Реферат дипломный проект содержит 93 листа печатного текста, 30 таблиц, 12

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

13 

 

 

Рисунок 1.3 – Эскиз стержня №1 

Стержень №2 занимает вертикальное положение, габаритные размеры стержня 

27

8х225х290 мм. Зазор между знаком формы и стержня для модельного комплекта 

второго  класса  точности,  изготовленного  из  металла,  равен  S

1

=1,0  мм  для  нижней 

полуформы, S

1

=0,5 мм для верхней полуформы. Высота нижнего знака составляет 30 

мм,  длина  бокового  знака  составляет  30мм,  уклон  на  знаке  стержня  5º.  Эскиз 

стержня №2 представлен на рисунке 1.4. 

 

1

.7 Определение габаритов опок  

 

Габариты  опоки  определяются  габаритами  формуемых  отливок,  числом 

отливок  в  форме,  расположением  и  размерами  прибылей  и  литниковой  системы, 

размерами стержневых знаков. 

При  выборе  размеров  опок  следует  учитывать,  что  использование  чрезмерно 

больших опок влечет за собой увеличения затрат труда на уплотнение формовочной 

смеси,  нецелесообразный  расход  смеси,  а  использование  очень  маленьких  опок 

может вызвать брак отливок вследствие продавливания металлом низа формы, ухода 

металла по разъему и т.п. 

Рекомендуемые  толщины  слоев  формовочной  смеси  на  различных  участках 

формы зависят от массы отливки. После этого определяют минимально допустимые 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

14 

 

размеры опок в свету с учетом изготовления 4 отливок в форме на автоматической 

формовочной линии фирмы OMEGA. 

 

Рисунок 1.4 – Эскиз стержня №2 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

15 

 

Выбрано применение комплексной автоматической линии заливки и выбивки 

для  изготовления  отливок  с  применением  ХТС  по  ALPHA-SET  процессу  фирмы 

OMEGA. 

Состав формовочной смеси: 

• 

кварцевый песок 2К

2

О

2

02 ГОСТ 2138-91  

 

 

 

         5%; 

• 

регенерат    

 

 

 

 

 

 

 

 

      95 %; 

• 

связующее Avenol NB-400   

 

 

 

      

1,6% сверх 100%; 

• 

отвердитель Katalisator – 7030 

 

 

 

 

      

0,4%  сверх 

100%. 

Свойства формовочной смеси: 

Параметры  отверждения  при  температуре  воздуха  22ºС  и  относительной 

влажности 50%: 

• 

живучесть, мин   

 

 

 

 

 

 

                 7…8; 

• 

время выдержки до разъема оснастки, мин 

 

 

 

      2…15; 

• 

прочность на разрыв, МПа, через:  

1 ч 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           0,3…0,4; 

2 ч 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           0,4…0,5; 

24 ч 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           0,8…1,0. 

Состав и свойства смеси для изготовления стержней следующий: 

• 

кварцевый песок 2К

2

О

2

02 ГОСТ 2138-91  

 

 

 

     100%; 

• 

связующее Avenol F 633 

 

 

 

 

      

2,0% сверх 100%. 

После  уплотнения  стержень  продувают  смесью  воздуха  с  порами  жидкого 

эфира – метилформиата. 

Свойства стержневой смеси: 

• 

живучесть, мин   

 

 

 

 

 

 

 

       7…8; 

• 

время выдержки до разъема оснастки, мин 

 

 

 

   12…15; 

• 

прочность на разрыв, МПа, через:  

1 ч 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           0,3…0,4; 

2 ч 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           0,4…0,5; 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

16 

 

24 ч   

 

 

 

 

 

 

 

 

           0,8…1,0. 

Для  производства  данной  отливки  применяется  противопригарное  покрытие 

для форм и стержней TRIOFLEX WK-DS фирмы ПОЛИМЕТ.  

Технические параметры: 

• 

цвет   

 

 

 

 

 

 

 

 

          

бежевый; 

• 

объем твердых веществ, % 

 

 

 

 

 

 

           65; 

• 

плотность (при 20°С), г/см

3

 

 

 

 

 

 

 

          1,5; 

• 

вязкость (при 20°С), Па с 

 

 

 

 

 

 

 

  5. 

Окончательно получаем размеры опок: 1000x800x250/250 мм. 

 

1

.8 Разработка конструкции и расчет литниковой системы 

 

Литниковая  система  состоит  из  литниковой  чаши  или  воронки,  стояка, 

шлакоуловителя  и  питателей.  Питатели  непосредственно  примыкают  к  полости 

формы, они выполнены так, чтобы литниковую систему можно было легче отделить, 

не  повредив  отливку.  Для  определения  размеров  каналов  литниковой  системы 

воспользуемся методикой расчета при заливке форм из поворотного ковша. 

Оптимальную продолжительность заливки форм определим по формуле: 

 

3

m

δ

S

τ

опт

⋅

⋅

=

, 

 

 

 

 

(1.1) 

где  τ

опт

 – 

оптимальная продолжительность заливки, с; 

 

S – 

коэффициент продолжительности заливки, зависящий от температуры 

заливки, рода сплава, места подвода, материала формы и  ряда других факторов; 

 

δ – преобладающая толщина стенки отливки, мм; 

 

m – 

масса жидкого металла, приходящегося на одну отливку с литниками 

и прибылями, кг. 

Подставляя  в  формулу  (1.1)  значения  коэффициента  S=2  (для  отливок  из 

чугуна), преобладающая толщина стенки отливки δ=12 мм, m= 20 кг получим:  

4

,

12

3

20

12

2

τ

опт

=

⋅

⋅

=

с. 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

17 

 

Определим  среднюю  скорость  подъема  уровня  расплава  в  форме  в  процессе 

заливки. Она рассчитывается из условия, при котором отсутствуют недоливы и спаи 

в отливке: 

доп

опт

ср

V

τ

C

V

≥

=

,  

 

 

 

(1.2) 

где  V

ср

 – 

средняя скорость подъема уровня расплава в форме, мм/с; 

 

С – высота отливки по положению в форме, мм;  

 

τ

опт

 – 

оптимальная продолжительность заливки, с; 

 

V

доп

 – 

допустимая скорость подъема уровня расплава в форме, мм/с; 

Подставляя  в формулу (1.2) значения высоты отливки С=320 мм, τ

опт

=12,4 с, 

получим 

V

ср

=320/12,4 = 25,8 мм/с. 

Полученное значение V

ср

 

не соответствует допустимому значению для отливок 

из чугуна с толщиной стенки 40...10 мм должно быть 10…20 мм/с, но соблюдается 

условие

доп

ср

V

V

≥

=

. 

Суммарную  площадь  узкого  сечения  литниковой  системы,  обеспечивающей 

оптимальную продолжительность заливки формы, определим по формуле: 

,

H

g

2

ρ

τ

μ

m

F

ср

опт

ф

уз

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

  

 

 

(1.3) 

где  F

уз

  – 

суммарная площадь узкого сечения литниковой системы для одной 

отливки, м

2

; 

 

m – 

масса жидкого металла, приходящегося на одну отливку с литниками 

и прибылями, кг; 

 

τ

опт

 – 

оптимальная продолжительность заливки, с; 

 

μ

ф

 – 

общий гидравлический коэффициент сопротивления формы; 

 

ρ – плотность заливаемого расплава, кг/м

3

; 

 

Н

ср

 – 

средний металлостатический напор в форме, м. 

Средний металлостатический напор в форме определяется по формуле: 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

18 

 

С

2

Р

Н

Н

2

ср

⋅

−

=

,  

 

 

 

 

(1.4) 

где  Н – напор металла от уровня металла в воронке до питателей, мм; 

 

Р – высота отливки над питателем, мм. 

H

ср

 =250 – 160

2

/2×320 = 210 мм = 0,21 м. 

Подставляя  в  формулу  (1.3)  значения  m=20  кг;  μ

ф

=0,41;  τ

опт

=12,4 

с;  ρ=7000 

кг/м

3

;  g

=9,81  м/с

2

;  Н

ср

=0,21  м  определим  суммарную  площадь  узкого  сечения 

литниковой системы для одной отливки: 

2

2

уз

c

м

 

1,33

м

000133

,

0

21

,

0

81

,

9

2

4

,

12

7000

0,41

20

F

=

=

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

. 

Для  сужающихся  литниковых  систем  F

уз

 

является  суммарной  площадью 

сечений питателей для одной отливки: 

F

уз

 

= ΣF

п

 

F

п

 

= ΣF

п

/2 

= 1,33/2 = 0,66 см

2

. 

 

 

 

 

 

Определим  площади  сечений  остальных  элементов  сужающейся  литниковой 

системы, обеспечивающих τ

опт  

: 

ΣF

п

 

: ΣF

шл

: ΣF

ст

=1:1,1:1,2, 

 

 

(1.5) 

где   ΣF

п

 – 

суммарная площадь сечений питателей; 

 

ΣF

шл

 – 

суммарная площадь сечений шлакоуловителей; 

 

ΣF

ст

 – 

площадь сечения стояка. 

F

шл

=1,1×2×ΣF

п

=1,1×2×1,33=2,93 см

2

; 

ΣF

ст

=1,2×4×ΣF

п

 

=1,2×4×1,33=6,4 см

2

; 

Так как в форме восемь питателей, то ΣF

п 

= F

п

×8 = 5,33 см

2

. 

Так как в форме два шлакоуловителя, то ΣF

шл 

= F

шл 

×2 = 5,87 см

2

. 

Стояк  выполняется  сужающимся  кверху.  Для  лучшего  приема  жидкого 

металла,  поступающего  из  ковша,  вверху  стояка  предусмотрим  изготовление 

литниковой воронки (D

в

=90 мм).  

Так  как  сечения  питателей  и  шлакоуловителей  имеют  форму  трапеции,  то 

размеры определяются из формулы: 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

19 

 

(

)

c

b

a

2

1

F

УЗ

×

+

=

 

 

 

 

 

(1.6) 

где  a – нижнее основание трапеции, мм; 

 

b – 

верхнее основание трапеции, мм; 

 

c – 

высота трапеции, мм; 

Эскиз сечений литниковой системы представлен на рисунке 1.5. 

 

Рисунок 1.5 – Эскиз сечений литниковой системы 

 

1

.9  Разработка  технологии  сборки  и  заливки  форм,  охлаждение,  выбивки, 

обрубки и очистки отливок 

 

Технология сборки форм учитывает порядок простановки в форму отдельных 

ее элементов. После изготовления полуформ проставляются стержни, затем следует 

их сборка. Форма скрепляется специальной скобой. 

Выход воздуха и газов из полости формы при заливке металла и при прогреве 

формы осуществляется через поры формовочной смеси. 

В процессе заливки нужно строго следить за тем, чтобы кусочки покровного 

шлака не попали в струю заливаемого металла. Для этого либо у заливочного носка 

устанавливают  прокаленный  кирпич,  либо  помощник  заливщика  отводит  куски 

шлака с поверхности металла лопатой. 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

20 

 

Металл,  оставшийся  в  ковше  после  заливки  форм,  сливают  в  специальные 

изложницы, а ковш тщательно очищают от остатков металла и шлака металлическим 

скребком. 

После  затвердевания  отливок  форму  переставляют  на  охладительную  ветвь 

линии.  Продолжительность  охлаждения  отливок  в  форме  составляет  30  –  45  мин. 

Выбивка  отливок  осуществляется  на  выбивной  решетке.  Отливки,  не  имеющие 

явных дефектов, подвергаются дальнейшей очистке от формовочной смеси, пригара, 

выбивке стержней при помощи дробеметной камеры.  

Далее  для  улучшения  структуры,  изменению  твердости,  прочности  и 

пластичности,  отливка  подвергается  термической  обработке.  Данная  отливка 

сложной  конфигурации  подвергается  низкотемпературному  графитизирующиму 

отжигу  (680…750  °С).  Продолжительность  отжига  зависит  от  требуемой  конечной 

структуры  и  составляет  4…8  часа.  Отжиг  применяется  для  снижения  твердости, 

улучшения обрабатываемости, повышения пластичности, ударной вязкости. 

В  случае  образования  окалины,  отливку  подвергают  повторной  очистке  в 

галтовочном барабане. 

Охлажденные  отливки  обязательно  окрашиваются,  для  их  предохранения  от 

коррозии  при  длительном  хранении  и  транспортировке.  Окраске  подвергают 

наружные и внутренние поверхности отливок. Грунтовка осуществляется окунанием 

отливки  в  краску.  Далее  окрашенные  отливки  подвергают  сушке  в  проходных 

камерах  при  температуре  120

0

С  инфракрасными  лучами.  В  этом  случае  теплота  к 

краске поступает от металла, и просушка идет от внутренних слоев, причем краска 

застывает не разрываясь [2]. 

 

1

.10 Разработка системы контроля технологии и качества отливки 

 

В  литейном  цехе  входящему  контролю  подвергаются  шихтовые  и 

формовочные  материалы.  Шихтовые  материалы  проверяют  на  химический  состав. 

Формовочные  материалы  проверяют  на  соответствие  ГОСТ  по  зерновому  составу, 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

21 

 

глинистой  составляющей,  влажности.  По  ходу  технологического  процесса 

проверяется  химический  состав  сплава,  контролируется  температура  заливки. 

Формовочные смеси два раза в смену проверяют на газопроницаемость и влажность. 

Готовые  отливки  обязательно  проходят  100  %  визуальный  контроль  на  наличие 

засоров,  трещин  и  так  далее.  Так  как  изготавливаемая  отливка  неответственного 

назначения,  то  достаточным  будет  ее  проверка  на  соответствие  геометрических 

размеров, наличие поверхностных дефектов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лис

т 

 

 

. 

 

 

Изм 

Лис

т 

№ докум.  Подп. 

Дат

а 

22 

 

2 ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 

2.1 Проектно-технологические решения 

2.1.1 

Производственная программа 

 

Расчет  точной  производственной  программы  (таблица  2.1)  цеха  является 

основой  для  технологической  части  проекта.  Точная  программа  предусматривает 

разработку  технологических  данных  для  каждой  отливки  и  применяется  при 

жүктеу/скачать 1,21 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: