Чертеж литейной формы
Чертеж элементов литейной формы;
Общие требования к чертежам
Графическая часть курсового проекта может быть выполнена вручную карандашом или черной тушью (фломастером), за исключением чертежа элементов литейной формы, который выполняется цветными карандашами, или тушью, или с использованием графических устройств вывода ЭВМ (графопостроителей).
Масштабы чертежей должны соответствовать ГОСТ 2.301–78. Начертание линий на чертежах, нанесение размеров, указания шероховатости поверхности – по ГОСТ 2.303–78, ГОСТ 2.307–78, ГОСТ 2.309–78.
Сборочные чертежи следует выполнять с упрощениями, соответствующими требованиям стандартов ЕСКД: ГОСТ 2.109–73, ГОСТ 2.315–68, ГОСТ 2.402–68.
Надписи, технические требования и таблицы на чертежах выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.316–68 шрифтом по ГОСТ 2.304–81. При этом содержание текста должно быть точным и кратким. В текстовых надписях на чертежах не должно быть сокращений слов, за исключением общепринятых и установленных в приложении к ГОСТ 2.316–68. Таблицы и текст на поле чертежа располагают параллельно основной надписи. Между текстовой частью и основной надписью не допускается помещать изображения, таблицы и т.п.
Технические требования излагают, группируя вместе однородные и близкие по характеру требования. Каждый пункт технических требований записывают с новой строки. Пункты технических требований должны иметь сквозную нумерацию. Заголовок «Технические требования» не пишут.
Если необходимо указать техническую характеристику изделия, ее размещают отдельно от технических требований с самостоятельной нумерацией пунктов под заголовком «Техническая характеристика». При этом над техническими требованиями помещают заголовок «Технические требования». Оба заголовка не подчеркивают.
На каждом листе комплекта графических документов наносят основную надпись, которую располагают в правом нижнем углу вдоль длинной стороны листа. Пример оформления основной надписи для чертежей приведен в прил. 6.
Назначение чертежа элементов литейной формы приведено в п. 8.2.1. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок регламентированы ГОСТ 3.1125–88 [3].
В производственных условиях графическое изображение элементов литейных форм выполняют на карте эскизов. Допускается графическое изображение элементов литейных форм выполнять на учтенной копии чертежа детали. При этом, поскольку основная надпись уже заполнена при изготовлении чертежа детали, над ней или на свободном поле чертежа проставляют дополнительный штамп, в котором указывают фамилии и подписи разработчика и нормоконтролера, также соответствующие даты и другие сведения [3].
В курсовом проекте допускается не выполнять дополнительный штамп, так как подписи и разработчика чертежа детали, и разработчика технологии, и нормоконтролера ставятся одними и теми же лицами.
Правила графического выполнения элементов литейных форм:
1) Обозначение разъемов модели, формы и положения отливки при заливке.
Разъем модели и формы показывают отрезком или ломаной штрихпунктирной линией, заканчивающейся знаком (рис. 8.1), над которой указывается буквенное обозначение разъема – МФ. Направление разъема показывают сплошной основной линией, ограниченной стрелками и перпендикулярной к линии разъема. При применении неразъемных моделей указывают только разъем формы Ф (рис. 8.2).
Положение отливки в форме при заливке обозначают буквами В (верх) и Н (низ). Буквы проставляют у стрелок, показывающих направление разъема формы (рис. 8.1–8.3). Если отливка формуется в горизонтальном положении, а заливается в вертикальном, то буквенное обозначение верха и низа отливки у стрелок не ставится, а параллельно заливке проводится сплошная основная линия, ограниченная стрелками. У стрелок ставится буквенное обозначение верха и низа (см. рис. 8.3).
2) Изображение припусков.
Припуски на механическую обработку изображают сплошной тонкой линией красного цвета. Величину припуска указывают цифрой перед знаком шероховатости поверхности детали или величиной уклона и линейными размерами (рис. 8.4). Допускается при несложных отливках припуски на механическую обработку не изображать, а указывать только величину припуска цифрой (рис. 8.5). Технологический припуск указывают цифрой со знаком «плюс» (+) или «минус» (–) и буквой Т (технологический припуск), которые проставляют на продолжении размерной линии или на полке линии-выноски, если их нельзя разместить на продолжении размерной линии (см. рис. 8.5).
Отверстия, впадины и т.п., не выполняемые при отливке детали, зачеркивают сплошной тонкой линией красного цвета (см. рис. 8.4–8.5).
Рис. 8.1. Обозначение разъемов модели и формы
для разъемной модели:
а – для прямой плоскости разъема; б – для ломаной
3) Изображение и обозначение стержней
Стержни, их знаки и фиксаторы, стержни-перемычки, разделительные диафрагмы легкоотделяемых прибылей и знаки модели изображают в масштабе чертежа сплошной тонкой линией синего цвета (рис. 8.6–8.8). Если близкое расположение изображений на чертеже детали не позволяет показывать знаки стержней в масштабе, то разрешается делать разрыв знака или изображать его не в масштабе (см. рис. 8.7).
Рис. 8.2. Обозначение разъемов модели и формы
для неразъемной модели
Рис. 8.3. Обозначение разъемов модели и формы
при нескольких разъемах
Контуры стержней и знаков следует наносить на минимальном числе изображений, обеспечивая при этом необходимое для изготовления модельного комплекта представление о контурах, расположении стержней и размерах знаков.
Стержни в разрезе следует штриховать только у контурных линий (см. рис. 8.6–8.8), длина линий – 3–30 мм. Правила нанесения штриховки – по ГОСТ 2.306–78. Невидимые контуры стержневых знаков и стержней допускается наносить в случае, когда затрудняется представление об их форме и
Рис. 8.4. Изображение припусков на механическую обработку
Рис. 8.5. Изображение технологических припусков
Рис. 8.6. Изображение стержней и их размеров
Рис. 8.8. Изображение знаков стержней
расположении. На изображениях, на которых формовочные уклоны отчетливо не выявлены, проводят только одну линию, соответствующую наибольшему размеру (см. рис. 8.8). Размеры знаков стержней и зазоры между знаками стержней и модели выбирают по ГОСТ 3606–80.
Стержни обозначают буквами ст. и порядковыми номерами, например: ст.3 (рис. 8.6). Номер стержня проставляют на минимально необходимом, но достаточном для однозначного понимания количестве изображений. Соотношение размеров стрелок, показывающих направление набивки стержня и разъем стержневого ящика, должно соответствовать приведенному на рис. 8.9.
Рис. 8.9. Соотношение размеров стрелок, показывающих:
а – направление набивки стержня; б – разъем стержневого ящика
4) Изображение и обозначение отъемных частей модели.
Линию соприкасания отъемной части с моделью показывают сплошной основной линией; отъемную часть модели обозначают буквами ОЧМ и порядковым номером (рис. 8.10). Если отъемная часть одна, то порядковый номер не ставят.
Рис. 8.10. Изображение отъемных частей модели
5) Изображение и обозначение литниковой системы.
Литниковую систему выполняют в масштабе изображения детали сплошной тонкой линией красного цвета (рис. 8.11–8.12). Сечения элементов литниковой системы не штрихуют. У каждого сечения элементов литниковой системы необходимо указывать площадь сечения в квадратных сантиметрах, количество элементов и суммарную их площадь.
При выполнении литниковой системы в керамических сифонных трубках их изображение не приводят. В технических требованиях помещают надпись: «На участке … литниковую систему выполнять в керамических трубках по ГОСТ 11586–69».
Рис. 8.11. Изображение литниковой системы
Прибыль обозначают порядковым номером на полке линии-выноски, перед которым ставят слово «Прибыль». Если на отливке устанавливают несколько одинаковых прибылей, то им присваивают одинаковые номера и на полке линии-выноски после номера прибыли указывают общее количество устанавливаемых на отливке прибылей этого номера (рис. 8.13). Контуры оснований прибылей и выпоров в плане должны быть привязаны системой размеров или построения к соответствующим осям отливки, контурам ее поверхности. Прибыль изображают сплошной тонкой линией красного цвета.
Проектирование чертежа отливки и литейной формы.
На рис.1.4 представлена литая деталь «корпус».
Рис.1.4. Литая деталь «корпус»
Исходным документом для разработки чертежа отливки является чертеж детали (рис.1.5).
Рис. 1.5. Чертеж детали
На чертеже детали наносят модельно-литейные указания. Дополненный таким образом чертеж при единичном и мелкосерийном производстве представляет собой основной технологический документ. Он определяет все особенности технологического процесса и является основой для проектирования и изготовления модельного комплекта и выбора других приспособлений (опок, шаблонов и пр.). В массовом и крупносерийном производстве на все объекты модельной оснастки разрабатывают рабочие чертежи и технологию изготовления каждого объекта оснастки.
Вычерчивают чертеж (или эскиз) собранной формы со всеми размерами. Он должен давать представление о расположении стержней, литниковой системы, выпоров, прибылей.
При нанесении технологических указаний на чертеже детали определяют оптимальный разъем модели и формы, положение отливки в форме при заливке, последнее устанавливают в зависимости от конфигурапин отливки, вида формы, литниковой системы, требовании в отношении плотности металла, шероховатости поверхности и т.д.
1.1. Разработка эскиза отливки
При разработке эскиза отливки с литейно-модельными указаниями на эскиз детали условно наносят (рис.1.6): плоскость разъема модели и формы; припуски на механическую обработку; контуры стержня со стержневыми знаками; формовочные уклоны на вертикальных стенках.
Для получения плотной отливки в соответствии с принципом направленной кристаллизации ее наиболее массивные узлы располагают при заливке сверху, ответственные поверхности отливки следует располагать внизу или вертикально.
Положение отливки в форме при заливке указывается стрелками и буквами В (верх) и Н (низ). Разъем модели и формы указывают на всех проекциях буквами РМФ.
При определении разъема модели и формы выбирают такой вариант, который обеспечивает наименьшую трудоемкость изготовления модельной оснастки и формы, беспрепятственное удаление модели из формы, повышение размерной точности отливки и уменьшение затрат на очистку и ее дальнейшую обработку.
Рис.1.6. Чертеж отливки
1.2. Выбор класса точности и назначение допусков на размеры, припусков на механическую обработку.
На точность изготовления отливок в песчано-глинистых формах влияют главным образом точность изготовления модельной и стержневой оснастки, а также способ изготовления формы: на машинах, вручную (сырая или сухая форма) и т.д.
По стандартам машиностроительной промышленности ОСТ 11078.005.78 предусматривает восемь классов точности. Методом литья в песчано-глинистые формы можно получить отливки 5-8 классов точности (Лт5 — Лт8). При этом назначаются допуски в пределах ±(1,0-2,0) мм на размер от 30 до 50 мм.
Шероховатость поверхности отливок должна соответствовать заданному классу, которая определяется по показателям Rа, Rz в соответствии с ГОСТ 2789-73 (табл.1.1). Задаваемая шероховатость поверхности указывается на чертеже цифрой или символом, определяющим различную степень обработки или шероховатости поверхности.
Расчет элементов литниковой системы и выбор места ее подвода
Литниковую систему размещают в литейной форме по ее разъему. Она служит для подвода жидкого металла в рабочую полость литейной формы.
Рис. 2.5. Схема литниковой системы и сборочные зазоры
Основные элементы литниковой системы показаны на рис. 2.5. Здесь 1 — воронка или чаша; 2 — стояк; 3 — шлакоуловитель; 4 — питатели. Литниковую систему рассчитаем по площади минимального сечения, которым в нашем случае является сечение питателей. Площадь поперечного сечения питателей определяется по формуле:
где G — черновая масса отливки в кг, вычисляемая по формуле G=P(a+b), где P — чистовая масса детали в кг; a — коэффициент, учитывающий массу металла припусков на механическую обработку. В зависимости от величины припусков на обработку детали принимают а=1,05…1,50; b — коэффициент, учитывающий массу металла на литниковую систему, выпоры или прибыли (для стали b=0,4…0,3); µ- коэффициент расхода в литниковой системе, определяемый по таблицам (в нашем случае выберем µ = 0,32); — оптимальная продолжительность заливки в секундах, определяемая по формуле
где — средняя толщина стенок отливки, G — черновая масса отливки, литников, кг, S — коэффициент, учитывающий жидкотекучесть сплава и тип литниковой системы (для стальных отливок этот коэффициент выбираем из таблицы — S = 1,5); Hcp — средний металлостатический напор в см, определяемый по эмпирической формуле:
где Hcm — высота стояка в см, считая от уровня заливочной чаши до плоскости разъема литейной формы.
Если неизвестна высота верхней опоки, то приближенно Hcm можно вычислить по формуле:
где Hв — высота части отливки от разъема до наивысшей точки в верхней опоке, см; H0 — общая высота в опоке.
Площадь поперечного сечения шлакоуловителя Fшл и сечение стояка Fcm определяют из соотношения (для мелких стальных отливок):
Fпит : Fшл : Fcm = 1 : 1,2 : 1,4
Место подвода металла в полость литейной формы выбирается в зависимости от следующих условий:
— обеспечить наиболее короткий путь течения жидкого металла в литейной форме к полости отливки
— обеспечить спокойное заполнение литейной формы
— предупредить местные разрушения формы
сталь ковка отливка эскиз
Разработка чертежа литейной формы в сборе
По конфигурации моделей и отливки вычерчивается литейная форма в сборе (вертикальный разрез), состоящая из верхней и нижней полуформ с уплотненной формовочной смесью. На этом чертеже показывается стержень (заштриховать в квадрат), элементы литниковой системы, выпоры (прибыли), вентиляционные наколы. Обозначаются все элементы литейной формы и специфицируются соответствующим элементу названием. Чертеж литейной формы приведен на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Литейная форма в сборе
РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ЭЛЕМЕНОВ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ
Чертеж элементов литейной формы определяет особенности технологического процесса и является основой для проектирования модельного комплекта и литейной оснастки (опоки, шаблоны и др.). В нём должно быть дано принципиальное решение технологических вопросов производства конкретной отливки.
По результатам анализа на технологичность в чертёж детали при необходимости вносятся изменения, способствующие повышению технологичности конструкции: дорабатываются внешние и внутренние очертания детали, сопряжения, переходы; мелкие выемки, пазы, отверстия небольшого диаметра литьём не выполняются, их получают последующей механической обработкой. Чертёж элементов литейной формы согласно ГОСТ 3.1125-88 [7] в условиях серийного производства рекомендуется выполнять непосредственно на копии чертежа детали путём нанесения контуров модели и других литейных указаний в следующем порядке:
1. Выбирают положение отливки в форме при заливке и место разъёма модели и формы.
2. Устанавливают допуски размеров, формы, расположения и неровностей поверхностей и массы отливки, припуски на обработку и усадку сплава, а также технологические напуски.
3. Указывают места установки и контуры стержней.
4. Назначают формовочные уклоны и радиусы закруглений.
5. Конструируют элементы литниковой системы, прибыли и холодильники.
Выбор положения отливки в форме и места разъёма модели и формы.Положение отливки в форме зависит от требований, которые предъявляются к отливке по плотности металла и шероховатости поверхностей. В нижней части формы металл получается более плотным и без посторонних включений, в то время как в верхней части могут концентрироваться шлаковые и газовые раковины, пористость и другие дефекты. Поэтому рекомендуется располагать в нижней части формы наиболее ответственные поверхности отливок, подвергающихся в дальнейшем механической обработке.
Отливки — тела вращения, у которых обрабатываются и наружные и внутренние поверхности, желательно заливать в вертикальном положении, при котором посторонние включения поднимаются вверх и могут быть легко удалены. Не следует располагать вверху большие горизонтальные поверхности, так как здесь могут возникнуть различные литейные дефекты, скапливаться шлак. Если отливки склонны к образованию усадочных раковин, используют принцип направленного затвердевания – наиболее массивные части отливки располагают вверху с питанием их за счет прибылей.
Разъём модели и формы показывают отрезком или ломаной штрихпунктирной линией, заканчивающейся знаком Х— —Х, над которой указывается буквенное обозначение разъёма – МФ. Направление разъёма показывают сплошной основной линией, перпендикулярной к линии разъёма, ограниченной стрелками и буквами В и Н (рис 7). При применении неразъёмных моделей указывают лишь разъём формы.
При выборе места разъёма модели и формы необходимо соблюдать следующие условия:
положение при формовке должно совпадать с положением при заливке (если это не снизит качество отливки);
выбранная поверхность разъёма формы должна обеспечить свободное извлечение моделей из формы без применения отъёмных частей, подрезки и других приёмов, усложняющих процесс;
количество стержней должно быть наименьшим, так как изготовление стержневых ящиков увеличивает стоимость модельного комплекта и изготовления форм;
во избежание брака из-за перекоса желательно всю отливку или наиболее ответственные её части размещать в одной (лучше нижней) полуформе;
выбранное положение при формовке должно обеспечивать удобство установки стержней в форму, отделки и контроля формы.
Одновременное выполнение всех указанных условий бывает затруднительно. В этих случаях выполняют основные условия, обеспечивающие качество отливок, и подчиняют им все остальные.
Определение норм точности отливки. Точность отливок регламентируется ГОСТ 26645-85. Точность отливки в целом характеризуют классом размерной точности отливки, степенью коробления, степенью точности поверхностей, классом точности массы. Для всех видов отливок стандарт предусматривает 22 класса точности размеров и масс отливок, 11 степеней коробления, 22 степени точности поверхностей. В совокупности эти сведения, а также допуск смещения элемента отливки по плоскости разъёма представляют собой нормы точности отливки. Нормы точности, а также ряды припусков на обработку для различных технологических процессов, условий изготовления и обработки приведены в прил. 1-7 стандарта. Ниже изложена последовательность работы с этими приложениями.
По табл.9 прил.1 в зависимости от способа литья, уровня прочности и твердости уплотнённой формы, наибольшего габаритного размера отливки и типа сплава определяется диапазон классов размерной точности отливки и с учетом примечаний к табл.9 выбирается конкретное значение класса размерной точности.
По табл.10 прил.2 с учетом примечаний определяется степень коробления элементов отливки по величине отношения наименьшего размера элемента отливки к наибольшему размеру.
По табл.11 прил.3 в зависимости от способа литья, уровня прочности и твердости уплотнённой формы, наибольшего габаритного размера отливки и типа сплава определяется диапазон степеней точности поверхностей отливки и с учетом примечаний к табл.11 выбирается конкретное значение степени точности поверхностей.
По табл.12 прил.4 для выбранной степени точности поверхностей определяется соответствующее значение шероховатости поверхностей отливки (предпочтительно в Ra, мкм.).
По табл.13 прил. 5 в зависимости от способа литья, уровня прочности и твердости уплотнённой формы, номинальной массы отливки и типа сплава определяется диапазон классов точности массы отливки и с учетом примечаний к табл.13 выбирается конкретное значение класса точности массы. Допуски массы отливок должны соответствовать значениям, указанным в табл.4. Установлено симметричное расположение поля допуска массы относительно номинальной массы.
По табл.14 прил.6 в зависимости от принятой степени точности поверхностей определяется диапазон рядов припусков на обработку отливок и с учетом примечаний к табл.14 выбирается конкретное значение ряда припусков.
В зависимости от технического уровня технологии механо-обработки следует назначать увеличенные или уменьшенные значения припусков согласно табл.15 прил.7.
Найденные нормы точности и другие необходимые для изготов-ления отливки параметры приведены в табл.3.
