если не закрепить опоку и модельную плиту, то малейший сдвиг приведет к браку.

 

Ам.п.=Ар+2*10+2*50=300+2*10+2*50=420 мм;

Вм.п.=Вр+2*10+2*50=450+2*10+2*50=570 мм,

 

где 10- толщина стенки опоки;

- места для закрепления.

 

Определение объема и массы отливки

 

Объем и массу отливки определяем без учета радиусов закруглений и уклонов:

V_отл.=V₁+V₂=260,7 см³, где V₁-объём цилиндра, V₂-объём усеченного конуса

М_отл.=V_отл*ρ=260,7*7,8=2040 г =2,04 кг.

 

Выбор способа формовки и оборудования для изготовления форм

 

Поскольку у нас массовое производство, то определяем машинную формовку. Для данных размеров опок по табл.23 стр.48 выбираем формовочную пневматическую встряхивающепрессовую с электроуправлением без поворота полуформ 22111М.

Расчет литниковой системы

 

При расчете вначале определяем суммарное сечение питателей, а размеры других элементов рассчитываем как производные.

 

ΣFпит=0,8 =0,8 =2,5 см²,

 

где ΣFпит- суммарное сечение питателей, см²,

Q- масса жидкого металла, протекающего через литниковую систему, кг.

 

Q=G+Q₁= 2,04*4+2,04*4*80%=14,7 кг,

 

где Q₁-расход металла на литниковую систему, зависит от массы отливки и может приниматься в соответствии с рисунком. МУ №1561, рис. 32 с. 52,

G=n*m- масса отливок.

По найденным значениям ΣF_пит на основании практических данных определяем площадь шлакоуловителя F_шл и стояка F_ст.

Для среднего и мелкого литья ΣF_пит: F_шл: F_ст=1:1,1:1,15, значит:

 

F_шл=1,1*2,5=2,8 см², а F_ст=1,15*2,5=2,9 см².

 

Размеры сечения шлакоуловителя определяем по т.24 МУ №1561 с.53, а диаметр стояка в нижней части по формуле:

 

D_н= = =2,3 см.

 

F_шл (2,75 см²) делим на 2 и по табл. выбираем ближайшее большее сечение и определяем размеры: a=14 мм, b=10 мм, h=14 мм.

 

Схема шлакоуловителя

 

Диаметр стояка около чаши берется на 10-15% больше. Диаметр стояка в нижней части умножаем на 12% и по полученному диаметру стояка в верхней части выбираем литниковую чашу, т.к. диаметр стояка в верхней части более 25 мм:

 

D_в=23*1,12=26 мм>25 мм.