- •Расчетно-графическая работа № 2 конструирование литейных форм
- •Общие принципы конструирования литых деталей
- •Экономически достижимая размерная точность изготовления деталей,
- •Числовые значения допусков для размеров до120 мм
- •Задание на работу:
- •Варианты заданий для разработки литейной формы в арианты 1-10 ( втулка )
- •Варианты 11-20 ( бобина )
- •Министерство общего и профессионального образования
- •Российской федерации
- •Гоу впо северо-восточный федеральный институт
- •Им. М.К. Аммосова
- •Физико-технический институт
- •Кафедра физики твердого тела
- •Расчетно-графическая работа № 2
- •По курсу
- •«Технология конструкционных материалов»
- •Конструирование
- •Литейных форм
- •Вариант 13
- •Якутск - 2011
- •Расчетные данные
- •Расчет размеров полумоделей:
Расчетно-графическая работа № 2 конструирование литейных форм
Цель: Усвоение студентами сущности процессов при литье металлов и технологических вопросов литейного производства металлических изделий и заготовок, знакомство с методами расчета и конструирования песчаных литейных форм.
Общие принципы конструирования литых деталей
Конструкция литой детали должна обеспечить высокий уровень механических и служебных характеристик при заданной массе, конфигурации, отклонении размеров и параметров шероховатости поверхности. При разработке конструкции литой детали конструктор должен учитывать литейные свойства сплавов, технологию изготовления отливок и способы их дальнейшей обработки.
Толщину стенок литой детали выбирают исходя из условий обеспечения достаточной прочности, жесткости и других эксплуатационных свойств, а также размеров. Для обеспечения условий равномерного затвердевания отливки толщину внутренних стенок и ребер принимают на 10 - 20 % меньше толщины наружных стенок.
Внешние контуры отливки должны представлять собой сочетание простых геометрических тел с преобладанием плоских прямолинейных поверхностей, сочленяемых плавными переходами.
Необходимо стремиться к уменьшению габаритных размеров и особенно высоты детали. Это облегчает изготовление модельного комплекта, формовку, сборку форм и очистку отливок.
Конструкция отливки должна допускать возможность расположения ее в одной полуформе или иметь лишь один плоский разъем и располагаться по большей части по возможности в нижней полуформе.
Контуры литой детали должны обеспечивать формовку без дополнительных накладных стержней, все наружные выпуклости лучше делать как части целой модели. В деталях сложной формы необходимо предусмотреть достаточное число технологических отверстий, обеспечивающих надежное крепление стержней, образующих внутренние полости, по возможности без жеребеек.
Внутренние полости необходимо получать с использованием минимального количества стержней, тогда будет достигнута более жесткая и точная их установка в полости литьевой формы, более точное их взаиморасположение.
Конструктивные уклоны отливок Табл.1
Условия литья |
стандартные значения конструктивных уклонов |
Литье в песчаные формы при высоте (длине ) Н : |
|
до 25 мм |
1/5 (1130’) |
25 ... 500 мм |
1/10...1/20 (530’...3) |
свыше 500 мм |
1/50 (1) |
Машинное извлечение моделей из форм |
1/20...1/100 (3...030’) |
Внутренние поверхности отливок |
1/20 (3) |
Крупные отливки при массивных сечениях |
1/100...1/150 (030’...020’) |
Литье в металлические формы (кокиль) |
1/70...1/100 |
Внутренние поверхности при литье в кокиль, металлические стержни |
1/10...1/30 |
Необрабатываемые поверхности отливок, перпендикулярные плоскости разъема, должны иметь конструктивные уклоны (табл.1). При их отсутствии в моделях и стержневых ящиках должны быть предусмотрены формовочные уклоны (согласно ГОСТ 3212-57). В противном случае будет трудно или даже невозможно извлекать модели из форм без разрушения поверхности моделей и литьевых форм.
Большое внимание должно быть уделено усадке металла при кристаллизации и последующем охлаждении. Уменьшение объема жидкого металла по мере его остывания приводит к появлению усадочных раковин. При больших значениях усадки для данного сплава, например для стальных отливок, необходимо предусмотреть массивные прибыльные части, в то время как для чугуна достаточно сделать небольшие выпоры. Усадка отливок при их охлаждении с температуры кристаллизации до комнатной дает ощутимое уменьшение линейных размеров деталей против размеров приготовленных моделей. Поэтому при расчете линейных размеров отливок необходимо учесть значения усадки для данных металлов и сплавов (табл.2).
Величина усадки для разных металлов и сплавов Табл.2
Материал отливки |
Характеристика отливки |
Усадка, в % |
Чугун серый |
Мелкие |
1...1.25 |
Средние |
0.75...1 |
|
Крупные |
0.5...0.75 |
|
Чугуны модифицированные и легированные |
|
1...1.25 |
Чугун высоколегированный |
|
1.25...1.75 |
Чугун высокопрочный |
Отливки с перлитной структурой |
0.75...1.25 |
С ферритной структурой |
0.5-1 |
|
Чугун ковкий белосердечный |
|
1.5 - 1.75 |
Сталь углеродистая |
Мелкие |
1.8 - 2.2 |
средние |
1.6 - 2.1 |
|
крупные |
0.8 - 1.2 |
|
Бронза оловянистая |
|
1.0 - 1.2 |
Бронзы безоловянистые и латуни |
Мелкие |
1.4 - 1.6 |
средние |
1 -1.4 |
|
крупные |
0.8 - 1.2 |
|
Бронза алюминиевая |
|
1.2 - 1.8 |
Силумин |
|
0.8 - 1.2 |
Алюминиевые и магниевые сплавы |
Мелкие |
0.8 - 1.2 |
Средние |
0.5 - 1.0 |
|
Крупные |
0.3 - 0.8 |
Ввиду усадки отливок, конструктивных уклонов, а также определенных пределов точности изготовления размеров (табл.3 и 3а) и качества поверхности (табл.4) в отливках предусматриваются припуски на механическую обработку (табл. 5), удаляемые резанием при окончательной доводке изделия.
Табл.3