ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.06.2024
Просмотров: 67
Скачиваний: 1
18
11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИБЫЛЕЙ, МЕСТА ИХ УСТАНОВКИ И КОНСТРУКЦИИ
Прибыли необходимо применять при изготовлении отливок из сплавов с большой склонностью к усадке (белые, ковкие, высокопрочные, серые низкоуглеродистые чугуны; стали), а также при изготовлении отливок, имеющих массивные тепловые узлы (толщина стенок свыше 40 мм). В данной работе рассматривается проектирование закрытых гравитационных прибылей независимого действия с обычными тепловыми условиями.
При проектировании прибылей необходимо руководствоваться следующими правилами:
•прибыль необходимо присоединять к тепловому узлу отливки;
•боковая прибыль должна быть выше верхней точки отливки не менее чем на 25 мм;
•если в отливке имеется несколько тепловых узлов, разделенных тонкими стенками, то у каждого необходимо устанавливать отдельную прибыль;
•прибыль должна застывать позже отливки и содержать достаточное количество расплава для питания отливки;
•для экономии металла прибыль должна иметь минимально возможную поверхность охлаждения;
•конструкция прибыли должна обеспечивать удобство формовки;
•шейка, как и прибыль, должна застывать позже отливки;
•шейка должна быть по возможности короткой;
•для эффективного действия прибыли необходимо обеспечить
принцип направленного затвердевания.
На основании вышеперечисленных правил рекомендуется конструкция верхних и боковых прибылей, показанная на рис. 5.
Порядок определения размеров прибыли:
•Задают отношение высоты прибыли к ее диаметру p = H / D . Увеличение p создает больший гидростатический напор рас-
плава – улучшаются условия питания теплового узла, однако затрудняется изготовление литейной формы. На практике p принимают от 0,7 до 1,5.
|
|
19 |
|
|
D |
|
|
|
|
D |
|
|
d |
H |
|
|
r |
||
|
|
||
|
|
H |
|
|
|
h |
|
r |
dш |
dш |
|
|
lш |
|||
|
|||
|
|
R |
|
|
|
lш |
|
|
|
Тело отливки |
|
Тело отливки |
|
|
|
|||
|
а) верхняя прибыль |
б) боковая прибыль |
|||||
|
|
|
Рис. 5. Конструкция прибылей |
||||
|
• Определяют диаметр прибыли D из выражения: |
||||||
|
25(4 p +1) |
= |
pD |
− |
1,275 |
, |
(3) |
|
|
|
2 |
||||
|
Sт.у. |
εVт.у. |
D |
|
|||
где Sт.у. – площадь поверхностей, ограничивающая тепловой узел, |
|||||||
мм2; Vт.у. – |
объем |
теплового |
узла, мм3; ε – усадка металла, % |
||||
(табл. 9).
Выражение (3) приводится к виду
aD3 +bD2 +d =0 , |
|
(4) |
|||||||||
где a = |
|
p |
|
; b = −25(4 p +1) |
; d = −1,275 . |
||||||
εV |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
S |
т.у. |
|
|
|
||
|
|
|
т.у. |
|
|
|
|
|
|
||
Определяются вспомогательные величины |
|||||||||||
|
2b3 |
+ |
d |
|
−b2 |
|
|
|
|
||
q = 27a3 |
a |
, r = |
3a2 |
. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Диаметр определяется как |
|
b |
|
||||||||
D = 3 −q + |
|
q2 + r 3 +3 −q − |
q2 + r 3 − |
. |
|||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3a |
|
Радиус действия прибыли ориентировочно оценивается как Rдп = 5D .
•Определяют высоту прибыли H как H = pD.
•Определяют длину шейки lш по технологическим соображениям, при этом следует учитывать, что длина шейки не должна превышать D / 2.
20
Таблица 9
Величины усадки литейных сплавов
Материал отливки |
Величина усадки ε , % |
Чугун серый |
0,8 |
Чугун высокопрочный |
1,4 |
Чугун ковкий перлитный |
1,75 |
Чугун ковкий ферритный |
1,25 |
Чугун хромистоникелевый |
1,2 |
Сталь углеродистая |
1,8 |
Медные сплавы |
1,0-1,75 |
Алюминиевые сплавы |
0,75-1,25 |
Магниевые сплавы |
0,85-1,1 |
• Определяют диаметр шейки dш : |
|
dш =1,2lш +0,1D – для боковых прибылей; |
(5) |
dш = lш +0,2D – для верхних прибылей. |
(6) |
• Определяют другие размеры прибылей: r =0,1 ÷0,15D ;
для верхних прибылей d =0,8D , h =0,2H ; для боковых прибылей R = D / 2 .
12. РАСЧЕТ МАССЫ ОТЛИВКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛА
Массу отливки можно найти как
mотл = mд +mпр , |
(7) |
где mд – масса детали; mпр – масса припусков, прибылей. |
|
Массу припусков и прибылей можно найти через объем: |
|
mпр =Vпрρ , |
(8) |
где ρ – плотность металла (7,8×10-6 кг/мм3).
Объем припуска определяется как площадь сечения припуска умноженная на длину линии, соответствующей центру тяжести припуска
(табл. 10).
21
Таблица 10
Определение центра тяжести сечения припуска
Припуск |
Эскиз |
|
Положение |
Координаты центра тя- |
||||||||
или на- |
|
центра тя- |
||||||||||
пуск |
|
|
|
жести |
|
жести |
|
|
||||
|
|
|
|
x1 + x2 |
|
|
|
|
||||
Припуск |
1 |
2 |
|
На |
пересе- |
xC = |
; |
|
|
|||
на меха- |
|
|
|
чении |
диа- |
2 |
|
|
||||
ническую |
|
|
|
гоналей |
|
yC = y2 + y3 |
|
|
|
|||
обработ- |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ку |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Литейный |
|
1 |
|
На |
пересе- |
x = x1 + x2 + x3 |
; |
|
||||
уклон |
|
|
|
чении меди- |
C |
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ан |
|
|
yC = y1 + y2 + y3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиус |
|
|
|
На середине |
|
x2 + x3 |
|
+(x |
1 |
±0,7R) |
||
скругле- |
1 |
|
2 |
отрезка |
ме- |
xC = |
2 |
|
|
; |
||
ния |
|
жду |
пересе- |
|
2 |
|
||||||
|
|
|
|
чением |
ме- |
|
y2 + y3 |
+(y1 ±0,7R) |
||||
|
|
|
|
диан, |
прове- |
yC = |
||||||
|
C |
|
|
денных |
из |
2 |
|
2 |
|
|
||
|
|
|
|
точек 2 и 3, |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
и окончани- |
|
|
|
|
|
|
||
3ем медианы, проведенной из точки 1
Вкачестве примера проведем расчет массы припусков отливки крышки (рис. 6, табл. 11).
22
9 |
1 4
10 |
7 |
5 |
|
|
y |
|
2 |
8 |
|
x |
|
6 |
|
|||
11 |
3 |
|||
|
Рис. 6. К расчету массы припусков отливки крышки
Таблица 11
Расчет массы припусков отливки крышки
|
Площадь |
Координаты |
Длина |
|
|
|
|||
№ |
центра тяжести1, |
поверх- |
Объем, |
Масса, кг |
|||||
сечения, |
|
мм |
2 |
|
мм |
3 |
|||
|
мм2 |
|
ности |
, |
|
|
|||
|
|
xC |
|
yC |
мм |
|
|
|
|
1 |
210 |
28,25 |
|
33,5 |
177,5 |
|
37275 |
|
0,290745 |
2 |
350 |
130 |
|
7 |
816,81 |
|
285883,5 |
2,229891 |
|
3 |
82,25 |
68,25 |
|
1,75 |
428,83 |
|
35271,27 |
0,275116 |
|
4 |
13,27 |
80,23 |
|
37,5 |
504,1 |
|
6689,407 |
0,052177 |
|
5 |
4,73 |
180,17 |
|
11,83 |
1132,04 |
|
5354,549 |
0,041765 |
|
6 |
0,40 |
80,05 |
|
3,67 |
502,97 |
|
201,188 |
0,001569 |
|
7 |
13,763 |
85,48 |
|
26,9 |
537,09 |
|
7391,97 |
0,057657 |
|
8 |
13,76 |
83,41 |
|
4,18 |
524,08 |
|
7211,341 |
0,056248 |
|
9 |
13,76 |
75,2 |
|
58,7 |
472,5 |
|
6501,6 |
0,050712 |
|
10 |
13,76 |
175,2 |
|
19,7 |
1100,81 |
|
15147,15 |
0,118148 |
|
11 |
13,76 |
75,2 |
|
4,18 |
472,5 |
|
6501,6 |
0,050712 |
|
Примечания:
1 координаты центров тяжести припусков и напусков даны для системы координат, показанной на рис. 6;