где - продолжительность заливки,
М - коэффициент расхода металла , для стального литья 0,35,
q - ускорение свободного падения , м/с ( q= 9,83 м/с );
Hр - расчетный статический напор .
Продолжительность заливки формы , С . для отливки массой до 450 кг определяют по формуле T = К Q , с
Коэффициент, учитывающий толщину стенки отливки = 2,2.
T = 2,2 * 9,27 = 2,2 * 3,04 = 6,6с .
hb -3
Hр = ( Hст - ----- ) * 10 , M,
2hc
где Нст - максимальный напор, мм , hd - высота отливки, мм.
hо - полная высота отливки ,мм
0 -3 -3
Hр = ( 75 - ----- ) * 10 = 75 *10 м
2*45 6
9,27 * 10 92700000
= ----------------------------------------- = -3 ------------------- =
0,35 *7800 * 6,6 2*10 * 75 * 10
9270000 92700000 2
----------------- = --------------------- = 428 м
18018 * 3,8 68468,4
При заливке в форму жидкого металла используются 2 питателя , поэтому определяем площадь одного питателя.
F min 428 2
Fпит. = ---------- = ------ = 214 м
2 2
Площади поперечных сечений остальных элементов литниковой системы определяют из рекомендуемых соотношений, полученных опытным путём для стальных отливок.
Fcт; Fпл; Fпит. = 1,2 : 1,05 : 1 ;
Fст. = Fпит. * 1,2 = 214 * 1,2 = 256,8
Fпл.= Fпит. * 1,05 = 214 * 1,05 = 224,7
4* Fcn 4 * 256,8 1027,2
dст = ----------- = -------------- = ----------- = 18,1 м
П 3,14 3,14
От правильной конструкции литейной чаши зависит качество отливки, т.к. она тормозит металл по пути в форму , успокаивает потоки улавливает шлаки. Внутренние размеры литейной чаши определяются из следующих соотношений ; 30 / ст
3*18,1 = 54,6 м, высота чаши - h = 0,7 * = 0,7 *54,3 = 38,01 м;
длина чаши - l = 1,6 * = 1,6 *54,3 = 86,9 м.
Сечение выпора - круглое, а площадь его равна площади стояка. Выпор нужен для пополнения металла в отливку по мере его усадки и охлаждения.
2.7. Определение массы стержня и формовочной смеси.
Массу стержня определяем по чертежу стержня : Q1 = V1 S ,
где V1 - объём стержня м 3 ; - плотность стержневой смеси в уплотненном состоянии, S1 - 1700 кг / м 3 .
0,23 * П П *0,169 П * 0,1833
V = ------------- * 0,03 + ------------- * 0,0082 + ---------------- *
4 4 4
П * 0,1489 П * 0,1392
0,00784 + -------------- * 0,0082 + ----------------- *
4 4
П * 0,1981
0,0082 + --------------- * 0,0283 =1,2 * 10 + 1,8 * 10
4
+ 2,06 * 10 + 1,4 *10 + 1,2 * 10 + 8,7 * 10 = 2, 72 * 10 *1700 .
Q =4,6172 кг Q = 2,72 * 10 *1700 = 4,62 кг.
Массу формовочной смеси ,необходимой для изготовления формы, можно определить как произведение плотности формовочной смеси на разность объёмов опок и объёма, занимаемого отливкой , стержнем литейной системой.
Q 4 = [ V3 - ( V + V1 + V2 )] * ,кг.
Где V , V 1 , V 2 , V3 - соответственно объёмы отливки, стержня, литейных систем и опок, м 3 . -плотность уплотненной формы смеси , = 1700 кг/ м .3
V = 1 * 189 *10 м
V1 = 2 * 72 *10 м
1*189 *10
V2 = 25% * V = ------------------ = 2,92 *10
4
V3 = 0, 4 * 0,35 *0,2 = 0, 028
Q4 = 40,46 кг.
2.8. Оценка технико -экономической эффективности .
Показатель технико - экономической эффективности технологического процесса позволяет оценить качество этого процесса. Он показывает удельный расход жидкого металла на получение отливки с учетом потерь на линейную систему.
Удельный расход жидкого металла ( К ) определяется по формуле : Q
К = --------------- * 100 % , где Q2 - масса литейной системы, Q + Q2
Q2 = 25 % . Q2 = 2,3
Вывод : в данной работе определен удельный расход стали 35 Л - 80%
что больше , чем среднее значение удельного расхода стали в
машиностроении - 65 % , 80 % < 65 %
Задание № 3 на курсовую работу
по разделу " Обработка материалов резанием ".
Расчет режимов резания.
Вариант № 56
Исходные данные для выполнения задания.
1. Машина - трелевочный трактор ТДТ - 55.
2. Сборочная единица - бортовая передача.
3. Деталь - крышка бортовой передачи.
4. Материал - сталь 35 Л.
5. Условия обработки детали :
Глубина резания t = 0,3 мм.
Предел прочности = 75кгс.
Обрабатываемая поверхность Д = 230 м.
Порядок выполнения работы.
3.1. Выбор режущего инструмента.
3.2. Выбор подачи.
3.3. Определение скорости резания.
3.4. Определение силы резания.
3.5. Определение мощности резания.
3.6. Определение машинного времени.
Руководитель курсового проектирования: ассистент Евтеева А.И.
Расчет режимов резания.
3.1. Выбор режущего инструмента.
В данном задании необходимо проточить цилиндрическую поверхность Д = 230 мм, длинной l = 14 мм с уступом 90 . Для получения угла 90 при обработке цилиндрической поверхности выбирается проходной упорный резец .Материал режущей части выбирается в зависимости от требуемой частоты поверхности и материала обрабатываемой детали. По таблице № 6 / 13 / определили твердый сплав Т5К10. Существенное влияние на процесс резания и качества обработки оказывают углы заточки режущего инструмента, которые определяются по таблицам № 7,8 /13/.
= 90 - главный угол в плане влияет на чистоту обработанной поверхности ,износ инструмента. = 10 - вспомогательный угол в плане влияет на чистоту обработанной поверхности.
= 12 - главный передний угол оказывает большое влияние на процесс резани. = 8 - главный задний угол служит для уменьшения трения между поверхностью резца и поверхностью резания заготовки.
= 0 - угол наклона главной режущей кромки влияет на направление схода стружки .R = 1 мм - радиус при вершине резца.
3.2. Выбор подачи.
Подача S - величина перемещения режущей кромки резца в направлении движения подачи в единицу времени или за один оборот заготовки.При чистовой обработке выбор подачи согласовывается классом точности и чистотой обработанной поверхности.Подача выбирается по таблице № S - 0,25 - 0,3 мм/ об.Проверяется выбранная подача по паспортным данным станка 1А62 S= 0,3 мм.
3.3. Определение скорости резания.
Скорость резания V - при точении является окружной скоростью точения ,взятой на наибольшем диаметре заготовки.
Сv
Vp = -------------------------- . Kv,
T t S
где Lv, Xv, Yv, Kv - экспериментальные коэффициенты, учитывающие свойства материалов и условия обработки в каждом конкретном случаи и при определенном периоде стойкости инструмента Т. по таблице № 14 /13/ определяем
Cv Xv Yv m T
-------------------------------------------------------------------------
273 0, 15 0,2 0,2 60
Коэффициент Kv определяется как произведения частных коэффициентов K v, K , Kzv, Kmv и выбирается по таблице № 15 /13 /. Значение параметров.
K v K v Kqv Kuv Km K3v
--------------------------------------------------------------------------------------
0,81 1 0,97 0,54 1 1
75 75
Km = --------- = -------- = 1
Gв 75
273 273
Vp = ------------------------ * Kv = ------------------------ * Kv =
60 * 0,3 * 0,3 2,26 *0,83 * 0,78
273
------- * Kv = 186,9 * Kv.
1,46
Kv = Kmv*Kз*K v *K v*Kqv *Ku
Kv = 1*1*0,81*1*0,97*1,54 = 1,2
Vp = 186,9 * 1,2 = 224,28 об./ мин.
Kmv -поправочный коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала на скорость резания.
Kz = поправочный коэффициент ,учитывающий качество заготовки на Vp, при обычном литье.
K v - поправочный коэффициент, учитывающий угол на Vp, при = 90 .
K 1v - поправочный коэффициент, учитывающий влияние угла , но Vp.
Kqv - влияние сечения резца на Vp.
Kv - влияние сечения материала режущей части на Vp.
Определяем частоту вращения шпинделя.
1000 *Vp 1000*224,28 224280
np = ------------- = ----------------- = --------------- = 310,4 об/мин.,
* d 3,14 * 230 722,5
где d - диаметр обрабатываемой поверхности.
Полученная частота вращения np корректируется по паспортным данным станка 1А62.Определяем nд<= np.
q = 305 об./мин. Тогда действительная скорость резания
Пd*nд 3.14*230*305 220382.72
Vд= -------- = --------------------- = -------------- = 220,3 об./мин.
1000 1000 1000
3.4 . Определение силы резания.
xp yp zp
Pz = Cp*t * S * U * Kp.
Значения коэффициентов Cp, Xp,Yp,Zp , учитывающие условия обработки и свойства материалов; Kp - поправочный коэффициент определяется как произведения частных коэффициентов, которые выбираются по таблицам № 18 /13/.
Значение параметров. Таблица № 3.3
Cp | Xp | Yp | Zp
----------------------------------------------------
300 | 1 | 0,75 | - 0,15
Kp = Kmp* K p * Kyp * Kzp = 1*0,89 *1,15 * 0,93 = 0,95, где
Kmp - поправочный коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала на силу резания ( Pz ).
K p - поправочный коэффициент , учитывающий влияние угла на Pz.
Kyp - поправочный коэффициент ,учитывающий влияние угла Y на силу Pz.
Kzp - поправочный коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине на Pz.
Kmp = ( Gв )
------------ = 1
( 75 )
Значение параметров.
Kmp K p K p Krp
---------------------------------------------------
1 0,89 1,15 0,93
xp yp zp 1 0.75 -0.15
Pz = Cp*t * S * V * Kp = 300* 0,3 *0,3 * 220,3 * 0,95 =
90*0,4 * 2,24 * 0,95 = 76,6 кгс, где Cp,Xp,Yp,Zp - коэффициенты определяемые по таблице № 18 / 13 /.Kp - общий коэффициент.
3.5. Определение мощности резания.
Pz* Vg
Np = ----------- , квт , где Pz = 11311.1 кгс
60*102
Vg = 220 ,3 об./мин.
76,6 * 220,3 16874,98
Np = ------------------ = -------------- = 2,7 квт
60 * 102 6120
Проверяем по мощности станка Nшп = Nст * n, где Ncт -мощность привода станка, Nст = 7,8 квт.
n - КПД станка, n. = 0,75
Nшп = 7,8 * 0,75 = 5,85 квт 5,85 квт > 2,7 квт.
3.6. Определение машинного времени.
l
Tm = --------- * I ,мин. где I -расчетная длина,I = l+a=b,где L -
n*s
длина обрабатываемой поверхности. L = 14.
а - величина врезания, а = t *ctg 90 = 0,3 *ctg90 = 0.
b - величина перебега резца b= 2 мм .
S - принятая подача S = 0,3 мм .
i - число проводов i = 1
14 14
Tm = -------------- = -----------= 0,15 мин.
305 * 0,3 91,5
Заключение .
Настоящая курсовая работа посвящена решению технологических задач по 3 разделам дисциплины “Материаловедение и ТКМ” .Все задания выполнялись на основе изучения данной дисциплины с привлечением 12 литературных источников. Для решения поставленных задач использована и реферативная информация.
На основе решения поставленных задач можно сделать выводы и рекомендации :
1. На основании анализа назначения и условия работы при эксплуатации картера шестерен целесообразно рекомендовать алюминиевый сплав ( силумин АЛ 9 ) .Этот сплав обладает хорошими литейными свойствами, высокой герметичностью ,прочностью , пластичностью , коррозионной стойкостью. Из этого сплава можно получить отливку без газовой и усадочной пористости . Он склонен к образованию горящих трещин. Большим достоинством АЛ 9 является снижение веса детали , а следовательно и узла .Это приводит к уменьшению веса двигателя и увеличению срока службы узла.