4. Анализ технологичности детали, изменение ее конструкции.

Анализ технологичности детали является важным, этапом в деятельности конструктора. Для сложных деталей он может производиться совместно с инженером-технологом. В курсовой работе следует выполнить подробный анализ с представлением эскизов элементов детали до и после изменения.

Внешние очертания детали имеют простую геометрическую форму, представляют собой цилиндр с двумя ребордами. Однако такая конфигурация является нетехнологичной, модель не может быть извлечена из формы без дополнительных разъемов. Проверка конфигурации детали по правилу теневого рельефа (рис. 4.2, а) подтверждает необходимость дополнительных разъемов формы и модели или использование наружного кольцевого стержня. Более технологичным вариантом детали будет каток с одной ребордой (рис. 4.2, 6). Для изготовления такой отливки потребовался бы только один разъем формы. Но по условиям работы данный вариант неприемлем, поэтому необходимо сохранить внешние очертания без изменения, т. е. нетехнологичными.

Других внешних выступов, бобышек или проточек, препятствующих извлечению модели из формы, на детали нет.

Механическая обработка предусмотрена для минимального числа поверхностей, но объем ее можно уменьшить, изменив конфигурацию ступицы (рис. 4.2, в, г), без ущерба для работоспособности детали.

Внутренние полости спроектированы нетехнологично, за исключением полости d 130, которая является сравнительно короткой и имеет два выходных отверстия d 120 мм, достаточных для закрепления стержня в форме.

Полость диаметром 460 мм и высотой 90 мм (рис. 4.2, д) является замкнутой, следовательно, установить стержень в форме без жеребеек невозможно и газы из стержня пойдут через металл с образованием газовых раковин, такое конструктивное решение неприемлемо.

Полость диаметром 460 мм и глубиной 100 мм имеет буртик 0450 мм, который не позволяет использовать болван и требует установки стержня. Данный буртик не является необходимым и может быть устранен в конструкции детали. Если при этом глубину полости уменьшить до 40 мм, можно применить болван, так как отношение его высоты к ширине будет небольшим (0,28).

Рис. 4. 2. Нетехнологичные (а, в, д, ж) и технологичные элементы детали

(б, г, е, з, и)

Нетехнологичную замкнутую полость можно сделать открытой, устранив одну из кольцевых стенок, а в другой предусмотрев шесть отверстий диаметром 60 мм. Необходимую прочность детали можно обеспечить за счет шести радиальных

ребер жесткости. Изменение конструкции полостей показано на рис. 4.2, д, е. Отверстий, не выполняемых в отливке, нет.

Толщина стенок на исходном чертеже выбрана без учета особенностей литейного производства. Деталь является разнотолщинной, а направленность затвердевания металла не обеспечена.

Наименьшая толщина стенки составляет 15 мм, это является приемлемым, поскольку минимально допустимая толщина стенки для данной отливки составляет 12 мм (см. табл. 1.3).

Наибольшая толщина стенки на ступице равна 40 мм, что не больше критической, но будет правильнее эту толщину уменьшить до 20 мм, т.е. до толщины остальных элементов отливки. Условное ослабление ступицы компенсируется наличием ребер жесткости, предусмотренных выше. Реконструкцию ступицы иллюстрирует рис. 4.2, ж, з. Ребра жесткости следует делать на 20% тоньше стенки отливки. В данном случае толщина ребер жесткости составит 16 мм.

Скопления металла после внесенных изменений отсутствуют, так как отливка стала равностенной. Принцип направленного затвердевания выполнен, поскольку толщина стенки на ободе постоянна, а на ступице возрастает снизу вверх с 20 до 30 мм (см. рис. 4.2, з).

Сопряжения стенок на деталях следует проектировать плавными. При отношении толщин 20/16=1,25 радиусы сопряжения (рис. 4.2, и) составят:

г = (0,2...0,3)(t₁+t₂)/2=(0,2...0,3) (20+16)72 = 3...6,

R = r + (t1+t₂)/2 = 5+20 = 25 мм.

Согласно нормальному ряду принимаем радиусы сопряжений 5 и 25 мм.

5. Разработка чертежа технологичной детали. Нанесение на него элементов литейной формы и отливки. В результате анализа технологичности и изменения отдельных частей предлагается новый чертеж детали (рис. 4.3).

Предложенная конструкция опорного катка может быть спорной. В данном примере ставилась задача наиболее полно

Рис. 4.3. Чертеж детали «каток опорный» с элемента ми литейной формы и отливки.

показать особенности литья с использованием болванов, сложных стержней, конструктивных ребер жесткости и т. п.

На рис. 4.3 нанесены указания литейной технологии, т. е. элементы литейной формы и отливки:

положение отливки в форме, разъемы формы и модели;

припуски на механическую обработку;

литейные уклоны;

конфигурация стержней;

направление каналов для вывода газов;

разъемы стержневых ящиков и направление их набивки;

элементы литниковой системы и др.

Элементы литейной формы и отливки следует выполнять в соответствии с ГОСТ 3.1125-88 одновременно с последующими пунктами (см. табл. 1.4).

На чертеже указывают технические требования:

1 . Отливка 3-й группы ГОСТ 977-85.

2. Точность отливки 11-0-0-11 ГОСТ 26645-85.

6. Расчет размеров отливки, модели, стержневых, ящиков.

Для назначения припусков на механическую обработку согласно ГОСТ 26645-85 установлен 11-й класс точности размеров отливки и 11-й класс точности размеров массы (см. табл. 1.5). Классы точности определены исходя из способа получения стальных отливок в разовых песчаных формах в условиях мелкосерийного производства. Данная деталь не предъявляет особых требований к ограничению коробления отливки и степени точности поверхности, поэтому степень коробления и степень точности поверхности можно не нормировать.

Припуски назначены по 8-му или 9-му рядам соответственно для нижних и боковых или верхних поверхностей.

Расчет размеров отливки, модели и стержневых ящиков удобнее вести в табличной форме (табл. 4.1). Размеры детали предпочтительнее записывать в порядке убывания и группировать их по базам.

Допуск размеров определен по 11-му классу точности согласно табл. 1. 6. Общий допуск с учетом коробления и неточности поверхностей увеличен на 25%.

Припуски на механическую обработку, согласно рис. 1. 10, следует указать сначала на чертеже детали и только затем внести в табл. 4. 1. На каждой обрабатываемой поверхности, от которой задано несколько размеров, необходимо указать только одно (наибольшее) значение припуска.

Таблица 4.1 Сводная таблица размеров детали, отливки, модели, стержневых ящиков, мм

Размер детали	Допуск размер­ной точно­сти Д	Суммар­ный допуск Л общ	Припуск на мех. обра­ботку 2	Размер отливки	При­пуск на усадку	Размер модели	Размер стержн евого ящика
300	6,4	8	8	308±3	6	314
20	3,2	4	8+8	36±2	0,7	37
260	6,4	8	-8 -7,5	244,5±3	5	250
40	3,6	4,5	8-7	41±2	0,8	42
220	5,6	7	7+6,5	233,5+3	4,7		238
40	3,6		7	47±2	0,9		48
140	5			140-5	2,8		143
16	2,8			16±1,4	0,3		16,3
240	5,6			240-6	4,8		245
50	4			50+4	1		51
100	5			100+5	2		102
0560	7	8,75	8+8	576±3^4	12	588
0500	7	8,75	8+8	516±з^4	10	526
0120	5	6,2	-6-6	108±2,5	2	114	ПО
0130	5			130±2,5	2,6		133
0160	5			160±2,5	3,2		163
0170	5,6			170±3	3,6	174	174
0460	7			460±3^4	9		469
0350	6,4			350±3	7	357	357
060	4			60±4	1	65	61

Припуск на усадку для стали составляет 2%. Размеры модели и стержневых ящиков превышают размеры отливки на величину припуска. Размеры знаковых частей модели определены с учетом зазора между стержнем и формой, равного 2 мм.(см. 1.5).

После вычерчивания и обозначения на чертеже детали припусков на механическую обработку, размеры и конфигурацию отливки можно считать известными (контуры отливки на рис. 4. 3 указаны тонкими линиями).

Формовочные уклоны на отливке будут соответствовать уклонам на модели (0°22', 1°2' и 1°26')(см. 1.5).