1 Аналітична частина

1.1 Характеристика конструкції деталі, умов її експлуатації та аналіз технічних вимог, що до неї пред’являються

На основі креслення деталі та технічних умов на виріб відомо таке:

- назва деталі - корпус,

- маса деталі - 5,6 кг,

- габаритні розміри деталі - 320 х 100 х 65 мм,

- середня товщина стінки - 45 мм,

- особливості конструкції -

1) відкритої коробчастої форми,

2) зовнішні поверхні прямолінійні та криволінійні, з виступами та заглибленнями;

- роль деталі у виробі та умови її роботи - деталь працює без навантаження.

Аналіз технічних вимог до литої деталі показав:

- вимоги по геометричній точності.

Відомо, що для визначення необхідної точності виробу при виготовленні є вказані на кресленні граничні відхилення розмірів, а також граничні відхилення форми та розташування поверхонь. Граничні відхилення розмірів на деталі вказані - від 0,040 до 0,260 мм, для розмірів відносно низької точності відхилення приймаємо - за 14 квалітетом + IT14/2 (для симетричних відхилень) або класу точності “середній”. Допуски форми та розташування поверхонь на кресленні не вказані.

- вимоги по шорсткості поверхонь.

На кресленні деталі поверхні мають різну шорсткість - від Rz20 та Rа2,0. Поверхні, на яких не нанесені позначення шорсткості повинні мати шорсткість Rz320 без оброблення;

- вимоги по механічним властивостям - відсутні.

Крім того, виливок за відповідними класифікаціями відноситься:

• за призначенням – до 1 групи - виливки загального призначення;

• за масою - до 1 групи дрібні;

• за конструктивно-технологічною складністю - до 2 групи (табл. 1.1).

Таблиця 1.1 - Дані визначення групи складності виливка

Признак складності	Група складності
	1	2	3	4	5	6
1.Конфігурація литих поверхонь виливка	+
2. Маса	+
3. Максимальний габаритний розмір	+
4. Товщина основних стінок	+
5. Характеристика виступів, заглиблень, литих отворів, порожнин			+
6. Кількість стрижнів на один виливок	+
7. Характер механічного оброблення ли- тої деталі та вимоги по шорсткості		+
8. Відповідальність призначення		+
9. Особливі технічні вимоги			+
Кількість ознак з однаковою групою складності	5	2	2	-	-	-

1.2 Вибір та обґрунтування матеріалу виливка

На основі аналізу умов роботи, технічних вимог і конструкції деталі обираємо залізовуглецевий сплав марки СЧ15 ГОСТ 1412-85, хімічний склад і властивості котрого наведені у таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 - Хімічний склад і властивості чавуну марки СЧ15 ГОСТ 1412-85

Хімічний склад, мас.%						Властивості, не менше
C	Si	Mn	P	S	Fe	НВ	в, МПа	, %	, кг/м 3
			не більше
3,5-3,7	2,0-2,4	0,5-0,8	0,2	0,15	решта	210	150	1,1	7000

1.3 Оцінка технологічності конструкції виливка

Аналіз технологічності конструкцій виливків (які одержують способом лиття в піщані форми) проводять залежно від: а) простоти, економічності та точності виготовлення ливарних форм, ливарних стрижнів і моделей; б) умов заповнення форми рідким металом та одержання “здорового” виливка; в) легкості та економічності очищення виливка та г) економії металу.

Звідси, перед усім, виливок - товстостінний (товщина стінки 45 мм, а мінімальна – 3-5 мм), особливих різких переходів по товщині виливка немає, що дає можливість нормальної, напрямної його кристалізації при охолодженні. Площа розніму ливарної форми - одна плоска, відлучених частин на моделі немає.

Отже, загалом вважаємо, що виливок за конструкцією відноситься до технологічного.

1.4 Вибір та обґрунтування способу і методу виготовлення ливарної форми та виливка

Спосіб лиття визначається точкою у системі з п'яти технологічних координат з дискретними шкалами, що характеризують: 1) основу матеріалу форми; 2) природу зв’язувальної добавки; 3) тип оснащення; 4) спосіб ущільнення; 5) спосіб заливання.

Теперішнього часу зафіксовано біля 60 принципово різних способів лиття, що одержали бодай невелике виробниче застосування [1]. З них способи лиття у форми з дисперсних матеріалів складають 64%, із суцільних матеріалів – 30% та не потребують форм 6%. Форми, які виготовлені за витяжними моделями, застосовуються у 63% усіх способів лиття. Шляхом ущільнення виготовляється 59% форм, 6% - без ущільнення, 6% не потребує форм та 29% форм одержують шляхом лиття з розплавленого стану або механічним обробленням. Вільне заливання застосовується у 75% усіх способів лиття, під тиском – у 9%, безперервне – у 6%, з деформацією у формі – у 6%, шляхом наплавлення та без заливання – у 4%.

З погляду, по-перше, одержання виливка згідно з вимогами по точності, шорсткості ливарних поверхонь, по-друге, того, що технологічний процес повинен бути продуктивним, економічно доцільним та мати мінімальні витрати на технологічне оснащення, обираємо спосіб лиття у піщані вологі форми. Таким чином: 1) основа матеріалу форми – кварцовий пісок; 2) зв’язувальна добавка – волога глина; 3) оснащення – витяжні моделі та опоки; 4) спосіб виготовлення форми – ущільнення струшуванням із допресуванням; спосіб виготовлення стрижня – без ущільнення з холоднотвердіючих сумішей; 5) спосіб заливання – вільне. Схема способу лиття у піщані форми наведена на рисунку 1.1.

Під способом формування маємо процес виготовлення форми (ручне, машинне) та тип формувальної суміші, що використовується у цьому процесі.

В основі вибору процесу виготовлення форми лежить кількість виливків, яку необхідно виготовити за певний термін, наприклад, за рік, тобто спосіб формування визначається характером виробництва виливків (від одиничного до масового) та досягнутим рівнем машинної техніки для виконання цієї мети.

Вибір типу формувальної суміші визначається родом сплаву, масою, геометричними розмірами та складністю виливка, технічними вимогами до його точності, якості, економічними факторами.

Рисунок 1.1 – Схема способу лиття у піщані форми

В умовах масового та крупносерійного виробництва в піщаних формах формуванням по вологому виготовляють виливки з чорних сплавів масою до 500 кг та більше, при серійному, дрібносерійному та одиничному виробництві – до 100 кг.

Для виливків середньої (1100…1000 кг) та великої (1000…50900 кг) маси в умовах серійного, дрібносерійного та одиничного виробництва характерно застосування форм по сухому, підсушуваних, різного виду зміцнюваних форм з самотвердіючих сумішей.

СО₂ – процес рекомендується застосовувати для виготовлення форм стальних виливків, пластичні самотвердіючі суміші (ПСС) – в основному для

виробництва чавунних виливків; форми з холоднотвердіючих сумішей (ХТС) більш дорогі, але в останні роки знаходять більш широке застосування незалежно від характеру виробництва і виду сплавів, також стрімко розширюється область застосування вакуумно-плівкового формування. Рідкі самотвердіючі суміші (РСС) переважно застосовувати для форм важких крупних виливків. Крупні форми з піщано-глинистих сумішей можуть виготовлятися піскометним ущільненням [ ].

З погляду, по-перше, одержання виливка згідно з вимогами по точності, шорсткості ливарних поверхонь, по-друге, щоб технологічний процес був продуктивним, економічно доцільним та мав мінімальні витрати на технологічне оснащення, обираємо спосіб формування - по вологому. Крім того, при виборі способу формоутворення приймаємо для разової ливарної форми – формування опочне, по моделі, машинне.

1.5 Постановка завдання

На основі проведеного аналізу конструкції деталі та технічних вимог, що до неї пред’являються, та обґрунтування матеріалу розробити технологічний процес виготовлення виливка «Назва» у разових піщаних формах.