Анализатор спектра СК4-99

Высокая прочность формы (5-10 МН/м) позволяет снимать её с модельной оснастки без расталкивания, что повышает размерную точность отливок. В результате взаимодействия расплавленного металла с формой при заливке происходит выгорание органического крепителя (из противопригарной краски). Продукты сгорания образуют тонкую газовую прослойку, которая защищает поверхность отливки от пригара.

 

1. Расчёт литниково-питающей системы

 

1. Расчёт прибылей

Прибыли устанавливают  на самых массивных частях отливки, то есть в  местах наибольшего скопления  металла для компенсации усадки в период затвердевания с целью предупреждения усадочной раковины в отливке.

После нанесения припусков  на механическую обработку приступим  к расчёту объёма прибылей.

В отливке «Корпус поворотного  кулака» 2 горячих узла, которые необходимо подпитывать во время затвердевания за счёт прибылей.

1. Найдём объём горячих узлов в отливке, которые необходимо подпитывать во время затвердевания, из чертежа детали – V=2005

2. Найдём объём прибыли.

Рассчитаем объём  прибылей

V=,                                                                                                                (20)

где V – объём горячего узла, питаемого прибылью;

х – коэффициент неэкономичности  прибыли, нашем случае х=9, так как  прибыль закрытая атмосферного давления;

- коэффициент усадки металла от температуры заливки до температуры кристаллизации, для ВЧ50 =0,03;

V==741

3. Определим размеры прибыли.

Высота прибыли , будет равна:

===74,1 мм

Окончательные геометрические размеры прибыли показаны на технологическом  чертеже.

 

3.1.2 Расчёт литниковой системы

Исходные данные для  расчёта : масса отливки – 14,04 кг, масса прибылей на одну отливку – 5,187 кг, преобладающая толщина стенки – 10 мм, количество отливок в форме – 2 шт.;

Заливка производится из автоматического  заливочного устройства.

Температура заливки - 145°С.

Отливка «Корпус поворотного  кулака» является отливкой ответственного назначения. В связи с этим необходимо обеспечить хорошее заполнение полости формы и питание отливки во время затвердения. Для увеличения скорости заполнения полости формы увеличим массу литниковой системы до 10% от массы отливки.

1. Рассчитаем массу металла, заливаемого в форму:

=2,                                                                                      (21)

где - масса металла заливаемого в форму;

 – масса металла на 1 отливку;

- масса металла на  прибыль одной отливки;

- масса литниковой системы;

=( )·0, 1;

=( )+ )·0,1=42,3 кг.

2. Найдём оптимальное время заливки:

 =·,                                                                                                      (22)

где - эмпирический коэффициент, для нашего случая =1,7, так как подвод металла снизу;

- приведённая толщина отливки,  = 10 мм;

 =·=12,8 сек.

3. Чтобы определить правильность нахождения времени заполнения формы жидким расплавом, необходимо проверить это значение через среднюю скорость подъёма металла в форме U мм/с:

U= ,                                                                                                                         (23)

где H – высота отливки с прибылью;

 – время заполнения  формы жидким металлом;

U==8,59 мм/с

Величина средней скорости заполнения полости формы соответствует табличным значениям для стальных отливок с толщиной стенки S=10+40 мм.

4. Найдём расчётный напор металла при заливке, который равен среднему металлостатическому напору , см:

=,                                                                                                             (24)

где - высота места подвода металла;

Р –уровень отливки  с прибылью выше места подвода  металла;

С – высота отливки  вместе с прибылью;

==203,5 мм=20,35 см.

5. Рассчитываем узкое место литниковой системы ,

=,                                                                                             (25)

где - коэффициент сопротивления, он определяется по табличным данным,

 =0,38:

= =6,44

6. Рассчитываем размеры сечений элементов литниковой системы.

В нашем случае литниковая система является закрытой, ввиду того, что узким местом в литниковой системе является питатель.

Соотношение суммарных  значений площадей сечений элементов  литниковой системы, выглядит следующим  образом:

=1:1,1:1,15,

где - площадь сечения питателей;

 - площадь сечения литникового хода;  

 – площадь сечения стояка;

=6,44

=7,084

=7,438

 

                                                           35                    20

                                                                                                                 18

                                25                                   

                                                                                     8

                                                          24                                          20

 

       а) стояк                б) литниковый ход                в) питатель

                        Рисунок 1 – Элементы литниковой  системы 

2. Технологический процесс изготовления отливки

Технологический процесс изготовления отливки разбивается на этапы, каждый из которых привязан к определённому типу оборудования или требует проведения подготовительных операций. Перечень основных этапов рассмотрен в таблице 27.

Таблица 27 – Этапы получения отливки

Этапы процесса	Контроль
1	2
Подготовка шихтовых материалов	Контроль 100% по массе
Входной контроль формовочных и  шихтовых материалов	Сертификаты качества, паспорта качества, проверка в лаборатории

Продолжение таблицы 27

1	2
Подготовка формовочных материалов. Приготовление формовочных и  стержне-	Визуально 100%. Лаборатория при цехе 20%
вых смесей Подготовка модельного комплекта	Визуально 100%
Изготовление полуформ	Визуально 100%. Лабораторно 25%
Изготовление стержней	Визуально 100%. Лабораторно 10%
Сборка форм	Визуально 100%. Технолог -выборочно
Плавка металла	Экспресс-лаборатория плавильного  участка. Контроль температуры 100%
Заливка форм	Визуальный контроль за уходом металла
Выбивка литья
Очистка литья	Контроль поверхности
Обрезка прибылей и литников	Визуально 100%. Технолог -выборочно
Термическая обработка	Контроль температуры в ТО печах
ОТК	Контроль свойств и качества
Исправление дефектов, зачистка	Возврат в ОТК. Контроль геометрии
Сдаточная маркировка	Маркировка

 

Для получения  качественных отливок необходима качественная формовочная смесь и выполнение точных по геометрии и прочности форм, а также металл заданного химического состава.

 

3. Определение времени выдержки отливки в форме

Расчёт  ведётся по формуле:

=··,                 (26)

где - объём отливки;

- площадь сечения отливки;

 = – средняя толщина стенки отливки,0,01 м;

- плотность твёрдого металла, 7200 кг/

- плотность жидкого металла, 7000 кг/

  С- удельная теплоёмкость жидкого и твёрдого металла соответственно,

840 Дж/кг·690 Дж/кг·;

- коэффициент аккумуляции тепла  формой, 1430 Вт·

- температура заливки, 1723 К;

- температура ликвидуса, 1473 К;

– температура солидуса, 1393 К;

- начальная температура формы, 303 К;

– температура выбивки отливки, 673 К.

=··

Время выдержки отливки в форме после  заливки: Т=2888 сек=48,1 мин.

 

4. Возможные дефекты в отливках и меры их предупреждения

При соблюдении технологии получения жидкого металла, формовочной и стержневой смеси, формовки и сборки форм, правил заливки и обеспечения правильной длительности затвердевания и охлаждения отливки перед выбивкой количество возможных дефектов должно свестись к минимуму. Однако, возможно образование некоторых видов дефектов в виду износа модельной оснастки, отсутствия качественного отпечатка модели в полуформе, неаккуратной сборке форм, установки их на конвейер, заливки и т.п.

В таблице 28 указаны  возможные виды брака, его причины  и способы устранения.

Таблица 28– Виды брака, его причины и способы устранения и обнаружения

Наименование	Причины образования	Меры по предупреждению	Способы обнаружения
1	2	3	4
1.Неслитина произ-    вольной формы – отверстие или сквозная щель, образовавшиеся в стенке отливки вследствие несли-яния потоков металла пониженной жидкотекучести при отливка	1.1Медленная  заливка с прерыванием струи металла	Оптимальная продолжительность заливки, не допускать прерывания струи металла при заливке. Соблюдение режимов плавки и заливки, химического состава металла.	Визуальный  осмотр отливки.
2.Перекос – смещение одной час-ти отливки относительно осей или другой части по размеру формы, модели или опок вследствие их неточной установки и фиксации при формовке и сборке.	2.1Неисправность  модельной оснастки. 2.2Неточная  сборка комплекта стержней или формы. 2.3 Неправильный  монтаж моделей на плите. 2.4Сдвиг  полуформ при склеивании	Тщательный кон-троль за состояни-ем модельной оснастки. Контроль за соблюдением тех-нологии сборки форм и стержней. Проверка правиль-ности размещения моделей при их монтаже на плите.  Возможность застывания клея при	Визуальный  ос-мотр, измерение размеров отливки, контроль ультра-звуком и толщиномерами.

 

Продолжение таблицы 28

1	2	3	4
		склеивании форм без их перемещения.
3.Разностенность  – увеличение или уменьшение  толщины стенки отливки вследствие смещения, деформации или всплывания стержней.	3.1Сдвиг  стержня в процессе сборки  и транспортировки форм. 3.2Небрежная  сборка форм и установка стержней. Плохое крепление стержней	Аккуратная  сборка форм и их перемещение. Соблюдение основных правил при простановке стержней, сборке форм и конструировании стержневой оснастки.	Визуальный  осмотр, измерение размеров отливки, разметка на размёточной плите.
4.Зарез  - искажение контура отливки при отрезе литников, обрубке и зачистке.	4.1Небрежное  отделение и зачистка литниковой формы.	Соблюдение  основных правил отрезки литников и зачистки отливок.	Визуальный  осмотр, измерение размеров.
5.Уход  металла – пустота в теле  отливки, ограниченная тонкой коркой затвердевшего металла, образовавшаяся вследствие вытекания металла из формы при слабом её креплении.	5.1Недостатки  крепления формы.	Контроль  крепления формы и уточнение подъёмной силы.	Визуальный  осмотр после обрубки и очистки отливок.
6.Нарост  – выступ произвольной фор-мы, образовавший-ся из загрязнённого формовочными материалами металла, вследствие разрушения литейной формы.	6.1Недостаточная  прочность и тер-мостойкость формовочной смеси. 6.2Высокая  температура и скорость заполнения формы. 6.3Небрежная  отделка и сборка форм.	Контроль  формо-вочной смеси. Использование термостойких красок. Снижение темпе-ратуры заливки, уточнение размеров литниковой системы, контроль  операций отделки и сборки форм.	Внешний осмотр после очистки отливки.
7. Залив –метали-ческий прилив или выступ, возникаю-щий вследствие проникновения	7.1Неисправная мо-дельно-опочная ос-настка. 7.2Небрежность  в изготовлении форм и в  подготовке их к	Устранение  деформации модельных плит, моделей, стержневых ящиков, контроль зазоров в знаковых	Визуальный  осмотр.

Продолжение таблицы 28

1	2	3	4
жидкого металла в зазоры по разъё- мам формы, стер- жней  или стержне-выми знаками	и   в подготовке их к заливке.	ров в  знаковых частотах. Очистить от смеси  поверхности разъёма моделей и стержневых ящиков, исключить деформацию стержней и форм. Контроль крепления полуформ.
8.Засор  – формо-вочный материал, захваченный  потоком жидкого металла и внедрившегося в поверхностный слой.	8.1 Несовершенная  технология формовки и заливки. 8.2Попадание  формовочной смеси в полость формы.	Возможное изменение литниковой системы. Поддержание окончания заливки. Сборка форм без ударов, очистка форм перед сборкой.	Внешний осмотр отливки до и после механической обработки отливок, неразрушающие методы контроля.