Характеристика сплава отливки

Глава 7 Расчет веса груза

При заполнении формы расплав создает давление на стенки формы, пропорциональное плотности и высоте его столба. Это может привести к тому, что под давлением расплава верхняя опока приподнимиться, в результате между верхней и нижней полуформами образуется щель, через которую расплав может вытечь.

Сила действия на верхнюю опоку определяется из выражения.


, (9)

где F – площадь проекции отливки на горизонтальную плоскость, дм2;

 - плотность расплава, кг/дм3;
h – высота столба над верхним уровнем отливки, дм.
К – коэффициенты учитывающий гидравлический удар, К=1,3;
Vст – объем стержней без знаков, дм3;
ст – плотность стержней, кг/дм3;
Q – вес верхней полуформы, кг.





,
Следовательно, груз не нужен.
Глава 8 Расчет продолжительности затвердевания отливки в форме

При анализе процесса формирования отливок в форме различают несколько стадий, характеризующих изменение состояния металла:

1 стадия. Начало процесса, когда происходит заполнение формы расплавом и его частичное охлаждение в результате теплообмена с формой.
2 стадия. Охлаждение расплава после окончательного заполнения формы и отвода от неё тепла.
3 стадия. Процесс затвердевания расплава, который начинается при температуре ликвидуса и заканчивается при температуре солидуса. Во время затвердевания расплава происходит постепенное нарастание корки отливки. При этом фронт кристаллизации перемещается от наружной затвердевшей корки внутрь отливки, содержащей расплав.
4 стадия. Представляет собой процесс охлаждения в форме полностью затвердевшей отливки. При этом в ней идут структурные превращения. Последние, в зависимости от характера отливок (вида сплава, конфигурации отливки) могут сопровождаться и перераспределением термических напряжений, следствием которых являются холодные трещины.
Расчет для сырой песчано-глинистой формы:
Удельная теплота течения:


(10)

где b2 – коэффициент аккумуляции тепла материалом формы,

Qтеч – разность между температурой заливки и температурой кипения воды;
R – половина толщины стенки, м;
ρ – плотность жидкого металла; для чугуна 7200 кг/м3 ;
n – показатель степени параболы.
Для сырой формы:


(11)

где Uo – исходная влажность формы в сотых долях, Uo=0,04

- время течения, с;

A – параметр, определяемый по формуле:


(12)



где U1 – влажность на границе сухой – влажный участок формы, в сотых долях;


(13)


;
где С2 – удельная теплоемкость сухой формы, С2=1250 Дж/кг*град;
rи – удельная теплота испарения влаги, rи = ;
Qп – разность температур на границах сухой – влажной зоны;


. (14)

Отвод теплоты перегрева:

Время отвода теплоты перегрева:


(15)

где – плотность жидкого металла,

– плотность жидкого металла,


с.
Затвердевание отливки:
Полное время затвердевания , с:


(16)
(17)

где – удельная теплота кристаллизации с учетом понижения температуры;

(18)


;

;


(19)

где температура заливки;

температура кристаллизации;
;
;

Общее время кристаллизации:
с.
Глава 9. Проверка правильности расчета продолжительности заливки и затвердевания с использованием компьютерной программы LVM FLOW

С использованием компьютерной программы Solid Works, была разработана объемная отливка «Эксцентрик», стержень со стержневым знаком, а также литниковая система (стояк, шлакоуловители, питатель). Следующим действием выполнил сборку, т.е. в полость уже готовой отливки вставил стержень, а затем присоединил литниковую систему. Получившуюся сборку сохранил в формате stl. Далее из Solid Works сборку транспортировал в компьютерную программу LVM FLOW. Установил параметры заливки: тип литья, марку и температуру заливаемого металла, установил подвод металла (точку через которую будет заливаться расплавленный металл, т.е точку на литниковой чаше). Только потом в программе LVM FLOW начал заливать полость формы расплавленным серым чугуном марки СЧ 20 ГОСТ 1412-85.

В данной программе, в реальном времени пронаблюдал весь режим заполнения формы в реальном времени, скорость заполнения полости формы металлом, выяснил время затвердевания отливки, увидел динамику изменения температуры отливки после заполнения формы, а также возможные узлы подверженные образованию усадочных раковин. Ниже предоставлены следующие графики: динамика изменения температуры отливки после заполнения формы (рис.2), режим заполнения формы в реальном времени (рис.1), скорость заполнения полости формы металлом (рис.5,6), проверка правильности расчета литниково питающей системы (рис.3), время затвердевания отливки (рис.4), а также узлы подверженные образованию усадочных раковин (рис.7, рис.8). Было произведено сравнение реального времени затвердевания и расчетного.
Установлено, что реальное время составляет 925,2 с., а расчетное – 842,96 с. Небольшие расхождения вызваны погрешностями при расчетах.

LVM FLOW(МОДЕЛИРОВАНИЕ)

В данной программе были получены данные:

-температурного интервала заливки;
-образование усадки;
-время затвердевания;
-степень ликвации.
Температурный интервал заливки:

Образование усадки

Время затвердевания:

Степень ликвации:

Продолжительность заливки:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были разработаны чертежи отливки, монтаж моделей “верха”, “низа”, чертеж стержневого ящика и формы в сборе. Проанализировали технологичность конструкции детали. Рассчитали вес груза, продолжительность затвердевания и охлаждения отливки в форме.

сплав отливка стержневой затвердевание
Список использованных источников

1. Михайлова, А.М. Литейное производство/ под редакцией А.М.Михайлова.- М.:Машиностроение,1987.

2. Гиршовича Н.Г., Справочник по чугунному литью/ под редакцией Н.Г. Гиршовича.- М.:Машиностроение,1987.
3. ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку»
4. ГОСТ 3212-92 «Комплекты модельные, уклоны формовочные»
5. Воздвиженского В.М., В.А.Грачева В.А. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении/ под редакцией В.М. Воздвиженского, В.А. Грачева. М.: Машиностроение,1987.