Технология литейного производства (стр. 2 из 6)
Величина уклона зависит от высоты стенки, материала модели и от способа формовки. Для машинной формовки металлические модели имеют уклон 0.5-1°. Принимаем 1°[6, с.222].
Галтелями называются закругления внутренних углов моделей для получения в отливке плавного перехода от одной поверхности к другой. Они улучшают качество отливки, способствуют равномерному ее охлаждению, уменьшают опасность появления горячих трещин в местах пересечения стенок и предотвращают осыпание формовочной смеси в углах формы при извлечении из нее модели. Благодаря правильно выполненным закруглениям наружных и внутренних стенок удается избежать возникновения усадочных раковин. Применение галтелей повышает усталостную прочность отливок в условиях работы при значительных знакопеременных нагрузках.
По требованию, указанному на чертеже, величина галтелей 2¸3мм.
1.5.Определение конструкций и размеров знаков стержней. Проверка знаков на смятие
Литейными стержнями называют элементы литейной формы, изготавливаемые отдельно от полуформ по специальной (как правило) оснастке и предназначенные для получения в отливке отверстий и полостей, которые не могут быть получены от модели. Стержни, как правило, ставят в форму после сушки, чтобы увеличить их прочность и уменьшить газотворность.
Стержневые знаки служат для обеспечения правильного и надежного фиксирования стержня в форме и удаления из него газов во время заливки.
При проектировании стержней необходимо:
- определить границы стержней и их количество;
- выбрать или рассчитать размеры знаковых частей и определить величину зазоров между знаками формы стержней;
- обеспечить прочность за счет выбора соответствующего состава стержневой смеси или установки каркасов;
- выбрать способ изготовления, показать плоскость разъема стержневых ящиков и направление набивки;
- разработать систему вентиляции.
При конструировании стержней руководствуемся следующими соображениями:
- стержень располагается в нижней полуформе, так как на установку и крепление стержня в верхней опоке затрачивается в 5-6 раз больше времени, чем в нижней;
- избегаем односторонне посаженых стержней, для чего пользуемся приемом дублирования стержней; при этом исключается возможность их смещения под действием собственной массы или напора металла;
- конструкция формы исключает фиксирование одних стержней в знаках других, так как при этом суммируются ошибки их установки.
При изготовлении отливки данной детали используем один дублированный стержень:
Основные размеры стержня: L = 235мм, a = 704мм, b = 184мм.
Длина горизонтального знака из [8, с.3, табл.1] равна 80мм, что явно недостаточно для устойчивости дублированного стержня. Руководствуясь пунктом 3.4 ГОСТ 3606-80 увеличим длину знака до 240мм.
Формовочные уклоны на знаковой формообразующей поверхности:
a = 6°, b = 8°[8, с.9, табл.5].
Значения зазоров S1, S2 и S3[8, с.12, табл.6]:
S1 = 0.6мм, S2 = 0.6мм, S3 = 0.5* S1 = 0.9мм.
Радиус скругления (переход от основной к знаковой формообразующей поверхности): r = 5мм [8, с.16, табл.].
Для получения гнезд под подшипники рассчитаем выступы на дублированном стержне:
Для нижних по заливке: высота знака h = 35мм [8, с.8, табл.4],
Для верхних по заливке: высота знака h1 = 0.4*h = 0.4*35 = 14мм [8, с.9].
Формовочные уклоны на знаковой формообразующей поверхности:
a = 7°, b = 10°[8, с.9, табл.5].
Значения зазоров S1 и S2:
Для нижних знаков: S1 = 0.3мм, S2 = 0.4мм [8, с.12, табл.6].
Для верхних: S1 = 0.2мм, S2 = 0.4мм [8, с.12, табл.6]:
Радиус скругления: r = 2¸3мм [8, с.16, табл.].
При формовке по-сырому для предотвращения разрушения кромок формы при установке стержней ГОСТом 3606-80 рекомендуется выполнять противообжимные пояски для горизонтальных стержней: a = 12мм, b = 2 мм.
Проверка знаков на смятие
Нижний знак.
Прочность смеси на сжатие:
, (1)где P – реакция на опоре, кг,
; (2)где Sн.зн. – опорная поверхность нижнего знака, см2,
n – количество знаков в нижней полуформе, n = 5.
Масса стержня:
Gст = Vст * gст, (3)
где Vст – объем стержня, г/см3,
(4) 
gст – плотность стержневой смеси, gст = 1.65г/см3.
Gст = 95637.166 * 1.65 = 157801.32г.
Опорная поверхность нижнего знака:
(5) 
Тогда:
- условие выполнено.Верхний знак.
, (6)где Sв.зн. – опорная поверхность верхнего знака, см2,
(7)где Pст – подъемная сила, действующая на стержень, г,
m – количество знаков в верхней полуформе, m = 5.
Pст = V*ст* (gм - gст) –Vзн*gзн, (8)
V*ст – объем стержня, на который действует подъемная сила,
Vзн - объем стержня, на который не действует подъемная сила, см3,
(9) 
(10) 
Pст = 52300.7*(7 – 1.65) – 43336.466*1.65 = 208303.576г,
P1 = 208303.576/5 = 41660.715г;
Опорная поверхность верхнего знака:
(11) 
Тогда:
- условие выполнено.1.6.Расчет литниковой системы
Назначение литниковой системы
Литниковая система (л.с.) должна обеспечить спокойную, равномерную и непрерывную подачу металла в заранее определенные места отливки.
Конструкция л.с. должна создавать условия, препятствующие засасыванию воздуха потоком металла.
Л.с. должна задерживать все неметаллические включения, попавшие в поток металла.
Одной из важнейших функций л.с. является заполнение формы с заданной скоростью: при очень большой скорости заливки происходит размыв стенок формы и каналов самой л.с., а при слишком медленной заливке – значительное охлаждение металла и образование спаев, неслитин, недоливов.
Л.с. должна способствовать выполнению принципа равномерного или направленного затвердевания отливки. Она служит для частичного питания жидким металлом отливки в начальный момент ее затвердевания.
Нормальная л.с. состоит из следующих основных элементов: приемное устройство, стояк, зумпф, литниковый ход, питатели.
1.Приемные устройства
Назначение их состоит в том, чтобы обеспечить попадание струи из ковша в каналы л.с. Также эти устройства гасят энергию струи металла из ковша и частично улавливают шлак, попавший в поток из ковша.
В качестве приемного устройства применим литниковую воронку. Литниковые воронки применяются при заливке всех стальных отливок, независимо от их массы (из-за заливки из стопорных ковшей, а также для уменьшения поверхности контакта металла с литниковой системой). [10, с.5].
2. Стояк
Он представляет собой вертикальный канал л.с., по которому металл опускается от уровня чаши до того уровня, на котором он подводится к отливке.
Очень часто по условиям формовки (особенно при машинном изготовлении форм) требуется установка расширяющихся книзу стояков. В таких стояках может происходить подсос воздуха, и требуется установка дросселей, но так как сечение питателей наименьшее (то есть л.с. заполненная), то дроссели не нужны.
3. Зумпф
Очень ответственным местом в л.с. является зумпф – это расширение и углубление под стояком. Его всегда нужно делать при устройстве л.с. В нем образуется болотце металла, гасящего энергию струи из стояка и тем самым предотвращающего разбрызгивание металла. Кроме того, выходя из зумпфа в литниковый ход, металл направлен снизу вверх. При этом направление движения металла совпадает с направлением естественного движения шлаковых частиц, попавших из ковша в металл, и они быстрее выносятся к потолку литникового хода, то есть зумпф позволяет сделать короче литниковый ход и уменьшить расход металла на л.с.
4. Литниковый ход
Он представляет собой горизонтальный канал, чаще всего трапециевидного сечения, устанавливаемый на плоскости разъема формы. Основным его назначением является распределение потока металла из стояка по отдельным питателям, обеспечивая его равномерный расход.
5. Питатели
Последний по ходу металла элемент л.с. – питатели. Их количество и расположение зависят от характера заливаемых деталей. Сечение питателей должно быть таким, чтобы они легко отламывались от отливки.