Выбор способа изготовления отливки

Технологический процесс изготовления «Крышка»

Конструктор передаёт технологу-литейщику чертеж детали, которую нужно изготовить литьем. Для разработки технологического процесса изготовления отливки необходимо начать с анализа технологичности конструкции детали. Технологичной называют такую конструкцию изделия или составных ее элементов (деталей, узлов, механизмов), которая обеспечивает заданные эксплуатационные свойства продукции и позволяет при данной серийности изготовлять ее с наименьшими затратами. Технологичная конструкция характеризуется простотой компоновки, совершенством форм, но при этом выдерживаются ставки на экономичность и качество. При наличии отклонений от указанных требований должен быть поставлен вопрос о внесении в конструкцию детали необходимых изменений.

Деталь «Крышка» относится ко 2-ой группе сложности отливки, её габаритные размеры – 120 мм × 120 мм × 40 мм. Деталь состоит из диска диаметром 120 мм, толщиной стенки 8 мм, и конусообразной стенки с наклоном 10 градусов и толщиной стенки 8 мм, высотой 42. Деталь имеет требование к шероховатости поверхности Ra=12 мкм, в следствии чего возникает необходимость в нанесении припуска на все поверхности детали для механической обработки.

Деталь «Крышка» применяется в машиностроении в качестве запорного узла в подшипниках. Данные отливки изготавливаются из серого чугуна, они несут невысокие статические нагрузки.

Точность изготовления отливки 9-6-12-10 по ГОСТ 26645-85.

Отливка «Крышка» изготавливается литьем в песчано-глинистую сырую разовую форму из смеси с влажностью от 3,5 до 4,5% и прочностью от 60 до 120 кПа (от 0,6 до 1,2 кг/см2), с уровнем уплотнения до твердости не ниже 70 единиц.

Класс размерной точности – 9;

Степень коробления элементов отливки – 6;

Степень точности поверхностей отливки – 12;

Шероховатость поверхностей отливки Ra, Мкм, не более 20;

Допуски размеров отливки – Ф 125 ±1,2; 44±0,7; Ф 28,5±0,35 мм

Твердость 170 – 241 НВ

Рисунок 4 – Общий вид отливки «Крышка»

Выбор сплава

В качестве материала для изготовления отливки я выбираю высокопрочный чугун марки СЧ-20 по ГОСТ 1412-85, химические свойства и механические свойства взяты из вышеуказанного стандарта, они указаны в таблицах 16 и 17 соответственно.

Таблица 16 – Химический состав СЧ-20 по ГОСТ 1412-85

Таблица 17 – Механические свойства СЧ-20 при Т=20^оС

Физические свойства материала:

- плотность 7,2* 103 кг/м3;

Чугун серый — сплав железа с углеродом, в котором присутствует графит в виде пластинчатых или волокнистых включений.

В зависимости от скорости дальнейшего охлаждения после затвердевания (а, значит, и от размера отливки) чугун может иметь ферритную, феррито-перлитную и чисто перлитную металлическую основу. С ростом скорости охлаждения возрастает доля перлита, а, следовательно, и прочность чугуна, но падает его пластичность. Серый чугун применяется для изготовления деталей, подверженных незначительным механическим нагрузкам.

Выбор способа изготовления отливки

Отливку «Крышка» я предполагаю изготавливать в сырой песчано-глинистой разовой форме. Этот метод наиболее экономичен для мелкосерийного производства. Не требуется площадь для сушильных агрегатов, дополнительный расход топлива. Сокращается цикл изготовления отливки и снижается ее себестоимость. Образец технологического процесса получения отливки изображён на рисунке 5.

Рисунок 5 – Технологический процесс изготовления отливки «Крышка»

Выбор плавильного оборудования

При выборе плавильных процессов и агрегатов важнейшим показателем является возможность использования экономичных шихтовых материалов. Современное чугунолитейное производство должно ориентироваться на использование преимущественно легковесного стального лома в виде листовой обрези и высечки, чугунного лома и передельного доменного чугуна, так как производство литейного чушкового чугуна на металлургических заводах нерентабельно.

В области использования энергетических ресурсов литейного производства следует отметить общую тенденцию перехода на электроплавку чугуна, как более гибкого и экологически чистого процесса.

Наиболее распространенными плавильными агрегатами в условиях использования электроплавки являются тигельные индукционные печи промышленной частоты и пришедшие им на смену более современные печи средней или высокой частоты [1].

В печах данной конструкции нагрев металлической шихты осуществляется токами, индуцируемыми непосредственно в металле, что исключает возможность загрязнения расплава различными вредными примесями и газами, вносимыми продуктами горения топлива при плавке в топливных печах. Наличие в индукционных печах промышленной частоты «болота» в количестве не менее 30% от емкости тигля обуславливает попадание кусков шихты непосредственно в расплав, что позволяет использовать легковесные отходы в виде высечки, обрези или стружки с минимальным угаром элементов в процессе плавки.

Печи средней или высокой частоты, благодаря большой удельной мощности, позволяют вести плавку без болота, с полным сливом металла, однако, они требуют более стойкой и, соответственно, более дорогой футеровки.

Процесс плавки в индукционных тигельных электропечах обеспечивает получение чугуна любого химического состава, его перегрев и выдержку при заданной температуре, что позволяет без затруднений производить операции ковшевого микролегирования и модифицирования расплава чугуна.

Учитывая вышесказанное, в качестве основного плавильного агрегата для выплавки серого чугуна в чугунолитейном цехе выбираем индукционную тигельную печь ИЧТ-6/1.6

Основные параметры и техническая характеристика печи

ИЧТ-6/1.6 для плавки чугуна

1. Номинальная емкость, т.……………………………………..6

2. Мощность трансформатора, кВА………………………… 1600

3. Мощность, потребляемая установкой, кВт…………………410

4. Число фаз питающей сети………………….………………...3

5. Число фаз контурной цепи…………………………………..1

6. Частота тока на индукторе, Гц………………………………50

7.Номинальное напряжение питающей сети, кВ……………… 10

8. Напряжение контурной цепи (индуктора), В……………..…1500

9.Температура перегрева металла,°С…………………………...1600

10.Производительность по расплавлению и перегреву, т/час…1,25

11.Удельный расход электроэнергии,кВт•ч/т………………..…560

12.Расход воды на охлаждение, м³/час………………………….25

Для расчета количества плавильных печей использую следующую формулу [1]:

Р₁ = , (4)

где В – количество потребляемого жидкого металла в год, т/год,

К_н – коэффициент неравномерности потребления металла (1,2-1,4),

Ф_Д – Действительный фонд времени работы печи, ч/год,

Q_расч – производительность плавильной установки, т/ч.

Р₁ = 3640*1.2/4015*1.25 = 0,9 (4).

Принимаем 1 плавильную установку марки ИЧТ-6/1.6

Коэффициент загрузки равен [2]:

К_з = , (5)

где Р₁ – расчетное число оборудования, шт,

Р₂ – принимаемое оборудование по проекту, шт.

К_з = 0,9

РИСУНОК ИЧТ!!!!!!!