Московский Государственный Технический университет им. Н.Э.Баумана










Домашнее задание №1

по технологии конструкционных материалов

Вариант №21







выполнила студентка группы СМ1-61

Данилова Д.А

преподаватель: Николаев В.Г.






1, Расчет массы изготовляемой детали

Масса детали:

m=V*ρ,

где V – объем детали;

ρ – плотность материала детали.

Объем детали:

V=(π/4)*[2102*40 - 1542*13 – 772*(40 - 13) + (1/3)*(211 - 40 - 36)*{[77+2*27*cos10o]2 + [77 + 2*27*cos10o]*[77 + 2*27*cos10o + 2*(211 – 40 – 36)*tg10o] – (772 + 77*[77 + 2*(211 – 40 – 36)*tg10o] + [77 + 2*(211 – 40 – 36)*tg10o]2)} + 2882*36 – 772*36 – 4*212*36 – 1802*9] = 4337011 мм3

Плотность чугуна СЧ10 по ГОСТ1412-85: ρ=6800 кг/м3

Тогда масса детали определится:

m=V*ρ=4337011*10-9*6800=29,5 кг


2. Анализ чертежа детали. Паспорт детали.


  • Габариты:

    • высота 288мм;

    • длина 211 мм;

    • ширина 288 мм.

  • Масса детали 29,5 кг.

  • Материал: чугун СЧ10 ГОСТ1412-85.

  • Количество изготавливаемых деталей: 5 шт/год.

  • Механической обработке подвергаются:

    • 1. Поднутрение диаметром 154мм и высотой 13 мм (Ra=1,25).

    • 2. Поднутрение диаметром 180мм и высотой 9 мм (Ra=2,5).

    • 3. Нижнее основание детали диаметром 288мм (Ra=2,5).

    • 4. Отверстие диаметром 77 мм (Ra=0,63).

Шероховатость остальных поверхностей не регламентируется, поэтому будет образованна литьем.

  • Толщина стенки: 27 мм.

  • Пересекающиеся поверхности:

    • цилиндр диаметром 210мм и усеченный конус;

    • цилиндр диаметром 288 мм и усеченный конус.

Радиусы скруглений между пересекающимися поверхностями рассчитаны ниже.


3. Выбор метода и способа изготовления заготовки:

Исходную заготовку целесообразно получать методом литья.

Способ изготовления отливки выберем по показателям технологических возможностей для различных способов литья:

Заданная в условии партия заготовок N=5 шт/год. Литье в песчаные формы не имеет ограничений по минимальной партии. Для остальных способов литья минимальная партия от 200 шт/год и более. Остальные требования при литье в песчаные формы:

  1. Материал отливки: чугун – удовлетворяет требованиям.

  2. Масса отливки: 29.5 кг.

  3. Минимальная толщина стенки 27мм, что больше 3 мм – условие выполнено.

  4. Максимальный габаритный размер 288мм.

  5. Класс точности размеров, шероховатость необрабатываемых поверхностей и группа сложности отливки не регламентируются.

При литье в песчаные формы изготовление детали массы m=29.5 кг в количестве 5 штук в год относится к единичному производству. В условиях единичного производства изготовление отливок производится литьем в песчаные формы, изготовляемые вручную по деревянным моделям.

5. Разработка чертежа модели и эскиза литейной формы.


5.1 Уточнение чертежа детали.

Поскольку на чертеже детали не указана точность ее изготовления, назначим точность заготовок исходя из способа изготовления отливки. В единичном производстве отливки получают литьем в песчаные формы, изготовленные вручную по деревянным моделям, что обеспечивает точность отливок по 10-12 классам [1, стр.33]


5.2 Выбор расположения модели отливки в литейной форме.

Располагать отливку её осью симметрии вертикально нерационально, так как возникнут проблемы с извлечением модели отливки из формы. Кроме того, такое расположение отливки потребует использование стержней, что увеличивает трудозатраты, а, значит, не технологично.

Поэтому располагаем ось симметрии отливки в литейной форме в горизонтальном положении так, чтобы плоскость разъема совпадала с осью симметрии отливки. Это расположение иллюстрируется схемой, приведенной ниже:


5.3 Расчет припуска на механическую обработку:

Уточним класс точности и ряд припуска на механическую обработку [1, стр.33]: выберем 10 класс точности и 3 ряд припуска.

В качестве номинального примем максимальный габаритный размер: 288мм.

Поднутрения диаметром 154мм и 180мм, а также 4 отверстия диаметром 21мм будут получены механической обработкой. Таким образом, припуск на механическую обработку необходимо назначить для нижнего основания детали и для отверстия диаметром 77 мм.

Допуски линейных размеров – 4 мм

Припуски на механическую обработку – 6,5 мм. [1, стр.35]


5.4 Выбор величины формовочных уклонов[1,стр. 36]:

Высота наружной формообразующей поверхности, перпендикулярной плоскости разъема при литье в песчаные формы:

  • «Левое» основание цилиндра диаметром 288мм:

h=288/2+6,5=150,5 мм

  • «Правое» основание цилиндра диаметром 288 мм:

h=(288-179.4)/2=54.3 мм

  • «Левое» основание цилиндра диаметром 210 мм:

h=(210-131.8)/2=39.1 мм

  • «Правое» основание цилиндра диаметром 210 мм:

h=210/2=105 мм

Формовочные уклоны:

  • «Левое» основание цилиндра диаметром 288мм: β=0.750≈10

  • «Правое» основание цилиндра диаметром 288 мм: β=1.40≈20

  • «Левое» основание цилиндра диаметром 210 мм: β=20

  • «Правое» основание цилиндра диаметром 210 мм: β=10


5.5 Расчет скруглений между пересекающимися поверхностями:

Радиус скругления определяем по формуле:

,

Где a,b – толщины стенок пересекающихся поверхностей.

Скругления на пересечении цилиндра диаметром 210мм и усеченным конусом: a=40мм, b=27мм, мм. Примем радиус скругления R=10мм.

Скругления на пересечении цилиндра диаметром 288мм и усеченным конусом: a=36мм, b=27мм, мм. Примем радиус скругления R=10мм.


5.6 Определение количества стержней, их границ и размеров стержневых знаков.

При литье в песчаные формы диаметр отверстий в отливке из чугуна должен не меньше 15…20 мм. Отверстия в заданной детали имеют диаметры 21 и 77 мм, коническая полость – диаметры 132мм и 179мм, поднутрения – диаметры 154мм и 180мм. Но поверхность поднутрений должна иметь шероховатость 1,25 и 2,5 соответственно. Припуск на механическую обработку 6,5 мм, а высота поднутрений: диаметром 154мм – 13мм, а диаметром 180мм – 9мм, поэтому делать стержни для них нерационально. Они будут заливаться.

Отверстия диаметром 21мм также будут заливаться.

Выполним отверстие диаметром 77мм и коническую полость при литье , используя один стержень сложной формы.

Определение параметров стержней и стержневых знаков [1, стр.38]:

  • Для получения отверстия диаметром 77мм и длиной 40мм используем цилиндрический горизонтальный стержень диаметром (77-6.5*2)=64мм и длиной 40мм. Для данного стержня будем использовать горизонтальные стержневые знаки: длина 20мм; формовочные уклоны γ=40

  • Для получения отверстия диаметром 77мм и длиной 36 мм цилиндрический горизонтальный стержень диаметром (77-6.5*2)=64мм и длиной 40мм. Для данного стержня будем использовать горизонтальные стержневые знаки: длина 20мм; формовочные уклоны γ=40

  • Для получения конической полости будем использовать стержень переменного сечения диаметром от 132мм до 179 мм и длиной 135мм.


5.7 Выбор припуска на усадку [1, стр.9]:

При литье в песчаные формы припуск на усадку можно принять равным величине свободной литейной усадки сплава, которая для чугуна СЧ10 ГОСТ1412-85 составляет 1%.


5.8 Проектирование литниковой системы

Находим размеры опоки:

При массе модели до 50 кг минимально допустимая толщина слоя формовочной смеси:

    1. От верха модели до верха опоки: 50мм

    2. От низа модели до низа опоки: 50мм

    3. От модели до стенки опоки: 40мм

    4. между моделью и шлакоуловителем: 40мм

В результате получим: суммарная высота верхней и нижней опок должна быть не меньше

(288+50+50)мм=388мм.

По ГОСТ 12929-67 выберем суммарную высоту опок 400мм, (высота верхней и нижней опоки равны 200мм каждая), тогда длина опоки будет 400мм и ширина опоки - 600мм.


Определение времени заливки литейной формы c

где S=2 – коэффициент, учитывающий жидкотекучесть и тип литниковой системы [1, стр.10];

δ=27 мм – толщина стенки;

G=29,5 кг – масса отливки;

Площадь сечения питателей:

,

где μ=0.41 – общий коэффициент расхода в литниковой системе [1, стр.10];

ρ=6800кг/м3 – плотность материала отливки (чугун СЧ10 ГОСТ1412-85);

g – ускорение свободного падения;

H- средний гидравлический напор.

H=Hст-h2в/(2h0)=170-1442/(2*288)=134 мм,

где Hст=170 мм – высота стояка от уровня чаши;

hв=144 мм – высота части отливки до ее самой высокой точки;

h0=288 мм – общая высота отливки.

Определение площадей шлакоуловителя и стояка:

Для мелких и средних отливок Fп/Fшл/Fст=1/1.1/1.5 [1, стр.10]

Следовательно Fшл=388мм2

Fст=530мм2

Сечение питателя:

27






20



Сечение шлакоуловителя:

24

28








С

 26

ечение стояка:








5.9 Определение температуры заливки

Содержание углерода в чугуне СЧ10: 3,5…3,7%

Исходя из диаграммы состояния железо-цементит:

  1. Анализ технологичности конструкции литой детали:


п/п

Признаки технологичности

Анализ

1

Расположение отливки в одной полуформе

-

2

Плоский разъём формы

+

3

Количество разъёмов формы

1

4

Отсутствие выступающих частей, мешающих извлечению отливки из формы

+

5

Наличие конструктивных уклонов

+

6

Отсутствие больших углублений на наружных поверхностях детали

-

7

Расположение обрабатываемых поверхностей на одном уровне

-

8

Количество стержней, применяемых при сборке формы

1

9

Удобство простановки и надёжность крепления стержней в форме

+

10

Удобство вывода газов из стержней и удаления стержней из отливки

-

11

Обеспечение минимально допустимой толщины стенок

+

12

Отсутствие местных скоплений металла

+

13

Наличие оптимальных переходов между пересекающимися и сопрягаемыми стенками литой детали

+

14

Отсутствие тонких горизонтальных поверхностей большой протяжённости

+


Случайные файлы

Файл
HarmechPov.doc
138637.rtf
141358.rtf
92728.rtf
14852-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.