16

Міністерство освіти науки молоді та спорту

Запорізький національний технічний університет

Кафедра МіТЛВ

Розрахунково-пояснювальна записка до курсової роботи:

«Розробка технологічного процесу та конструювання оснастки

для виготовлення виливків литтям у кокіль»

Виконав: ст. гр. ІФ-118 Устименко В.В

Прийняв: канд.техн.наук.,

доцент Мінакова.В.І

2011

ЗМІСТ

Завдання на курсову роботу

Реферат…………………………………….4

Вступ ………………………………………5

1 Аналіз технологічності виливка………..7

2 Тип ливниково-живильної системи

та її розрахунок……………………………8

3 Технологія виготовлення виливка

у кокіль……………………………………10

4 Фінішні операції………………………...13

Висновки…………………………………..15

Перелік посилань……………………….....16

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до курсового проекту: 16 с., 2 рис., 2 табл.,

2 додатки, 6 джерел.

Мета роботи – розробка технологічного процесу та конструювання оснастки для виготовлення виливка литтям у кокіль.

У пояснювальній записці коротко описано технологічний процес лиття бронзи у кокіль, вибір способу виготовлення кокілю та матеріал з якого він виготовляється. Наведені розрахунки товщини стінки та зусилля запирання кокілю.

КОКІЛЬ , КОКІЛЬНА МАШИНА , ЕЛЕКТРОДУГОВА ПІЧ , ПІЧ ОПОРУ , ГОМОГЕНІЗАЦІЙНИЙ ВІДПАЛ.

ВСТУП

Лиття в кокіль відноситься до прогресивних спеціальних способів лиття з великим майбутнім. Між іншим , це один із найстаріших способів виготовлення виливок , який з`явився на початку виникнення ливарного виробництва.

Зростаюча популярність процесу лиття у кокіль обумовлена його перевагами та чітко вираженими перевагами перед традиційними способами виготовлення виливок. Головні з них , відносяться ефективності процесу лиття та до якості виливка. Підвищення ефективності ливарного виробництва пов`язано з такими перевагами лиття в кокіль , як багаторазовість використання ливарних форм , зниження собівартості виливок , покращення якості виливок завдяки підвищенню точності та прискореному охолодженні металу. Зрозуміло , що зниження браку виливок , підвищення їх точності , зниження припусків на механічну обробку гарантує підвищення ефективності процесу лиття.

Зниження витрат формувальних матеріалів. З заміною всіх чи частини піщаних форм кокілем скорочуються витрати формувальних матеріалів. Користь при цьому не тільки в тому , що знижуються витрати на доставку та підготовку формувальних матеріалів , а й разові форми заміняються багаторазовими , але і в тому що значно покращуються умови праці ливарників , менша забрудненість навколишнього середовища.

Зменшення браку. Відомо , що ливарна форма знаходиться в складних умовах взаємодії з виливком. Переваги кокілю у тому , що характер цієї взаємодії більш стабільний , ніж в піщаній формі. В результаті число складно керованих факторів , обумовлюючих брак виливок – скорочується.

Якість виливків та властивості сплавів . Охолодження виливка в кокілі обумовлює більш високу густину металу, а також більш високі механічні властивості у порівнянні зі сплавами, отриманими в піщаних формах. Винятком є чавун: в силу особливих умов кристалізації в чавуні кокільних виливків часто виникають карбіди та ферито-графітна евтектика , яка негативно впливає на властивості виробу. Так, зносостійкість , в`язкість та інші властивості чавуну кокільних виливків часто нижчі , ніж у виливків отриманих у піщаній формі. В наш час існують надійні міри підвищення таких властивостей. Як правило , виливки , отримані в кокілі , мають гарну точність та чистоту поверхні , малі припуски на механічну обробку , що значно полегшує їх подальшу обробку.

Підвищення виробництва. Відомо , що при виробництві виливків на виготовлення піщаних форм ,Є на приготування формувальних матеріалів та на очистку виливків припадає до 80-90% всіх трудових витрат. При литті в кокіль багато із трудомістких операцій взагалі відпадають або їх об`єм різко зменшується. Тому перехід на лиття в кокіль часто дозволяє підвищити трудомісткість в ливарному цесі в 2-3 рази.

Механізація та автоматизація. Кокілі відрізняються від звичайних піщаних форм великою жорсткістю та високою міцністю , достатньо високою точністю та стабільністю розмірів елементів, а також точністю і надійністю спряжень останніх. Для управління якістю виливків при литті в кокіль необхідно враховувати менше число факторів , ніж при литті в піщану форму. Такі , наприклад, фактори , як вологість , вогнетривкість та газотворність форми , в першому випадку виявляються несуттєвими . Все це створює гарні умови для механізації та автоматизації процесу. І тільки механізовані та автоматизовані процеси лиття в кокіль в змозі конкурувати з сучасними процесами лиття у піщані форми.

Зменшення капітальних витрат. Для виготовлення одних і тих же виливків необхідно значно менше виробничих площ , ніж при литті в піщані форми. Це не тільки тому , що деякі дільниці спрощуються чи скорочуються , але завдяки скороченню часу на складання форми , охолодження виливків та ін. З досвіду ряду заводів з переходом на лиття в кокіль об`єм з 1 м² виробничої площі збільшується в 2-4 рази. З цього випливає , що для створення ливарних цехів та ділянок лиття в кокіль необхідно менше капітальних витрат.

Прискорення підготовки кадрів. Так як при литті в кокіль спрощується багато технологічних операцій , а також помітно зменшується джерела браку , то і значно спрощується задача підготовки кадрів ливарників. Якщо на підготовку кваліфікованого формувальника іноді , необхідні роки , то кваліфікованим кокільником стають за декілька тижнів або в крайньому випадку , за 2-3 місяці.

Зниження собівартості виливків. Багатократність використання кокілю , зменшує витрати на виготовлення форм та значно знецінює виливок. Цьому ж сприяє зниження браку та покращення якості виливка , а також зменшення капітальних витрат, витрат металу та ін. Все це сприяє зниженню собівартості виливка .У всіх цехах , де запровадили лиття в кокіль , собівартість виливків на 20-30% нижча , ніж в цехах з традиційними способами лиття.

Лиття у кокіль успішно використовують у виробництві виливків із сірого чавуну , алюмінієвих , магнієвих та мідних сплавів. В окремих випадках в кокілях отримують деталі зі сталі та ковкого чавуну. Важко знайти таку галузь машинобудування , де б не займалися литтям у кокіль чи не використовували виливки, отримані таки чином. В кокілі отримують деталі різних габаритних розмірів та маси.

Дуже різні конструктивні особливості виливків , отриманих в кокілі: від простих типу опорних плит , колосників , болванів та втулок до складних типу картерів двигунів , головок блоку циліндрів , ребристих корпусів електродвигунів та стійок плугів. Литтям в кокіль отримують деталі з особливими властивостями: підвищеною герметичністю , зносостійкістю , окалиностійкістю та ін. Необхідно виділити , що в кокілях виготовляють деталі різного , в тому числі дуже відповідального призначення.

1 Аналіз технологічності виливка

Деталь «Втулка» являється тілом обертання , тобто має форму кола з отвором в центрі.

Втулка – деталь машини , механізму , приладу циліндричної або конічної форми (з осьовою симетрією) , що має осьовий отвір у який входить сполучна деталь. Залежно від призначення застосовують втулки підшипникові , перехідні , кріпильні , віброізоляційні , електроізоляційні та ін. Втулка служить для закріплення внутрішніх кілець підшипників кочення та інших деталей на циліндричних ділянках валів і осей. Така втулка забезпечує точне розміщення деталей на валах і фіксує їх при затягуванні гайкою.

Виливок виготовляється із олов`янистої бронзи БрО5С25

Таблиця 1.1- Хімічний склад сплаву БрО5С25 , %

Fe	Si	P	Al	Cu	Pb	Zn	Sb	Sn	домішки
до 0,2	до 0,02	до 0,05	до 0,02	66,8-73	23-26	до 0,5	до 0,5	4-6	всього 1,2

Механічні властивості бронзи:

• межа міцності δ_в = 137 МПа;

• відносне видовження при розриві δ = 6%

• твердість по Брінелю НВ10ˉ ¹ = 60 МПа;

Ливарно – технологічні властивості матеріалу:

• температура плавлення , ºС - 940;

• температура заливки , ºС – 1150;

• лінійна усадка , % - 1,5;

• рідинотекучість , мм – 200 ;

• обробка різанням , % - 65 .

Для бронзи всіх марок характерним є невисока жароміцність , висока герметичність , середня схильність до газонасичення та висока корозійна стійкість; робочі температури 280-286 ºС.

Область використання: біметалічні підшипники ковзання , підшипники і втулки під поршневі пальці дизелів , водяних насосів , турбін та інших деталей працюючих при невеликому тиску та високих швидкостях ковзання.

Виливок «Втулка» відповідає вимогам до виливків , які виготовляються литтям у кокіль.

Габаритні розміри виливка: D=115мм; Н=50мм. Конфігурація виливка забезпечує можливість використання кокілю з плискатим роз`ємом та металевими стержнями . Кількість роз`ємів та стержнів : один роз`єм та п`ять стержнів.

Виливок без гострих кутів , різких переходів від однієї поверхні до іншої , з двома ребрами жорсткості , без виступів , з п`ятьма отворами.

Розмір отвору який отримується у виливку відповідає вимогам і не є меншим ніж мінімальний допустимий діаметр 10мм.

Таблиця 1.2 – Допуск на механічну обробку

N п/п	Параметри ГОСТу	Таб. або пункт ГОСТу		Значення параметрів ГОСТу для номінальних розмірів
				Ø 55 Ø 40 Ø 50 50
1	Класи розмірів точності виливка		таб.9	9т	9т	9т	9т
2	Степінь короблення елементів виливка		таб.10	6	6	6	6
3	Степінь точності поверхні		таб.11	9	9	9	9
4	Вид кінцевої термообробки			чистова	чистова	чистова	чистова
5	Клас точності маси виливка		таб.13	8	8	8	8
6	Допуски розмірів виливка		таб.14	1,6	1,4	1,6	1,6
7	Ряд припусків на обробку виливка		таб.1	5	5	5	5
8	Допуск форми для степеня короблення.		таб.2	0,4	0,4	0,4	0,4
9	Загальний допуск елементів виливка		таб.16(1)	1,8	1,8	1,8	1,8
10	Загальний припуск на сторону		таб.6	2,7	2,7	2,7	2,7

Усадка олов`янистої бронзи становить 1,5% , тому розміри порожнини кокілю повинні бути розраховані так , щоб після охолодження виливок набув розмірів які вказані на кресленнях.

Точність виливка «Втулка» - 9т – 6 – 9 – 8 ГОСТ 26645-85.