Зміст
I. Основні положення
II. Розрахунок технологічної оснастки
II.1 Розрахунок литниковой системи
II.2 Модельний комплект
II.3 Обладнання для виготовлення ливарних форм
III. Технологія механічної обробки
Список використаних джерел
I. Основні положення
Сучасна техніка не може обійтися без ливарного виробництва. Немає майже жодного машинобудівного або металургійного заводу, на якому не було б ливарного цеху в числі основних цехів. Технічний прогрес, досягнутий у ливарному виробництві, дозволяє відливати деталі мінімальної ваги зі значно зменшеними припущеннями на механічну обробку, а в ряді випадків одержувати готові деталі, які йдуть на складання.
Лиття - це процес, що складається з послідовного ряду технологічних операцій.
Виливок - це деталь, отримана одним із способів лиття.
За способом виготовлення розрізняють ручне і машинне лиття.
За якістю і пристрою ливарної форми розрізняють лиття в земляні (піщано-глинисті) форми, металеві форми (кокиля), лиття під тиском, лиття по виплавлюваних моделях, відцентрове лиття, вакуумне лиття і т.д.
Перш ніж приступити до виготовлення виливків, виробляють певні підготовчі роботи, пов'язані з розробкою необхідної для виробництва документації, проектуванням та виготовленням спеціальної технологічної оснастки, пристосувань, інструменту.
Виготовлення виливків починають з розробки ливарної технології.
Відповідальним завданням, яке вирішується при розробці ливарної технології, є відпрацювання конструкції виливки на ливарну технологічність. Конструкція виливки вважається технологічною тільки в тому випадку, якщо вона відповідає вимогам ливарного виробництва і технічним умовам на її виготовлення.
До вимог ливарного виробництва відноситься можливість виготовлення виливки високої якості доступними і надійними прийомами ливарної технології з урахуванням наявного на підприємстві обладнання та діючих технологічних процесів.
Розробка креслення виливка і технології виготовлення виливка
1.Вибор розташування виливки у формі
При виборі положення виливка у формі технолог-ливарник керу-яття певними правилами. В основу їх покладені забезпечення «управління направленим твердінням і харчуванням виливки». Положення виливки у формі повинно забезпечувати мінімальну кількість роз'ємів і стрижнів.
2. Вибір площини рознімання форми
Після вибору положення виливка у формі технолог-ливарник повинен нанести на креслення деталі або відливання площину роз'єму. В основу вибору площині розняття форми беруться такі положення: зручність формування (простота виїмки моделі з форми), мінімальна кількість окремих частин моделі і мінімальна кількість стрижнів.
3. Вибір способу виготовлення форм
Спосіб виготовлення форми визначається реальними виробничими можливостями цеху, а також серійністю виливків. Малі за вагою виливка можуть відлитися у форми, які виготовляються при масовому виробництві на машинах, при одиничному - на плацу ручної формуванням.
4. Вибір методу формування
Існує «формування по-сухому» і «формування по-сирому»:
- «Формування по-сухому» - метал заливають у попередньо підсушене форми (для великогабаритних виливків, вагою більше 30 кг).
- «Формування по-сирому» - метал заливають у сирі форми (для дрібних і середніх виливків, вагою менше 30кг).
5. Креслення виливка
На кресленні деталі проводиться розробка креслення виливка, для якої повинна бути виготовлена модельна оснастка:
- Синім кольором наносять площина рознімання моделі, яка повинна відповідати площині роз'єму полуформ;
- Червоним кольором наносяться припуски на механічну обробку.
Розміри припусків на механічну обробку залежать від розташування виливки у формі при заливанні. Нижні та бокові площині форми мають менші розміри припуску, верхні великі. Величина припуску встановлюється відповідно до класу точності виготовлення виливки по ГОСТ 26645-85.
Під точністю виготовлення виливків розуміється ступінь відхилення їх геометричних розмірів і маси від номінального розміру.
6. Вибір литниковой системи
Литниковой системою називають сукупність елементів ливарної форми у вигляді каналів і порожнин, призначених для підведення розплаву у форму, її заповнення та харчування виливка при її затвердінні. Литниковая система складається з наступних елементів:
- Литниковая чаша - призначена для прийому розплавленого металу (розплаву) і подачі його в порожнину форми;
- Стояк - вертикальний або похилий канал, службовець для подачі розплаву в інші елементи (крім чаші) литниковой системи або безпосередньо в робочу порожнину форми;
- Шлакоуловителя - призначений для затримання неметалічних включень (шлаку, піщаних частинок і ін) розплаву, що надходить потім у живильники;
- Живильник - канал, який би підведення розплаву в порожнину ливарної форми;
- Випоровши - вертикальний канал, службовець для висновку газів з форми, контролю заповнення робочої порожнини розплавом і харчування виливків при затвердінні;
- Прибуток - порожнина у формі, яка заповнюється розплавом для живлення масивних частин виливка при затвердінні.
Основні технологічні переділи одержання виливків в разові піщані форми.
II. Розрахунок технологічної оснастки
Відповідно до ГОСТ 26645-85 для сталевої виливки одержуваної литтям у піщані форми в сирі і піщано-глинисті форми і габаритним розміром до 630мм вибираємо 9 клас точності розмірів (середні значення по ГОСТ 26645-85 відносяться до відливок середньої точності і умов механізованого серійного виробництва).
Призначаємо припуск на механічну обробку: верх-2, 2мм; пліч-2, 0 мм.
Вибираємо роз'єм моделі та форми - по середині виливки (деталі).
Спосіб виготовлення форм - машинна формовка.
Метод формування - «формування по-сирому».
Розмір опок в світлі: 350 х 600 (мм).
Висота опок: верх - 150 мм; низ - 150мм.
Кількість виливків у опоке - 6 шт.
Вага відливання - 1,0 кг.
Загальна вага виливків - 6,0 кг.
Орієнтовна вага всі литниковой системи - 4,8 кг.
Орієнтовна вага литниковой системи на 1 виливок -0,8 кг
Схема розташування виливків і литниковой системи у формі
II.1 Розрахунок литниковой системи
1. Живильник на 1 виливок
Q
F піт = ------------------- см 2, де
μ × τ × 0,317 ×
Q - вага 1-й виливки з литниковой системою (без чаші) кг;
μ - загальний коефіцієнт витрати в литниковой системі = 0,32 (залежить від характеру заливається форми (сира) і опору форми (середня));
τ - час заливки, сек;
Н р - корисний напір, що визначається за формулою
2Н с - h 1 лютого
Н р = --------------- см, де
2h
Н с - висота стояка до рівня металу в чаші = 15 см;
h - висота виливки у формі (за положенням при заливці) = 4,5 см.
h 1 - висота частини виливки над живильниками = 4,5 см.
τ = S 1 ×
S 1 - постійний коефіцієнт = 1,4 (залежить від температури металу і жидкотекучести (нормальні) і способу підведення металу (на половині висоти виливки)), так як виливок схильна до утворення внутрішніх напружень, тріщин і усадочних раковин ми збільшимо значення S 1 на 0,1.
Разом S 1 = 1,6;
δ - переважна товщина стінок виливки = 30мм,
Для нашої виливки:
Q = 1,0 + 0,8 = 1,8 кг;
μ = 0,32;
τ = 1,6 ×
30 - 20,25
Н р = --------------- = 1,08 см
9
0,6
F піт = -------------------------------- = 2,0 см 2 (розрахунковий)
0,32 × 2,8 × 0,317 ×
Визначаємо фактичні габарити живильника:
36
6
30
3 + 3,6
F піт =------------ × 0,6 = 1,98 см 2
2
Σ F піт = 1,98 × 6 виливків = 11,88 см 2
Визначивши розміри живильників, розрахунок стояка і шлакоуловителя виробляють з урахуванням того, що литниковая система в даному випадку повинна бути замкнутою (закриваються), і необхідно витримати співвідношення:
F піт <F шл <F шл F ст від (1,0; 1,05; 1,15) до (1,0; 1,3; 1,6)
У середньому (1,0; 1,2, 1,4)
2. Шлакоуловителя
F шл = F піт × 1,2 = 11,88 × 1,2 = 14,26 см 2 (розрахунковий)
Визначаємо фактичні розміри шлакоуловителя
30
40
40
3,0 + 4,0
F шл =------------ × 4,0 = 14 см 2
2
3. Стояк
F ст = F піт × 1,4 = 11,88 × 1,4 = 16,6 см 2 (розрахунковий)
Визначаємо фактичні розміри стояка
F ст = πr 2 = 3,14 × 2,3 2 = 16,6 см 2,
Ø = 46мм
4. Прибуток і випоровши
Так як дана виливок має маленькі габаритні розміри і вага, то прибуток на кожну виливок ми не ставимо, а для виведення газів з форми, контролю заповнення робочої порожнини розплавом і харчування виливків при затвердінні ми поставимо випоровши.
У нашому випадку випоровши буде служити каналом
Ø випоровши приймаємо = 30мм
II .2 Модельний комплект
Модельний комплект - це сукупність пристосувань, призначених для отримання робочих порожнин в ливарній формі; включає ливарну модель, моделі елементів литниковой системи.
За способом виготовлення ливарної форми розрізняю модельні комплекти для машинного і ручного формування.
За габаритними розмірами розрізняють дрібні і великі модельні комплекти. Дрібні до 500мм, середні від 500мм до 1500мм, великі понад 1500мм.
За складністю конструкції модельні комплекти класифікують на прості, середньої складності і складні.
За родом матеріалу, що застосовується для виготовлення модельних комплектів, їх класифікують на дерев'яні і неметалеві (для ручного формування) і металеві (для машинної формовки).
Модельні комплекти виготовляють за робочими кресленнями деталей з нанесеною на них ливарної технологією.
Модельні комплекти з металу виготовляють на металорізальних верстатах, а дерев'яні - на деревообробних.
При виготовленні модельних комплектів обов'язково повинні враховуватися:
- Формувальні ухили. Формувальними називають ухили, виконані на вертикальних стінках моделей. Їх призначаю згідно ГОСТ 3212-92 і виконують у напрямку вилучення моделі з форми.
- Припуски на усадку. Усадкою називають зменшення обсягу сплаву при переході його з рідкого стану в твердий і при охолодженні у твердому стані. Усадка вуглецевих сталей (20Л і т. д) від 1,5% до 2,2%.
II .3 Обладнання для виготовлення ливарних форм
Обладнання для виготовлення ливарних форм призначено для ущільнення формувальних сумішей з метою досягнення такої щільності і міцності, при яких виготовлена ливарна форм під впливом статичного, динамічного і хіміко-термічного впливу заливається в неї металу певний період зберігає незмінними розміри і форми порожнини і забезпечує одержання заданої виливка з необхідною поверхнею.
Виділяють такі основні методи ущільнення сумішей при формоутворенні:
- Пресування;
- Струшування;
- Їх комбінації;
- Пескометаніе.
При пресуванні суміш у формі ущільнюється внаслідок докладання значного стискає зусилля. Наявне в суміші сполучна внаслідок своєї плинності заповнюють проміжки між зернами піску. У процесі ущільнення суміші відбувається її перетікання з більш ущільнених місць в менш ущільнені.
При струшуванні під дією ударних навантажень, що створюють в суміші стискаючі сили інерції, відбувається ущільнення суміші. Встановлені на струшуючий механізм модельна плита з моделлю і опока, наповнена сумішшю, піднімаються на певну висоту, з якої потім падають вниз і вдаряються об перешкоду (ударну поверхню). Модельна плита з моделлю і опока раптово зупиняються, у той час як формувальна суміш продовжує рух під дією сил інерції і ущільнюється на деяку величину.
Їх комбінації: струшування з подальшою подпрессовки; струшування з подальшим підключенням пресування без зупинки струшування.
Пескометаніе полягає в швидкісному переміщенні певних обсягів суміші в опоку так, що суміш при цьому одночасно заповнює опоку і ущільнюється. Суміш з великою швидкістю викидається з ємності в опоку, де в результаті удару об перешкоду (модель які попередні порції суміші) ущільнюється стискаючими силами інерції.
Машина формувальна встряхивающее з допрессовкой
без повороту полуформ мод. 91271БМ.
Призначена для формування верхніх і нижніх полуформ в умовах серійного виробництва.
Машина робить наступні основні операції:
- Струшування;
- Підведення пресової траверси в робоче положення;
- Пресування; підйом протяжної рамки;
- Витяг;
- Повернення траверси у вихідне положення;
- Повернення протяжної рамки.
Для здійснення цих операцій машина має струшуючий і пресовий поршень, рухливу пресову траверсу і механізм витяжки.
Будова машини:
Лита станина є циліндром для пресового поршня, в центральній частині якого запресована гільза, яка служить циліндром для встряхивающего поршня. Хід пресового поршня обмежений двома стопорними шпильками. На розвиненою підошві станини розміщений механізм витяжки, що складається з двох циліндрів, штоки яких пов'язані рамою. На останній розташовані чотири витяжних штифта. До встряхивающего столу прикріплений вібратор, що автоматично включається в момент витяжки. Пресова траверса з механізмом повороту розміщена на верхній частині колони, жорстко пов'язаної зі станиною. Поворот здійснюється пневмоциліндром, шток-рейка якого обкатується навколо шестерні, нерухомо укріпленої на осі колони. Траверса обертається на кульковому завзятому підшипнику. У машині регулюється тривалість циклу струшування і пресування, швидкість повороту траверси, швидкість витяжки, тривалість роботи вібратора. Зміною довжини штифтів регулюється висота витяжки. Плавність витяжки забезпечується подачею масла в порожнину циліндрів.
III. Технологія механічної обробки
Опис механічної обробки на верстаті 16К 20Ф3
Для отримання розміру 134мм з шорсткістю поверхні Rz 40 проводять операцію підрізка торця. Як ріжучий інструмент використовують прохідний різець. Деталь закріплюють на токарному верстаті 16К20Ф3 в трьох кулачковому патроні. У процесі підготовки програми обробки деталі на токарному верстаті з ЧПК узгодять системи координат верстата, патрона, деталі і ріжучого інструменту. Токарний верстат 16К20Ф3 є найпоширенішим у виробництві.
У системах управління токарними верстатами з ЧПУ передбачена можливість введення корекцій на положення інструмента для компенсації пружних деформацій і зносу. При цьому кооректірующіе перемикачі вибираються програмою обробки або на всю зону обробки одним Інструмети, або на окремі поверхні.
Різець закріплюють у різцетримачі верстата. Виліт різця беруть не більше 1.0-1.5 висоти його стрижня. Вершину різця встановлюють строго по центру або трохи вище. Основними частинами різця є робочий й ріжуча частина. В якості кріпильних елементів різця застосовують прокладки, опорні пластини, регулювальні елементи.
Робоча частина різця характеризується інструментальним матеріалом, твердістю, формою, розмірами, способом приєднання до корпусу. У даному випадку при обробки заготовки зі сталі 20 приймаємо робочу частину зі швидкорізальної сталі. Форма заточення передньої поверхні різців з швидкорізальної сталі визначається за ГОСТ 18877-73.
Корпус різців характеризується формою і розмірами поперечного перерізу, матеріалами і твердістю. Форма перетину різців буває прямокутна, квадратна кругла, в залежності від призначення різця. В якості матеріалу приймаємо конструкційну сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Робоча частина з корпусом з'єднується по засобом зварювання. Розміри поперечного перерізу корпусу різця вибирають в залежності від сили різання, матеріалу корпусу і вильоту різця.
Розрахунок режимів різання
1.Расчет довжини робочого ходу.
L рх = L рез + y + L доп
L рез = 15,0 мм
y - підведення, врізання, перебігаючи
y = y підв + y вріз + y п
y вріз = 2,0 мм
y підв + y п = 6,0 мм
y = 2,0 + 6,0 = 8,0 мм
L рез = 15,0 ± 8,0 = 23,0 мм
2. Призначення подачі s 0 (мм / об) для обробки сталі 20Л з необхідним параметром шорсткості Rz = 40 мкм
s 0 = 0.3 - 0.4 мм / об
За паспортом верстата приймаємо s 0 = 0,3 мм / об
3. Визначення стійкості інструменту:
T р = Т м + l
Т м - стійкість в хвилинах машинної роботи верстата
Т м = 50 хв
l - коефіцієнт часу врізання
l = L рез / L рх
l = 15 / 23 = 0,65
T р = 50 × 0,65 = 32,5 хв
4. Розрахунок швидкості різання V в м \ хв і числа обертів шпинделя n в хв
V = V тоб × К nv × K ч v
V тоб = 167 м / хв
До nv = 0,8
K ч v = 1
V = 167 × 0,8 × 1 = 133,6 м \ хв
1000 × V 1000 × 133,6
n = ------------ = ----------------- = 1418 про
π × d 3,14 × 30
За паспортом верстата приймаємо n = 1420 об
π × d × n 3,14 × 30 × 1420
V = ------------ = ----------------------- = 134 м / хв
1000 1000
5. Розрахунок основного машинного часу
L рх 23
t м = --------- = -------------- = 0,05 хв
s 0 × 0,3 × 1420
6. Визначаємо потужність різання
N = 1,7 кВт
Поправочний коефіцієнт при φ = 45 °, j = 10 ° k = 1
134
N рез = 1,7 × ------- × 1 = 0,23 кВт
1000
N еф = N дв × η
N еф = 6,3 × 0,8 = 5,04 кВт
N рез ≤ N еф
0,23 ≤ 5,04 - обробка можлива
7. Визначення допоміжного часу
Т у = Т 1 × Т 2 × Т 3, де
Т 1 - час на установку і зняття деталі Т 1 = 0,44 хв
Т 2 - час на контрольне вимірювання Т 2 = 0,14 хв
Т 3 - час що з переходом Т 3 = 0,02 хв
Визначаємо оперативний час
Т оп = Т в + Т м
Т оп = 0,6 + 0,05 = 0,65 хв
Визначаємо час обслуговування
Т обсл = 3,5% × Т оп = 3,5% × 0,65 = 0,02 хв
Визначаємо час на відпочинок
Т відпочинок = 4% × Т оп = 4% × 0,65 = 0,026 хв
Підготовчо заключний час
Т п.З = 16 хв
Т шт = Т оп + Т обсл + Т відпочинок
Т шт = 0,65 + 0,02 + 0,026 = 0,7 хв
Визначаємо штучно-калькуляционное час
Т п.З
Т шт.к = Т шт + ------, де
n
n - кількість оброблюваних деталей
16
Т шт.к = 0,7 + ------ = 16,7 хв
1
Список використаних джерел
1. Дубицький Г.М, ливникові системи, Машгиз, 1951
2. Абрамов Г.Г, Панченко Б.С, Довідник молодого ливарника, 1991
3. Ладиженський Б.Н, Тунку В.П, Технологія виготовлення сталевих виливків, 1958
4. Сафронов В.Я, Довідник по ливарному обладнанню, 1985
5. Загальні машинобудівні нормативи допоміжного часу на обслуговування робочого місця і заключного підготовчого для технічного нормування верстатних робіт, 1974
6. Загальні машинобудівні нормативи режимів різання для технічного нормування робіт на металорізальних верстатах, ч.3, 1959
I. Основні положення
II. Розрахунок технологічної оснастки
II.1 Розрахунок литниковой системи
II.2 Модельний комплект
II.3 Обладнання для виготовлення ливарних форм
III. Технологія механічної обробки
Список використаних джерел
I. Основні положення
Сучасна техніка не може обійтися без ливарного виробництва. Немає майже жодного машинобудівного або металургійного заводу, на якому не було б ливарного цеху в числі основних цехів. Технічний прогрес, досягнутий у ливарному виробництві, дозволяє відливати деталі мінімальної ваги зі значно зменшеними припущеннями на механічну обробку, а в ряді випадків одержувати готові деталі, які йдуть на складання.
Лиття - це процес, що складається з послідовного ряду технологічних операцій.
Виливок - це деталь, отримана одним із способів лиття.
За способом виготовлення розрізняють ручне і машинне лиття.
За якістю і пристрою ливарної форми розрізняють лиття в земляні (піщано-глинисті) форми, металеві форми (кокиля), лиття під тиском, лиття по виплавлюваних моделях, відцентрове лиття, вакуумне лиття і т.д.
Перш ніж приступити до виготовлення виливків, виробляють певні підготовчі роботи, пов'язані з розробкою необхідної для виробництва документації, проектуванням та виготовленням спеціальної технологічної оснастки, пристосувань, інструменту.
Виготовлення виливків починають з розробки ливарної технології.
Відповідальним завданням, яке вирішується при розробці ливарної технології, є відпрацювання конструкції виливки на ливарну технологічність. Конструкція виливки вважається технологічною тільки в тому випадку, якщо вона відповідає вимогам ливарного виробництва і технічним умовам на її виготовлення.
До вимог ливарного виробництва відноситься можливість виготовлення виливки високої якості доступними і надійними прийомами ливарної технології з урахуванням наявного на підприємстві обладнання та діючих технологічних процесів.
Розробка креслення виливка і технології виготовлення виливка
1.Вибор розташування виливки у формі
При виборі положення виливка у формі технолог-ливарник керу-яття певними правилами. В основу їх покладені забезпечення «управління направленим твердінням і харчуванням виливки». Положення виливки у формі повинно забезпечувати мінімальну кількість роз'ємів і стрижнів.
2. Вибір площини рознімання форми
Після вибору положення виливка у формі технолог-ливарник повинен нанести на креслення деталі або відливання площину роз'єму. В основу вибору площині розняття форми беруться такі положення: зручність формування (простота виїмки моделі з форми), мінімальна кількість окремих частин моделі і мінімальна кількість стрижнів.
3. Вибір способу виготовлення форм
Спосіб виготовлення форми визначається реальними виробничими можливостями цеху, а також серійністю виливків. Малі за вагою виливка можуть відлитися у форми, які виготовляються при масовому виробництві на машинах, при одиничному - на плацу ручної формуванням.
4. Вибір методу формування
Існує «формування по-сухому» і «формування по-сирому»:
- «Формування по-сухому» - метал заливають у попередньо підсушене форми (для великогабаритних виливків, вагою більше 30 кг).
- «Формування по-сирому» - метал заливають у сирі форми (для дрібних і середніх виливків, вагою менше 30кг).
5. Креслення виливка
На кресленні деталі проводиться розробка креслення виливка, для якої повинна бути виготовлена модельна оснастка:
- Синім кольором наносять площина рознімання моделі, яка повинна відповідати площині роз'єму полуформ;
- Червоним кольором наносяться припуски на механічну обробку.
Розміри припусків на механічну обробку залежать від розташування виливки у формі при заливанні. Нижні та бокові площині форми мають менші розміри припуску, верхні великі. Величина припуску встановлюється відповідно до класу точності виготовлення виливки по ГОСТ 26645-85.
Під точністю виготовлення виливків розуміється ступінь відхилення їх геометричних розмірів і маси від номінального розміру.
6. Вибір литниковой системи
Литниковой системою називають сукупність елементів ливарної форми у вигляді каналів і порожнин, призначених для підведення розплаву у форму, її заповнення та харчування виливка при її затвердінні. Литниковая система складається з наступних елементів:
- Литниковая чаша - призначена для прийому розплавленого металу (розплаву) і подачі його в порожнину форми;
- Стояк - вертикальний або похилий канал, службовець для подачі розплаву в інші елементи (крім чаші) литниковой системи або безпосередньо в робочу порожнину форми;
- Шлакоуловителя - призначений для затримання неметалічних включень (шлаку, піщаних частинок і ін) розплаву, що надходить потім у живильники;
- Живильник - канал, який би підведення розплаву в порожнину ливарної форми;
- Випоровши - вертикальний канал, службовець для висновку газів з форми, контролю заповнення робочої порожнини розплавом і харчування виливків при затвердінні;
- Прибуток - порожнина у формі, яка заповнюється розплавом для живлення масивних частин виливка при затвердінні.
Основні технологічні переділи одержання виливків в разові піщані форми.
| Креслення деталі | ||||||||||
| Розробка креслення виливка | ||||||||||
| Розробка креслень моделі і стрижневих ящиків | ||||||||||
| Підготовка вихідних формувальних і стрижневих матеріалів | Виготовлення моделей і стрижневих ящиків | |||||||||
| Приготування формувальних і стрижневих сумішей | Виготовлення полуформ і стрижнів | |||||||||
| Складання форм | Підготовка ис-Ходна шихти-вих матеріалів | |||||||||
| Заливка форм | Виплавка сплаву | |||||||||
| Затвердіння сплаву, охолодження виливків у формі | Позапічна обробка розплаву | |||||||||
| Вибивка виливків з форми | ||||||||||
| Відділення літників, прибутків, очищення поверхні, видалення стрижнів | ||||||||||
| Термообробка | ||||||||||
| Повторна очищення поверхні | ||||||||||
| Контроль виливки | ||||||||||
II. Розрахунок технологічної оснастки
Відповідно до ГОСТ 26645-85 для сталевої виливки одержуваної литтям у піщані форми в сирі і піщано-глинисті форми і габаритним розміром до 630мм вибираємо 9 клас точності розмірів (середні значення по ГОСТ 26645-85 відносяться до відливок середньої точності і умов механізованого серійного виробництва).
Призначаємо припуск на механічну обробку: верх-2, 2мм; пліч-2, 0 мм.
Вибираємо роз'єм моделі та форми - по середині виливки (деталі).
Спосіб виготовлення форм - машинна формовка.
Метод формування - «формування по-сирому».
Розмір опок в світлі: 350 х 600 (мм).
Висота опок: верх - 150 мм; низ - 150мм.
Кількість виливків у опоке - 6 шт.
Вага відливання - 1,0 кг.
Загальна вага виливків - 6,0 кг.
Орієнтовна вага всі литниковой системи - 4,8 кг.
Орієнтовна вага литниковой системи на 1 виливок -0,8 кг
Схема розташування виливків і литниковой системи у формі
| Відливання № 1 | Відливання № 2 | Відливання № 3 | ||||||||||||||
| Живильники | |||||||||||||||
| Шлакоуловителя | ||||||||||||||||
| Відливання № 4 | Відливання № 5 | Відливання № 6 | ||||||||||||||
1. Живильник на 1 виливок
Q
F піт = ------------------- см 2, де
μ × τ × 0,317 ×
Q - вага 1-й виливки з литниковой системою (без чаші) кг;
μ - загальний коефіцієнт витрати в литниковой системі = 0,32 (залежить від характеру заливається форми (сира) і опору форми (середня));
τ - час заливки, сек;
Н р - корисний напір, що визначається за формулою
2Н с - h 1 лютого
Н р = --------------- см, де
2h
Н с - висота стояка до рівня металу в чаші = 15 см;
h - висота виливки у формі (за положенням при заливці) = 4,5 см.
h 1 - висота частини виливки над живильниками = 4,5 см.
τ = S 1 ×
S 1 - постійний коефіцієнт = 1,4 (залежить від температури металу і жидкотекучести (нормальні) і способу підведення металу (на половині висоти виливки)), так як виливок схильна до утворення внутрішніх напружень, тріщин і усадочних раковин ми збільшимо значення S 1 на 0,1.
Разом S 1 = 1,6;
δ - переважна товщина стінок виливки = 30мм,
Для нашої виливки:
Q = 1,0 + 0,8 = 1,8 кг;
μ = 0,32;
τ = 1,6 ×
30 - 20,25
Н р = --------------- = 1,08 см
9
0,6
F піт = -------------------------------- = 2,0 см 2 (розрахунковий)
0,32 × 2,8 × 0,317 ×
Визначаємо фактичні габарити живильника:
36
6
3 + 3,6
F піт =------------ × 0,6 = 1,98 см 2
2
Σ F піт = 1,98 × 6 виливків = 11,88 см 2
Визначивши розміри живильників, розрахунок стояка і шлакоуловителя виробляють з урахуванням того, що литниковая система в даному випадку повинна бути замкнутою (закриваються), і необхідно витримати співвідношення:
F піт <F шл <F шл F ст від (1,0; 1,05; 1,15) до (1,0; 1,3; 1,6)
У середньому (1,0; 1,2, 1,4)
2. Шлакоуловителя
F шл = F піт × 1,2 = 11,88 × 1,2 = 14,26 см 2 (розрахунковий)
Визначаємо фактичні розміри шлакоуловителя
40
3,0 + 4,0
F шл =------------ × 4,0 = 14 см 2
2
3. Стояк
F ст = F піт × 1,4 = 11,88 × 1,4 = 16,6 см 2 (розрахунковий)
Визначаємо фактичні розміри стояка
F ст = πr 2 = 3,14 × 2,3 2 = 16,6 см 2,
Ø = 46мм
4. Прибуток і випоровши
Так як дана виливок має маленькі габаритні розміри і вага, то прибуток на кожну виливок ми не ставимо, а для виведення газів з форми, контролю заповнення робочої порожнини розплавом і харчування виливків при затвердінні ми поставимо випоровши.
У нашому випадку випоровши буде служити каналом
Ø випоровши приймаємо = 30мм
II .2 Модельний комплект
Модельний комплект - це сукупність пристосувань, призначених для отримання робочих порожнин в ливарній формі; включає ливарну модель, моделі елементів литниковой системи.
За способом виготовлення ливарної форми розрізняю модельні комплекти для машинного і ручного формування.
За габаритними розмірами розрізняють дрібні і великі модельні комплекти. Дрібні до 500мм, середні від 500мм до 1500мм, великі понад 1500мм.
За складністю конструкції модельні комплекти класифікують на прості, середньої складності і складні.
За родом матеріалу, що застосовується для виготовлення модельних комплектів, їх класифікують на дерев'яні і неметалеві (для ручного формування) і металеві (для машинної формовки).
Модельні комплекти виготовляють за робочими кресленнями деталей з нанесеною на них ливарної технологією.
Модельні комплекти з металу виготовляють на металорізальних верстатах, а дерев'яні - на деревообробних.
При виготовленні модельних комплектів обов'язково повинні враховуватися:
- Формувальні ухили. Формувальними називають ухили, виконані на вертикальних стінках моделей. Їх призначаю згідно ГОСТ 3212-92 і виконують у напрямку вилучення моделі з форми.
- Припуски на усадку. Усадкою називають зменшення обсягу сплаву при переході його з рідкого стану в твердий і при охолодженні у твердому стані. Усадка вуглецевих сталей (20Л і т. д) від 1,5% до 2,2%.
II .3 Обладнання для виготовлення ливарних форм
Обладнання для виготовлення ливарних форм призначено для ущільнення формувальних сумішей з метою досягнення такої щільності і міцності, при яких виготовлена ливарна форм під впливом статичного, динамічного і хіміко-термічного впливу заливається в неї металу певний період зберігає незмінними розміри і форми порожнини і забезпечує одержання заданої виливка з необхідною поверхнею.
Виділяють такі основні методи ущільнення сумішей при формоутворенні:
- Пресування;
- Струшування;
- Їх комбінації;
- Пескометаніе.
При пресуванні суміш у формі ущільнюється внаслідок докладання значного стискає зусилля. Наявне в суміші сполучна внаслідок своєї плинності заповнюють проміжки між зернами піску. У процесі ущільнення суміші відбувається її перетікання з більш ущільнених місць в менш ущільнені.
При струшуванні під дією ударних навантажень, що створюють в суміші стискаючі сили інерції, відбувається ущільнення суміші. Встановлені на струшуючий механізм модельна плита з моделлю і опока, наповнена сумішшю, піднімаються на певну висоту, з якої потім падають вниз і вдаряються об перешкоду (ударну поверхню). Модельна плита з моделлю і опока раптово зупиняються, у той час як формувальна суміш продовжує рух під дією сил інерції і ущільнюється на деяку величину.
Їх комбінації: струшування з подальшою подпрессовки; струшування з подальшим підключенням пресування без зупинки струшування.
Пескометаніе полягає в швидкісному переміщенні певних обсягів суміші в опоку так, що суміш при цьому одночасно заповнює опоку і ущільнюється. Суміш з великою швидкістю викидається з ємності в опоку, де в результаті удару об перешкоду (модель які попередні порції суміші) ущільнюється стискаючими силами інерції.
Машина формувальна встряхивающее з допрессовкой
без повороту полуформ мод. 91271БМ.
Призначена для формування верхніх і нижніх полуформ в умовах серійного виробництва.
| Найменування параметрів | Параметри |
| Розмір опок в світлі, мм, не більше: довжина ширина | 600 400 |
| Висота опоки, мм, не більше | 150 |
| Вантажопідйомність, т | 0,16 |
| Зусилля пресування, кН | 62,5 |
| Продуктивність найбільша циклова, полуформ \ год | 100 |
| Хід витяжки, мм | 160 |
| Розміри встряхивающего столу, мм довжина ширина | 600 500 |
| Висота струшування, мм | 30 |
| Частота струшування, 1 \ хв | 210 |
| Маса падаючих частин, кг | 250 |
| Хід пресування поршня, мм | 170 |
| Діаметри основних циліндрів, мм: пресового встряхивающего витяжного поворотного | 380 105 70 75 |
| Габаритні розміри, мм: довжина ширина висота | 1760 1060 1560 |
| Маса, кг | 1300 |
- Струшування;
- Підведення пресової траверси в робоче положення;
- Пресування; підйом протяжної рамки;
- Витяг;
- Повернення траверси у вихідне положення;
- Повернення протяжної рамки.
Для здійснення цих операцій машина має струшуючий і пресовий поршень, рухливу пресову траверсу і механізм витяжки.
Будова машини:
Лита станина є циліндром для пресового поршня, в центральній частині якого запресована гільза, яка служить циліндром для встряхивающего поршня. Хід пресового поршня обмежений двома стопорними шпильками. На розвиненою підошві станини розміщений механізм витяжки, що складається з двох циліндрів, штоки яких пов'язані рамою. На останній розташовані чотири витяжних штифта. До встряхивающего столу прикріплений вібратор, що автоматично включається в момент витяжки. Пресова траверса з механізмом повороту розміщена на верхній частині колони, жорстко пов'язаної зі станиною. Поворот здійснюється пневмоциліндром, шток-рейка якого обкатується навколо шестерні, нерухомо укріпленої на осі колони. Траверса обертається на кульковому завзятому підшипнику. У машині регулюється тривалість циклу струшування і пресування, швидкість повороту траверси, швидкість витяжки, тривалість роботи вібратора. Зміною довжини штифтів регулюється висота витяжки. Плавність витяжки забезпечується подачею масла в порожнину циліндрів.
III. Технологія механічної обробки
Опис механічної обробки на верстаті 16К 20Ф3
Для отримання розміру 134мм з шорсткістю поверхні Rz 40 проводять операцію підрізка торця. Як ріжучий інструмент використовують прохідний різець. Деталь закріплюють на токарному верстаті 16К20Ф3 в трьох кулачковому патроні. У процесі підготовки програми обробки деталі на токарному верстаті з ЧПК узгодять системи координат верстата, патрона, деталі і ріжучого інструменту. Токарний верстат 16К20Ф3 є найпоширенішим у виробництві.
У системах управління токарними верстатами з ЧПУ передбачена можливість введення корекцій на положення інструмента для компенсації пружних деформацій і зносу. При цьому кооректірующіе перемикачі вибираються програмою обробки або на всю зону обробки одним Інструмети, або на окремі поверхні.
Різець закріплюють у різцетримачі верстата. Виліт різця беруть не більше 1.0-1.5 висоти його стрижня. Вершину різця встановлюють строго по центру або трохи вище. Основними частинами різця є робочий й ріжуча частина. В якості кріпильних елементів різця застосовують прокладки, опорні пластини, регулювальні елементи.
Робоча частина різця характеризується інструментальним матеріалом, твердістю, формою, розмірами, способом приєднання до корпусу. У даному випадку при обробки заготовки зі сталі 20 приймаємо робочу частину зі швидкорізальної сталі. Форма заточення передньої поверхні різців з швидкорізальної сталі визначається за ГОСТ 18877-73.
Корпус різців характеризується формою і розмірами поперечного перерізу, матеріалами і твердістю. Форма перетину різців буває прямокутна, квадратна кругла, в залежності від призначення різця. В якості матеріалу приймаємо конструкційну сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Робоча частина з корпусом з'єднується по засобом зварювання. Розміри поперечного перерізу корпусу різця вибирають в залежності від сили різання, матеріалу корпусу і вильоту різця.
Розрахунок режимів різання
1.Расчет довжини робочого ходу.
L рх = L рез + y + L доп
L рез = 15,0 мм
y - підведення, врізання, перебігаючи
y = y підв + y вріз + y п
y вріз = 2,0 мм
y підв + y п = 6,0 мм
y = 2,0 + 6,0 = 8,0 мм
L рез = 15,0 ± 8,0 = 23,0 мм
2. Призначення подачі s 0 (мм / об) для обробки сталі 20Л з необхідним параметром шорсткості Rz = 40 мкм
s 0 = 0.3 - 0.4 мм / об
За паспортом верстата приймаємо s 0 = 0,3 мм / об
3. Визначення стійкості інструменту:
T р = Т м + l
Т м - стійкість в хвилинах машинної роботи верстата
Т м = 50 хв
l - коефіцієнт часу врізання
l = L рез / L рх
l = 15 / 23 = 0,65
T р = 50 × 0,65 = 32,5 хв
4. Розрахунок швидкості різання V в м \ хв і числа обертів шпинделя n в хв
V = V тоб × К nv × K ч v
V тоб = 167 м / хв
До nv = 0,8
K ч v = 1
V = 167 × 0,8 × 1 = 133,6 м \ хв
1000 × V 1000 × 133,6
n = ------------ = ----------------- = 1418 про
π × d 3,14 × 30
За паспортом верстата приймаємо n = 1420 об
π × d × n 3,14 × 30 × 1420
V = ------------ = ----------------------- = 134 м / хв
1000 1000
5. Розрахунок основного машинного часу
L рх 23
t м = --------- = -------------- = 0,05 хв
s 0 × 0,3 × 1420
6. Визначаємо потужність різання
N = 1,7 кВт
Поправочний коефіцієнт при φ = 45 °, j = 10 ° k = 1
134
N рез = 1,7 × ------- × 1 = 0,23 кВт
1000
N еф = N дв × η
N еф = 6,3 × 0,8 = 5,04 кВт
N рез ≤ N еф
0,23 ≤ 5,04 - обробка можлива
7. Визначення допоміжного часу
Т у = Т 1 × Т 2 × Т 3, де
Т 1 - час на установку і зняття деталі Т 1 = 0,44 хв
Т 2 - час на контрольне вимірювання Т 2 = 0,14 хв
Т 3 - час що з переходом Т 3 = 0,02 хв
Визначаємо оперативний час
Т оп = Т в + Т м
Т оп = 0,6 + 0,05 = 0,65 хв
Визначаємо час обслуговування
Т обсл = 3,5% × Т оп = 3,5% × 0,65 = 0,02 хв
Визначаємо час на відпочинок
Т відпочинок = 4% × Т оп = 4% × 0,65 = 0,026 хв
Підготовчо заключний час
Т п.З = 16 хв
Т шт = Т оп + Т обсл + Т відпочинок
Т шт = 0,65 + 0,02 + 0,026 = 0,7 хв
Визначаємо штучно-калькуляционное час
Т п.З
Т шт.к = Т шт + ------, де
n
n - кількість оброблюваних деталей
16
Т шт.к = 0,7 + ------ = 16,7 хв
1
Список використаних джерел
1. Дубицький Г.М, ливникові системи, Машгиз, 1951
2. Абрамов Г.Г, Панченко Б.С, Довідник молодого ливарника, 1991
3. Ладиженський Б.Н, Тунку В.П, Технологія виготовлення сталевих виливків, 1958
4. Сафронов В.Я, Довідник по ливарному обладнанню, 1985
5. Загальні машинобудівні нормативи допоміжного часу на обслуговування робочого місця і заключного підготовчого для технічного нормування верстатних робіт, 1974
6. Загальні машинобудівні нормативи режимів різання для технічного нормування робіт на металорізальних верстатах, ч.3, 1959