Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Работа № 112988
Наименование:
Курсовик Технологический процесс изготовления отливки в разовой песчано-глинистой форме
Информация:
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Машиностроение.
Добавлен: 05.06.18.
Год: 2018.
Страниц: 31.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное Учреждение высшего профессионального образования «Восточно - Сибирский государственный университет технологий и управления»
Кафедра «Металловедение и технологии обработки материалов»
Курсовая работа по дисциплине: «Технология конструкционных материалов»
Выполнил: ст-т гр. Б-414
Улан - Удэ 2018 Восточно-Сибирский государственный университеттехнологий и управления Машиностроительный факультет Кафедра «Металловедение и технология обработки материалов»
ЗАДАНИЕ По подготовке курсовой работы (КР) студенту группы Б414 *** 1. ТемаКР: Технологический процесс изготовления отливки в разовой песчано-глинистой форме 2. Срок сдачи студентом законченной КР: « » 201 г. 3. Исходные данные к КР.: Отливка заданной детали «Шестерня» 4. Перечень подлежащих разработке в КР вопросов или краткое содержание КР: Проектирование процесса изготовления отливки 5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей, схем и др.): чертёж детали (колесо), чертеж отливки, чертеж модели, эскиз стержневого ящика, эскиз литейной формы в сборе, технологическая карта получения отливки 6. 7. Консультанты по КР (с указанием относящихся к ним разделов и частей КР): ___
? Содержание Стр. Введение………...……...……….………..3 ГЛАВА1.ТЕХНОЛОГИЧЕСК Й ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ФОРМА ………...4 1.1 Теоретические основы литейного производства………4 1.2 Литьё в песчано-глинистые формы……….………..…….….8 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ………...…12 2.1 Способы получения материала ………..………...12 2.2 Предмет исследования сталь СЧ 20………...……..….24 ГЛАВА 3. ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ….26 Список использованной литературы………...35
? Введение Литейное производство - отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства отливок. Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300 т, длиной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатныхстанов, турбинные лопатки и т. д.). Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иного способа литья определяется объемом производства, требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами.
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ФОРМАХ 1.1 Теоретические основы литейного производства Литейное производство — отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных деталей и заготовок путём заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию требуемой детали. В процессе литья, при охлаждении металл в форме затвердевает и получается отливка — готовая деталь или заготовка, которая при необходимости (повышение точности размеров и снижения шероховатости поверхности) подвергается последующей механической обработке. В связи с этим перед литейным производством стоит задача получения отливок, размеры и форма которых максимально приближена к размерам и форме готовой детали. В машинах и промышленном оборудовании от 50-ти до 95-ти процентов всех деталей изготовляют способом литья в формы. Основными способами получения отливок являются: литье в песчано-глинистые формы, литье в кокиль, литье под давлением, центробежное литье, литье в оболочковые формы, литье по газифицированным моделям. Все способы кроме первого способа получения отливок относятся к специальным способам литья. Они позволяют получить отливки с меньшей шероховатостью поверхности, большей точностью геометрических параметров, лучшими механическими свойствами и структурой. Отливки, полученные этими способами, по своей геометрической форме и размерам приближаются к форме и размерам готовой детали, поэтому очень часто не требуют механической обработки. Этими способами литья можно получать отливки из стали, цветных металлов и их сплавов. Литье в песчано-глинистые формы. Этот способ получения отливок наиболее распространенный. Сначала изготовляют модель (копию) отливки из дерева или дешевого металла. Размеры модели несколько больше, чем размеры готовой отливки, на величину усадки и припусков на механическую обработку. По модели делают (формуют) форму. В специальные металлические рамки (опоки) помещают модель, затем насыпают формовочную смесь и уплотняют ее. Полученный отпечаток и называют литейной формой. Литейные формы чаще всего делают из двух половин на формовочных машинах различной конструкции. Готовые формы заливают металлом. После охлаждения форму разрушают, отливку очищают от остатков смеси и приливов металла и отправляют на механическую обработку. Литье в металлические формы. Металлические формы, или кокили, изготовляют из чугуна и стали. При заливке в металлические формы сплав быстрее кристаллизуется, поэтому структура отливок получается более мелкозернистой, более плотной, соответственно и механические свойства таких отливок выше по сравнению с отливками, полученными в песчано-глинистых формах. Чистота поверхности и точность размеров отливок в металлических формах довольно высокие. Литье в кокиль применяют для простых по конфигурации отливок из чугуна, стали и цветных сплавов. Для получения внутренних полостей в отливке в одну из половин кокиля вставляют стержни. Затем обе половины кокиля соединяют, плотно скрепляют и заливают в него жидкий металл. Здесь металл быстро затвердевает. Через несколько минут после заливки деталь можно вынуть и начать процесс снова. В результате получения высокой твердости отливки нельзя обрабатывать режущим инструментом; перед механической обработкой их подвергают термической обработке - отжигу при температуре 850-900° С. Литье под давлением. Сначала изготовляют специальные стальные формы, называемые пресс-формы. В пресс-формы, изготовленные из двух половин, давлением поршня вводится жидкий металл. Заполнение форм жидким металлом производится на специальных машинах. Литье под давлением применяют для сложных по конфигурации отливок из цветных сплавов небольшой массы. Отливки получаются очень плотные, высокой точности, с чистой поверхностью и высокими показателями механических свойств. Недостаток этого метода состоит в следующем: при быстром заполнении пресс-формы жидким металлом из нее не успевает выходить воздух и в виде мелких пузырьков остается внутри отливки. Поэтому такие отливки нельзя подвергать термической обработке, так как при нагревании пузырьки воздуха расширяются и выпучиваются в виде бугорков на поверхности отливок, получается некачественная поверхность. Центробежное литье. При этом способе жидкий металл заливают во вращающуюся металлическую форму-изложницу. Под действием центробежных сил металл прижимается к стенкам вращающейся изложницы и затвердевает в ней. Таким способом на специальных центробежных . машинах изготовляют отливки, имеющие форму тел вращения, из цветных сплавов и чугуна (втулки, червячные шестерни, чугунные трубы). Отливки получаются плотными с мелкозернистой структурой и высокими показателями механических свойств. Литье в оболочковые формы. При этом способе применяют только металлические модели. Подогретую до температуры 200-250° С Модель засыпают высокопрочной формовочной смесью, состоящей из песка и термореактивной смолы. Под действием тепла частицы смолы, прилегающие к модели, расплавляются и обволакивают зерна песка, а застывая склеивают их между собой. Остальную сыпучую часть смеси удаляют, а оставшуюся полутвердую оболочку вместе с моделью помещают в печь и нагревают до температуры 300-350° С. При этой температуре смесь необратимо твердеет, получается прочная полуформа, которую снимают с модели. Аналогично делают вторую полуформу, затем обе полуформы соединяют, получается форма, которую заливают жидким металлом. При твердении смеси непосредственно на модели получаются точные по размерам формы и отливки. По мере прогревания оболочковой формы залитым в нее металлом ее прочность сильно уменьшается, что способствует свободной усадке металла и получению отливок без внутренних напряжений и трещин. Такие отливки изготовляют из чугуна, стали и цветных сплавов. Литье по выплавляемым моделям. При этом способе сначала изготовляют металлическую пресс-форму, в которую запрессовывают легкоплавкую смесь, состоящую преимущественно из парафина и других добавок. Таким образом получают легкоплавкие модели будущих отливок. В другой пресс-форме аналогично получают легкоплавкую модель литниковой системы. Несколько легкоплавких моделей 2 будущих отливок припаиваются паяльником 3 к легкоплавкой модели литниковой системы. Полученная легкоплавкая конструкция называется блоком моделей. На блоки моделей наносят слой жидкой суспензии, состоящей из пылевидного огнеупорного материала и связующего, обсыпают мелким кварцевым песком и слегка подсушивают. Таким образом получают тонкий огнеупорный слой. Для создания прочной огнеупорной оболочки наносят несколько таких слоев. Далее из огнеупорной оболочки выплавляют и удаляют легкоплавкий блок моделей. В результате получается прочная, неразъемная с гладкой рабочей поверхностью оболочковая форма. Оболочковую форму прокаливают при температуре 900-1000° С, чтобы удалить влагу и остатки легкоплавкой смеси. Затем горячую оболочковую форму помещают в опоку которую засыпают сухим песком или чугунной дробью 6, чтобы оболочка не разрушилась от напора металла. Далее в готовую форму заливают расплавленный металл. Остывшие отливки извлекают из опоки, очищают и отправляют на дальнейшую обработку. Литьем по выплавляемым моделям получают мелкие отливки сложной конфигурации из различных сплавов (в том числе из тугоплавких, жаропрочных, коррозионностойких, труднообрабатываемых) для изготовления колес насосов, деталей турбомашин, турбинных лопаток. Этот способ литья широко применяют при массовом производстве мелких сложных стальных отливок, не требующих дальнейшей механической обработки. Кроме того, изготовляют отливки, которые другими способами металлообработки изготовить, технологически невозможно или экономически нецелесообразно.
1.2 Литье в песчано-глинистые формы Разовые песчано-глинистые формы выполняются объёмными, их получают путём уплотнения специальных материалов, называемых формовочными смесями. Для приготовления этих смесей используют сухой кварцевый песок, особые формовочные глины и вспомогательные материалы- мазут, угольную пыль, опилки, графит, тальк и др. Формовочные смеси должны обладать комплексом определённых свойств: пластичностью, прочностью, газопроницаемостью и противопригарностью. Выгорающие добавки (мазут, угольная пыль и др.) обеспечивают газопроницаемость формовочной смеси, а графит и тальк придают ей свойства противопригарности. Отдозированные исходные материалы тщательно перемешиваются в специальных машинах, называемых бегунами. Бегуны могут быть с вертикальными и горизонтальными катками. Наиболее распространены бегуны с вертикальными катками. Отверстия и различные полости в отливках получают с помощью специальных фасонных вставок, называемых стержнями. Стержни во время заливки формы металлом находятся в более тяжёлых условиях, чем стенки формы, так как они со всех сторон окружены расплавленным металлом. Во время кристаллизации металла они испытывают сжимающие воздействия усадки. Стержневая смесь должна обладать кроме того хорошей газопроницаемостью, выбиваемостью и непригораемостью. Технологический процесс литья в земляные формы складывается из следующих основных стадий: изготовления модельных комплектов, приготовления формовочных и стержневых смесей, изготовления форм и стержней, сборки форм, получения литейного сплава, заливки форм, выбивки отливок из форм, их очистки и обрубки. Модельным комплектом называют технологическую оснастку, включающую литейную модель, стержневой ящик, модельные плиты и модели литниковой системы. Модель служит для образования отпечатка, соответствующего наружной конфигурации отливки. Модель представляет собой несколько видоизменённую копию отливки. Размеры модели выполняются с учётом усадки и припусков на последующую механическую обработку. В зависимости от конфигурации детали модели выполняются цельными или разъёмными. При этом конфигурация модели должна обеспечивать извлечение её из формы без нарушения полученного отпечатка. В большинстве случаев модели выполняются из двух половинок – верхней и нижней, соединяемых по плоскостям разъёма. Стержневой ящик представляет собой инструментальную оснастку, предназначенную для получения стержней. В индивидуальном и мелкосерийном производствах модели и стержневые ящики изготавливаются обычно деревянными, в массовом производстве вся модельная оснастка выполняется металлической, чаще всего из алюминиевых сплавов. В моделях предусматриваются знаки – специальные выступы, образующие в форме углубления, куда устанавливаются перед заливкой стержни. Модельная плита предназначена для закрепления на ней одной или нескольких моделей и элементов литниковой системы. Для вывода газов из полости формы и для контроля заполнения её жидким металлом устраиваются вертикальные каналы – выпоры, располагающиеся на наиболее высоких частях отливки. С целью предотвращения образования усадочных раковин над массивными частями отливки в литейных формах предусматривают специальные полости – прибыли, питающие жидким металлом отливку в процессе кристаллизации. При наличии прибыли усадочная раковина образуется не в отливке, а в прибыли. Литейная форма изготовляется путём уплотнения формовочной смеси по модели. Этот процесс называют формовкой. Изготовление формы, набивку и уплотнение смеси производят в специальных рамках, называемых опоками. Опоки бывают деревянные и металлические. Опоки предохраняют форму от разрушения при её изготовлении, сборке, транспортировке и заливке. Каждая половина модели заформовывается в отдельной опоке. После извлечения модели в нижнюю опоку устанавливается направляющий стержень, а затем на неё – верхняя опока. Формовка может производиться вручную, на специальных формовочных машинах и на автоматических линиях формовки. На современных машиностроительных предприятиях основным методом изготовления литейных форм является машинная формовка. Форма заливается при обязательном соблюдении непрерывности струи и полной чаши. Для заливки применяют ручные и механизированные ковши. После затвердевания залитого металла и охлаждения отливок производят их выбивку из форм, обрубку и очистку. Отливки выбиваются на специальных вибрационных решётках. Для этого форму ставят на раму решётки. Вследствие вибрации формовочная смесь разрушается и просыпается через ячейки решётки на ленточный транспортёр, который подаётся в землеприготовительно отделение на переработку. Отливки при этом могут оставаться на решётке или проваливаться вниз, где специальным конвейером транспортируются в отделение обрубки и очистки. Все отливки подвергаются зачистке. С этой целью удаляются литники, выпоры, прибыли, снимаются заусенцы и заливы, заглаживаются линии разъёма. Большие заливы и остатки литниковой системы зачищаются с помощью обрубки пневматическими зубилами или обрезки на специальных прессах. Малые заливы и остатки питателей удаляются, как правило, на наждаках. Для удаления с поверхности отливки пригоревшей формовочной смеси и неровностей применяют ручную или механическую очистку отливок. При ручной очистке отливку очищают стальной щёткой и зубилом удаляют неровности. Механическая очистка производится во вращающихся барабанах или в пескоструйных и дробеструйных установках. Очистку мелких отливок осуществляют чаще всего во вращающихся барабанах. С этой целью вместе с деталями загружают “звёздочки” из белого чугуна. При вращении барабана происходит перекатывание и соударение деталей и звёздочек друг о друга , вследствие чего происходит очистка поверхности. Одним из недостатков этого способа очистки является значительный шум при работе барабана. Поэтому барабаны для очистки отливок устанавливают, как правило, в отдельных изолированных помещениях, где работает как можно меньше обслуживающего персонала. После барабанной очистки отливки приобретают достаточно качественный внешний вид. Литьё в песчано-глинистые формы позволяет получать отливки самой разнообразной формы, размеров и массы. Однако этому методу присущ ряд существенных недостатков. Основными из них являются невысокая точность получаемых отливок, низкое качество их поверхности, большой грузооборот формовочных материалов, а также высокая трудоёмкость изготовления отливок, особенно на операциях обрубки и зачистки.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ 2.1 Способы получения материала Чугун переделывается в сталь в различных по принципу действия металлургических агрегатах: мартеновских печах, кислородных конвертерах, электрических печах. Производство стали в мартеновских печах Мартеновский процесс (1864—1865, Франция). Впервые после многочисленных попыток удалось получить на поду пламенной печи жидкую сталь, так как до этого таким путем получали сталь в тестообразном состоянии. Мартен применил для сталеплавильной печи принцип регенерации тепла отходящих печных газов для подогрева топлива и воздуха, подаваемого в печь. В период до семидесятых годов ХХ века являлся основным способом производства стали. Способ характеризуется сравнительно небольшой производительностью, возможностью использования вторичного металла – стального скрапа. Вместимость печи составляет 200…900 т. Способ позволяет получать качественную сталь. Мартеновская печь (рис. 3) по устройству и принципу работы является пламенной отражательной регенеративной печью. В плавильном пространстве сжигается газообразное топливо или мазут. Высокая температура для получения стали в расплавленном состоянии обеспечивается регенерацией тепла печных газов. Современная мартеновская печь представляет собой вытянутую в горизонтальном направлении камеру, сложенную из огнеупорного кирпича. Рабочее плавильное пространство ограничено снизу подиной12, сверху сводом 11, а с боков передней 5 и задней 10 стенками. Подина имеет форму ванны с откосами по направлению к стенкам печи. В передней стенке имеются загрузочные окна 4 для подачи шихты и флюса, а в задней – отверстие 9 для выпуска готовой стали.
Рисунок 1 - Схема мартеновской печи
Характеристикой рабочего пространства является площадь пода печи, которую подсчитывают на уровне порогов загрузочных окон. Своды выполняют из термостойкого хромомагнезитового кирпича, что позволяет нагревать его до 1800 оC. Горячий газ подают в печь по центральному каналу, воздух – по двум боковым. Поэтому с обоих торцов плавильного пространства расположены головки печи 2, которые служат для смешивания топлива с воздухом и подачи этой смеси в плавильное пространство. В качестве топлива используют природный газ, мазут. Для подогрева воздуха и газа при работе на низкокалорийном газе печь имеет два регенератора 1. Регенератор – камера, в которой размещена насадка – огнеупорный кирпич, выложенный в клетку, который предназначен для нагрева воздуха и газов. Отходящие от печи газы имеют температуру 1500…1600оC. Попадая в регенератор, газы нагревают насадку до температуры 1250 оC. Через один из регенераторов подают воздух, который, проходя через насадку, нагревается до 1200 оC и поступает в головку печи, где смешивается с топливом. На выходе из головки образуется факел 7, направленный на шихту 6. Отходящие газы проходят через противоположную головку (левую), очистные устройства (шлаковики), служащие для отделения от газа частиц шлака и пыли, направляются во второй регенератор. Охлаждённые газы покидают печь через дымовую трубу 8...
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ 1. page21.html 2. wiki/Литейное_произво ство 3. page/22320419018124313 112072232206232155025207 50105 4. 216-sposoby-polucheni a-otlivok-iz-metalla. tml 5. procesi-proizvodstva- hernih-i-cvetnih-met liv-i-ih-s lavov/litjo-v-pescha o-glinistiye-formi.p p 6. uchebniki/osnovy-meta lurgicheskogo-proizvo stva/5-pr izvodstvo-stali/5-2- posoby-vyplavki-stal 7. marki_metallov/sto/45L 8. И.Б. Обунеев, Д.М. Махаров, Д.Ж. Намдаков, И.Г. Сизов–Технологически процессы машиностроительных производств, издательство ВСГУТУ, Улан-Удэ, 2001. 9. Ручное изготовление литейных форм. В.Г. Крымов, Москва, Издательство «Высшая школа» 1981г. 10. В.Г. Сорокин. Металловедение. Изд. «Машиностроение» 1989 г.
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
