Файл: А.М. Никитин Технология литейной формы. Чугунное литье.pdf

16

Dоп = Dотл + 2а + 2l ,

где Dоп - диаметр опоки; Dотл - диаметр отливки; а – запас смеси до стенки опоки (табл. 3); l – длина стержневого знака, которая оп-

ределяется по ГОСТ 3212-92. Dоп =200+150+2 40 =430 мм. В соот-

ветствии с [5] принимают парные опоки 500 мм.

7.3. Высота верхней опоки

НВ= НМ.В.+δ,

где НМ.В – высота модели верха; δ - запас формовочной смеси до верхней кромки опоки (табл. 3).

НВ= 40+60=100 мм, при-

нимают НВ= 100 мм.

Рис. 7

7.4. Высота нижней опоки НН= НМ.Н.+0,5 НМ.Н , где НМ.Н - высота модели низа; 60+0,5 60=90, принимают 100.

0,5НМ.Н -запас формовочной смеси от модели низа до нижней кромки опоки.

Примечание: в рассматриваемом примере стержень круглый в плане, поэтому отсчет вести по внутреннему диаметру стержня, 204 мм и знак предусматривать кольцевым, путем увеличения диаметра стержня на величину, равную указанной в ГОСТе длине знака – 40 мм.

Для изготовления литейной формы принимают цельнолитые стальные круглые опоки с упрощенным профилем стенок, диаметром в свету 500 мм по [4].

Д = 500100100 ,

где 500 – диаметр в свету, мм; 100 – высота верхней опоки, мм; 100 – высота нижней опоки, мм.

17

8.Определение массы литниковой системы

8.1.Размеры литниковой воронки определяют по табл. 4 в зависимости от диаметра стояка. В рассматриваемом примере расчетное значение диаметра стояка по формуле (6.1) в узком сечении

dст=16 мм.

Рис. 8 По табл. 4 принимают воронку №1 с верхним диаметром стояка

18 мм и массой металла в воронке 0,3 кг.

Массу металла в стояке определяют по формуле

mст=γ Vст , (8.1)

где mст – масса стояка; γ - плотность чугуна, 7,2 103 кг/м3; Vст – объем стояка.

Объем стояка определяют как объем усеченного конуса по фор-

где V – объем стояка; r=9 мм - радиус стояка в широком сечении; r1=8 мм - радиус стояка в узком сечении; h=50 – высота стояка.

V = 3,14 50 (92 +82 +9 8 ) = 34540мм2 = 0,034дм3 .

3 1 1

mст=0,034 7,2 =0,24 кг.

Массу питателей определяют по формуле (5.1). Объем питателей будет Vпит=2Fпит l, где 2Fпит – суммарное сечение двух питателей;

l – длина питателя (см. табл. 2) (рис. 8).

18

Vпит=2 0,85 3=5,1 см3.

Мпит= Vпитγ=5,1 7,2=36,72=0,037 кг.

Соответственно масса шлаковика: Мшл= Vшл γ.

Vшл=Fшл Lшл=1,87 180 = 336,6 г = 0,337 кг.

9. Определение коэффициента выхода годного литья

В литейном производстве технический уровень определяют материалоемкостью технологического процесса. Материалоемкость определяют коэффициентом выхода годного литья:

где Мг – масса годного литья (отливки); Мш – масса шихты с процентом угара и безвозвратными технологическими потерями.

где Мг – масса годного литья (отливки); Му – безвозвратные потери на угар (от 0,5% при плавке в индукцион-

ной печи и до 3,5% при плавке в дуговых и пламенных печах); Мс – безвозвратные потери на сплески и скрап (1÷2)%; Мб – внутрицеховой брак 5%; Мл – масса литников (12÷15)%; Мп – масса прибылей

(15÷20)%.

В рассматриваемом примере расход металла на литники составит:

МГ=mп+ mшл+ mст+ mв ,

где МГ – масса годного (отливка), кг; mп – масса питателей, кг; mшл – масса шлаковика, кг; mст – масса стояка, кг; mв – масса литниковой воронки, кг.

Для чугунных отливок с толщиной до 20 мм прибыль не предусматривается.

Масса отливки МГ=11,23 кг.

Масса литников МЛ=mпит+mшл+mст+mв = 0,037+0,337+0,24+0,3=0,914 кг.

Потери на угар принимают 3%:

Му=0,03 11,23=3,37 кг.

Потери на сплески принимают 2%:

Мс=0,02 11,23=0,22 кг.

Внутрицеховой брак принимают 5%:

Мб=0,05 11,23=0,56.

19

Масса шихты составит:

Мш= МГ+ mшл+ mу+mс+ mб=11,23+0,914+0,337+0,22+0,56=13,26 кг. Масса жидкого МЖ= Мш- mу=13,26-0,337=12,92 кг.

10. Выбор формовочных и стержневых смесей

10.1. Для формовки по-сырому применяют единую формовочную смесь для мелких и средних отливок при машинной формовке сле-

-прочность на сжатие в сыром состоянии (0,4-0,6)105 Па;

-газопроницаемость >80 ед.;

-влажность 3,5-4,5%.

10.2.Состав стержневых смесей:

-кварцевый песок 96-97%;

-крепитель ГТФ 2-3%;

-сульфитно-спиртовая барда 2-3%.

Свойства смеси:

-прочность в сухом состоянии (3,5-6)105 Па;

-газопроницаемость >100 ед.;

-влажность 2-4%;

-мазут до 0,5%.

10.3.В качестве водного противопригарного покрытия формирующих поверхностей литейного стержня применяют литейную краску следующего состава:

-графит скрытокристаллический (аморфный) 58,5%;

-бентонит (белая огнеупорная глина) 3,5%;

-сульфитно-спиртовая барда 10%;

-вода 2,8%;

-плотность покрытия готового к употреблению состава

(1,40-1,45) 103 кг/м3.

20

11.Определение объемов формовочных и стержневых сме-

сей

11.1. Объем стержня определяют по размерам чертежа (рис. 4) как сумму двух объемов кольцевых фигур (рис. 6). Объем фигуры 1 определяют по формуле

где Н1 –высота фигуры 1 - 40 мм; Д1 –наружный диаметр фигу-

Рис. 9 ры 1 -200 мм; Д2 –внутренний диаметр фигуры 161 мм.

V1 = π 440 (2002 −1712 ) = 33783мм3 = 0,34дм3.

Объем фигуры 2 определяется как объем пустотелого усеченного конуса по формуле:

V2 = π 3H2 (R2 + R12 + R R1 )− π 4H2 Д12 ,

(11.2)

где V2 – объем фигуры 2, мм3; Н2 – высота фигуры 2 - 60 мм; R – радиус усеченного конуса - 145 мм; R1 – малый радиус усеченного конуса - 142 мм; Д1 – диаметр внутреннего отверстия.

V2 = π 360(1452 +1422 +145 142 )−π 460 2002 =

=62,8(21025+20164+20590) −1884000=3879721,8 −1884000=1995721≈ 2дм3

Объем стержня составного: Vст =V1 + V2 =0,34+2,0=2,34 дм3.

11.2. Объем формовочной смеси определяют как разность внутреннего объема литейной формы (по размерам опок в свету) и объемов

отливки и стержня (рис. 9) по формуле Vф =Vоп + Vотл- Vст,

где Vф – объем литейной формы по внутренним размерам опок, дм3; Vотл- объем отливки, дм3; Vст – объем стержня, дм3.

Vф = π Д42 Н −Vотл −Vст,

где Д – диаметр опок в свету – 500 мм; Н – высота формы 224 мм.