Практическое занятие №4 центробежное литье.

ДАВЛЕНИЕ НА СТЕНКИ ФОРМЫ (2 часа)

4.1 Цель занятия: Знать (на уровне узнавания) особенности силового воздействия жидкого сплава на форму при центробежном литье.

Уметь (на уровне первоначального опыта) определить величину давления на стенки литейной формы при центробежном литье.

4.2 Краткая теоретическая часть:

Главная особенность центробежного литья заключается в том, что заливка сплава в форму и затвердевание отливки происходят в поле центробежных сил.

В любой точке внутри жидкого сплава давление при центробежном литье определяется по выражению:

,

где р – давление, Н/м²; ρ – плотность сплава, кг/м³; ω – угловая скорость, рад/с; r – расстояние от оси вращения до изучаемой точки, м; r₀ – расстояние от оси вращения до свободной поверхности жидкого сплава, м; g – ускорение силы тяжести, м/с²; Н – расстояние от верхнего уровня сплава до уровня изучаемой точки.

Свободная поверхность жидкого сплава на центробежных машинах с горизонтальной осью вращения представляет собой цилиндрическую поверхность, аналитическое выражение которой имеет вид: . Индекс «0» относится только к величинам свободной поверхности.

Свободная поверхность жидкого сплава на машинах с вертикальной осью вращения представляет собой парабалойд. Уравнение свободной поверхности будет иметь вид . Давление на свободной поверхности отсутствует, т.е.p₀≡0.

4.3 Задание

Рассчитать величину давления жидкого сплава на рабочие поверхности литейной формы, установленной на стол центробежной машины с вертикальной осью вращения. Считать , что ось симметрии формы совпадает с осью вращения стола машины. Отливка должна иметь внешний диаметр 2R, максимальный внутренний диаметр − 2R ≤ 2R₁, высоту − H, толщину донной части h. Усадку сплава не учитывать. Конкретные значения R, R₁,H и h принять в соответствии с вариантом задания.

4.4 Методика выполнения задания

• Перед началом работы необходимо ознакомиться с теоретической частью этого занятия, соответствующим разделами лекционного курса и технической литературы [2] стр. 270; [3] стр. 285; [6] стр. 367; [7] стр. 419.

• Получить конкретный вариант задания.

• На основании общих зависимостей, характерных для центробежного литья и конкретных значений задания, требуется:

− рассчитать скорость вращения формы;

− определить необходимую массу расплава;

− рассчитать давление жидкого сплава на рабочие поверхности литейной формы;

− давление на крышку формы;

− давление на боковую цилиндрическую поверхность формы;

− давление на донную часть литейной формы.

• С целью наглядности и облегчения выполнения задания надо вычертить схему установки, расположить и обозначить координаты, геометрические величины и эпюры давления (например, как на схеме рис.4.1)

Рис.4.1.Схема центробежной машины и эпюры давления на стенки литейной формы [3]

Таблица 4.1

Варианты заданий

Номер варианта	R, мм	R1, мм	Н, мм	h, мм	ρ, кг/м3 (сплав)
1	15	13	20	5	2650(АК12)
2	20	18	40	4	2700(АК5М2)
3	25	23	60	4	8700(Бр010Ц2)
4	30	28	40	2	2660(АК7)
5	35	32	50	6	7000(СЧ15)
6	45	42	90	5	7400(СЧ25)
7	70	66	145	18	7000(СЧ15)
8	75	71	140	15	7400(СЧ25)
9	80	75	150	15	8600(Бр010Ф1)
10	95	90	90	20	8700(Бр010Ц2)