При этом способе детали получают в тонкостенных формах-оболочках (толщиной 6-15 мм), изготовленных из высокопрочных песчано-смоляных смесей. Форма состоит из 2-х оболочковых полуформ, соединенных по вертикальной или по горизонтальной линии разъёма путём склеивания или при помощи скоб, струбцин и т.п. Для получения внутренних полостей в отливках при сборке формы в неё устанавливают сплошные или полые песчано-глинистые или песчано-смоляные стержни.
Формовочные песчано-смоляные смеси для оболочковых форм состоят из огнеупорного материала – песка (92-96 %), связующего – термореактивной смолы 4-8 % и некоторых добавок.
Наиболее широко используется высококачественный мелкозернистый кварцевый песок с минимальным содержанием глины. Наиболее качественным связующим для оболочковых форм является пульвербакелит-фенолформальдегидная смола с добавками уронотропина.
Металлическую подмодельную плиту нагревают до 200-250 °С и покрывают разделительным составом, насыпают и уплотняют формовочную смесь. Смола плавиться, затвердевает за 10-20 секунд, излишек удаляется, а оболочку с модельной плитой помещают в печь, нагревая до 300-350° С в течение 1-3 минут.
На поверхность модели и подмодельной плиты наносят для предупреждения прилипания и облегчения снятия оболочки разделительный состав. Затем происходит формирование оболочки.
Собранные формы небольших размеров с горизонтальной плоскостью разъёма укладывают для заливки на слой песка. Формы с вертикальной плоскостью разъёма и крупные формы для предохранения от коробления и преждевременного разрушения устанавливают в контейнеры и засыпают чугунной дробью.
Литье в оболочковые формы имеет ряд преимуществ. Использование мелкозернистого песка и металлической оснастки обеспечивает получение гладкой рабочей поверхности форм и стержней. При заливке формы имеют большую прочность и жесткость, что обеспечивает высокую точность размеров. Высокая газопроницаемость оболочек, что защищает поверхность от пригара. По мере выгорания смолы форма теряет свою прочность и разрушается, не препятствуя свободной усадке сплава и упрощая выбивку отливки. Процесс изготовления оболочковых форм легко механизировать и автоматизировать.
Недостатком являются ограничение размеров и массы отливок – примерно до 100 кг. С увеличением толщины сечения и при отливке массивных деталей из чугуна и стали при заливке расплава смола в оболочках быстро выгорает и качество поверхности деталей ухудшается. Пульвербакелит и другие связующие имеют высокую стоимость.
Ковка.
Процесс ковки состоит из чередования в определенной последовательности основных и вспомогательных операций. Каждая операция определяется характером деформирования и применяемым инструментом.
К основным операциям ковки относятся осадка, протяжка, прошивка, отрубка, гибка.
Осадка – операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения. Протяжка – удлинение заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Разгонка – увеличение ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины. Прошивка – получение полостей в заготовке за счет вытеснения металла. Отрубка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента – топора. Гибка – придание заготовки изогнутой формы.
Оборудование для ковки выбирают в зависимости от режима ковки данного металла или сплава, массы поковки и ее конфигурации. Необходимую мощность оборудования обычно определяют по приближенным формулам или справочным таблицам.
Ковки выполняют на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах.
Молоты – машины динамического ударного действия. Гидравлические прессы – машины статического действия.
Технологические требования к деталям, получаемым из кованных поковок, сводится к тому, что поковки должны быть наиболее простыми, очерненными цилиндрическими поверхностями и плоскостями.
Механизация ковки – важная задача улучшения условий труда и повышения производительности, так как ковка – трудоемкий и малопроизводительный процесс. При ковкие массивных поковок многие операции могут быть осуществлены вручную.
Для посадки заготовок в печь выдачи их из печи кроме мостовых и консольно-поворотных кранов применяют специальные посадочные машины напольного или подвесного типа. Ковку на прессах и молотах можно механизировать с помощью различных кранов, кантователей и манипуляторов.
Жидкая штамповка.
Жидкой штамповкой называют технологический процесс получения заготовок деталей, при котором кристаллизация жидкого металла, залитого в полость инструмента, происходит под высоким давлением. Это обеспечивает повышение коэффициент теплоотдачи и, следовательно, скорости охлаждения, поэтому структура металла получается более мелкозернистой, чем в отливках. Кристаллизация под давлением и деформирование предотвращают образование усадочных раковин и газовой пористости (так как растворимость водорода растет с повышением давления). В соответствии с этим получают повышенные механические свойства поковок. Используют разные схемы технологического процесса штамповки. По основной схеме металл заливают в полость штампа, соответствующего форме паковки, сжимают пуасоном и производят кристаллизацию под давлением. Вторая схема предусматривает частичное затвердевание металла под давлением в полости, отличной от окончательной формы паковки; затем следует деформация в полужидком состоянии до получения окончательных размеров поковки. В третьем случае после полной кристаллизации давлением следует деформация в твердом состоянии для получения окончательных размеров поковки.
Штамповку жидкого металла выполняют на специализированных гидравлических и фрикционных прессах. Специализация прессов обусловлена необходимостью большой скорости холостого хода; регулируемым, плавным нажимом на пуасон без резких скачков его перемещения; необходимостью наличия выталкивателей и возможности монтажа плавильно-заливочных устройств. При установке штампа на пресс должна обеспечиваться тепловая изоляция между ними.
Процесс жидкой штамповки требует больших затрат на инструмент, усугубляющихся его недостаточной стойкостьстью, особенно при штамповке стали. Число штамповок, отштампованных на одном штампе из стали, составляет несколько сотен, а из цветных металлов – несколько десятков тысяч.
5. Выбор возможной последовательности механической обработки заданных поверхностей и описание технологий выполнения отдельных операций.
Базой является наружная поверхность и торец. Обрабатываемые поверхности – отверстие и торец. Станки – токарно-винторезный, токарно-револьверный, токарный автомат.
Операция №005 токарно-винторезная. Станок токарно-винторезный 1М61.
Ø42 RB √3,2 (3 этапа черновая, получистовая, чистовая)
Ø82 Ra√3,2 (3 этапа черновая, получистовая, чистовая)
Ø82
Ø42
Общий припуск
Черновая 60%
Получистовая 30%
Чистовая 10%
3,4
2,04
1,02
0,34
3,4 2,04 1,02
0,34
Выбор режима резанья.
Вид обработки
Продольное обтачивание. Ø82
Продольное растачивание. Ø42
Черновая
t
S
V
2,04
0,6
260
2,04
0,40
300
Получистовая
t
S
V
1,02
0,40
300
1,02
0,25
350
Чистовая
t
S
V
0,34
0,2
400
0,34
0,15
400
Рассчитываем частоту вращения детали.
n = 100*V/π*d Если частота вращения больше 1600, то принимаем 1600.
Продольное обтачивание:
а) черновое dчерн = d – 2t черн = 82-4,08 = 77,92
n = 1000*260/3,14*77,92 = 1060
б) получистовое dполучист = dчерн - 2tполучист = 77,92 – 2,04 = 75,88
n = 1000*300/3,14*75,88 = 1260
в) чистовое dчист = dполучист - 2tчист = 75,88 - 0,68 = 75,20
n = 1000*400/3,14*75,20 = 1600
Продольное растачивание:
а) черновое dчерн = d – 2t черн = 42 – 4,08 = 37,92
n = 1000*300/3,14*37,92 = 1600
б) получистовое dполучист = dчерн - 2tполучист = 37,92 – 2,04 = 35,88
n = 1000*350/3,14*35,88 = 1600
в) чистовое dчист = dполучист - 2tчист = 35,88 – 0,68 = 35,20
n = 1000*400/3,14*35,20 = 1600
Рассчитываем скорость резанья.
V=π*d*n/1000
Продольное обтачивание:
а) черновое V= 3,14*77,92*1060/1000 = 260
б) получистовое V= 3,14*75,88*1260/1000 = 300
в) чистовое V= 3,14*75,20*1600/1000 = 380
Продольное растачивание:
а) черновое V= 3,14*37,92*1600/1000 = 190
б) получистовое V= 3,14*35,88*1600/1000 = 180
в) чистовое V= 3,14*35,20*1600/1000 = 176
Рассчитываем основное время То.
То =( l + l1+ l2 ) / n *So
Наружное
φ 90°
Внутреннее
30°
1) черновое l1
получистовое l1
чистовое l1
2) черновое l2
получистовое l2
чистовое l2
3 мм
3мм
3мм
не существует
не существует
не существует
5мм
мм
3мм
1мм
1мм
1мм
Наружное. l = Е = 17,5
а)черновое То = (17,5+3)/1060*0,6 = 0,03 мин
б) получистовое То = (17,5+3)/1260*0,40 = 0,04 мин
в) чистовое То = (17,5+3)/1600*0,2 = 0,06 мин
Внутреннее. l = Г = 45
а)черновое То = (45+5+1)/1600*0,40 = 0,08
б) получистовое То = (45+3+1)/1600*0,25 = 0,12
в) чистовое То = (45+3+1)/1600+0,15 = 0,20
Вспомогательное время.
Тв1 = 0,27;
Тв2 = 0,19 - для наружного размера;
Тв2= 0,06 - для внутреннего размера.
Тотд + Тоб = К(То+Тв)/100; К = 7%
Тотд + Тоб = 7% (0,03+0,04+0,06+0,08+0,12+0,20+0,27+0,19+0,06)/100 = = 0,074 мин
Тшт = То+Тв+Тоб+Тотд = 0,03+0,04+0,06+0,08+0,12+0,20+0,27+0,19+0,06+0,074 = 1,124 мин
Созп = Тшт + Цоб = 1,124+0,73 = 2,854
Мз = Мд+К = 1,57154*1,5 = 2,35731
Мо = 2,35731-1,57154 = 0,78577
Сзаг = Мз*Цз-Мо*Цо =2,357*19,200- 0,786*1,350 = 45,2544-1,0611 = 45,1933
С′тех = Сзаг + Созп = 45,1933+2,857 ≈ 48,20 руб.
Заключение.
В данной курсовой работе мы разработали и проанализировали чертеж заданной детали, пояснили назначение указанных посадок, определили предельные размеры и отклонения, величины допусков, предельных значений зазоров и натягов, построили схемы полей допусков.
Мы определили, что для выплавки стали Х40 целесообразно использовать кислородные конвертеры. Кислородно - конвертерный передел является наиболее высокопроизводительным способом выплавки стали. Достоинством такого способа является его «универсальность» в отношении исходных материалов: возможность выплавки качественной стали из чугунов различного химического состава.
При изготовлении отливок используется литье в оболочковые формы. Литье в оболочковые формы имеет ряд преимуществ. Использование мелкозернистого песка и металлической оснастки обеспечивает получение гладкой рабочей поверхности форм и стержней. А для изготовления штамповок эффективно использовать ковку. Технологические требования к деталям, получаемым из кованных поковок, сводится к тому, что поковки должны быть наиболее простыми, очерненными цилиндрическими поверхностями и плоскостями. При ковкие массивных поковок многие операции могут быть осуществлены вручную.
Подводя итог, можно сделать вывод, что себестоимость полученной заготовки 48,20 руб. низкая, следовательно, стоимость обработки детали минимальная.
Библиографический список.
1) ГОСТ 26645 – 85: Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку [Текст]. Введ. 01.01.90/ - М.: Изд-во стандартов,1996. – 54с.
2) Кириллов, Е.С. Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине «Система технологий отраслей» [Текст] / Сост. Е.С. Кириллов, В.Ю. Ширяев – Липецк: ЛГТУ, 2005. 34с.
3) Мягков В.Д. Допуски и посадки [Текст]: справочник в 2 ч. / под ред. В.Д. Мягкова. – Л.: Машиностроение, 1979. – 1032 с.
4)Технология конструкционных материалов [Текст]: Учебник / Под общей ред. А.М. Дальского . – 4-е изд., перераб. И доп. М.: Машиностроение,2002. – 512.: ил.
5)Технология металлов[Текст]: учебник/ Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьяков и др. – М.: Металлургия, 1974. – 648 с.
