Проектирование литейной формы

Fл = 22,38 см2

а = 48 мм

в = 54 мм

h = 44 мм

Воронка литниковой системы  при автоматической формовке имеет следующие размеры

Hв = 100мм

Dв = 130 мм

dст = 50 мм

Место под стояк имеет следующие размеры

h = 15 мм

dо = 60 мм

11)               Определение размеров центробежного шлакоуловителя.

Для расчета центробежного шлакоуловителя определяем средний массовый расход за время заливки кг/с, по графику рисунок IV.17 стр. 336 [10].

mτср = 2,9 кг

Таблица 21 Размеры центробежного шлакоуловителя

Определение размеров камеры модифицирования.

Для определения размеров камеры модифицирования находим металлоемкость формы:

М = nGотл+Gл.с., кг                                                                                                                (13)

где  М – металлоемкость формы, кг;

n – количество отливок в форме, n = 10;

Gотл – масса отливки, кг;

Gл.с. – масса литниковой системы, кг (в данном проекте равна 50% массы отливок).

М = 10×3.2+16 = 48 кг

Из таблицы 2 стр.3 [4] находим размеры камеры модифицирования.

а = 86 мм;         b = 90 мм;            h = 72 мм

15.2 Расчет прибыли

1. Находим линейную усадку, которая равна трем линейным усадкам. Зная, что линейная усадка ВЧ-45 составляет 1,5%, получаем:

1,5%×3 = 4,5%

2. Находим вес усадочных раковин, зная, что вес отливки составляет 3,2 кг и прибыль питает две отливки:

2×3,2×0,045 = 0,288 кг

3. Вычисляем вес питающей прибыли, учитывая, что на питание отливки идет 20% ее веса:

0,288 – 20%

х – 100%

Составляем и решаем пропорцию:

0,288/х = 20/100

Получаем

х = 1,14 кг – вес прибыли

4. Находим, какую часть отливки составляет вес прибыли:

6,4/1,14 = 5,6

5. Находим линейные размеры питающей прибыли:

Соотношение элементов прибыли:

H = 3R;              h = 2R;              r = 0,825R                                                                                                  (14)

Находим объем прибыли, разделив ее на две простые фигуры для удобства вычисления:

V1 = 1/3πh×(R2+r2+R×r)                                                                                                                              (15)

Подставляем в формулу значения r и h, выраженные через R, и упрощаем ее:

V1 = 1/3×3,14×2R×(R2+0,8252×R2+R2×0,825) =>

V1 = 5,25R3                                                                                                                                                          (16)

Аналогично производим расчет другой части прибыли:

V2 = 2/3πR3                                                                                                                                                          (17)

V2 = 2/3×3,14×R3 =>

V2 = 2,09R3                                                                                                                                                          (18)

Объем прибыли равен:

V = V1+V2                                                                                                                                                          (19)

Подставляем полученные значения V1 и V2:

V = 5,25R3+2,09R3 =>

V = 7,34R3                                                                                                                                                          (20)

Вес питающей прибыли равен:

G = 7,34R3×γм,                                                                                                                                            (21)

где γм – плотность жидкого металла, кг/дм3 (для ВЧ γм = 7,1 кг/дм3)

отсюда

R3 = G/52,114

R = 3√(G/52,114)                                                                                                                                            (22)

После проведения арифметического расчета на ЭВМ, получаем:

R = 30 мм;                            H = 90 мм;                            h = 60 мм;                            r = 25 мм

6. Находим линейные размеры шейки прибыли.

Соотношение элементов шейки прибыли:

H = 2R×0,45;              a = 1,2H;                            b = 1,025H                                                                      (23)

Формовочный уклон по шейке прибыли – 5°.

H = 27 мм;                            а = 32 мм;                            b = 28 мм

15.3 Расчет груза

Для предупреждения подъема верхней части формы при заливке производят крепление форм при помощи груза.

Расчет массы груза рекомендуется производить по формуле:

Р = К[H(∑Fотл+∑Fл.с.)γм+(γм-γст)∑Vст-m], кг                                                        (24)

где Р – масса груза, кг;

К – коэффициент запаса, учитывающий гидравлический удар, К = 1,2;

Н – высота верхней полуформы, дм;

Fотл – горизонтальная проекция отливки в плоскости разъема, дм2;

Fл.с. – площадь литниковой системы по плоскости разъема формы, дм2;

γм – плотность жидкого металла, кг/дм3 (для ВЧ γм = 7,1 кг/дм3);

γст. – плотность стержня, кг/дм3 (γст. = 1,6 кг/дм3);

Vст – объем стержня без знаков, дм3;

m – масса верхней полуформы, (m = 510 кг).

1)              Находим объем стержня; так как стержень сложный, то объем стержня будет равен:

Vст = V1+V2+V3                                                                                                                              (25)

Для нахождения объема каждой из частей используем формулу:

V = πR2H                                                                                                                                            (26)

Н1 = 0,21 дм                            R1 = 0,235 дм

V1 = 3,14×0,2352×0,21 = 0,0364 дм3

Н2 = 0,48 дм                            R2 = 0,36 дм

V2 = 3,14×0,362×0,48 = 0,1953 дм3

Н3 = 0,32 дм                            R3 = 0,285дм

V3 = 3,14×0,2852×0,32 = 0,0816 дм3

Vст = 0,0364+0,1953+0,0816 = 0,3133 дм3

Так как в форме 10 стержней, то

∑Vст = 10×Vст

∑Vст = 3,133 дм3

2)                Находим площадь отливки

Fотл = FABCD-Fотв-∑F∆                                                        `                                                                      (27)

FABCD = ((AD+BC)/2)×CD, дм2                                                                                                  (28)

AD = 1,07 дм                            ВС = 1,27 дм                            СD = 1,7 дм

FABCD = ((1,07+1,27)/2)×1,7 = 1,989 дм2

Находим площадь ∆DD1D2

F∆ = (DD1×DD2)/2, дм2                                                                                                                              (29)

DD1 = DD2 = 0,2 дм

F∆ = (0,2×0,2)/2 = 0,02 дм2

∑F∆ = 4F∆ = 4×0,02 = 0,08 дм2

Fотв = πR2, дм2                                                                                                                                            (30)

R = 0,235 дм

Fотв = 3,14×0,2352 = 0,173 дм2

Используя формулу (27), находим площадь отливки

Fотл = 1,989-0,08-0,173 = 1,736 дм2

Так как в форме 10 отливок, то

∑Fотл = 10× Fотл

∑Fотл = 17,36 дм2

3)                Находим площадь литниковой системы по плоскости разъема.

Определяем площадь центробежного шлакоуловителя:

Fц. шл. = πR2, дм2                                                                                                                                            (31)

Fц. шл. = 3,14×0,3252 = 0,33 дм2

Определяем площадь реакционной камеры

Fреак. к. = a×b, дм2                                                                                                                                            (32)

Fреак. к. = 0,9×0,86 = 0,774 дм2

Определяем площадь прибыли

Fприб = πR2, дм2                                                                                                                                            (33)

Fприб = 3,14×0,32 = 0,283 дм2

Так как в форме 6 прибылей, то

∑Fприб = 6×Fприб

∑Fприб = 6×0,283 = 1,698 дм2

Определяем площадь литника

Fлит = ((a+b)/2)×h, дм2                                                                                                                              (34)

Fлит = ((0,54+0,72)/2)×0,4 = 0,252 дм2

Определим площадь питателей

Fпит = a×b, дм2                                                                                                                                            (35)

Fпит.1 = 0,5×0,22 = 0,11 дм2

Fпит.2 = 0,4×0,22 = 0,088 дм2

Fпит.3 = 0,45×0,22 = 0,099 дм2

Находим суммарную площадь питателей:

∑Fпит = 4×Fпит.1+Fпит.2+Fпит.3, дм2                                                                                                  (36)

∑Fпит = 4×0,11+0,088+0,099 = 0,627 дм2

Определяем площадь шлакоуловителей, представляя их в виде простых фигур:

Fшл.1 = a×b+c×d, дм2

Fшл.1 = 1,1×0,18+0,85×0,18 = 0,351 дм2

Fшл.2 = 1,16×0,18+0,90×0,18 = 0,371 дм2

Fшл.3 = 0,95×0,18 = 0,171 дм2

Находим суммарную площадь шлакоуловителей:

∑Fшл = Fшл.1+Fшл.2+2×Fшл.3, дм2                                                                                                  (37)

∑Fшл = 0,351+0,371+2×0,171 = 1,064 дм2

Определяем площади литниковой системы по плоскости разъема:

∑Fл.с. = Fц.шл.+Fреак.к.+∑Fприб+∑Fшл+Fлит+∑Fпит, дм2                                                        (38)

∑Fл.с. = 0,33+0,774+1,698+1,064+0,252+0,627 = 4,745 дм2

Используя формулу (24), производим расчет груза:

Р = 1,2×[1,75×(17,36+4,75)×7,1+(7,1-1,6)×3,133-510] = -250,93

Груз не требуется, так как компенсируется массой верхней полуформы

15.4 Расчет баланса металла

При расчете коэффициента выхода годного (КВГ) рассчитывают коэффициент использования металла (КИМ) по формуле:

КИМ = (∑Gотл×100%)/(∑Gотл+∑Gл.с.), %                                                                      (39)

где Gотл – масса отливки в форме, кг;

Gл.с. – масса литниковой системы, кг

КИМ = (32×100)/(32+16) = 66,67%

КВГ по цеху рассчитываем по формуле:

КВГ = КИМ-%угара-%брака,                                                                                                  (40)

где угар составляет 3%;

брак составляет 3%

КВГ = 66,67-3-3 = 60,67%

Все металлозавалки рассчитываем по формуле:

Qм = (Qг×100%)/КВГ, т                                                                                                                (41)

где Qг – годовая программа цеха;

Qг = 15000т

Qм = (1500×100)/60,67 = 24723,92 т

На основании этих данных составляем баланс металла для годовой программы выпуска годных отливок 15000т.

Таблица 22 Ведомость баланса металла