Проектирование изготовления отливки (стр. 2 из 3)

Смесь приготавливается в бегунах 1А12М с объёмом замеса 500 кг. Порядок подачи компонентов в бегуны: во-первых вводят песок, затем катализатор и перемешивают 1- 1,5 минут, далее подают связующие, перемешивают 1- 1,5 минут.

Выбранный состав смеси должен обеспечить:

хорошую прочность стержня 5-8 кгс/см²;

- газопроницаемость не менее 200 ед.;

- хорошую выбивку стержня;

- высокую точность и качество поверхности.

Для изготовления стержней выбираем пескодувную машину марки 4509С. Стержни изготавливаются по горячей оснастке, которые твердеют в нагретых стержневых ящиках. Время выдержки стержня в ящике 1-3 мин. Полученный стержень имеет прочность, достаточную для его перемещения и установки в форму, рабочую поверхность которого предварительно покрывают, с целью уменьшения образования пригара на отливке, противопригарной краской, которая имеет следующий состав: тальк 46%, полиизобутилен (П-200) 6%, древесный пек 5%, бензин “калоша” 43% плотность покрытия 1,1-1,14 г/см³. Стержни из ящика извлекаются при помощи толкателей при подъеме верхней половины ящика. Для удаления воздуха предусмотрены венты. Нагрев стержневого ящика на машине до 200-300°С может быть газовым или электрическим. Выбираем газовый нагрев, т.к. он имеет ряд преимуществ: быстрый и более равномерный нагрев стержневого ящика, относительно низкую стоимость природного газа, простоту конструкций и эксплуатационную надежность нагревательных устройств.

6. Расчет элементов литниковой системы

Литниковая система- система каналов и устройств, для подвода в определенном режиме жидкого металла в полость литейной формы, отделения неметаллических включений, обеспечения питания отливки при затвердевании. Правильная конструкция литниковой системы должна обеспечивать непрерывную подачу расплава в форму по кратчайшему пути, спокойное и плавное ее заполнение, улавливание шлака и других неметаллических включений, создание направленного затвердевания отливки, минимальный расход металла на литниковую систему, не вызывать местных разрушений формы.

По направлению движения металла в полость литейной формы относительно горизонтальной плоскости (отливки) литниковые системы делятся на верхние, горизонтальные, вертикальные и т.д.

Для данного случая выбираем горизонтальную литниковую систему расширяющегося типа, как наиболее благоприятную для заполнения полости формы, что также хорошо влияет на качество отливок. В такой системе самым узким местом будет поперечное сечение стояка. Такая литниковая система обеспечивает ламинарный поток течения расплава и не размывает стенки формы.

Расчет литниковой системы начнем с самого узкого места литниковой системы со стояка:

,

где μ-коэффициент сопротивления литниковой системы и формы;

ρ - плотность жидкого чугуна, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

G - масса отливки, кг;

t - время заполнения формы;

,

где S - коэффициент учитывающий толщину стенки отливки;

k – поправочный коэффициент;

H_p - расчётный статический напор;

,

где Н -высота опоки от места подвода расплава, м;

Р -высота отливки от места подвода расплава, м;

С -высота отливки, м;

Принимаем отношение площадей стояка, шлакоуловителя, питателей, как отношение чисел:

Площадь сечения шлакоуловителя

;

Суммарная площадь питателей

;

Площадь питателя

;

Так как через один стояк заливается четыре отливки, то площадь его поперечного сечения будет равна

Диаметр стояка

,

принимаем d_ст = 24 мм.

Эскиз питателя

Рисунок 3.

Эскиз шлакоуловителя

Рисунок 4

Эскиз стояка и литниковой чаши

Рисунок 5.

Для увеличения пропускной способности формы необходимо устроить вентиляционные каналы диаметром 5 – 6 мм в количестве 3 – 4 на 1 дм² формы. Каналы не должны доходить до полости формы 7 – 10 мм.

7. Выбор размеров опок

Выбираем цельную стальную опоку I-го типа по ГОСТ 2133-75. Размеры верхней опоки 600*540*150мм, нижней опоки 600*540*100мм. Данная опока является краново-ручной. Накладывание пустых опок на формовочные машины и плиты с моделями производится руками, краном или пневматическим подъемником.

Материал опоки - сталь 20Л ГОСТ 977-88. Элементы опок выполнены по ГОСТ 14974-95. Для транспортирования и кантовки на опоке предусмотрены цапфы. Для вывода газов - вентиляционные отверстия. Для центрирования опок имеются ушки верхней и нижней опоки, в которые вставляются штыри. Точность центрирования обеспечивается применением центрирующих втулок, находящихся в ушках опок. Для точной установки опоки на модельную плиту имеются центрирующие и направляющие штыри.

8. Выбор способа изготовления форм

Литьё производится в разовые опочные, песчано-глинистые формы с горизонтальным разъёмом. В связи с тем, что отливка не имеет массивных частей, прибыль для данной отливки установлена не будет.

Данная отливка имеет небольшую массу и незначительные размеры, поэтому в одной форме изготавливаем четыре отливки. Для изготовления форм используем односторонние модельные плиты. При данных размерах длины и ширины опок имеется возможность производить формовку на встряхивающей машине с допрессовкой и поворотным столом, марки 254М. Производительность формовочной машины 45 полуформ в час.

9. Разработка технологии сборки формы. Расчет усилия подъёма верхней полуформы расплавом. Выбор груза или способа крепежа верхней полуформы к нижней

Тщательность сборки в значительной мере определяет точность геометрических размеров отливки.

Сборку начинают с установки нижней полуформы в строго горизонтальном состоянии на заливочную площадку или тележку конвейера. Затем из полости полуформы сжатым воздухом выдувают сор и пыль, попавший при извлечений модели и ремонте полуформы. В чистую полость полуформы, покрытой огнеупорной краской аналогичной по составу стержневой в определенной последовательности устанавливают стержни. Устойчивое положение стержней в форме обеспечивается знаками. Точность совмещения нижней и верхней полуформы обеспечивается съемными контрольными штырями.

Расплав, заполняющий полость формы, оказывает давление во все стороны. Нижние и боковые стенки формы должны быть достаточно прочными, чтобы противостоять давлению расплава, а верхняя полуформа должна быть прижата к нижней с определенным усилием, чтобы расплав не приподнял её. Стержни, находящиеся в форме, испытывают силу действия расплава, стремящуюся вытолкнуть их вверх.

Так как в форме есть омываемый металлом стержень, то общая сила действия металла на верхнюю полуформу складывается из силы Вф действующей на внутреннюю поверхность верхней полуформы и силы Вс, выталкивающей стержень.

,

где

и определяются как , /5,с.105/

,

где V – объём стержня, дм³;

ρ₁ – плотность стержня, кг/дм³;

ρ – плотность металла, кг/дм³;

F – площадь проекции отливки на горизонтальную плоскость, дм²

H – высота столба жидкости, дм.

Далее определяем массу груза по формуле

,

Далее определим силы противодействия,

Q = Q₁ + Q₂

где Q₁ - вес опоки, кг;

Q₂ - вес земли, кг.

Q=65,0 + 98,5=163,5 кг

Так как М<Q, следовательно, груз не устанавливается.

10. Выбор плавильного агрегата

Отливка выполняется из серого чугуна марки СЧ-18 ГОСТ 26358-84.