osnastka_prakt_i_samrab

Міністерство освіти і науки України Донбаська державна машинобудівна академія

Приходько О.В.

МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК до практичних і самостійних робіт по дисциплінах

«Проектування і виробництво оснастки»

для студентів спеціальності 7.05040201 і

«Конструювання оснастки ливарних цехів»

для студентів спеціальності 7.05050202 всіх форм навчання

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

як навчальний посібник

Затверджено на засіданні вченої ради

Протокол № від

Затверджено на засіданні кафедри ТОЛВ

Протокол № 2 від 28.08.2012 р.

Краматорськ 2012

УДК 021.74.

ББК

П 77

Рецензенти:

Вєйнов А. М., д. т. н., начальник лабораторії прокатних валків; ЗАТ „Новокраматорський машинобудівний завод”;

Гресс О. В., д. т. н., проф., зав. каф.; Днепродзержинський державний технічний університет;

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

(лист № від )

Приходько О.В.

П 77 Методичний посібник до практичних і самостійних робіт по дисциплінах «Проектування і виробництво оснастки» для студентів спеціальності 7.05040201 і «Конструювання оснастки ливарних цехів » для студентів спеціальності 7.05050202 всіх форм навчання. – Краматорськ: ДДМА, 2012. - 116 с.

ISBN

Викладено загальні рекомендації з розробки і конструювання технологічної ливарної оснастки, проектуванню креслення виливка і форми у складанні, моделей і стрижневих ящиків з різних матеріалів при виготовленні виливків у разових формах.

УДК 021.74

ББК

ISBN	© Приходько О.В., 2012
	© ДГМА, 2012
	2

	ЗМІСТ
Загальні відомості		4
1 Вивчення ливарної оснастки. Визначення параметрів точності		5
виливків.
1.1	Загальні вказівки	5
1.2	Аналіз ливарних вказівок	6
1.3	Визначення параметрів точності виливка	6
2 Визначення розмірів і маси виливків		13
2.1	Призначення технологічних баз	13
2.2	Визначення допусків розмірів виливка	13
2.3	Призначення припусків на механічну обробку виливка	15
2.4	Призначення формувальних ухилів	29
2.5	Визначення розмірів виливка	30
2.6	Визначення допуску маси виливка	31
3 Проектування модельної оснастки		33
3.1	Класифікація модельної оснастки	33
3.2	Визначення класу точності модельного комплекту	33
3.3	Розробка конструкції і визначення розмірів стрижневих знаків	35
3.4	Розрахунок розмірів модельного комплекту	41
3.5	Вибір матеріалу для виготовлення модельного комплекту	42
4 Розмірні ланцюги в розрахунках ливарної оснастки		44
4.1	Загальні визначення	44
4.2	Методи розрахунків розмірних ланцюгів	45
4.3	Приклади розрахунків	49
5 Модельні комплекти з деревини		51
5.1	Визначення класу міцності дерев'яних комплектів	51
5.2	Розробка конструкції моделей і ящиків	52
5.3	Способи кріплення моделей на модельних плитах	62
6 Металеві модельні комплекти		66
6.1	Вибір матеріалу для виготовлення металевого модельного	66
комплекту
6.2	Конструктивні елементи металевих модельних комплектів	67
6.3	Способи кріплення металевих моделей на модельних плитах	73
7 Пластмасові модельні комплекти		77
7.1	Застосовувані матеріали	77
7.2	Особливості конструювання пластмасових моделей	78
7.3	Технологічний процес виготовлення пластмасової оснастки	80
8 Ливарні опоки		82
8.1	Загальні вимоги до опок	82
8.2	Класифікація опок	82
8.3	Елементи конструкції опок	85
8.4	Визначення габаритних розмірів опок	92
9 Плити модельні		99

3

9.1	Загальні відомості	99
9.2	Класифікація модельних плит	99
9.3	Елементи конструкції модельних плит	102
Література		112
Рекомендована нормативна література		113
Додаток А. Формули для знаходження об'ємів і площ поверхонь		114
геометричних тіл

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Більшість машинобудівних підприємств у своїх виробах застосовують виливки. Маса виливків, що входять до складу виробів, іноді становить до 90% їхньої загальної маси. Так, наприклад, маса виливків у важкому верстаті досягає 85% його загальної маси, в екскаваторі - 70% і т.п. Способи виготовлення литих виробів визначаються їхньою формою, розмірами й масою, серійністю й необхідною точністю, матеріалом виливків, необхідною якістю поверхні, наявним модельним оснащенням і устаткуванням.

Робочими програмами дисциплін «Проектування і виробництво оснастки» і «Конструювання оснастки ливарних цехів» передбачається вивчення теоретичного матеріалу і виконання практичних і самостійних робіт із проектування і виготовлення ливарного оснащення.

Кожному студенту видається індивідуальне завдання - креслення деталі з нанесеними ливарними вказівками. Для цієї деталі студент повинен розробити конструкцію моделі, стрижневих ящиків, модельних плит і всієї необхідної ливарної оснастки для виготовлення виливка в пісчано - глинистій формі.

Застосовуючи розмірні ланцюги для розрахунків номінальних розмірів і допусків на оснастку, що забезпечують задану точність лиття, студенти засвоюють технологічні процеси виготовлення модельного комплекту, виливків і теорію розмірної точності. Всі розрахунки по проектуванню ливарної оснастки передбачається виконувати, строго дотримуючись відповідних державних стандартів і правил Єдиної системи конструкторської документації (ЕСКД).

У даному методичному посібнику викладені загальні рекомендації з проектування модельно-опочної оснастки, також наведені необхідні інформаційно-нормативні матеріали для виконання розділів курсового проекту з дисциплін «Теоретичні основи формоутворення», «Технологія ливарного виробництва» і технологічної частини дипломного проекту. Матеріал посібника відповідає стандарту освітньо-професійної програми вищої освіти за напрямком «Ливарне виробництво».

4

1 ВИВЧЕННЯ ЛИВАРНОЇ ОСНАСТКИ. ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТОЧНОСТІ ВИЛИВКІВ

1.1 Загальні вказівки

Технологічною оснасткою ливарного цеху називають сукупність пристосувань і інструментів, необхідних для отримання виливків і регламентованих ГОСТ 14.310.

Технологічна оснастка має бути такою, щоб забезпечити отримання виливків з належною точністю і шорсткістю поверхні.

Технологічна оснастка в процесі виготовлення виливків підрозділяється на формоутворюючу (основну) і універсальну (допоміжну).

Модельно-опочна оснастка складається з наступних пристосувань:

-моделі або формувальних шаблонів, що служать для утворення порожнини форми;

-стрижневих ящиків або шаблонів, що служать для виготовлення стрижнів;

-моделей елементів ливникової системи, випоров, надливів;

-підмодельних плит, на яких кріпляться: модель виливка, моделі елементів ливникової системи та ін.

-плит сушильних плоских стандартних і фасонних (драйєрів);

-пристосувань для зачищення стрижнів;

-вимірювального інструмента стандартного і спеціального - для перевірки стрижнів;

-інструмента і пристосувань для складання форм;

-опок;

-штирів і скоб.

При вивченні оснастки варто звернути особливу увагу на розміри моделей, конусність стінок, форму і розміри знаків стрижнів на моделях і стрижневих ящиках.

Необхідно чітко представляти різницю між розмірами деталі і виливка, деталі і металевої заготівлі, що призначена для виготовлення металевої моделі, показати різницю між допуском на розмір і припуском на механічну обробку виливка. Для цього необхідно ознайомитися із класами точності виливків і припусками на механічну обробку, вивчити послідовність розробки технологічного процесу виготовлення виливків і проектування ливарної оснастки.

Після вивчення оснастки і документації варто провести повний аналіз креслення деталі, на якому нанесені елементи ливарної форми, і

5

намітити, яку оснастку необхідно проектувати для виготовлення конкретного виливка.

1.2 Аналіз ливарних вказівок

Аналіз ливарних вказівок, виданих студентам як особисте завдання, виконується в наступній послідовності:

-вивчається креслення деталі;

-аналізуються елементи технології ливарної форми, нанесені на креслення деталі;

-проробляються наступні питання за технологією: клас точності розмірів виливків, сплав виливка і величина його усадки, технічні умови на деталь або виливок, спосіб формування, спосіб виготовлення стрижнів, рознімання форми, ухили, ребра, непроливні отвори, приливи і т. д., припуски на механічну обробку виливка, границі стрижнів і знаків, підмодельні і сушильні плити, ливникові системи, надливи і випори;

-по нанесеній ливарній технології розробляється креслення виливка

івибирається база розмірів і величина допусків на основні розміри.

1.3 Визначення параметрів точності виливка

У технічних вимогах креслення виливка або деталі з елементами ливарної форми повинні бути зазначені норми точності виливка, які встановлюються залежно від способу лиття, габаритних розмірів виливка, типу сплаву і приводять у наступному порядку: клас розмірної точності, ступінь жолоблення, ступінь точності поверхні, клас точності маси і допуск зміщування виливка.

Вибір способу формоутворення залежить від безлічі факторів, основними з яких є: маса виливка, застосовуваний сплав, серійність виробництва і вимоги до якості виливків.

Для виливків з кольорових легких, тугоплавких і чорних сплавів визначення норм точності варто проводити з використанням довідкових даних, наведених у таблицях 1.1 - 1.4. При цьому необхідно знати наступні дані: спосіб формоутворення, найбільший габаритний розмір, тип сплаву, масу виливка, серійність виробництва, рівень механізації.

Класи точності розмірів для різних способів лиття наведені в таблиці

1.1.

6

Таблиця 1.1 - Класи точності розмірів виливків

		розмір			Тип сплаву
			Кольор	сплави,
				Чорні
		габаритнийНайбільший ,виливкамм	ові	які	не	Чавуни
				ся		і	Сталеві
			сплави з	термообр
			темперо-	обляють		кольоров	сплави,
	Спосіб лиття		турою	ся	і	і сплави,	які
				кольоров		які	термообр
			плавле-
			ння	і сплави,		термообр	обляють
				які		обляють	ся
			нижче
				термообр		ся
			
			700 С	обляють
			Клас розмірної точності виливка
	1	2	3		4	5	6
	Лиття в піщано-	До 100	5 – 10	6 – 11т		7т – 11	7 – 12
		Понад 100	6 – 11т	7т – 11		7 – 12	8 – 13т
	глинисті сирі форми із
	низковологих (до 2,8%)	»250
		»250 »630	7т – 11	7 – 12		8 – 13т	9т – 13
	високоміцних сумішей, з
	високим і середнім
		»630
	рівнем ущільнення.		7 – 12	8 – 13т		9т – 13	9 – 13
		» 1600
	Лиття у форми, які
		»1600
	твердіють у контакті з		8 – 13т	9т – 13		9 – 13	10 – 14
		» 4000
	холодною оснасткою.
		»4000	9т – 13	9 – 13		10 – 14	11т – 14
		» 10000
		До 100	6 – 11т	7т – 11		7 – 12	8 – 13т
	Лиття в піщано-	Понад 100	7т – 11	7 – 12		8 – 13т	9т – 13
	глинисті сирі форми із	»250
	сумішей з вологістю	» 250»630	7 – 12	8 – 13т		9т – 13	9 – 13
	понад 2,8% і з середнім
		» 630
	рівнем ущільнення.		8 – 13т	9т – 13		9 – 13	10 – 14
		» 1600
	Лиття у вакуумно-
		»1600
	плівкові піщані форми.		9т – 13	9 – 13		10 – 14	11т – 14
		» 4000
		»4000	9 – 13	10 – 14		11т – 14	11 – 15
		»10000

7

Продовження таблиці 1.1

	1	2	3	4	5		6
	Лиття у форми, які	До 100	7т – 11	7 – 12	8 – 13т	9т – 13
	твердіють поза	Понад 100	7 – 12	8 – 13т	9т – 13	9 – 13
	контактом з оснасткою	»250
	без теплового сушіння.	» 250»630	8 – 13т	9т – 13	9 – 13	10	– 14
	Лиття у форми з рідких
	сумішей, що	» 630	9т – 13	9 – 13	10 – 14	11т – 14
	самотвердіють.	» 1600
	Лиття в піщано-	»1600	9 – 13	10 – 14	11т – 14	11	– 15
	глинисті підсушені і сухі	» 4000
	форми.	» 4000	10 – 14	11т – 14	11 – 15	12	– 15
		»10000
		До 100	7 – 12	8 – 13т	9т – 13	9 – 13
		Понад 100	8 – 13т	9т – 13	9 – 13	10	– 14
	Лиття в піщано-	»250
		» 250»630	9т – 13	9 – 13	10 – 14	11т – 14
	глинисті сирі форми із
	високовологих (понад
		» 630	9 – 13	10 – 14	11т – 14	11	– 15
	4,5%) сумішей з низькою
		» 1600
	міцністю і рівнем
		»1600	10 – 14	11т – 14	11 – 15	12	– 15
	ущільнення до твердості
		» 4000
	нижче 70 одиниць.
		» 4000	11т – 14	11 – 15	12 – 15	13т – 16
		»10000
		»10000	11 – 15	12 – 15	13т – 16	13	– 16

Примітка. Залежно від складності конфігурації виливка і умов його виробництва з даних діапазонів призначають свій клас точності. Менші значення відносять до простих виливків і умов масового автоматизованого виробництва, більші значення - до складних виливків і умов дрібносерійного і одиничного виробництва, а середні - до виливків середньої складності і умов механізованого серійного виробництва.

Діапазони ступеня жолоблення елементів виливків, залежно від їхніх розмірів, наведені в таблиці 1.2.

8

Таблиця 1.2 - Ступень жолоблення елементів виливків

Відношення найменшого		Діапазон ступеня жолоблення виливка
розміру елемента виливка до		Виливки, які не	Виливки, які
	найбільшого	термообробляються	термообробляються
Понад 0,200		3 – 6	4 – 7
» 0,100	до 0,200	4 – 7	5 – 8
» 0,050	» 0,100	5 – 8	6 – 9
» 0,025	» 0,050	6 – 9	7 – 10
» 0,025		7 – 10	8 – 11

Класи точності мас для різних способів лиття наведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Класи точності мас

				Тип сплаву
			Кольо-	Чорні
			рові	сплави,
			сплави	які не	Чаву-
			з	термо-	ни і	Стале-
			темпе-	оброб-	кольо-
			роту-	ляють-	рові	ві
		Маса				сплави,
			рою	ся і	сплави,
	Спосіб лиття	виливка,	плавле-	кольо-	які	які
		кг	ння	рові	термо-	термо-
						оброб-
			нижче	сплави,	оброб-	ляються
			700С	які	ляють-
				термо-	ся
				обробл
				яються
			Клас точності маси виливка
	1	2	3	4	5	6
	Лиття в піщано-	До 1,0	4 – 11	5т – 12	5 – 13т	6 – 13
	глинисті сирі форми	Понад 1,0	5т – 12	5 – 13т	6 – 13	7т – 14
	із низковологих (до	» 10
	2,8%) високоміцних	» 10 » 100	5 – 13т	6 – 13	7т – 14	7 – 15
	сумішей, з високим і	» 100	6 – 13	7т – 14	7 – 15	8 – 15
	середнім рівнем	»1000
	ущільнення.	»1000	7т – 14	7 – 15	8 – 15	9т – 16
	Лиття у форми, які	»10000
	твердіють у контакті	Понад
	з холодною		7 – 15	8 – 15	9т – 16	9 – 16
		»10000
	оснасткою.

9

Продовження таблиці 1.3

	1	2	3	4	5	6
		До 1,0	5т – 12	5 – 13т	6 – 13	7т – 14
	Лиття в піщано-	Понад 1,0	5 – 13т	6 – 13	7т – 14	7 – 15
	глинисті сирі форми із	»10
		» 10
	сумішей з вологістю		6 – 13	7т – 14	7 – 15	8 – 15
		» 100
	понад 2,8% і з
		» 100
	середнім рівнем		7т – 14	7 – 15	8 – 15	9т – 16
		»1000
	ущільнення.
		»1000
	Лиття у вакуумно-		7 – 15	8 – 15	9т – 16	9 – 16
		»10000
	плівкові піщані форми.
		Понад	8 – 15	9т – 16	9 – 16	10 – 16
		10000
	Лиття у форми, які	До 1,0	5 – 13т	6 – 13	7т – 14	7 – 15
		Понад 1,0	6 – 13	7т – 14	7 – 15	8 – 15
	твердіють поза
	контактом з оснасткою	»10
		» 10
	без теплового сушіння.		7т – 14	7 – 15	8 – 15	9т – 16
		» 100
	Лиття у форми з
		» 100
	рідких сумішей, що		7 – 15	8 – 15	9т – 16	9 – 16
		»1000
	самотвердіють.
		»1000
	Лиття в піщано-		8 – 15	9т – 16	9 – 16	10 – 16
		»10000
	глинисті підсушені і
		Понад
	сухі форми.		9т – 16	9 – 16	10 – 16	11т – 16
		10000
		До 1,0	6 – 13	7т – 14	7 – 15	8 – 15
	Лиття в піщано-	Понад 1,0	7т – 14	7 – 15	8 – 15	9т – 16
	глинисті сирі форми із	» 10
		» 10
	високовологих (понад		7 – 15	8 – 15	9т – 16	9 – 16
		» 100
	4,5%) сумішей з
		» 100
	низькою міцністю і		8 – 15	9т – 16	9 – 16	10 – 16
		»1000
	рівнем ущільнення до
		» 1000
	твердості нижче 70		9т – 16	9 – 16	10 – 16	11т – 16
		»10000
	одиниць.
		Понад	9 – 16	10 – 16	11т – 16	11 – 16
		10000

Примітка. У таблиці зазначені діапазони класів точності маси виливків, які забезпечуються різними технологічними процесами литва. Менші значення ставляться до простих компактних виливків і умов масового автоматизованого виробництва, більші - до складних великогабаритних виливків одиничного і дрібносерійного виробництва, середні - до виливків середньої складності і умовам механізованого серійного виробництва.

10