Литниковая система представляет собой совокупность каналов и элементов литейной формы для быстрого и плавного подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечивая ее заполнение и питание отливки при затвердевании.
Наиболее распространенные литниковые системы, применяемые для заливки отливок широкой номенклатуры, состоят из литниковой чаши или воронки, стояка, литникового хода (коллектора в случае стали), питателей.
Литниковая система должна обеспечивать:
· заполнение форм за оптимальное время;
· надежное улавливание шлака и неметаллических включений;
· плавное поступление металла в полость формы без разбрызгивания и размывания стенок формы и стержней;
· направленное затвердевание металла в отливке.
Выбрав конструкцию литниковой системы, произведем ее расчет, целью которого является определение размеров сечений основных элементов литниковой системы: питателей, коллектора, стояка.
Суммарная площадь поперечного сечения питателей определяется по формуле:
, где
M - суммарная масса отливки с прибылями и выпорами;
- плотность жидкого металла;
- время заполнения формы металлом;
- коэффициент расхода литниковой системы, учитывающий потери напора жидкого металла при его движении в литниковых каналах;
- ускорение силы тяжести; Hp - расчетный напор жидкого металла при заливке формы. С учетом того, что
, а для жидкой стали
, формула приобретает вид:
, где
M берется в кг, в секундах, а Hp в метрах.
Черновая масса отливки М вычисляется по формуле
,
где m - чистовая масса детали в кг, которую находим из чертежа детали учитывая, что плотность углеродистых сталей 7820-7850 кг/м3:
|
.
а - коэффициент, учитывающий массу металла припусков на механическую обработку. В зависимости от величины припусков на обработку детали принимают a = 1,05-1,50. Принимаем a=1,1. - коэффициент, учитывающий массу металла на литниковую систему, выпоры или прибыли для стали b = 0,4 - 0,6. принимаем b=0,5.
Время заливки формы определяем по формуле для стальных отливок:
, где
t - характерная толщина стенки отливки, мм;- коэффициент продолжительности заливки, принимаемый в зависимости от температуры металла и характера его подвода в форму.
,
Расчетный напор жидкого металла Hp определяется по формуле:
, где
Hст - высота стояка над питателями, м;отл - общая высота отливки, м;- высота отливки выше места подвода металла (высота отливки над питателями), м.
м.
Величину коэффициента принимаем равной 0,7 (для толстостенных отливок
= 0,7 - 0,8).
Итак, мм2
Площади поперечных сечений остальных элементов литниковой системы определяем из соотношений:
, где
Fл.х. - площадь сечения литникового хода (коллектора);ст - площадь сечения стояка.
Имеем: мм2,
мм2.
Так как подвод металла к отливке осуществляется через два питателя, то площадь одного питателя равна мм2.
Найдем диаметр стояка по формуле
мм
Элементы литниковой системы показаны на чертеже элементов отливки.
Заключение
Изготовление отливки осуществляется в парных опоках. В форме изготавливается одна отливка. Для того чтобы отливка имела размеры, указанные в чертеже, при изготовлении модели необходимо учесть линейную усадку, величина которой зависит от марки материала, размеров отливки и толщины стенок и составляет в данном случае 2%.
|
Внутренняя поверхность звездочки выполняется стержнем 1. Изготовление стержней осуществляется на автоматизированной стержневой линии. Сушка стержней производится для повышения их прочности и уменьшения газотворности. После сушки стержни подвергаются зачистке заусенцев, заделке мелких дефектов.
Наиболее ответственной операцией, в процессе изготовления отливки, является, операция сборки формы. Стержень 1 устанавливается в знаки нижней полуформы. Верхняя полуформа, с установленной на ней воронкой, опускается на нижнюю, затем одновременно с двух сторон через отверстия втулок в ушах опок пропускаются направляющий и центрирующий штыри. Собранную форму крепят четырьмя скобами (по две с двух сторон опоки).
Температурный режим заливки формы оказывает влияние на скорость, и направленность процессов кристаллизации стали в форме. Назначаем интервал температуры заливки 1580-1600°С.
При определении продолжительности охлаждения отливки в форме, за основу надо принимать определенную температуру, начиная от которой отливку можно охлаждать на воздухе без опасения получения холодных трещин. Назначаем время выдержки отливки в форме до выбивки 16 часов.
Затем отливку извлекают из опоки и передают в обрубное отделение, где она проходит предварительную отчистку, обрезку прибылей и литниковой системы, исправление небольших дефектов, термическую обработку. Готовые отливки подвергаются техническому контролю, после чего отправляются на механическую обработку. При необходимости производится зачистка поверхностей отливки наждаком.
|
Список литературы
1. Технология конструкционных материалов: Методические указания и задания к выполнению курсовой работы по разделам: “Литейное производство” и «Обработка металлов давлением». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007, 61с.
. Технология конструкционных материалов: Учебник/ Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 2010, 512с.
. Стандарт предприятия УГТУ - УПИ. Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов. Екатеринбург: Изд. УГТУ - УПИ, 2009, 33с.