5. Вывод………………………………………………………………………………………………………….9
6. Приложения………………………………………………………………………………………………10
1. Анализ исходных данных и выбор марки материала детали.
При выборе марки материала отливки, необходимо учесть условия эксплуатации детали, а именно: высокую температуру и химическую агрессивность среды, низкие механические нагрузки.
По литейным и эксплуатационным свойствам для изготовления отливки целесообразно рассматривать возможность применения следующих марок материалов: высокопрочный чугун ВЧ60 и сталь 25Л.
По сравнению со сталью 25Л, чугун ВЧ60 имеет:
- лучшие литейные свойства
- более высокий предел прочности
- более высокую жаропрочность
В свою очередь, сталь 25Л обладает более высокой пластичностью.
Однако, на основе проведённого анализа, выше изложенных данных, а также учитывая производственную программу (крупносерийное производство, до 10000 шт. в год), является целесообразным для изготовления отливки «стакан» применить высокопрочный чугун марки ВЧ60.
Наиболее ответственная поверхность детали – внутренняя, с шероховатостью Ra=1.6 мкм, т.е. большинство поверхностей заготовки подвергаются механической обработке резанием.
Наибольший габаритный размер детали составляет 82 мм.
2. Выбор способа получения заготовки.
Материал ВЧ60, выпуск 5000 деталей, масса 0,373 кг, минимальная толщина стенки 4,5 мм, повышенные требования к точности внутренней поверхности.
Анализ формы, размеров и массы детали, требуемой точности и состояния поверхностей, технологических свойств материала и годовой программы ее изготовления показал, что получение данной детали целесообразно либо литьём в песчаные, либо в оболочковые формы, либо литьём по выплавляемым моделям, либо литьём в кокиль.
Проведем более подробный анализ способов литья в песчаные и оболочковые формы.
Показатель |
литье в песчаные формы |
Целесообразность |
литье в оболочковые формы |
Целесообразность |
литье по выплавляемым моделям |
Целесообразность |
литье в кокиль |
Целесообразность |
Материал отливок |
Сталь, чугун, цветные сплавы |
+ |
Сталь, чугун, цветные сплавы |
+ |
Сталь, чугун, цветные сплавы, специальные сплавы |
+ |
Сталь, чугун, цветные сплавы |
+ |
Максимальная масса отливок, кг |
200 000 |
+ |
150 |
+ |
150 |
+ |
7000 – чугун, 4000 – сталь, 500 – цветной сплав |
+ |
Максимальный размер отливки, мм |
Неогранич. |
+ |
1500 |
+ |
1000 |
+ |
2000 |
+ |
Толщина стенок, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
min mах |
3,0 |
+ |
2,0 |
+ |
0,5 |
+ |
3,0 |
+ |
Неогранич. |
+ |
12,0 |
+ |
6,0 |
- |
100 |
+ |
|
Класс точности отливок |
6–14 |
- |
4–11 |
- |
3–8 |
- |
4–11 |
- |
Шероховатость поверхности Ra, мкм |
80…20 |
- |
40…10 |
+ |
20…5 |
+ |
40…10 |
+ |
Минимальный припуск на механическую обработку (на сторону), мм |
0,3…6,0 |
+ |
0,4…2,0 |
+ |
0,2…0,6 |
+ |
0,38…1,0 |
+ |
Коэффициент весовой точности, % |
60…70 |
+ |
80…95 |
+ |
90…95 |
+ |
75…80 |
+ |
Относительная себестоимость 1 т отливок, отн. Ед. |
1,0 |
+ |
1,5…2,0 |
- |
2,5…3,0 |
- |
1,2…1,5 |
- |
Экономически оправданная серийность, шт./год |
Неогранич. |
+ |
200…500 |
- |
1000 |
- |
400…800 |
- |
Сумма |
|
8 |
|
8 |
|
7 |
|
8 |
На основе уточненного анализа технологичности и учёта серийности выбираем способ литье в песчаные формы.
3. Разработка чертежа элементов литейной формы.
3.1. Уточнение чертежа детали.
Так как на чертеже детали не указана точность ее изготовления, то точность заготовок назначаем исходя из способа изготовления отливки.
Литье в песчаные формы обеспечивает изготовление отливок, которые соответствуют 7..12-му классу точности. В условиях массового производства литьем в песчаные формы можно обеспечить 7 класс точности.
3.2. Выбор расположения модели и отливки в литейной форме.
Так как заготовка – симметричное тело вращения высотой 40 мм и наибольшим диаметром 82 мм, то модель следует расположить горизонтально.
3.3. Расчёт припуска на механическую обработку.
Литье в песчаные формы обеспечивает изготовление отливок, которые соответствуют 2..4-му ряду припусков. В условиях массового производства литьем в песчаные формы можно обеспечить 4 ряд припуска.
Уточняем на основании класса точности и ряда припуска: допуск линейных размеров отливок (на сторону), припуск на механическую обработку:
Обрабатываемая поверхность |
Допуск размера, мм |
Припуск на механическую обработку (на сторону), мм |
D 82 |
1,10 |
2,4 |
H 40 |
0,90 |
2,0 |
D 56 |
1,00 |
2,0 |
D 42 |
1,00 |
2,0 |
H 6 |
0,56 |
1,6 |
3.4. Выбор величины формовочных уклонов.
Высота формообразующей поверхности, перпендикулярной плоскости разъема равна:
В соответствии с высотой наружной формообразующей высоты h=3 мм, β = 5,75°, h=34 мм, β = 2°.
3.5. Расчёт закруглений между пересекающимися поверхностями.
Расчёт галтелей:
a=6
b=7
=> k
=
Радиус скругления между цилиндром и конусом:
R=1/3*(6+7)/2 = 2,1(6) мм, т.е. принимаем R = 2 мм.
3.6. Выбор припуска на усадку.
При литье в разовые формы (песчаные и оболочковые) припуск на усадку можно принять равной величине свободной литейной усадке сплава Epsл. Для чугуна величина свободной литейной усадки Epsл =1%. По полученным чертежам элементов литейных форм можно изготавливать литейно-модельную оснастку (металлические модельные плиты).
3.7. Подсчёт коэффициентов КВГ, КВТ, КИМ.
4. Анализ технологичности конструкции отливки.
|
N |
Признаки технологичности |
Способ изготовления |
|
Л |
ОР |
|||
|
1 |
Хорошие литейные свойства |
- |
|
Распол. отлив. в форме |
2 |
Расположение отливки в одной полуформе |
- |
|
3 |
Плоский разъем формы |
+ |
||
4 |
Минимальное количество разъемов формы |
+ |
||
Требов. к наружн. поверх. Отливки |
5 |
Отсутствие выступающих частей, мешающих извлечению модели (отливки) из формы |
+ |
|
6 |
Наличие конструктивных уклонов совпадающих с литейными |
- |
||
7 |
Отсутствие больших углублений на наружных поверхностях отливки |
+ |
||
Требов. к внутр. поверх. Отливки |
8 |
Минимальное количество стержней, применяемых при сборке формы. |
+ |
|
9 |
Удобство простановки и надежность крепления стержней в форме |
+ |
||
10 |
Удобство вывода газов из стержней и удаление стержней из отливки |
+ |
||
Треб. к констр. стенки отливки |
11 |
Обеспечение минимально допустимой толщины стенок |
+ |
|
12 |
Отсутствие местных скоплений металла |
+ |
||
13 |
Наличие оптимальных размеров скруглений между пересекающимися и сопрягаемыми стенками отливки |
+ |
||
14 |
Отсутствие тонких горизонтальных поверхностей большой протяженности |
- |
||
15 |
Максимальный выход годного металла |
0.75 |
||
Треб. к отливке подверг механ. обра- ботке |
16 |
Хорошая обрабатываемость резанием |
Kv=1+/- |
Kv= 1.7 + |
17 |
Максимальная весовая точность отливки (mдет/mотл) |
0.9 |
0.23 |
|
18 |
Расположение обрабатываемых поверхностей на одном уровне |
+ |
+ |
|
19 |
Возможность механической обработки отливки за один установ на станке |
- |
- |
|
20 |
Минимальная шероховатость отливки |
- |
- |
|
21 |
Минимальная длина обрабатываемых поверхностей отливки |
+ |
- |
|
22 |
Минимальная величина дефектного слоя на поверхности заготовки |
- |
+ |
|
23 |
Низкий уровень внутренних напряжений в заготовке |
+ |
+ |
|
24 |
Равномерная высокая жесткость конструкции |
+ |
+ |
|
25 |
Возможность контроля качества |
+ |
+ |
|
26 |
Максимальный коэффициент использования металла |
0.675 |
0.23 |
|