Технологический процесс изготовления отливок «КОРПУС ДАТЧИКА»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       2. Назначение расположения отливки в литейной форме.

2.1 Определение количества  отливок в форме и размеров  форм.

 

   Перед определением количества отливок в форме необходимо проанализировать производственные возможности литейного цеха (наличие определённого литейного оборудования, конструкцию и размеры универсальных блоков пресс-форм).

    Так как изготовление  отливок будет производиться  на машинах литья под давлением  модели А711А07, то необходимо брать  универсальных блок (пресс-форму)  подходящего размера. 

                    2.2. Выбор плоскости разъёма формы.

 

       В основу выбора  плоскости разъёма формы берутся  следующие положения:

  - наибольший габаритный размер  отливки должен находиться в  плоскости разъёма;

  - отливки, требующие установки  в прибыли в форме, располагают  так, чтобы массивные части  или тепловые узлы находились  в плоскости разъёма или в верхней полуформе;

  - разъём лучше выполнять плоским или отдельные поверхности фигурного разъёма должны быть плоскими;

  - разъём должен обеспечивать  удобство установки стержня в нижней полуформе;

  - протяжённость заливов по  плоскости разъёма должна быть  наименьшей.  2.3. Места расположения литниково -питающей системы.

  Литниковая система-это совокупность  каналов, через которые расплав  запрессовывается в форму. Каналы  литниковой системы должны удовлетворять  следующим требованиям:

   - иметь минимальный путь  для прохождения расплава;

   - их сечение и форма,  длина должны обеспечивать наилучшее  заполнение;

   - суммарная площадь, их  сечения должна быть меньше  площади сечения входного отверстия  литникового хода;

   - сопряжение каналов должно  быть плавным;

     В зависимости от  положения литника относительно  проекции отливки на плоскость  разъёма, литниковые системы делятся  на 2 типа:

   - внутренняя литниковая  система;

   - внешняя литниковая система  (подвод металла осуществляется  по внешнему контуру отливки).

  При литье под давлением  основным расчётным элементом  является сечение питателя. Литниковые  каналы следует располагать выше  литниковых поверхностей  в форме,  иначе жидкий металл затечёт  в полость формы и затвердевает  ещё до начала прессования.  Величина подъёма литникового  канала при котором исключается это проявление зависит от диаметра камеры прессования.

     Минимальная высота 0.8, а литникового канала 4.

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор и расчёт литниково-питающей  системы.

3.1 Классификация и состав литниково- питающей системы.

   При разработки литниковой системы необходимо предусмотреть:

   - оптимальное место подвода  металла к отливке , обеспечивающее необходимую последовательность заполнения и кристаллизации;

   - рациональную геометрию  элементов литниковой системы,  обеспечивающее плавное движение  металла;

   - оптимальное сечение, а  также ширину и высоту питателя, с целью создания необходимой  скорости впускной струи металла.

 

   Выбор рационального расположения  питателя следует производить  с учётом следующих положений:

   - полость формы должна  заполняться металлом с наименьшими  потерями энергии потока;

   - струя металла, поступающая  в форму, не должна перекрывать  вентиляционные каналы и препятствовать  выходу воздуха и газов из  рабочей полости формы;

 

     Место подвода питателя  к отливке необходимо выбирать  с учётом оптимального для  данной детали характера потока.

     Выбор места подвода  питателя следует производить  с учётом конфигурации отливки.

     Питатель следует  подводить: рационально к крупным  пластинчатым отливкам; в торец  к прямоугольным пластинчатым  отливкам; в торцевую стенку отливок  коробчатого сечения, высота которых  значительно больше диаметра; по  касательной одним или несколькими  питателями, обеспечивающими движения  потока в одном направлении,  если отливка имеет отверстие  оформляющая вставка которая препятствует потоку; в месте встречи потоков следует применять промывки.

 

      

   3.2. Расчёты сечений литниково - питающей системы.

Скорость  течения металла в питателе называется скоростью впуска, а скорость прессования т.е. скорость течения металла в камере прессования основные параметры определяющие гидродинамику и тепловые условия заполнения формы.

Скорость  впуска рассчитываем по формуле:

V_вп = К₁х К₂ хV_ср    ,

Где V_ср – средняя скорость впуска , м/с;

        К₁ – коэффициент учитывающий тип отливки;

        К₂ – коэффициент учитывающий давление.

V_вп = 1,5  х 1,75  х 15 = 40 м/с.

Массу  отливки с промывниками определяем с учётом толщины стенки и конфигурации отливки. Масса отливки «Корпус датчика» m = 2,1 кг.

    Масса промывников принимаем 20 % от m_отл.

    m_отл = 2,25 х m_отл[14]

         m_отл = 2,25 х 1,2 = 2,7 кг;

Продолжительность заполнения:

                          t_з = К₃ х К₄ х t_ср      

где   t_ср -  средняя статическая продолжительность заливки;

         К₃ – коэффициент учитывающий тип сплава;

         К₄ – коэффициент учитывающий среднюю толщину стенки отливки.

t_з = 0,9 х 2.0 х 0,04 = 0,08 с.

  РАСЧЕТ  ПИТАТЕЛЯ

 

Питатель  является самой ответственной частью литниковой системы. От площади поперечного  сечения питателя зависит скорость и характер заполнения формы.

Площадь поперечного сечения питателя определяем по формуле:

     

где,  М – масса отливки с промывниками,г;

r - плотность сплава, г/см³;

V_вп – скорость впуска, м/с;

t_з – продолжительность заполнения пресс-формы, сек.

 

 мм²;

 

Глубину подводящего канала а_пк и ширину в_пк определяем по формулам:

          =13 мм;

 мм.

 

                                          

Для получения качественных отливок по разъему пресс-формы  устанавливаем промывники, которые служат для удаления первых порций сплавов, загрязненного окислом и газами.

Объем промывников для простых отливок может составлять до 30% объема отливки, для сложных 25-50%; для особо сложных, тонкостенных отливок с высокими требованиями к качеству, объем промывок может достигать до 2-3 объемов отливки. Промывки выполняем с уклонами не менее 15⁰ и радиусами скругления не менее 3 мм. Применение промывников длиной более 80-100 мм нежелательно, особенно на боковых, относительно основного потока металла, стенках.

Промывники выполняем в подвижной полуформе, на расстоянии 5-10 мм от стенки отливки и соединяем с отмывкой каналами глубиной не более 0,8 толщины питателя, но не менее 0,35 – 0,4 мм.

Для удаления воздуха из полости пресс-формы  при ее заполнении необходимо обеспечить  вентиляцию формы посредством вентиляционных каналов.

Вентиляционные  каналы располагают в местах наиболее вероятного скопления воздуха, газов, продуктов разложения смазочного материала. Их располагают так, чтобы брызги расплава не могли их закупорить.

        Должно быть исключено встречное  движение расплава и газовоздушного потока, т.к. в противном случае, газы, обладающие меньшей инерцией чем расплав, не успеют выйти из формы. Поэтому конструкция вентиляционной системы зависит от литниковой системы и характера заполнения полости формы. При заполнении формы сплошным потоком, вентиляционные располагают в местах, наиболее удаленных от питателей.

При заполнении формы дисперсным потоком, вентиляционные каналы следует располагать  на всех участках заполнения. Вентиляционные каналы выполняют в полости разъема  формы в виде проточек прямоугольного сечения. Глубину вентиляционных каналов  принимают в пределах 0.05¸0.3 в зависимости от сплава. Ширина каналов должна быть не более 30 мм, что облегчает удаление облоя при обдувке пресс-формы. Для лучшего удаления газов и воздуха вентиляционные каналы выполняют на вставках в полости разъема и на подвижных и неподвижных стержнях и выталкивателях. Для удаления первой порции расплава, загрязненной продуктами разложения смазочного материала, воздухом газом и окислами, в пресс-формах делают промывники – технологические приливы. Промывники соединяются с полостью формы каналами глубиной 0.8¸0.9 мм толщины питателя. Промывник может соединяться с атмосферой вентиляционным канала, но может быть и глухим. Обычно промывники располагают вблизи утолщенных мест отливки. Чтобы промывник не оставался в пресс-форме при выталкивании отливки, под каждый из них устанавливается толкатель.

Суммарную площадь сечения вентиляционных каналов åf_в, в мм² в зависимости от объема отливки и промывников, определяем по формуле:

åf_в = К

  ,

где m – масса отливки с промывником, г;

       r - плотность сплава, г/см²;

        t - время заполнения  полости пресс-формы, с ;

         К – коэффициент, равный для алюминиевых сплавов = 0,0071.

 

åf_в = 0,0071 х

= 90,0 см².

Полученные расчетные  сечения элементов литниковой системы  и вентиляционных каналов могут  корректироваться в процессе отладки  технологического процесса изготовления отливки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет  каналов терморегулирования пресс-формы.

 

1. Перед началом эксплуатации пресс-форма должна быть прогрета до уровня оптимальных значений.
2. Требуемая температура пресс-формы, в процессе работы, может быть обеспечена путем прокачивания охлаждающей жидкости (вода, масло) по специально выполненным в пресс-форме каналам.

3.    Расчет площади поверхности каналов охлаждения пресс-формы производим по формуле [13]

,

где m – масса заливаемого металла, кг;

       С_ж и С_м – удельная теплоемкость соответственно жидкого и твердого металла;

        t_з - температура заливаемого металла, К;

          t_к – температура кристаллизации, К;

         t_кон – температура отливки при удалении из пресс-формы, К;

         α_м – среднее значение коэффициента теплоотдачи на поверхности пресс-формы, принимаем равным = 15 Вт/м², К;

          t_о.с. – температура окружающей среды, К;

           t_у  -  время одного литейного цикла, с;

           F_н  - площадь наружной поверхности формы, м²;

           F_в  - площадь пресс-формы по полости разъема, м²;

            τ_о – время охлаждения формы в раскрытом состоянии, с;

            t_ф–среднее значение температуры поверхности пресс-формы, К;

             t_ож – температура охлаждающей жидкости на входе пресс-формы , К;

              α_ож – коэффициент теплообмена между формой и теплоносителем на поверхности каналов, равен при охлаждении водой 4000 – 4500 Вт/(м²*К).

 

 

= 0,293 м²,

 

 

4.  Расчет  длины каналов терморегулирования  L_m при заданном диаметре d_км:   [13]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          4. Назначение точности изготовления отливки.

   4.1. Методика определения  параметров и норм точности.

При выборе и назначении норм точности отливки  нужно произвести совместный анализ характеристик литой детали по её чертежу и условий её производства.

     Выбор класса размерной  точности отливки зависит из  следующих факторов: габаритного  размера отливки; типа литейного  сплава; вида термообработки отливки;  сложности конструкции отливки;  серийности производства. Определяющее  влияние оказывает способ литья.  Самую высокую точность имеют  отливки, изготавливаемые литьём  под давлением.

    На выбор степени коробления  отливки оказывают влияние все  перечисленные выше факторы, но  из них определяющее влияние  оказывают:

    - многократность использования  литейной формы (разовые или  многоразовые) ; при использовании разовых форм точность значительно ниже, чем при использовании многоразовых форм;

    - значение отношения  минимального и максимального  размеров конструктивного элемента  отливки; чем меньше это значение, тем более вероятно значительное  коробление данного элемента;

      Степень точности  поверхности и класс точности  массы отливки определяют в  основном те же факторы, которые  определяют  размерную точность. Только на точность массы значительное  влияние сказывает не габаритный  размер, а масса отливок.