На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Разработка технологического процесса изготовления отливки

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 21.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 9. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство  общего и профессионального образования  РФ «Уральский Федеральный Университет  имени первого президента России Б.Н. Ельцина»
Кафедра « Электронное машиностроение» 
 
 

                РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ИЗГОТОВЛЕНИЯ  ОТЛИВКИ.
Курсовая работа.
Пояснительная записка.
МВ 38022 КУ                                34                                     ПЗ
         Номер  специальности              Вариант задания             Вид документа 
     
     

      Руководитель        В.Н.Гулин 

Студент        И.А.Великодонов  
 
 
 
 
 
 

Каменск – Уральский
2011
Содержание:
Введение………………………………………………………..………3
1. Характеристика материала детали………………………………....4
2. Эскиз детали и технологичность конструкции…………………....7
3. Выбор способа формовки и ее разновидности……………………8
4. Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема модели и формы………………………………………………………….……11
5.Припуски на механическую обработку и технологические припуски отливки…………………………………………………….12
6. Выбор стержней…………………………........................................13
7. Формовочные уклоны…………………………………….……….14
8. Прибыли, выпоры………………………………………….………15
9. Конструкция и расчет литниковой системы……………….…….16
10. Эскиз литейной формы в сборе………………………………….20
Заключение………………….……………………………….………..23

Библиографический список………………………….………………….……..….24

 
 
 
 
 
 
Введение.
  Литейное  производство - отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок.
  Литьем  получают разнообразные конструкции  отливок массой от нескольких граммов  до 300 т, длиной от нескольких сантиметров  до 20 мм, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных станов, турбинные лопатки и т.д.).
  Для изготовления отливок применяют  множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иного способа литья определяется объемом производства, требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами [1, с.120]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Характеристика  материала детали.
    К основным свойствам металлов и сплавов  относятся механические, физические, химические, технологические и эксплуатационные.
Механические  свойства.
Основные  из них - прочность, пластичность, твердость и ударная вязкость.
    Прочность - это способность твердого тела сопротивляться деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузках. Прочность определяют с помощью специальных механических испытаний образцов, изготовленных из исследуемого материала.
    Прочность при статических нагрузках оценивается  временным сопротивлением ?в и пределом текучести ?т; ?в- это условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца; ?т- напряжение, при котором начинается пластическое течение металла.
Прочность при динамических нагрузках оценивают  по ударной вязкости, Дж/м2
КС = А/F, где А- работа, затраченная на разрушение образца, Дж; F-площадь образца в месте надреза, м2.
    Пластичность  – это способность материала получать остаточное изменеие формы и размера без разрушения. Пластичность характеризуется относительным удлинением ? при разрыве ,%:
? = (l-l0)100/ l, где l-длина образца после разрыва, мм; l0-первоначальная длина образца, мм.
    Твердость – способность материала сопротивляться внедрению в него другого, не получающего остаточных деформаций, тела. Значение твердости и ее размерность для одного и того же материала зависят от применяемого метода измерения. Значения твердости, определенные различными методами, пересчитывают по таблицам и эмпирическим формулам. Например, твердость по Бриннелю (НВ, МПа) определяют из отношения нагрузки Р, приложенной к шарику, к площади поверхности полученного отпечатка шарика Fотп.
    Наиболее  важные литейные свойства сплавов : жидкотекучесть, усадка, склонность к образованию трещин, склонность к поглощению газов и образованию газовых раковин и пористости в отливках и др.
    Жидкотекучесть – это способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры отливки.
    Жидкотекучесть  литейных сплавов зависит от температурного интервала кристаллизации, вязкости и поверхностного натяжения расплава, температуры заливки и формы, свойств литейной формы и тд.
    Усадка  – свойство литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в литейную форму вплоть до полного охлаждения отливки. Различают линейную и объемную усадку, выражаемую в относительных единицах.
    В отливках в результате неравномерного затвердевания тонких и толстых  частей и торможения усадки формой при охлаждении возникают внутренние напряжения. Эти напряжения тем выше, чем меньше податливость формы и  стержней. Если величина внутренних напряжений превзойдет предел прочности литейного сплава в данном участке отливки, то в теле ее образуются горячие или холодные трещины. Если литейный сплав имеет достаточную прочность и пластичность и способен противостоять действию возникающих напряжений, искажается форма отливки.
    В жидких металлах и сплавах растворимость  газов с увеличением температуры  повышается. При избыточном содержании газов они выделяются из расплава в виде газовых пузырей, которые  могут всплыть на поверхность  или остаться в отливке, образуя газовые раковины, пористость  или неметаллические включения, снижающие механические свойства и герметичность отливок[1, с.8].
    Для данной детали «Фланец» используется материал –сталь марки
    .
      Чугун сочетает в себе высокие литейные свойства, достаточную прочность, а также относительную дешевизну. Он обладает удовлетворительной износостойкостью вследствие смазывающего действия графита и повышенным внутренним трением. Жидкотекучесть чугуна зависит главным образом от химического состава и температуры заливки. Химический состав определен ГОСТами и его варьирование весьма ограничено. Поэтому определяющим фактором жидкотекучести является температура перегрева чугуна перед разливкой. Повышение температуры перегрева повышает жидкотекучесть чугунов. Для чугуна рекомендуемая температура заливки составляет =1360…1400 °C. Хорошая жидкотекучесть чугуна и его способность к образованию малой усадочной раковины позволяют получать из них качественные отливки сложной формы даже при малой толщине стенки [2]. 
 
 

Механические  свойства.
    предел прочности       ?в =120-250Мпа
    относительное удлинение      ? = 0,2?0,5 %
    твердость                  НВ 140-283
 
Литейные  свойства.
   1. линейная усадка                  ?лин =1.0%
   2. коэффициент линейного
   расширения (при t от 20-200°С)         ?=8,0·106град-1
   3. удельная теплоемкость(при t от 20-200°С)            С =460 Дж
   4. теплопроводность(при 20°С)               ? =60 Вт [2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Эскиз детали и технологичность  конструкции.
    Данную  деталь можно отнести к третьей группе сложности, которая имеет цилиндрическую форму. Внешнее очертание и конструкция простые, что обеспечивает изготовление модели в форму с одним плоским разъемом. Деталь имеет два отверстия  O 40 М6, одно отверстие O 128 отверстия H6. Отверстия O 40 достаточно малы, это усложняет технологический процесс, поэтому их не выполняем в отливке. Отверстие O 128 H6 выполняем с помощью стержня. Конструкция отливки отличается от конструкции готовой детали: в отливке отсутствуют фаски, 2 отверстия O 40 отверстия M6. Выше перечисленные элементы получаются последующей механической обработкой отливки. Такие конструкционные изменения позволяют упростить изготовление формы.
    Для обеспечения нормальных условий  заливки формы назначим наименьшую толщину стенок отливки по формуле:
, где L - наибольший габаритный размер детали.
             мм
    Данная  деталь имеет минимальную толщину  стенок 16 мм, 16 мм > 6,62 мм. Отсюда следует, что толщина стенок обеспечивает нормальные условия заливки формы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Выбор способа формовки и ее разновидности.
    Основные  операции изготовления форм (формовки): уплотнение формовочной смеси для получения точного отпечатка модели в форме и придание форме достаточной прочности; устройство вентиляционных каналов для вывода газов из полости формы, образующихся при заливке; извлечение модели из формы; отделка и сборка форм. По степени механизации различают формовку: ручную и машинную.
    Ручную формовку применяют для получения одной или нескольких отливок в условиях опытного производства, при изготовлении крупных отливок. На практике используют различные приемы ручной формовки.
    Формовка  в парных опоках по разъемной модели наиболее распространена. Формовку шаблонами применяют в единичном производстве для получения отливок, имеющих конфигурацию тел вращения. Формовку в кессонах применяют при изготовлении крупных отливок массой до 200 т. Формовку в стержнях применяют в массовом и крупносерийном производствах при изготовлении отливок сложной конфигурации. Формовку с использованием жидкостекольных смесей применяют при изготовлении отливок массой до 40 т.
    Машинную  формовку применяют для производства отливок в массовом и серийном производстве. Она обеспечивает высокую геометрическую точность полости формы по сравнению с ручной формовкой, повышает производительность труда, исключает трудоемкие ручные операции, сокращает цикл изготовления отливок.
    В условиях единичного производства нецелесообразно  использование механических видов формовки т.к. это экономически не выгодно. Очень хорошо зарекомендовала себя ручная формовка, как самый экономичный вид формовки и достаточно производительный в условиях единичного производства. Для отливки данной детали, целесообразно использовать ручную формовку в опоках.
      Формовочная смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси по характеру использования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые. Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную      прочность      и      газопроницаемость,      пластичность, податливость.    
      Стержневая  смесь – это многокомпонентная  смесь формовочных материалов,  соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны иметь более высокую огнеупорность, газопроницаемость, податливость, малую газоотводную способность, легко выбиваться из отливок [1, с.134].                             
      Используем  облицовочную и наполнительную смеси  для формовки по-сырому. Состав облицовочной смеси в таблицах 1.
      Таблица 1.
Масса отливки, кг Глина, % Зерновой  состав песка Состав  облицовочной смеси
Отраб. смесь. Свеж. матер Каменноугольный порошок
38,14 6,5 016А 45 51 4
Масса отливки, кг Глина, % Зерновой  состав песка Состав  наполнительной смеси
Отраб. смесь. Свеж. матер Каменноугольный порошок
38,14 5 016А 75,5 7 0,7
      Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость. Свойства выбранных смесей в таблицах 2  и 3
      Таблица 2.
Смесь Масса отливки, кг Толщина стенки отливки, мм Состав  смеси
Газопроницаемость, ст.ед. Влажность, % Предел прочности  при сжатии кПа
Облицовочная  38.14 40 100-120 4,5-5,5 49-68
 
      Таблица 3.
Смесь Масса отливки, кг Толщина стенки отливки, мм Состав  смеси
Газопроницае-мость, ст.ед. Влажность, % Предел прочнос-ти при сжатии кПа
Наполнительная  38,14 40 100-120 4,5-5,5 49-68
 

    Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема модели и формы.
    Положение отливки в форме обеспечивает удобство изготовления и сборки формы. Располагаем отливку таким образом, что внизу находится наиболее ответственная часть, где впоследствии будут находиться отверстия, а вверху менее ответственную часть. Поверхность разъема модели и формы обеспечивает свободное извлечение модели из формы, плоскость разъема не пересекает ответственные обрабатываемые поверхности. Количество разъемов формы должно быть минимальным, а поверхности разъема плоскими. В данной работе будет один разъем. Обрабатываемая поверхность отливки находится преимущественно в нижней полуформе, что гарантирует получение плотной обрабатываемой части отливки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Припуски  на механическую обработку  и технологические  припуски отливки.
    Припуск на механическую обработку – дополнительный слой металла, который удалится в  процессе механической обработки, чтобы  обеспечить заданную точность и качество поверхности отливки. Припуск на механическую обработку зависит от материала отливки, способа её изготовления, расположения отливки в форме и наибольшего габаритного размера литой детали.
    Пользуясь таблицами, определяем класс точности поверхностей отливок и ряд припусков. Затем определяем  допуск и назначаем припуск. Все значения приведены в таблице 4 [4, с21].
    Таблица 4.
Поверхность отливки Выбранный класс точности  и ряд припусков. Допуск, мм Припуск, мм
Кл. точности Ряд припусков
1 12 3  4,4 6,5
2 7 2 1,0 2,0
3 7 3 1,2 3,2
4 9 2 2,8 4,0
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    Выбор стержней.
    Для получения отверстия диаметром 144 мм в отливке применяется стержень, места соединения литейной формы  со стержнем называются знаковыми частями (знаками). Их функция заключается в обеспечении правильного и устойчивого положения стержня в форме.
    Размеры знаков стержней и зазоры между знаками  стержней и модели принимают по ГОСТ 3606-80. Размеры знаков определяются удобством сборки формы, требованием точной фиксации, а так же с учетом действующих на стержень усилий при заливке. Параметры стержня приведены в таблице 5. Уклоны: ? =22 ° ,? = 22° [8].
    Таблица 5.
Высота верхнего знака h1 20
Высота  нижнего знака h 40
Длина стержня L 240
Зазор S1 1,8
Зазор S2 2.0
Диаметр стержня Dc 128
 
 
 

    Формовочные уклоны.
    Формовочные уклоны модельного комплекса служат для удобства извлечения модели из формы без ее разрушения и для  свободного удаления стержня из стержневого  ящика. Уклоны выполняют в направлении  извлечения модели из формы. Величина уклона зависит от материала модели, способа изготовления отливки и высоты боковой поверхности. Величину формовочных уклонов определяют по ГОСТ3212-80. Таблица 6 [7].
    Таблица 6.
Поверхность отливки Высота  поверхности Формовочный уклон
1 240 19'
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    Прибыли, выпоры.
    Прибылью  называется специальный технологический  прилив к поверхности отливки, затвердевающий позднее самой отливки, в прибыли  формируется усадочная раковина, поэтому применение прибылей позволяет  получать отливки без усадочной раковины, т.е. без дефектов.
     Прибыли различают по месту расположения: верхние, боковые; по конфигурации: открытые, закрытые; по способу заливки: проточные, сливные, независимого действия; по способу  воздействия на металл, для его  перемещения в отливке: гравитационные, газовые, атмосферные; по условию обогрева: обычные, утеплённые, подогревные; по способу отделения от отливок: отрезаемые и отбиваемые. Форма прибылей определяется геометрией питательного теплового узла.
     Прибыль должна застывать позже отливки и обеспечивать в течении всего периода затвердевания достаточное питание теплового узла. Прибыль следует размещать по возможности в верхней части отливки с тем, чтобы она выполняла ещё и роль выпора. Конструкция прибыли должна обеспечивать удобства формовки и удаления её при обработке отливки.
     Выпоры  предназначены для вывода воздуха  и газа из полости формы при  заливке, уменьшения динамического  давления металла на форму, сигнализации о конце заливки.
    При выполнении отливки используем 4 цилиндрические прибыли, которые помещаем в верхней части отливки с тем, чтобы они выполняли еще и роль выпоров.
    Диаметр цилиндрических прибылей берется в 1,3 раза больше толщины стенки или  питаемого узла: D = 1,3 · 40 = 52 мм.
    Высота  принимается в 1,5 раза больше диаметра: Н = 1,5·52 = 78 мм. Принимаем высоту прибыли 50 мм. Уклон стенок прибыли 1:10 [4, с.12]. 
 
 
 
 
 
 
 

    Конструкция и расчет литниковой системы.

    Расчет  объема и массы  заливки.

Для вычисления объема разобьем деталь на простые  фигуры:
V1 = S·h=           мм3
V2 = S·h=           мм3
Vотл = V1 + V2 =           ·103 =1688,37·103 мм3 = 48,72 ·10-4 м3     
Найдем массу  отливки:
Mотл = Vотл · ? = 48,72·10-4 ·7820 =38,14 кг
Суммарная масса  отливки с прибылями и выпорами:
М = Мотл · 1,3 = 38,14 · 1,3 = 49,5 кг

      Расчет литниковой  системы

    Литниковая  система – это система каналов, через которые расплавленный  металл подводят в полость формы. Литниковая система должна обеспечивать:
      заполнение литейной формы с необходимой скоростью;
      задержание шлака и других неметаллических включений;
      выход паров и газов из полости формы;
      непрерывную подачу расплавленного металла к затвердевающей отливке;
      кратчайший путь металла в форму, чтобы уменьшить потерю его температуры;
      минимальное количество точек повода металла к отливке с целью сокращения объема работ при обрубке литников.
 
Определяем площадь  поперечного сечения питателей; определяется по формуле: 

       
       
       
       

      М - суммарная масса отливки, прибылей и выпоров;
      ?- плотность жидкого металла;
      ?- коэффициент расхода литниковой системы, учитывающий потери напора жидкого металла при его движении в литниковых каналах;
      ?- время заполнения формы;
      g- ускорение силы тяжести;
      Hp- расчетный напор жидкого металла при заливке формы. 

С учетом того, что g = 9,8м/с2, а для жидкой стали ? = 7000 кг/м3, формула упрощается
 

Рассчитаем время  заполнения формы:
, где  S – коэффициент продолжительности заливки;
                        t – характерная толщина стенок отливки, мм;
                        М – суммарная масса отливки с прибылями и выпорами. 

Величина  коэффициента ? принимается равной 0,3-0,5 для тонкостенных отливок (t?40 мм) и 0,7-0,8 для толстостенных.
Рассчитаем расчетный  напор жидкого металла:
                                               
где Нст - высота стояка над питателем;
Нотл- общая высота отливки;
h - высота отливки выше места подвода металла (высота отливки над
питателями).
Hст= 123 мм
Нотл = 64,5 мм
h = 42,5 мм
 
Суммарная площадь  поперечного сечения питателей:
                 мм2
   Используем  два питателя
   Питатель  имеет трапециевидное сечение. Вычислим размеры питателя:
 примем  a =14 мм,  b=12 мм,  h=   12 мм.
   Площадь сечения коллектора:
 
   Коллектор имеет трапециевидное сечение. Вычислим размеры коллектора:
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.