Обоснование выбора поверхности разъема формы и модели. Поверхность соприкосновения верхней и нижней полуформ называется поверхностью разъема формы.
Она необходима для извлечения модели из уплотненной формовочной смеси и установки стержней в форму. Поверхность разъема может быть плоской и фасонной.
Выбор разъема формы определяет конструкцию и разъемы модели, необходимость применения стержней, величину формовочных уклонов, размер опок и т.д. При неправильном выборе поверхности разъема возможно искажение конфигурации отливки, неоправданное усложнение формовки, сборки.
Выбранная поверхность разъема формы удовлетворяет следующим тре-бованиям: - поверхность разъема формы и модели плоская, что наиболее рацио-нально с точки зрения изготовления модельного комплекта; - стержень располагается в нижней полуформе, при этом отпадает необходимость в подвешивании стержня в верхней полуформе, облегчается контроль за их установкой в форму, уменьшается возможность повреждения околознаковых частей; - уменьшаются затраты на обрубку и зачистку отливки; - позволяет сократить расход формовочной смеси из-за уменьшения высоты формы, так как данная поверхность разъема обеспечивает ма-лую высоту формы; - модель отливки не имеет отъемных частей. 1.4. Обоснование величины усадки и припусков на меха-ническую обработку, уклонов, галтелей Усадкой называется свойство металлов и сплавов уменьшать свой объем при затвердевании и охлаждении.
Вследствие этого модель должна быть несколько больших размеров, чем будущая отливка.
Уменьшение линейных размеров отливки в условиях определенного производства называют литейной усадкой. Ее величина для каждой конкретной отливки зависит от марки сплава, от ее конфигурации и устройства формы. Для средних отливок из углеродистой стали (сталь 35Л) литейная усадка равна 1.6% 4, с.40, табл.5.1. Припуски на механическую обработку даются на всех обрабатываемых поверхностях отливки. Величина припуска зависит от положения поверхности при отливке, способа формовки и чистоты обработки поверхности, а также от величины отливки и самой обрабатываемой поверхности.
При машинной формовке ввиду большей точности литья припуски на об-работку даются меньшие, чем при ручной формовке. Наибольшие припуски предусматриваются для поверхностей, которые при заливке обращены вверх, так как они больше всего засоряются неметаллическими включениями. Определение припусков по ГОСТ 26645-85 7. номин. размер класс точности степень короб-ления отклоне-ния ко-робле-ния отклоне-ния смеще-ния допуск основ-ной припуск допол-нитель-ный припуск общий припуск ряд при-пусков 19 5 0.16 1.2 3.2 5.0 - 5.0 110 5 0.16 1.2 5.0 5.0 - 5.0 110 5 0.6 1.2 5.0 - 5.0 150 5 0.6 1.2 5.0 - 5.0 180 5 0.6 1.2 5.0 - 5.0 300 5 0.16 1.2 - Формовочными называют уклоны, которые придаются рабочим поверхностям литейных моделей для обеспечения свободного извлечения их из форм или освобождения стержневых ящиков от стержней без разрушения в том случае, если конструкция детали не предусматривает конструктивные уклоны. Величина уклона зависит от высоты стенки, материала модели и от способа формовки.
Для машинной формовки металлические модели имеют уклон 0.5-1. Принимаем 1 6, с.222. Галтелями называются закругления внутренних углов моделей для полу-чения в отливке плавного перехода от одной поверхности к другой.
Они улучшают качество отливки, способствуют равномерному ее охлаждению, уменьшают опасность появления горячих трещин в местах пересечения стенок и предотвращают осыпание формовочной смеси в углах формы при извлечении из нее модели.
Благодаря правильно выполненным закруглениям наружных и внутренних стенок удается избежать возникновения усадочных раковин. Применение галтелей повышает усталостную прочность отливок в условиях работы при значительных знакопеременных нагрузках. По требованию, указанному на чертеже, величина галтелей 23мм. 1.5. Определение конструкций и размеров знаков стержней.
Проверка знаков на смятие Литейными стержнями называют элементы литейной формы, изготавливаемые отдельно от полуформ по специальной (как правило) оснастке и предназначенные для получения в отливке отверстий и полостей, которые не могут быть получены от модели. Стержни, как правило, ставят в форму после сушки, чтобы увеличить их прочность и уменьшить газотворность. Стержневые знаки служат для обеспечения правильного и надежного фиксирования стержня в форме и удаления из него газов во время заливки.
При проектировании стержней необходимо: - определить границы стержней и их количество; - выбрать или рассчитать размеры знаковых частей и определить вели-чину зазоров между знаками формы стержней; - обеспечить прочность за счет выбора соответствующего состава стержневой смеси или установки каркасов; - выбрать способ изготовления, показать плоскость разъема стержневых ящиков и направление набивки; - разработать систему вентиляции.
При конструировании стержней руководствуемся следующими сообра-жениями: - стержень располагается в нижней полуформе, так как на установку и крепление стержня в верхней опоке затрачивается в 5-6 раз больше времени, чем в нижней; - избегаем односторонне посаженых стержней, для чего пользуемся приемом дублирования стержней; при этом исключается возможность их смещения под действием собственной массы или напора металла; - конструкция формы исключает фиксирование одних стержней в знаках других, так как при этом суммируются ошибки их установки.
При изготовлении отливки данной детали используем один дублиро-ванный стержень: Основные размеры стержня: L = 235мм, a = 704мм, b = 184мм. Длина горизонтального знака из 8, с.3, табл.1 равна 80мм, что явно недостаточно для устойчивости дублированного стержня. Руководствуясь пунктом 3.4 ГОСТ 3606-80 увеличим длину знака до 240мм. Формовочные уклоны на знаковой формообразующей поверхности:  = 6,  = 8 8, с.9, табл.5. Значения зазоров S1, S2 и S3 8, с.12, табл.6: S1 = 0.6мм, S2 = 0.6мм, S3 = 0.5* S1 = 0.9мм. Радиус скругления (переход от основной к знаковой формообразующей поверхности): r = 5мм 8, с.16, табл.. Для получения гнезд под подшипники рассчитаем выступы на дублиро-ванном стержне: Для нижних по заливке: высота знака h = 35мм 8, с.8, табл.4, Для верхних по заливке: высота знака h1 = 0.4*h = 0.4*35 = 14мм 8, с.9. Формовочные уклоны на знаковой формообразующей поверхности:  = 7,  = 10 8, с.9, табл.5. Значения зазоров S1 и S2: Для нижних знаков: S1 = 0.3мм, S2 = 0.4мм 8, с.12, табл.6. Для верхних: S1 = 0.2мм, S2 = 0.4мм 8, с.12, табл.6: Радиус скругления: r = 23мм 8, с.16, табл.. При формовке по-сырому для предотвращения разрушения кромок формы при установке стержней ГОСТом 3606-80 рекомендуется выполнять противообжимные пояски для горизонтальных стержней: a = 12мм, b = 2 мм. Проверка знаков на смятие Нижний знак. Прочность смеси на сжатие: , (1) где P – реакция на опоре, кг, ; (2) где Sн.зн. – опорная поверхность нижнего знака, см2, n – количество знаков в нижней полуформе, n = 5. Масса стержня: Gст = Vст * ст, (3) где Vст – объем стержня, г/см3, (4) ст – плотность стержневой смеси, ст = 1.65г/см3. Gст = 95637.166 * 1.65 = 157801.32г. Опорная поверхность нижнего знака: (5) Тогда: - условие выполнено.
Верхний знак. , (6) где Sв.зн. – опорная поверхность верхнего знака, см2, (7) где Pст – подъемная сила, действующая на стержень, г, m – количество знаков в верхней полуформе, m = 5. Pст = V*ст* (м - ст) –Vзн*зн, (8) V*ст – объем стержня, на который действует подъемная сила, Vзн - объем стержня, на который не действует подъемная сила, см3, (9) (10) Pст = 52300.7*(7 – 1.65) – 43336.466*1.65 = 208303.576г, P1 = 208303.576/5 = 41660.715г; Опорная поверхность верхнего знака: (11) Тогда: - условие выполнено. 1.6.