Основы конструирования отливок: Методическое пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пензенский государственный университет»

Основы конструирования отливок Рабочая программа учебной дисциплины

Пенза Издательство Пензенского государственного университета 2009

УДК 621.01.001 О-75

Дана программа, составленная на основе рекомендаций Минобразования и науки РФ по данной дисциплине (протокол УМК №12/01 от 26.04.2001 г.) и в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта по направлению подготовки специалиста инженера специальности 150204 «Машины и технология литейного производства». Рабочая программа учебной дисциплины разработана на кафедре «Машины и технология литейного производства» и предназначена для студентов специальности 150204. С о с т а в и т е л ь В. Н. Моргунов

Р е ц е н з е н т С. Н. Казанцев, кандидат технических наук, доцент, директор Пензенского научного центра

2

1. Цель и задачи дисциплины 1.1. Цель дисциплины – научиться применять полученные знания. Конструирование литой детали и отливки является одной из главных составных частей технологического процесса изготовления отливки. Именно при конструировании отливки определяется вся технологическая цепочка ее производства, назначаются способ литья, вид сплава, требования к отливке и т. п. 1.2. В результате изучения дисциплины студент должен: − иметь представление о методах конструирования отливок; − знать основные требования (конструктивные, технологические и эксплуатационные) к литым деталям и отливкам, как к заготовкам деталей; свойства литейных сплавов (физико-химические, литейные, специальные) и основные принципы их выбора для производства отливок; основные принципы и методы расчета конструктивных элементов литой детали с учетом прочности (надежности) и технологичности изготовления; основные методы расчета и конструирования отливки по чертежу детали (выбор, расчет и назначение норм точности, припусков на механическую обработку технологических припусков, литейных уклонов и т. д.); основные требования к составу и оформлению конструкторской и технологической документации на отливку при ее конструировании; − уметь проводить анализ технологичности литой отливки; разрабатывать конструкцию технологичной отливки; выбирать способ литья и разрабатывать технологию изготовления отливки с заданными служебными свойствами; производить разработку конструкторской документации при технологической проработке элементов формы и отливки по чертежу литой детали; выполнять инженерные расчеты конструктивных элементов отливки и литниковопитающей системы; − иметь навыки разработки конструкторской и технологической документации на изготовление отливки.

3

2. Место дисциплины в учебном процессе Изучение данной специальности базируется на следующих дисциплинах: «Начертательная геометрия»; «Инженерная графика»; «Материаловедение». Основные положения специальности должны быть использованы в дальнейшем при изучении дисциплины: «Технология литейного производства»; выполнении курсового и дипломного проектов. Сводные данные об основных разделах дисциплины: Количество часов занятий аудиторных Наименование раздела

лекционных

лабораторных

самостоятельных

Уровни изучения

Дфо

Зфо

Дфо; Зфо

17

21

1А

4

5

7

1Б

10

2

12

28

1А

17

6

34

56

Дфо

Зфо

Дфо

1. Основы конструирования литых деталей

5

2

1

2. Параметры точности отливки и детали

2

2

6

3. Основы конструирования отливки по чертежу литой детали

10

2

Итого

17

6

Зфо

П р и м е ч а н и е. Дфо – дневная форма обучения; Зфо – заочная форма обучения.

4

3. Л е к ц и и 3.1. Разделы и их содержание: Введение в дисциплину. Назначение и этапы конструирования отливок (отливка как заготовка для изготовления детали)*. Раздел 1. Основы конструирования литых деталей (таблица). 1. Основные требования к конструкции литой детали (эксплуатационные, технологические, геометрические)*. 2. Конструктивная прочность и работоспособность литой детали. Влияние конфигурации конструктивных элементов, свойств сплава и способа литья на прочность и надежность литой детали. 3. Технологичность конструкции литой детали (технологичность изготовления отливки; требования технологичности к внешним и внутренним поверхностям, требования к толщине стенок, к переходам, бабышкам, платикам и т. д.; технологичность обработки отливок и их транспортировки). Раздел 2. Параметры точности отливки и детали. 4. Основные параметры и нормы точности, назначаемые на конструкцию детали (размерные, формы, поверхности и т. п.) *. Основные параметры и нормы точности, назначаемые на конструкцию отливки (размерные, формы, поверхности и массы)*. Раздел 3. Основы конструирования отливки по чертежу литой детали. 5. Основные требования к конструкции отливки. Анализ технологичности литой детали. Выбор способа литья и расположение отливки в форме. 6. Назначение норм точности на конструируемую отливку (класс размерной точности; степени коробления и точности поверхности; класс точности массы). 7. Припуск на механическую обработку отливок и его назначение*. 8. Назначение конструктивных элементов литейной формы и отливки. 9. Графическое изображение конструктивных элементов литейной формы и отливки на чертеже (карте эскизов).

*

Лекции для заочной формы обучения.

5

4. Лабораторные занятия Лабораторная работа № 1. Анализ конструкции литой детали и назначение способа литья. Содержание работы: − анализ технологичности литой детали, серийности производства, сложности изготовления (группа сложности) и т.д.; − анализ литейного сплава для изготовления литой детали, его физических и литейных свойств; расчет массы литой детали; − выбор и назначение способа литья, расположения отливки в форме, количества использованных стержней, линии разъема формы и модели; − назначение вида термообработки отливки. Лабораторная работа № 2. Выбор и назначение параметров и норм точности на изготовление отливки. Содержание работы: − анализ и выбор параметров точности на изготовление отливки; − выбор и назначение класса размерной точности; выбор допусков отклонения размеров конструктивных элементов отливки; назначение расположения полей допусков на размеры; назначение допуска на смещение формы по линии разъема или стержня; − выбор и назначение степени коробления отливки, выбор допусков на отклонение формы и расположения поверхности конструктивных элементов, назначение расположения полей допусков на отклонение формы; − выбор и назначение степени точности поверхности отливки; выбор допуска шероховатости поверхности; − выбор и назначение класса точности массы и допуска отклонения массы отливки; − определение общего допуска на конструктивный элемент отливки; − назначение точности модельного комплекта для изготовления отливки; обозначение точности отливки и модельного комплекта для ее изготовления в конструкторской и технической документации. 6

Лабораторная работа № 3. Расчет и назначение припусков на механическую обработку поверхности отливки. Содержание работы: − классификация припусков (технологические и литейные припуски; припуски для обеспечения точности изготовления деталей при механической обработке); выбор припусков на конструктивный элемент литой детали; назначение ряда припусков на отливку (его зависимость от точности поверхности); − анализ точности литой детали (размерной, поверхности, отклонения формы и расположения поверхности); − расчет и назначение вида окончательной обработки; − назначение общего припуска на механическую обработку конструктивного элемента отливки (обрабатываемых поверхностей; назначение литейного припуска); − расчет массы отливки; обозначение массы отливки на ее чертеже; − анализ расположения полей допусков на размер конструктивного элемента литой детали и отливки (нарисовать схему расположения допусков).

5. Самостоятельная работа Основной перечень тем для контрольных работ: 1. Параметры точности деталей (размерная точность, шероховатость поверхности, отклонение формы и расположения поверхностей). Определение, назначение и обозначение их на рабочем чертеже. 2. Классификация отливок из различных сплавов по группам сложности и ответственности. 3. Факторы, влияющие на выбор отверстий, выполняемых литьем. Зависимость минимальных размеров отверстий, выполняемых литьем, от способа литья, сплава и размеров отливки. 4. Параметры точности отливки. Их определение, назначение и обозначение на чертеже отливки. Назначение точности модельного комплекта и ее обозначение на чертеже отливки.

7

5. Выбор и назначение технологических припусков, ребер жесткости и т. д. при конструировании отливки. Их обозначение на чертеже отливки. 6. Выбор и назначение литейных уклонов при проектировании отливки. Технологические факторы, влияющие на выбор литейных уклонов. Обозначение уклонов на чертеже отливки. 7. Выбор, расчет и назначение литейного и общего припусков на механическую обработку отливок. Их обозначение на чертеже отливки. Обозначение на чертеже отливки ее массы. 8. Основные требования, предъявляемые к конструкции литой детали и учитываемые при их конструировании (конструктивные, технологические и эксплуатационные). 9. Факторы, влияющие на назначение толщины стенки литой детали при ее конструировании. Зависимость минимальных значений толщины стенки отливок от выбранного способа литья. 10. Влияние литейных свойств сплава на конструкцию литой детали. 11. Основные факторы, определяющие выбор литейного сплава при конструировании литой детали. 12. Основные способы литья и факторы, определяющие их выбор при конструировании литой детали. 13. Факторы, определяющие технологичность литой детали при ее конструировании. 14. Основные литейно-технологические требования к внешней форме и конструктивным уклонам стенок литой детали. 15. Основные литейно-технологические требования к внутренним полостям и отверстиям литой детали. 16. Основные литейно-технологические требования к переходам стенок литой детали при их сопровождении (радиусы закруглений, ребра жесткости и т. д.). 17. Основные методы расчета на прочность и жесткость элементов детали при ее конструировании. 18. Влияние формы конструктивных элементов, сплава и способа литья на прочностные свойства литых деталей. 8

19. Чугуны. Марки. Физико-механические и эксплуатационные свойства; основные области применения. 20. Литейные алюминиевые сплавы. Марки. Физико-механические и эксплуатационные свойства. Основные области применения. 21. Литейные стали. Марки. Физико-механические и эксплуатационные свойства. Область применения. 22. Литейные сплавы на основе меди. Марки. Физико-механические и эксплуатационные свойства. Область применения. 23. Магниевые и цинковые литейные сплавы. Марки. Физикомеханические и эксплуатационные свойства. Область применения. 24. Влияние геометрических форм и сечений литой детали на ее прочность и жесткость. 25. Титановые литейные сплавы. Марки. Физико-механические и эксплутационные свойства. Область применения. Семинарские и другие виды аудиторных работ, а также курсовая работа и курсовой проект не предусмотрены.

6. Нормативная трудоемкость изучения дисциплины Трудоемкость дисциплины в часах, исходя из 17-недельного семестра (всего в семестре / в среднем в неделю): Дневная форма Заочная форма обучения обучения

Вид занятий Общая трудоемкость

68/4

68/4

Обязательная аудиторная: лекции лабораторные занятия

34/2 17/1 17/1

12/0,7 6/0,35 6/0,35

Самостоятельная работа студента: внеаудиторная

34/2 34/2

56/3,3 56/3,3

Контроль: − текущий на занятиях; − внутрисеместровая аттестация по трехбалльной системе (для студентов дневной формы обучения); − защита лабораторных работ; − защита контрольных домашних работ (для студентов заочной формы обучения); − теоретический зачет или экзамен с оценкой

9

Список рекомендуемой литературы Основная 1. Моргунов, В. Н. Основы конструирования отливок. Параметры точности и припуски на механическую обработку : учеб. пособие / В. Н. Моргунов. – Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. – 164 с. 2. Трухов, А. П. Технология литейного производства : Литье в песчаные формы : учебник для студ. высш. учеб. заведений / А. П. Трухов, Ю. А. Сорокин, М. Ю. Ершов [и др.] / Под ред. А. П. Трухова. – М . : Изд. центр «Академия», 2005. – 528 с. 3. Скарбинский, М. Конструирование отливок / М. Скарбинский. – М; Л. : ГНТИ Ленингр. отд. Машгиза, 1961. – 575 с. 4. Цветное литье : справочник / Под общ. ред. Н. М. Галдина. – М. : Машиностроение, 1989. – 528 с. 5. ГОСТ 3212−92. Комплекты модельные. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров. 6. Специальные способы литья : справочник / Под общ. ред. В. А. Ефимова. – М. : Машиностроение, 1991. – 436 с. 7. ГОСТ 26645−85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку. 8. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя / В. И. Анурьев. В 3-х томах. Т. 1. – М. : Машиностроение, 1992. – 816 с. 9. ГОСТ 1125−88. ЕСКД. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок. Дополнительная 10. Афонькин, М. Г. Производство заготовок в машиностроении / М. Г. Афонькин, М. В. Магницкая. – Л. : Машиностроение. Ленингр. отд., 1987. – 256 с. 11. Анисимов, Н. Ф. Проектирование литых деталей / Н. Ф. Анисимов, Б. Н. Благонравов. – М. : Машиностроение, 1967. – 272 с. 12. Соколов, А. А. Литейные сплавы, применяемые в машиностроении / А. А. Соколов, А. Н. Соколов. – Л. : Машиностроение. Ленингр. отд., 1980. – 88 с.

10

13. Рихтер, Р. Конструирование технологичных отливок : Пер. с нем. / Р. Рихтер / Под ред. Б. В. Рабиновича. – М. : Машиностроение, 1868. – 254 с. 14. Титов, Н. Д. Технология литейного производства / Н. Д. Титов, Ю. А. Степанов. – М. : Машиностроение, 1985. – 400 с. 15. Воздвиженский, В. М. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении / В. М. Воздвиженский, В. А. Грачев, В. В. Спасский. – М. : Машиностроение, 1984. – 432 с. 16. Конструкционные материалы : справочник / Под общ. ред. Б. Н. Арзамасова. – М. : Машиностроение, 1990. – 688 с. 17. Справочник металлиста. В 5-ти т. Т. 2 / Под ред. А. Т. Рахштадта и В. А. Брострема. – М. : Машиностроение, 1976. – 720 с. 18. Справочник литейщика. Фасонное литье / Под общ. ред. Н. Н. Рубцова. – М. : Машгиз, 1962. – 611 с. 19. Справочник технолога-машиностроителя. В 5-ти т. T. 1 / Под ред. А. Т. Касиловой. – М. : Машиностроение, 1985. – 656 с. 20. Чугун : справочник / Под ред. А. Д. Шермана. – М. : Металлургия, 1991. – 576 с. 21. Технологичность конструкций изделий : справочник / Под общ. ред. Ю. Д. Амирова. – М. : Машиностроение, 1985. – 368 с. 22. Грачев, В. А. Конструирование отливок. Параметры и нормы точности : учеб. пособие / В. А. Грачев, В. Н. Моргунов, О. Н. Голотенков. – Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. – 76 с.

11

ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Цель и задачи дисциплины ........................................................ 3 2. Место дисциплины в учебном процессе................................... 4 3. Лекции.......................................................................................... 5 4. Лабораторные занятия................................................................ 6 5. Самостоятельная работа............................................................. 7 6. Нормативная трудоемкость изучения дисциплины................. 9 Список литературы ........................................................................... 11

Основы конструирования отливок Рабочая программа учебной дисциплины

Редактор Т. В. Веденеева Технический редактор Í. А. Вьялкова Корректор Н. А. Сидельникова Компьютерная верстка М. Б. Жучковой ИД № 06494 от 26.12.01 Сдано в производство 14.06.07. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,70 Уч.-изд. л. 0,83. Тираж 120. Заказ № 381. “С” 63. Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40.

12