Проектування модельного комплекту

МЕТА РОБОТИ:

Оволодіти практичними навичками складання креслень моделей і виливків по заданим кресленням деталей.

ЗАВДАННЯ:

­ Розробити креслення виливка за заданим кресленням деталі.

­ Розробити креслення моделі (неметалевої) по кресленням виливка

­ Зобразити в розрізі разову ливарну форму для отримання розробленого виливка.

МЕТОДИЧНІ ПОСІБНИКИ: Методичні вказівки до виконання, модель ливарної форми.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

Ливарне виробництво - зто процес отримання фасонних виливків шляхом заповнення рідким металом заздалегіть приготованих форм, в яких метал твердне.

Заповнюються рідким металом форми ділять на постійні, напівпостійні і разові. Основна маса виливків виготовляється в разових ливарних формах які виготовляють передусім набиванням і ущільненням формувальних сумішей. Для виготовлення ливарних форм потрібен насамперед модельний комплект, що складається з моделі і ряду інших злементов. Моделі служать для отримання порожнини форми і виготовляють їх з гіпсу або цементу для отримання разових виливків або дерева, металевих сплавів і пластмас.

Залежно від складності конфігурації відливки моделі можуть бути рознімні та нерознімні. Площина роз'єму форми і відповідно моделі визначаються конструкцією виливки. При встановленні площині роз'єму керуються наступним:

­ модель повинна розташовуватися в формі так, щоб її основні робочі поверхні знаходилися внизу або збоку;

­ щоб виливок формувалася з мінімальним числом стержнів;

­ весь виливок або основну його частину бажано розташовувати в одній опоці;

­ довжина швів, утворених ліній роз'єму, повинна бути мінімальною.

Якщо в ливарну форму встановлюється стержень, на моделі передбачаються спеціальні виступи - знаки. Знаки створюють у формі поглиблення, у які встановлюються знаки стрижнів. Щоб полегшити вилучення моделі з форми, їх вертикальні стінки роблять з формувальним ухилом. На дерев'яних моделях ухил 1-3°, ухили внутрішніх поверхонь зазвичай більше ухилів зовнішніх поверхонь.

Розміри моделей зазвичай більше відповідних розмірів виливка на величину лінійної усадки металу, яка в середньому становить для: сірого чавуну 1%, сталі і білого чавуну 1,5%, оловянистой бронзи 2%. Виготовляють моделі за допомогою спеціальних усадочних метрів. На всіх оброблюваних поверхнях виливки передбачають припуски на механічну обробку. Припуском зветься шар металу, що знімається з виливки в процесі механічної обробки. Величини припусків вибирають за ГОСТом 26645-85 в залежності від розмірів виливка, матеріалу деталі і способів (виду) лиття. При цьому отвори діаметром менше 20 мм не відливаються. Висота стержневих знаків і кути скосу вибираються в залежності від розмірів і розташування стрижнів.

ХІД РОБОТИ (на прикладі)

1. Вивчіть креслення заданої деталі за варіантом, звернувши увагу на матеріал, розміри, вид остаточної механічної обробки поверхонь і обумовленим способом (вид) лиття.

2. Виходячи з матеріалу деталі і її конфігурації вибирається технологічний процесі лиття з таблиці № 1, виходячи з якого приймається клас розмірної точності виливки.

3. По таблиці № 2 вибираються допуски розмірів виливка, виходячи з яких по таблиці № 3 в залежності від виду остаточної механічної обробки (шорсткості в R_а) приймаються припуски на механічну обробку (на сторону) і визначаються розміри виливки.

Таблиця 1 - Класи розмірної точності виливків (ГОСТ 26645-85)

Технологічні процеси лиття	Найбільший габаритний розмір виливки, мм	Тип сплаву
Кольорові легкі нетермо-оброблювані сплави	Нетермо-оброблювані чорні і кольорові тугоплавкі сплави і термооброблювані кольорові легкі сплави	Термооброблювані чавунні і кольорові тугоплавкі сплави	Термооброблювані сталеві сплави
Клас розмірної точності відливання
Лиття в піщано-глинисті сирі форми з нізковлажних (до 2.8%) високоміцних (більше 160 кПа або 1.6 кг/см3) сумішей, з високим і однорідним ущільненням до твердості не нижче 90 од.	До 100 Св.100 >>250 >>250>>630 >>630>>1600 >>1600>>4000 >>4000>>10000	5-10 6-11т 7т-11 7-12 8-13т 9т-13	6-11 7т-11 7-12 8-13т 9т-13 9-13	7т-11 7-12 8-13т 9т-13 9-13 10-14	7-12 8-13т 9т-13 9-13 10-14 11т-14
Лиття в піщано-глинисті сирі форми з вологістю від 2.8 до 3.5% і міцністю від 120 160 кПа, із середнім рівнем ущільнення до твердості не нижче 80 од. Лиття у формі затверджуються в контакті з гарячою оснащенням	До 100 Св.100 >>250 >>250>>630 >>630>>1600 >>1600>>4000 >>4000>>10000	6-11Т 7т-11 7-12 8-13т 9т-13 9-13	7т-11 7-12 8-13т 9т-13 9-13 10-14	7-13 8-13т 9т-13 9-13 10-14 11т-14	8-13т 9т-13 9-13 10-14 11т-14 11-15
Продовження таблиці 1
Лиття в піщано- глинисті сирі форми із сумішей з вологістю від 3.5 до 4.5% і міцністю від 60 до 120 кПа (від 0.6 до 1.2 кг/см2) з рівнем ущільнення не нижче 70 одиниць. Лиття в оболонкові форми з термореактивних сумішей. Лиття у форми отвержуємі поза контакту з оснащенням без теплової сушки. Лиття у форми з рідких сумішей, що самотвердіють. Лиття в піщано - глинисті підсушені і сухі форми.	До 100 Св.100 >>250 >>250>>630 >>630>>1600 >>1600>>4000 >>4000>>10000	7т-11 7-12 8-13т 9т-13 9-13 10-14	7-12 8-13т 9т-13 9-13 10-14 11т-14	8-13т 9т-13 9-13 10-14 11т-14 11-15	9т-13 9-13 10-14 11т-14 11-15 12-13

Таблиця 2 – Допуски розмірів (ГОСТ 26645 - 85)

	Допуски розмірів
7т			9т			11т			13т
Св. 10 до 25	0,64	0,8		1,2	1,6		2,4	3,2
>>25>>40	0,7	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	9,0
>>40>>63	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0
>>63>>100	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	9,0
>>100 >> 160	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0	10,0
>> 160 >> 250	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	9,0	11,0
>> 250 >> 400	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0	10,0	12,0
>> 400 >> 630	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	9,0	11,0	14,0
>> 630 >> 1000	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0	10,0	12,0	16,0

Таблиця 3 – Загальний припуск на сторону (ГОСТ 26645 - 85)

Загальний допуск злементов поверхні, мм	Вид остаточної механічної обробки	Загальний припуск на сторону, мм
Св. 0,44 до 0,50	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.2 1.3 1.4 1.5	1.4 1.5 1.6 1.7	1.6 1.7 1.8 1.9	2.0 2.2 2.4 2.5	2.4 2.6 2.8 2.9	2.8 3.3 3.5 3.6	3.4 3.8 3.9 1.0
Св. 0,50 до 0,56	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.2 1.4 1.5 1.6	1.4 1.7 1.8 1.9	1.6 1.9 2.0 2.1	2.0 2.3 2.6 2.6	2.4 2.7 2.9 3.0	2.9 3.3 3.4 3.6	3.4 2.8 3.0 4.3
Св. 0,56 до 0,64	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.3 1.5 1.6 1.7	1.5 1.8 1.9 2.0	1.7 2.0 2.1 2.2	2.1 2.4 2.6 2.7	2.4 2.8 3.0 3.3	2.9 3.4 3.6 3.8	3.4 3.9 4.1 4.3
Св. 0,64 до 0,70	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.3 1.6 1.6 1.8	1.5 1.8 1.9 2.0	1.7 2.1 2.2 2.3	2.1 2.4 2.5 2.8	2.5 2.8 3.1 3.1	3.0 3.5 3.6 3.9	3.4 3.9 4.1 4.4
Св. 0,70 до 0,80	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.4 1.7 1.8 2.0	1.6 2.0 2.1 2.2	1.8 2.1 2.3 2.4	2.2 2.5 2.6 2.9	2.6 2.8 3.1 3.4	3.1 3.6 3.4 4.0	3.6 4.0 4.3 4.5
Св. 0,80 до 0,90	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.4 1.6 1.8 2.0	1.6 2.1 2.2 2.4	1.8 2.3 3.4 2.6	2.2 2.7 2.9 3.1	2.6 3.1 3.4 3.6	3.2 3.7 3.9 4.1	3.7 4.1 4.4 4.6
Св. 0,90 до 1,00	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.5 1.9 2.0 2.2	1.7 2.1 2.3 2.6	2.0 2.3 2.5 2.7	2.3 2.7 3.0 3.1	2.7 3.2 3.5 3.6	3.1 3.8 4.0 4.3	3.6 4.3 4.5 4.8
Св. 1,00 до 1,10	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.6 1.9 2.1 2.3	1.8 2.2 2.4 2.5	2.0 2.4 2.6 2.7	2.3 2.8 3.1 3.3	2.7 3.1 3.4 3.7	3.3 3.8 4.1 4.4	3.8 4.3 4.6 4.9
Св. 1,10 до 1,20	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.6 2.0 2.2 1.4	1.8 2.3 2.6 2.7	2.0 2.6 2.7 2.8	2.1 2.9 3.1 3.4	2.8 3.4 3.6 3.8	3.4 3.9 4.3 4.4	3.8 4.4 4.8 4.9
Св. 1,20 до 1,40	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.6 2.2 2.5 2.6	2.0 2.5 2.8 2.9	2.1 2.7 3.0 3.2	2.5 3.1 3.4 3.7	2.9 3.4 3.9 4.0	3.5 4.0 4.5 4.8	3.9 4.6 5.0 5.1
Продовження таблиці №3
Св. 1,40 до 1,60	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.9 2.4 2.6 2.9	2.1 2.7 3.0 3.1	2.3 2.9 3.1 3.4	2.7 3.3 3.6 2.9	3.1 3.6 4.1 4.3	3.6 4.3 4.6 5.0	4.0 4.8 5.1 5.4
Св. 1,60 до 1,80	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	1.9 2.5 2.8 3.0	2.1 2.8 3.1 3.4	2.3 3.0 3.5 3.6	2.7 3.5 3.8 4.0	3.2 3.8 4.3 4.4	3.7 4.4 4.8 5.2	4.1 4.9 5.3 5.6
Св. 1,80 до 2,00	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	2.0 2.6 3.0 3.3	2.2 3.0 3.4 3.6	2.4 3.2 3.6 3.8	2.8 3.6 4.0 4.3	6.3 4.0 4.4 4.8	3.8 4.6 5.0 5.5	4.3 5.0 5.4 5.8
Св. 2,00 до 2,20	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	2.2 2.8 3.3 3.9	2.4 3.2 3.6 4.0	2.6 3.4 3.8 4.2	3.0 3.8 4.3 4.6	3.4 4.1 4.6 5.0	3.9 4.8 5.1 5.6	4.4 5.3 5.8 6.1
Св. 2,20 до 2,40	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	2.3 3.1 3.5 3.8	2.5 3.4 3.8 4.4	2.7 3.3 3.9 4.3	3.1 4.0 4.4 4.8	3.4 4.4 4.9 5.1	4.0 5.0 5.5 5.8	4.5 5.4 6.0 6.3
Св. 2,40 до 2,80	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	2.5 3.3 3.8 4.1	2.6 3.6 4.0 4.4	2.9 3.8 4.3 4.6	3.3 4.3 4.8 5.2	3.6 4.6 5.2 6.1	4.1 5.0 5.8 6.1	4.6 5.6 6.6 6.7
Св. 2,80 до 3,20	Чорнова Напівчистова Чистова Тонка	2.8 3.6 4.0 4.6	2.9 4.0 4.5 4.8	3.1 4.1 4.6 5.0	3.4 4.6 5.1 5.4	3.9 5.0 5.6 5.8	4.4 5.6 6.4 6.5	4.9 6.0 6.9 7.1

Загальні припуски на поверхні обертання і протилежні поверхні, використовувані як взаємних баз при обробці призначають по половинним значенням загальних допусків виливки на відповідні розміри.

Вид остаточної обробки відповідає шорсткості:

­ чорнова Ra12,5;

­ напівчистова Ra6,3;

­ чистова Ra3,2;

­ тонка Ra1,6.

Всі величини при визначенні розмірів виливка зводяться в таблицю №4.

Рекомендується розміри деталі проставляти, починаючи з максимального. На початку діаметральні, а потім лінійні розміри. Допуски на зовнішні і внутрішні розміри проставляються зі знаками «±»

Діаметральні розміри виливка визначаються як сума конкретного розміру деталі й подвоєного припуску.

Лінійні розміри виливка визначаються для симетричних розмірів як сума (розносити) конкретного розміру деталі й подвоєного припуску, а для не симетричних розмірів як сума (різниця) конкретного розміру і припуску на даний не симетричний розмір.

Таблиця 4 – Визначення розмірів виливки

№ п/п	Розмір деталі, мм	Величина допуску, мм	Величина припуску, мм	Розмір виливки з допусками, мм

ПРИКЛАД ВИКОНАННЯ РОБОТИ

ПРИКЛАД 1

Вихідні дані:

­ креслення деталі (рисунок 1);

­ клас точності 9

Рисунок 1 – Креслення деталі

Допуски (таблиця 1)

Для 1₁=200 мм ±2,8 мм

Для 1₂=80 мм ±2,2 мм

Припуски по 0,5 допуска (таблиця 3)

Для 1₁=200 мм, чистова обробка, δ₁=3 мм

Для 1₂=80 мм, чернова обробка, δ₂=2 мм. Тоді розміри виливки:

ПРИКЛАД 2

Вихідні дані:

­ креслення деталі (рисунок 2);

­ клас точності 9

Рисунок 2 – Креслення деталі

Для размера 1₂=120 мм:

­ допуск 2,4 мм;

­ припуск по 0,5 допуска, черновая обработка δ₂=2 мм;

Тоді розмір виливки:

4. Визначається положення виливка у формі і викреслюється креслення виливка, для чого на контур деталі наносяться припуски і ливарні ухили. Ливарні ухили для моделей з дерева приймаються в межах 1-3° (табл. № 5). Розміри моделі можна округлити до 0,5 мм

Таблиця 5 – Ливарні ухили

Висота поверхні, мм	Ухили
До 20	3°
20-50	1,30°
50-100	1°
100-200	0,45 °
200-500	0,30 °

Приклад оформлення креслення виливка показано на рисунку 3

Рисунок 3 – Креслення виливка

Кінці стержня, якими він спирається на форму, називаються стрижневими знаками. Від знакової частини стержня залежить зручність і надійність його установки в форму, можливість виведення з нього газів і точність виготовлення виливка. При визначенні конструкції знаків встановлюють їх розміри, ухили і зазори. На рис.12 наведено схеми типових знаків стрижнів, а також вказані розміри, ухили і зазори.

Розміри горизонтальних і вертикальних знаків стержнів визначають за ГОСТ 3212-92, виходячи з довжини знака L і поперечного перерізу D (табл.6-7).

Таблиця 6 – Довжина горизонтальних стержневих знаків

Діаметр стержня, D	Довжина знаку при довжині стержня не більш
до 50	понад 50 до 150	понад 150 до 300
До 25
Свыше 25 до 50
>> 50 >> 100
>> 100 >> 200
>> 200 >> 300	–

Таблиця 7 – Висота вертикальних стержневих знаків (для всіх видів форм)

Висота стержня, H	Діаметр стержня (або середній поперечний розмір)
до 50	понад 50 до 100	понад 100 до 200	понад 200 до 300
висота знака
hн	hв	hн	hв	hн	hв	hн	hв
До 50
Понад 50 до 150
Понад 150 до 300

Величину ухилів знаків моделей і стержневих ящиків вибирають по таблиці 8.

Таблиця 8 – Ухили знаків моделей і стержневих ящиків

Висота знака hн, hв, мм	Ухили знаку, град.
Вертикальний стержень	Горизонтальний стержень
нижній	верхній	нижній	верхній
α	β	α	β
До 20
Понад 20 до 50
" 50 до 100
" 100 до 200
" 200 до 300	–	–

5. Виходячи з креслення виливки викреслюється креслення моделі (рисунок 4). Розміри проставляються за розмірами виливки з урахуванням полів допусків.

Рисунок 4 – Креслення моделі

6. Викреслюється ескіз форми в зборі, з зазначенням всіх її елементів (рисунок 5).

1- ливникова чаша; 2 – стояк; 3 – шлаковловлювач; 4 – питатель; 5 – стержень; 6 – порожнина форми; 7 – нижня напівформа; 8 – нижня опока; 9 – верхня опока; 10 – випор.

Рисунок 5 – Ливарна форма в сборі

ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ

Рисунок 6 – Креслення деталі (варіант 1 та 4)

Таблиця 9 – Вихідні дані ля розрахунку (варіант 1 та 4)

№ варіанта
Матеріал	Бронза БрА9ЖЗЛ (кольоровий, не термооброблюваний тугоплавкий)	СЧ28 Чавун (термооброблюваний чорний)
Технологічний процес лиття	Лиття в піщані глинисті сирі форми із сумішей з вологістю від 2,8 до 3,5%	Лиття в піщані глинисті форми із сумішей з вологістю від 3,5 до 4.5%

Рисунок 7 – Креслення деталі (варіант 2 та 5)

Таблиця 10 – Вихідні дані ля розрахунку (варіант 2 та 5)

№ варіанта
Матеріал	АЛ2 Силумін (кольоровий, легкий, нетермооброблюваний)	СЧ28 Чавун (термооброблюючий чорний)
Технологічний процес лиття	Лиття в піщані глинисті сирі форми із сумішей з вологістю від 3,5 до 4,5%	Лиття в піщані глинисті сирі форми із сумішей вологістю від 2,8 до 3,5%

Рисунок 8 – Креслення деталі (варіант 3 та 6)

Таблиця 11 – Вихідні дані для розрахунку (варіант 2 та 5)

№ варіанта
Матеріал	ЛЦ40С Латунь (кольоровий, не термооброблюваний тугоплавкий)	Сталь 15 (термооброблювані, сталеві сплави)
Технологічний процес лиття	Лиття в піщані глинисті сирі форми із сумішей з вологістю від 2,8 до 3,5%	Лиття в піщані глинисті форми із сумішей з вологістю від 3,5 до 4.5%

ЗМІСТ ЗВІТУ:

­ Переписати назва роботи, її мету, завдання;

­ обрати варіант завдання. Варіант 1та 4: рисунок 6, таблиця 9. Варіант 2 та 5: рисунок 7, таблиця 10. Варіант 3 та 6: рисунок 8, таблиця 11.

­ накреслити креслення заданої деталі (в масштабі 1:2) з проставленими розмірами (згідно варіанту);

­ обрати величини допусків, припусків і визначити розміри виливки, звівши все це в таблицю №4;

­ викреслити креслення виливка, попередньо визначивши розміри стержневих знаків;

­ На моделі вказати площину роз'єму;

­ Викреслити форму в зборі з проставлянням основних складових частин;

­ Написати висновок про виконану роботу.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ:

1. Класифікація способів виготовлення виливків.

2. Ливарні властивості сплавів.

3. Різновиди ливарних форм. Одноразові та багаторазові форми.

4. Структура технологічного процесса лиття заготовок.

5. Що таке модельний комплект?

6. Моделі: призначення, матеріал, особливості виготовлення.

ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ:

1. Б. Б. Кнорозов, Л., Усова и др. «Технология металлов и материаловедение». М: Металлургия, 1987. 800с.-Стр. 347-349.

2. Челноков И.М. «Технология горячей обработки металлов». М: Высшая школа, 1972, 288с.-Стр. 11-22.

3. Б. А. Кузьмин и др. «Технология металлов и конструкционные материалы» М: Машиностроение, 1981. 352с.

4. ГОСТ 26645-85. «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, маса и припуски на механическую обработку». М. 1989. 55с.