Р и с. 21. Чертеж элементов литейной формы

Обозначьте технологические напуски (красным цветом), дайте в Примечаниях указание о припусках на усадку сплава.

3. Обозначьте плоскость разъёма модели и формы и проведите её синим цветом.

4. Спроектируйте стержень, обозначьте его, укажите размеры; обведите контур стержня синим цветом, заштрихуйте стержень по контуру. Спроектируйте и изобразите разделительную диафрагму, обведите её контур синим цветом.

5. Дайте в примечаниях указание о величине формовочных уклонов и неуказанных радиусах закруглений.

6. Сконструируйте прибыль и рассчитайте её размеры. Толщина стенки S_o в верхней части отливки равна диаметру D_ту сферы, вписанной в самую массивную часть теплового узла, и составляет D_ту= S_o= (100-49,8)/2=25,1 мм. Параметры теплового узла (см.табл.10): d_o/S_o= 49,8/25,1= 2; L_o/S_o = 100,8/25,1= 4,01.

Это значит, что элементы прибыли примерно отвечают условиям исполнения 2 или 3. Принимаем исполнение 2, тогда H_пр = 0,6L_o+0,35S_o = 0,6·100,8+0,35·25,1 = 69,26 мм. Принимаем H_пр =70 мм.

Верхнюю опоку выбирают в зависимости от размеров отливки и её прибыли: высота 75 мм, внутренний диаметр D_оп = 3D = 3·100 = 300 мм, округляя до табличных значений [5,7].

7. Вычислите номинальную массу отливки М_о, на основе построения 3D-модели и определения МЦХ. При расчете объёма отливки без применения 3D-моделирования весь объём условно разбейте на элементарные объёмы простейших геометрических тел.

Номинальную массу отливки вычисляют по формуле

М_о = (V_o·ρ)/1000, кг

где V_o – объём отливки, вычисленный по номинальным размерам отливки (см. табл.13) с учетом припусков и напусков, см³; ρ – плотность материала отливки, г/см³ (см. табл. П5.1).

Для заданной отливки расчетом получена масса М_о = 3,69 кг.

8. Рассчитайте элементы литниковой системы (см. рис. 21).

Расчетный статический напор H_p = H_ст + p²/2L_o = 7,5+0=7,5 см.

Суммарная площадь поперечного сечения питателей

,

где расчетная металлоемкость формы G = M_o + M_{прибыли} + М_лпс = 7 кг.

Выбираем один питатель с размерами оснований трапеции 25х22 мм, высотой 8 мм, скорость течения расплава в шлакоуловителе 40 см/с.

Продолжительность заливки формы = 10,38 с.

Площадь шлакоуловителя 2,15 см². Размеры оснований трапеции 20х16 мм, высота 12 мм. Сечение стояка 3,1 см², 2 см = 20 мм.

Изобразите литниковую систему. Вычертите на свободном поле чертежа сечения всех элементов литниковой системы в масштабе 1:1, проставьте размеры; площади сечений не штрихуют.

9. Наружные контуры отливки и литниковую систему обведите красным цветом.

Разработка чертежа отливки. Оформите чертёж отливки (рис.22) и сформулируйте технические требования на её изготовление, руководствуясь табл.11.

Определение стоимости отливки. Базовой маркой стали для отливки из конструкционной нелегированной стали 30Л является сталь 25Л ГОСТ 977-88. По табл.2.4 прейскуранта [12] определите оптовую цену 1т отливок 2 группы сложности массой М_о=3,69 кг из базовой марки стали 25Л: М₁=3,575 кг; Ц₁ = 491 руб./т, М₂=4,5 кг; Ц₂=482 руб./т.

руб/т.

По табл. 2.5 определите величину коэффициента расчета оптовых цен К_ц для отливок из стали 30Л (К_ц= 1,015) и оптовую цену 1т отливок из стали 30Л: Ц_ОПТ = Ц_х · К_ц = 489,88 ·1,015 = 497,23 руб/т. Установите по табл.1.1 Прейскуранта базовые значения точностных характеристик стальной отливки 2-й группы сложности с наибольшим габаритным размером до 100 мм: класс точности размеров 11, класс точности массы 11. Отливка "Корпус" имеет класс размерной точности 11, класс точности массы 11т. По табл.1.1, а определите величину доплат к оптовой цене за точность размеров и точность массы, отличные от базовых значений: k_тр= 0, k_тм= +0,025. По табл.1.2 для стальной отливки массой 3,69 кг базовая толщина стенки составляет 11 мм, фактическая средняя толщина стенок отливки больше базовой, поэтому доплату за тонкостенность не назначаем, т.е. k_s=0. По табл.1.7 определите группу серийности отливок массой 3,69 кг при N_г=1000 шт./год: имеем 8 группу. По табл.1.8 рассчитайте величину доплат для 8 группы серийности: k_c=0,18. По табл. 1.10 найдите величину доплат за термическую обработку и очистку отливок: Ц_то = 40 руб./т, Ц_о = 8 руб./т.

Р и с. 22. Чертёж отливки

Определите оптовую цену 1т отливок массой М_о=3,69 кг заданных потребительских свойств:

=

= 497,23·(1+0+0,025+0+0,18 )+40+8 =647,16 руб./т.

Рассчитайте стоимость отливки в ценах 1991 г.:

= 2,35 руб.

Определите фактическую стоимость отливки:

С_{отл.факт}= С_отл.·k_инфл.,= 2,35·31=72,85 руб

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с теоретическими основами и методикой проектирования заготовок литьём в разовые песчаные формы.

2. Проанализировать исходные данные для проектирования, заполнить карту проектирования технологического процесса (табл.1), определить нормы точности отливки, рассчитать величины припусков и номинальных размеров отливки (табл.2).

3. Выполнить чертеж детали по заданному варианту, определить МЦХ по 3D - модели (рис.1); выполнить чертеж отливки и определить МЦХ по 3D – модели.

4. Разработать чертёж элементов литейной формы (рис.2).

5. Оформить чертёж отливки (рис.3) и сформулировать технические требования на её изготовление.

ФОРМА ОТЧЕТА

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1. Карта проектирования технологического процесса (табл.1).

2. Сводная таблица результатов расчета припусков и размеров отливки (табл.2).

3. Чертёж детали (рис.1).

4. Чертеж элементов литейной формы (рис.2).

5. Чертёж отливки (рис.3).

Р ассмотрим ещё один пример [4] назначения допусков и припусков на механическую обработку отливки – ступицы заднего колеса автомобиля ЗИЛ (рис.23). Исходные данные: материал КЧ 35-10, наибольший габаритный размер 326 мм, масса 22 кг, сложность отливки – средняя, термообработка – графитизирущий отжиг, способ литья – в сырые ПГФ из смеси влажностью от 3,5 до 4,5 % твердостью не ниже 70 единиц, машинное поточно-механизированное производство со средним техническим уровнем технологии механической обработки. Пользуясь стандартом и методическими указаниями (см. табл.3), назначаем нормы точности отливки.

По табл.9 стандарта для заданного технологического процесса, габаритного размера 326 мм и сплава КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал классов размерной точности 9-13 и согласно примечаниям принимаем 11 класс точности размеров КР 11.

По табл. 10 стандарта определяем степень коробления элементов отливки: фланца (см. рис.3а) и цилиндра отливки (см. рис.3б). При определении степени коробления фланца за высоту принимается толщина h=28мм, за длину – диаметр D=326 мм; отношение h/D = 0,083. Для отношения 0,083 с учётом разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 6-9 степеней коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 8 степень коробления СК_э = 8. При определении степени коробления цилиндра за высоту принимается диаметр d=136 мм, за длину L=230 мм; отношение d/L = 0,59. Для отношения 0,59 с учётом разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 4-7 степеней коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 6 степень коробления СК_э = 6. Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему значению степени коробления её элемента, т.е. СК 8.

По табл.11 стандарта для заданного технологического процесса, габаритного размера 326 мм и сплава КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал степеней точности поверхностей 13-19 и с учетом примечаний принимаем 15 степень точности поверхностей отливки СП 15.

По табл. 13 стандарта для заданного технологического процесса, номинальной массы 22 кг и материала КЧ 35-10 (термообработка) находим интервал классов точности массы 8-15 и согласно примечаниям принимаем 11 класс точности массы отливки КМ 11.

Допуск смещения отливки определяем для наименьшей толщины стенки в плоскости разъёма формы по классу размерной точности отливки КР 11. В нашем случае наименьшая толщина стенки h = 14 мм; по табл.1 стандарта для КР 11 и h =14 мм допуск смещения Т_см = 3,2 мм. Таким образом, найдены основные точностные параметры отливки ступицы заднего колеса:

Точность отливки: 11 – 8 – 15 – 11 См. 3,2 мм ГОСТ 26645-85.

Для обрабатываемых резанием поверхностей по табл.14 стандарта для степени точности поверхностей отливки СП 15 определяем интервал ряда припусков 6-9 и с учетом примечаний принимаем 9 ряд припусков РП 9.

Последовательность определения допусков и припусков на обрабатываемые поверхности отливки приведена в табл.14. На рис.24 приведен чертеж отливки, который должен быть положен в основу построения 3D-модели и определения МЦХ.

Р и с. 24. Чертеж отливки

Таблица №14

Определение допусков, припусков и размеров отливки

Последовательность назначения	Обрабатываемые резанием поверхности отливки
	А	В	С	D	Е	F
Схема механической обработки	Рис.9 а	Рис.9 а	Рис.9 б	Рис.9 б	Рис.9 б	Рис.9 а
Номинальный размер от базы до обрабатываемой поверхности, мм	158	27	Ø136	Ø135	Ø150	99
Вид размера ВР	2	2	1	1	1	2
Класс точности размера КР	11	11	10	10	10	11
Допуск размера	5,0	3,6	3,2	3,2	3,2	4,4
Допуск формы поверхности (от коробления): номинальный размер нормируемого участка, мм степень коробления элемента отливки СКэ допуск формы Тф, мм	136+30 = Ø166 8 1,0	326-186 = 140 8 0,8	230 6 0,8	230 6 0,8	230 6 0,8	150+20 = Ø170 8 1,0
Допуск смещения, вызванного перекосом стержня (п.2.8 стандарта): размер наиболее тонкой стенки, формируемый с участием стержня, мм класс точности размера КР допуск смещения Тсм, мм	- - -	- - -	10 11т 2,0	10 11т 2,0	10 11т 2,0	- - -
Позиционный допуск: диаметр базовой поверхности, мм вид размера ВР класс точности размера КР допуск размера То, мм позиционный допуск Тпоз, мм	- - - - -	- - - - -	Ø326 1 10 4,0 2,0	Ø326 1 10 4,0 2,0	Ø326 1 10 4,0 2,0	- - - - -
Общий допуск То.общ, мм	5,0	4,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Общий допуск при назначении припуска То.общ, мм	5,0	2,0	2,5	2,5	2,5	5,0
Вид механообработки: Допуск размера детали Тд, мм Отношение Тд/Тотл Отношение Тф.д/Тф.отл вид окончательной механической обработки	0,9 0,18 - черновая	0,21 0,058 - получисто-вая	. 0,25 0,078 - получисто-вая	0,04 0,0125 - тонкая	0,034 0,0106 - тонкая	0,8 0,181 - черновая
Ряд припусков РП	верх 11	9	9	9	9	9
Общий припуск Zобщ, мм	4,8	3,1	3,8	4,6	4,6	4,0
Размер отливки, мм	238,8	33,2	Ø 128,4	Ø125,8	Ø140,8	103
Поле допуска	±2,5	±1,8	±1,6	±1,6	±1,6	±2,2

Рассмотрим следующий пример назначения допусков и припусков на механическую обработку отливки – корпуса приспособления (рис.25). Исходные данные: материал алюминиевый сплав АК5М ГОСТ 1583-93, наибольший габаритный размер 200 мм, масса 1,785 кг, сложность отливки – средняя, термообработка – искусственное старение, способ литья – в сырые ПГФ из смеси влажностью от 3,5 до 4,5 % твердостью не ниже 70 единиц, машинное поточно-механизи-рованное производство со средним техническим уровнем технологии механической обработки. Пользуясь стандартом и методическими указаниями, назначаем нормы точности отливки (см. табл.3).

По табл.9 стандарта для заданного технологического процесса, габаритного размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал классов размерной точности 8-13т и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности размеров КР 10.

По табл. 10 стандарта определяем степень коробления элементов отливки: основания (см. рис.3а) и цилиндра отливки (см. рис.3б). При определении степени коробления основания за высоту принимается толщина h=20мм, за длину L=200 мм; отношение h/L = 0,1. Для отношения 0,1 с учётом разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 5-8 степеней коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 5 степень коробления СК_э = 5. При определении степени коробления цилиндра за высоту принимается диаметр d=38 мм, за длину L=90 мм; отношение d/L = 0,42. Для отношения 0,42 с учётом разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 4-7 степеней коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 4 степень коробления СК_э = 4. Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему значению степени коробления её элемента, т.е. СК 5.

По табл.11 стандарта для заданного технологического процесса, габаритного размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал степеней точности поверхностей 10-17 и с учетом примечаний принимаем 13 степень точности поверхностей отливки СП 13.

По табл. 13 стандарта для заданного технологического процесса, номинальной массы до 10 кг и материала АК5М (термообработка) находим интервал классов точности массы 7т-14 и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности массы отливки КМ 10.

Допуск смещения отливки (см. п. 2.7 стандарта) определяем для наименьшей толщины стенки в плоскости разъёма формы по классу размерной точности отливки КР 10. В нашем случае наименьшая толщина стенки h = 8,5 мм (толщина ребра); по табл.1 стандарта для КР 10 и h =8,5 мм допуск смещения Т_см = 1,6 мм. Таким образом, найдены основные точностные параметры отливки ступицы:

Точность отливки: 10 – 5 – 13 – 10 См. 1,8 мм ГОСТ 26645-85.

Д ля обрабатываемых резанием поверхностей по табл.14 стандарта для степени точности поверхностей отливки СП 13 определяем интервал ряда припусков 5-8 и с учетом примечаний принимаем 5 ряд припусков РП 5.

Последовательность определения допусков и припусков на обрабатываемые поверхности отливки приведена в табл.15. На рис.26 приведен чертеж отливки, который должен быть положен в основу построения 3D-модели и определения МЦХ.

Таблица 15