Конспект лекций Раздел литье по выплавляемым моделям Тема Специальные виды литья. Литье по выплавляемым моделям
жүктеу/скачать 0,71 Mb.
|
спец.лекции 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Типы литниково-питающих систем.
| Разработка чертежа отливки. Данный этап работы включает выбор положения отливки при заливке, места подвода расплава, конструкции литниково-питающей системы, назначение припусков на обработку резанием, уклонов, допусков на размеры согласно существующим нормативам и рекомендациям.
Во-первых, назначается поверхность разъема. Обычно разъемной выполняется только пресс-форма. Поэтому вопрос о назначении поверхности (плоскости) разъема решается совместно с проработкой конструкции пресс-формы. Выбор поверхности разъема должен обеспечивать удобство извлечения модели из формообразующей полости, минимальное число стержней (подвижных и неподвижных). Экономичнее вариант, когда в пресс-форме используют только неподвижные стержни, а также плоскую поверхность разъема. Далее назначаются припуски на обработку резанием. Припуски назначают в зависимости от требований к точности отливки и от ее размеров в соответствии с действующими стандартами и нормативами. Обычно припуски находятся в пределах 0,5...3 мм. Припуски на обработку резанием изображают тонкой сплошной линией. Вопрос выбора места подвода расплава должен решаться технологами одновременно с выбором типа литниково-питающей системы (ЛПС). Например, для отливок массой до 1,5 кг целесообразно назначать I тип ЛПС, особенно в тех случаях, когда отливки имеют отдельные массивные узлы. Питатель должен подводиться к массивным местам отливки, так как питание осуществляется от центрально расположенного стояка. В случае особо тонкостенных отливок, отливок из тугоплавких сплавов обычно требуется конструировать разветвленную систему литниковых каналов для надежного заполнения формы. Но при этом необходимо соблюдать направленность заполнения полости формы, не создавать в форме замкнутых воздушных объемов. Главное при разработке ЛПС – обеспечить последовательное заполнение формы расплавом и направленное затвердевание и питание отливки при усадке. Типы литниково-питающих систем. Различают три типа литниково-питающих систем (рис. 7.5). Рисунок 7.5 – Основные типы литниково-питающих систем: I – центральный стояк: а – для компактных отливок с одним тепловым узлом; б – для компактных отливок с одним тепловым узлом (стояк полый); в – для отливок типа плиты с распределенными тепловыми узлами (стояки параллельные); г – лучевые ярусные коллекторы для отливок с несколькими тепловыми узлами; II – местная прибыль и коллектор: а – четырехместная при центральном расположении стояка; б – для отливок типа лопаток с использованием вертикального щелевого питателя; в – местная прибыль и коллектор; III – верхняя прибыль: а – гребной винт; б – ротор; в – рабочее колесо газовой турбины Литниково-питающую систему I типа применяют при изготовлении отливок массой до 1,5 кг. Блок моделей можно собирать из отдельных звеньев (рис. 7.5, I, а), монтируемых на стояке. В этом случае стояк служит центральным элементом при сборке моделей и прибылью для питания отливок. При изготовлении тонкостенных отливок, модели которых могут деформироваться, стояк является опорным элементом (рис. 7.5, I, а–г). Сборку такого блока моделей осуществляют с помощью пайки. Расплав подводится в массивные узлы отливок. Литниковая система не имеет питающих элементов-прибылей, так как отливка питается от стояка; отсутствуют также элементы, регламентирующие скорость заливки и задерживающие шлак и оксиды. Литниково-питающая система II типа (рис. 7.5, II, а–в) применяется для изготовления отливок сложной конфигурации и ответственного назначения, тонкостенных, а также отливок из легированных сталей средней и большой массы. Литниковая система представляет собой стояк в сочетании с местными (рассредоточенными) прибылями. Такая литниковая система позволяет регулировать скорость заполнения формы с помощью суженного сечения. Литниково-питающая система III типа (рис. 7.5, III, а–в) применяется для изготовления отливок типа крыльчаток, гребных винтов, имеющих тонкостенные элементы и массивную центральную часть, питаемую прибылью. Заливаются такие отливки через прибыль. Расчет размеров элементов литниково-питающей системы для отливок, изготовляемых в оболочковых формах по выплавляемым моделям, основан на соблюдении принципа последовательного затвердевания. На практике наибольшее применение получили два способа расчета: по модулю охлаждения (приведенным толщинам) и диаметрам вписанных сфер. Первый способ используют для литниково-питающих систем I типа, а второй – для систем II и III типов. Оба способа основаны на обобщении и использовании экспериментальных и производственных данных. Первый способ разработан М. Л. Хенкиным для литниково-питающих систем I типа. Исходными данными для расчета являются модуль охлаждения массивного узла отливки (отношение его объема и площади поверхности) и масса отливки. Модуль охлаждения питателя (отношение площади поперечного сечения питателя к его периметру) определяют по эмпирической формуле (7.1) где δ0 – модуль охлаждения отливки или ее массивного узла, мм; G – масса отливки, г; lп – длина питателя, мм; δcт = 0,5rст – модуль охлаждения цилиндрического стояка, выраженный через его радиус rст, мм. Если известны размеры питателя, то определяют модуль охлаждения стояка (7.2) В формулах (7.1) и (7.2) отражена зависимость между размерами элементов литниково-питающей системы и отливки. Качественные отливки можно получить при условии δст > δп > δ0, так как при этом обеспечивается направленное затвердевание расплава от опивки к стояку и, следовательно, ее питание. По формуле (7.1) рассчитаны размеры литниково-питающих систем для большого числа стальных отливок. Данные расчета после производственной проверки сводятся в таблицы. По заданной массе отливки (известна из чертежа) определяют δ0 и выбирают значение lп из условий сборки блоков моделей и отрезки отливок. В среднем при G < 0,5 кг длина lп = 4...10 мм при 0 5 < G < 1 5 кг длина lп = 8...12 мм. Затем по таблице 1.6, пользуясь известными G и δ0, находят диаметр стояка Dст и размеры питателя. В разностенных отливках с массивными частями модуль охлаждения δ0 можно рассчитывать только по размерам массивной части примыкающей к питателю. Если рассчитанное значение Dст > 60 мм, то применяют литниковую систему с коллекторами, которые выполняют функцию питающих элементов литниково-питающей системы. Пример. Рассчитать размеры элементов литниково-питающей системы для отливки типа «петля». Материал – сталь 35Л, масса отливки, G = 185 г (рис. 7.6). Определяем модуль δ0 (приведенную толщину) теплового узла, представляющего собой брус квадратного сечения со стороной а=18 мм и длиной b= 40 мм. Рисунок 7.6 – Эскиз отливки Площадь сечения перпендикулярна направлению подвода расплава ab, периметр сечения 2(а + 2b), тогда мм. Принимаем длину питателя lп = 8 мм. По таблице 1.6 для G = 185 г и δ0 = = 3,7 мм находим диаметр стояка Dст = 35 мм и приведенную толщину питателя δп = 4,75. Окончательно принимаем lп = 8 мм, Dст = 35 мм, δп = 4,75 и питатель, имеющий прямоугольное сечение со сторонами, которые можно найти по формулам (7.1) и (7.2), задаваясь толщиной питателя ап = 15 мм. Тогда bп = 28 мм. Второй способ, разработанный Н.Н. Лященко, применяют для расчета размеров элементов литниково-питающих систем II и III типов. Размеры прибылей определяют методом вписанных сфер (окружностей). При расчете размеров прибыли учитывают дистанцию ее действия R. Как правило, тонкие стенки отливок располагают вертикально, а металл в полость формы подводят снизу. Проверку правильности назначения размеров каналов литниково-питающих систем ведут гидравлическим методом. Площадь суженного сечения, см2, определяют по формуле или , где G – масса отливки, г; ρ – плотность жидкого металла, г/см3; μ – коэффициент расхода, μ = 0,8...0,9 без учета энергии струи, μ = 1,4...1,5 с учетом энергии струи расплава из ковша (значения μ больше, чем, например, при заливке песчаных форм, так как стенки оболочковой формы имеют низкую шероховатость); τ – время заполнения формы, мин; g – ускорение свободного падения, см/с2; Нр – расчетный напор столба металла в узком сечении, см; J – массовая скорость заливки, г/с, ; k – коэффициент, зависящий от способа подвода расплава в полость формы: для верхнего подвода – 0,05, для бокового подвода – 0,06, для нижнего подвода – 0,08; lmах – наибольшая протяженность тонкой стенки отливки, мм; dcm – толщина тонкой стенки отливки, мм. В целях облегчения и ускорения проектирования литниково-питающих систем для отливок по выплавляемым моделям основные конструкции литниково-питающих систем и их элементы – литниковые чаши, зумпфы, питатели, стояки и т.д. – должны выполняться по соответствующим ГОСТам. Температуры формы перед заливкой, заливаемого сплава, выбивки отливки назначают в зависимости от химического состава сплава, толщины стенки и конфигурации отливки, руководствуясь известными положениями. Продолжительность охлаждения отливки до заданной температуры определяют, пользуясь методами, известными из теории формирования отливки. В соответствии с разработанным технологическим чертежом отливки и расчетами размеров литниково-питающей системы с учетом заданной программы выпуска выбирают оборудование для изготовления моделей и проектируют пресс-форму, тип оболочковой формы, состав и способ приготовления суспензии, изготовления формы, способы сушки и прокаливания оболочки, назначают режимы выполнения основных операций технологического процесса, выбирают оборудование и проектируют необходимую технологическую оснастку. жүктеу/скачать 0,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|