Анализ технологичности конструкции литой детали

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра «Сварка, литье и технологии конструкционных материалов»

Утверждаю: Зав. кафедрой СЛиТКМ _________________ А.А. Протопопов «___»____________ 2014 г.

Регистрационный номер: ________________________

Методические указания

К практическим занятиям

Дисциплины

"Производство заготовок в песчаных формах "

Уровень профессионального образования: высшее образование – бакалавриат

Направление подготовки: 15.03.01 - Машиностроение

Профиль подготовки: «Машины и технология литейного производства»

Квалификация (степень) выпускника: Академический бакалавр

Форма обучения: очная (ускоренная)

Тула 2014 г.

Методические указания к практическим занятиям составлены д.т.н., проф. Вальтером А.И. и обсуждены на заседании кафедры СЛиТКМ Политехнического института

протокол № 1 от "31"08. 2011 г.

Зав. кафедрой________________ А.А. Протопопов

Методические указания к практическим занятиям пересмотрены и утверждены на заседании кафедры СЛиТКМ Политехнического института

протокол № __ от "___"___ 20_ г.

Зав. кафедрой________________А.А. Протопопов

Введение

Целями освоения дисциплины «Производство литых заготовок в песчаных формах» являются изучение студентами теоретических и практи­ческих знаний, позволяющих разрабатывать технологические процессы из­готовления отливок в песчаных формах, обратив особое внимание на раз­новидности и технологию изготовления таких форм. Дать понятие техноло­гичности конструкции литых заготовок, основам выбора оптимального тех­нологического процесса их изготовления, дать оценку качества получае­мой отливки.

Задачами дисциплины «Производство литых заготовок в песчаных формах» являются: отработка навыков в проектировании техно­логических процессов, в выполнении стандартных испытаний качества фор­мовочных материалов и смесей, в разработке конструкции и расчете лит­никовых систем, разработке и составлении технической документации, чертежей, инструкций, классификации дефектов, которые могут иметь мес­то в отливках и способах их исправления.

В результате проведения практических занятий студент должен:

- знать сущность и технологические возможности процессов получения металлов и сплавов, их физико-механические и технологические свойства, классификацию и маркировку; технологические процессы формообразования заготовок и деталей методами прокатки, прессования, волочения, порошковой металлургии, давлением, резанием, сваркой, различными способами литья, технологии получения деталей из биметаллов, пластмасс, композиционных материалов, технических резин;

- уметь расшифровать марки металлов и сплавов, назначать материал для изготовления деталей, исходя из условий их эксплуатации, экономичности, обосновывая правильность выбора материалов и технологии изготовления деталей из них;

- иметь представление о проблемах, перспективах и направлениях развития металлургического производства, порошковой металлургии, литейного и сварочного производства, в области обработки металлов давлением, резанием, о производстве изделий из композиционных материалов, о современных видах пластмасс, биметаллов, технических резин.

Литейное производство

Литейное производство является отраслью машиностроения, изготовляющей литые заготовки (отливки) или детали, получаемые заливкой расплавленного металла заданного химического состава в литейную форму, полость которой имеет конфигурацию отливки.

Преимущество литых деталей в том, что их можно изготовить максимально приближающимися к заданной форме и размерам и практически любой конфигурации.

Литейное производство – один из важнейших технологических переделов в машиностроении. Ежегодно в нашей стране из чугуна, стали и сплавов цветных металлов, производится свыше 5 млн. т. литых заготовок, разнообразных по массе и размерам. Например, литьем изготавливают станины станков, коленчатые валы, рычаги, рабочие колеса насосов, лопатки газовых турбин, блоки цилиндров, корпуса подшипников и т. д.

В настоящее время литые изделия получают путем заливки металла в формы, изготовленные из песчаных смесей - обычных и жидко - подвижных самотвердеющих, а также при помощи специальных способов литья. Специальные способы литья: литье в металлические формы (кокили), литье под давлением, центробежное литье, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям и др. являются прогрессивными, так как позволяют свести механическую обработку литых заготовок до минимума, а в некоторых случаях полностью ее устранить. Однако объем отливок производимых специальными способами в общем объеме производимых отливок пока не превышает 20 - 25 %.

Основное количество отливок получают в разовых песчаных формах. Для изготовления песчаной литейной формы используют модельный комплект, опочную оснастку и формовочные материалы. В модельный комплект входят: модель отливки, модельные плиты, стержневые ящики, модели литниково-питающей системы. Основой для изготовления модельного комплекта является модельный чертеж, разрабатываемый в процессе проектирования технологического процесса изготовления отливки.

Литейная технология разрабатывается на основе чертежа детали и технических требований на ее изготовление. Разработку техпроцесса начинают с анализа технологичности конструкции детали.

Анализ технологичности конструкции литой детали

При оценке технологичности конструкции детали обращают внимание на толщину стенок, габаритные размеры будущей отливки, форму и размеры отверстий, полостей, выступов, поверхностей, подлежащих механической обработке, плавность перехода от толстых мест к тонким и т. д.

Толщина стенок должна обеспечивать расчетную прочность отливки и возможность заполнения формы при назначенной толщине. Для определения наименьшей толщины стенки отливки при литье в песчаные формы могут быть использованы данные таблицы.

Наименьшая толщина стенок отливок

Материал	Наибольший размер детали, мм
Мелкие до 500	Средние 500-1500	Крупные свыше 1500
Чугун серый
Чугун ковкий			-
Сталь
Цветные сплавы			-

Толщина стенок отливок должна быть по возможности одинаковой во всех частях, что обеспечивает равномерность охлаждения.

При сопряжении стенок недопустимы острые углы, так как это может привести к образованию трещин. Угловые сопряжения наружных и внутренних поверхностей должны быть округлены, а резкие переходы от одной стенки к другой должны отсутствовать.

Отверстия в отливках выполняются, начиная с некоторого минимального размера, обусловленного особенностями технологии литья. Так, при литье в песчаные формы минимально допустимые диаметры литых отверстий принимаются при массовом производстве 20, серийном 30, и индивидуальном 50 мм.

При наличии в чертеже отклонений от указанных требований технологом-литейщиком должен быть поставлен вопрос перед конструктором о внесении необходимых изменений.

Проанализировав технологичность конструкции детали, приступают к разработке модельно - литейных указаний (модельного чертежа), которые при единичном и мелкосерийном производстве наносятся непосредственно на чертеж детали с использованием специальных условных обозначений, установленных ГОСТ 3.1125-88. При этом определяют:

а) положение отливки в форме во время заливки;

б) величины припусков на механическую обработку и усадку сплава;

в) размеры формовочных уклонов и галтелей;

г) количество стержней и размеры их знаковых частей;

д) конструкцию и размеры элементов литниковой системы, в том числе прибылей и выпоров;

е) размеры и конструкцию опок.