ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИКОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Назначение и расчет исходных данных для разработки технологического процесса литой заготовки зубчатого колеса из стали 35Л в мелкосерийном производстве при литье в сухие песчано-глинистые формы.
Чертеж зубчатого колеса с указанием размеров и точности обработки представлен на рисунке 1.7, а. Конструкция зубчатого колеса позволяет расположить отливку целиком в нижней полуформе. В верхней полуформе будут находиться: литниковая система (стояк, шлакоуловитель, питатели), прибыли и верхний стержневой знак центрального стержня.
При мелкосерийном производстве зубья в отливке не выполняются, поэтому обод будет гладким. 1) Из таблицы 1.2 выбираем припуски на механическую обработку. Припуск по наружному диаметру составит 4 . 2 = 8 мм, по диаметру центрального отверстия 5 . 2 = 10 мм. Припуски на верхней и нижней горизонтальной поверхности составят по 4 мм. Чертеж отливки с указанием припусков (заштрихованы) на рисунке 1.7, б. 2) Размеры вертикальных стержневых знаков (нижнего и верхнего) определяем по таблице 1.5. Так как диаметр стержня 152 мм, а длина – 188 мм, то по данным таблицы 1.5 высота знака должна быть 40 мм; уклон знаков десять градусов. По таблице 1.4 формовочные уклоны один градус. 3) Определяем размеры опок,учитывая размеры модели и расположение отливки в нижней опоке. Из таблицы 1.1 (отливка средняя) определяем размеры опок в свету 950 × 950 мм (диаметр отливки 808 мм плюс размер а = 70 мм с двух сторон 808 + 2 . 70 = 948 ≈ 950 мм). Высота верхней опоки – это высота знака 40 мм (таблица 1.5) и размер б = 150 мм (таблица 1.1) (40 + 150 = 190 ≈ 200 мм). Высота нижней опоки – высота отливки 188 мм и размер в = 120 мм (таблица 1.1) (188 + 120 =308 мм ≈ 300 мм).
Рисунок 1.7 – Схема разработки технологического процесса отливки: а – зубчатое колесо; б – отливка; в – модель отливки с прибылям, г – собранная литейная форма в разрезе (1 – питатели, 2 – шлакоуловитель, 3 – стояк) 4) Так как сталь имеет значительную усадку (2 %) необходимо установить прибыли во избежание усадочных раковин в ободе и ступице. Толщина обода с учетом припуска – 104 мм; диаметр прибыли для обода выбираем в 1,3 раза больший: 104 . 1,3 = 135 мм. Высота прибылей принимается в 1,5 раза большей диаметра прибыли: 135 . 1,5 = 212мм. Высота верхней опоки 200 мм – высоту прибылей принимаем 200 мм. Толщина ступицы 80 мм,следовательно, диаметр прибыли: 80 . 1,3 = 104 мм.Высоту прибыли для ступицы принимаем также равной 200 мм. Модели отливки и прибылей удаляются из форм вверх, поэтому по таблице 1.4 формовочные уклоны 2 градуса. 5) Количество прибылей, устанавливаемых на ободе и ступице, определяется по длине средней окружности обода и ступицы. Длина средней окружности обода: 3,14 . 704 = 2211 мм. Протяженность прибылей составляет 40 % от протяженности отливки, т.е. 884 мм.Следовательно, количество прибылей на ободе – 884: 135 = 6,55. На ободе необходимо установить 6 прибылей. Длина средней окружности ступицы: 3,14 . 230 = 722 мм. Протяженность прибылей составляет 40 % от протяженности отливки, т.е. 289 мм.Следовательно, количество прибылей на ступице – 289: 104 = 2,8. На ступице необходимо установить 2 прибыли. 6) Модель отливки с прибылями изображена на рисунке 1.7, в. 7) Расчет литниковой системы При литье стальных отливок применяем сужающуюся литниковую систему. В расчете литниковой системы прежде всего определяют площадь поперечного сечения узкого места. Для сужающейся литниковой системы это площадь поперечного сечения питателей F п. Суммарная площадь поперечного сечения питателей F п рассчитывается по формуле (1.1). 7.1) Расчет массы отливки с прибылями Q: Объем отливки: V отл = (πR2 —πr2) . Н =98967 см3. Объем прибылей обода: V об= πr2 1 . Н . 6 = 17168 см3. Объем прибылей ступицы: V ст = πr2 2 . Н . 2 = 3396 см3. Общий объём жидкого металла: V общ= V отл + V об + V ст = 119531 см3. Масса отливки с прибылями: Q = V общ . γ= 119531 . 7,7 = 920 кг. 7.2) Расчет габаритного объема отливки: V = π . 4,22. 3,88 = 215 дм3. 7.3) Расчет относительной плотности, для выбора значения удельной скорости заливки k: Q / V= 920: 215 = 4,3 кг/дм3. Из табл. 1.6значение удельной скорости заливки k = 0,80 кг/(см2 с ). При заливке в сухую форму k = 0,80 . 1,5 = 1,2 кг/(см2 . с ). Из табл. 1.7 определяем поправочный коэффициент S, зависящий от толщины стенки отливки. Значение поправочного коэффициента S = 1,7.
7.5) Расчет суммарной площади поперечного сечения питателей:
Металл в полость формы подводим через три питателя позиция 1 (рисунок 7, г), следовательно, сечение каждого питателя будет равно 6 см 2. 7.6) Расчет площади поперечного сечения шлакоуловителя и стояка: Из соотношения для стали: F п: F шл: F ст = 1: 1,1: 1,2 площадь поперечного сечения шлакоуловителя: F шл = 18,4 . 1,1 = 20,2 см 2, площадь поперечного сечения стояка: F ст= 18,4 . 1,2 = 22,1 см 2 . 7.7) Расчет диаметра стояка:
Собранная форма в разрезе показана на рисунке 1.7, г.
|
7.4) Расчет продолжительности заливки:
.
Определив площадь поперечного сечения стояка F ст, определяем диаметр стояка d ст:
