Разработка технического процесса получения ролика литьем в песчано-глинистые формы

Диаметр стояка около чаши или воронки на 10% больше. [2,стр.54]

           D_в = D_н*12% / 100% + D_н= 2,1*0,12 + 2,1 = 2,35 см

Т.к. D_в< 40 мм, то поэтому использую один стояк. [2,стр. 54]

             

       г)  Шлакоуловитель считается на сторону  стояка, поэтому 

F _шлак = ∑ F _шлак /2 = 6,638/2 = 3,32 см²

По таблице  24 [2,стр. 53] определяем размеры сечения шлакоуловителя (берем по F _шлак = 4,0 )

а = 30 мм; b = 27 мм; h = 30 мм, при a=h

              
 
 
 
 
 
 

              д)   F_пит = ∑ F_пит / 4 = 6,035/4=1,51 см²

Количество  питателей и их наименьшее сечение  определяем по таблице 28 [2,стр.59]

      масса отливки свыше 10 кг, но меньше 50 (11,857 кг)

      площадь сечения 0,6…1,5 см²  (1,51 см²)

      Количество  питателей - 1 на отливку 

Размеры нормальных трапецеидальных питателей  определяем по таблице 29

[2, стр. 59]

 

е)  Определяем размеры литниковой чаши или воронки. 

 Размеры литниковой воронки определяем по таблице 25 [2, стр 55]     

 Объем  воронки 300 см³

 

Д = 80 мм , Д₁ = 60 мм , Н = 80 мм  

4. Расчет  размеров опоки.

1. Длина и ширина опоки.

А_р = 3*с + 2*d _отл = 3*50 + 2*228,7 = 607,4 мм

B_р == 4*с + 2*d _отл + а = 4*50 + 2*228,7 + 30 = 687,4 мм

      В соответствие с таблицей 20 [2, стр. 42] определяем длину и ширину опок в свету : 650*700 мм

.

2. Высота верхней и нижней опок.

 
 
 
 
 

Расстояние  от модели  до нижней кромки опоки  принимаем равным b₁ = 50 мм, до верхней кромки b₂ = 100 мм [2, стр. 45]

      Н_нр = b₁ + h = 50 + 66,1 =116,1 мм

      Н_вр = Н_нр  = 116,1 мм  , где h – высота модели отливки, мм

      Принимаем Н_н = Н_в = 150 мм

          3. Проверка высот стояка.

Т.к. литниковая система располагается выше линии разъема форм, то высота стояка равна высоте верхней опоки.

Проверим  высоту стояка по формуле: Н_min = H_cт – с = L*tgα [2, стр. 55] ,где Н_min – минимальный избыточный напор металла, обеспечивающий заполнение формы; Н_ст – высота стояка; с высота отливки над металлом. Высота стояка равна минимальному напору, следовательно, проверка удовлетворяет высоте верхней опоке.

          4. Расчет сечения выпора.

Сечение выпора равно 0,25…0,5 сечения отливки  [2, стр. 49-50]

S = (178,2²-20,3²)*3,14/4=24604,37 мм² – сечение стенки отливки.

S _вып = 0,3*24604,37= 7381,31 мм²

d _вып = √4* S_вып / π = √4*7381,31/3,14 = 96,97 мм

          5. Расчет размеров модельных плит.

Расчет  проводим по размера опок.

Размеры модельных плит несколько больше размеров опок в свету на толщину стенки ( 10 мм )  и места для заполнения опок на модельных плитах при формовке (50 мм на сторону ) [1,стр. 5]

      Длина опоки в свету А= 650 мм

      Ширина  опоки в свету B= 700 мм

А_м.пл. = 650+2*10+2*50 = 770 мм

B_м.пл. = 700+2*10+2*50 = 820 мм 

 
 
 
 
 
 

5. Технологический процесс получения отливки ролика литьем в песчано-глинистые формы:
1. Изготовление модели отливки, выбор опок, литниковой системы.
2. Приготовление формовочных смесей
3. Изготовление полуформ, сборка форм.
4. Приготовление шихты.
5. Плавление шихты.
6. Заливка формы.
7. Выбивка отливок.
8. Обрубка отливок.
9. Термическая обработка.
10. Очистка от окалины.
11. Окончательная зачистка.
12. Контроль.

 

4.1 Изготовление модели отливки, выбор опок, литниковой системы.

Модели  служат для образования внешних  контуров отливки в форме. В массовом производстве применяют металлические модели. Модель изготавливается с учетом припусков на механическую обработку и линейную усадку металла. Кроме основных моделей, образующих форму отливки, имеются модели литниковых систем, с помощью которых при формовке образуется система каналов, через которые жидкий металл поступает в полость формы.

Опоки Стальные или чугунные служат для  удержания формовочной смеси  и образования литейной песчаной формы. Центрирование верхней опоки  с нижней осуществляется фиксирующими штырями, которые вставляют в отверстия в приливах опок, а скрепление опок осуществляется скобами.

4.2  Приготовление формовочных и стержневых смесей.

Формовочные смеси применяют для изготовления песчаных форм.

Технологический процесс приготовления формовочных смесей заключается в перемешивании составляющих компонентов смеси с последующим ее выстаиванием и разрыхлением.

Перемешивание производят в смешивающих бегунах.

Время перемешивания составляет для единой смеси 3-5 мин. Затем смеси загружают в бункера, где они выстаиваются в течении нескольких часов для равномерного распределения влаги. Перед загрузкой смесь разрыхляют.

Состав  и свойства формовочной смеси  определяем по таблице 5 [2, стр. 11]

      Оборотная смесь – 92-94%

      Глинистый песок – 7-5%

      Огнеупорная глина до 10%.

4.3 Изготовление полуформ, сборка форм.

Способ  формовки – машинная.

Согласно  таблице 23 [2, стр. 48] выбираем тип формовочной машины исходя из размеров опок в свету.

Машина  – формовочная пневматическая встряхивающепрессовая  с электроуправлением с поворотом полуформ.

Осуществляем  формовку в 2-х опоках по разъемной  модели.

Операция  сборки форм начинают с установки  нижней полуформы на заливочную площадку. Затем полость полуформы продувают  сжатым воздухом, устанавливают в  нее нижнюю полуформу и  осторожно по фиксирующим штырям накрывают верхней. Для предотвращения подъема верхней полуформы статическим давлением металла ее скрепляют с нижней полуформой скобами или ставят грузы.

4.4 Приготовление шихты.

Определение химического состава СЧ24 [2, стр. 60]

            Углерод – 3,2%   кремний – 1,3%

            Марганец – 0,85%  фосфор – 0,2%

            Сера – 0,1%

Количество  чушкового (нелегированного и легированного) чугуна и стального лома определяем по таблице 32 [2, стр. 63]

Количество  собственных отходов из п.п.3(2а)

Количество  чугунного лома – остальное до 100% 
 

Расчет  массовой доли элементов в шихте  для плавки

Проверяем состав шихты: считая угар кремния 13%, марганца 18%, пригар серы 50%, по таблице 34 [2, стр.64].

Находим по заданному составу чугуна массовую долю элементов в шихте по формулам:

      а/(100±х)*100% , где а – необходимое количество элемента, входящего в состав металла  после плавки в вагранке, %

Если  х пригар, то «+», если угар тогда  «-»

Кремний:  1,3/(100-13)*100% = 1,49%

Марганец:  0,85/(100-18)*100% = 1,04%

Сера: 0,1/(100+50)*100% = 0,07%

Согласно  таблице 34 [2, стр.64] изменение массовой доли элементов при плавке в вагранке не происходит у фосфора и у углерода, т.к. его содержание 3,2%. 

Сопоставляя полученный состав шихты с необходимым  составом видим, что в нем не хватает марганца (0,79% вместо 1,04%).

Для увеличения массовой доли марганца добавляем в  шихту зеркальный чугун 3Ч2 с 20% марганца.

Нехватка  марганца: 1,04-0,79 = 0.25%

Количество  зеркального чугуна: 0,25/20*100% = 1,25%

Изменение массовой доли кремния и вредных примесей допустимо в пределах 10%.

Добавка ЗЧ2 дается сверх 100% и металлическая  колоша, если ее масса      600 кг определяется окончательно.