9. Выбор типа литниково-питающей системы. Расчет всех элементов лпс

Л.с. должна способствовать выполнению принципа равномерного или направленного затвердевания отливки. Она служит для частичного питания жидким металлом отливки в начальный момент ее затвердевания.

Так как отливка располагается в нижней части полуформы, подвод металла производится сверху. Принимаем верхнюю боковую литниковую систему, обеспечивающую заполнение нижней части отливки сверху.

Рис.5.

Расчет прибылей

По формуле И.Пржибыла проводим расчет прибылей:

(11)

где H – высота прибыли, дм;

D - толщина прибыли, дм;

V_п.y - объем части отливки, питаемой данной прибылью, дм³;

β - усадка сплава при затвердевании в интервале температур: температура литья - температура солидуса;

x - коэффициент "неэкономичности" прибыли равный отношению объёма прибыли к объёму сосредоточенной усадочной раковины;

N - коэффициент, учитывающий геометрические параметры прибыли.

Расчёт диаметра прибыли:

(12)

Отсюда D = 1,336 дм.

Принимаем прибыль: открытую, кольцевую, отрезаемую, которая обеспечит хорошее питание отливки и формирование усадочной раковины в прибыли. Питание "полочек" обеспечиваем технологической перемычкой диаметром 40 мм. Для отвода газов и питания нижней "полочки" принимаем питающий выпор диаметром 40 мм.

Расчет оптимальной продолжительности заполнения полости формы производится по формуле:

τ_опт=s_{1 1}, (13)

где s₁ – коэффициент продолжительности заливки, зависящий от рода сплава, температуры заливки, типа литниковой системы и т.д.

δ – преобладающая толщина стенки отливки, мм;

Q₁ – норма расхода жидкого металла на одну форму, кг.

Q₁=(1,1·Q_отл+3 Q_пр)n (14)

где n – количество отливок в форме,

Q_отл – масса жидкого сплава на одну отливку.

Q₁=( 1,1·136,3+3·7,56 345,2кг

τ_опт=1,4 .

Расчет площади лимитирующего сечения литниковой системы:

F_min= , (16)

где µ - коэффициент гидравлического сопротивления литниковой системы и формы,

ρ – плотность расплава, кг/м³,

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²,

H_p – расчетный средний металлостатический напор, м.

Н_р = Н₀=0,2м

F_min= м² = 21 см².

Лимитирующим является сечение питателя:

Следовательно:

Принимаем питатель трапециевидной формы (Рис. 5.) с размерами:

Рис. 5.

Принимаем шлакоуловитель трапециевидной формы (Рис. 6.). Исходя из полученных значений размеры шлакоуловителя составят:

Рис. 6.

Принимаем стояк круглого сечения (Рис. 7.):

Рис. 7.

10. Разработка конструкции модельной оснастки. Конструкция стержневого ящика

Процесс производства моделей, стержневых ящиков и других элементов модельного комплекта независимо от рода выбранного материала является очень сложным, дорогим и трудоемким.

Для серийного производства рациональнее выбирать металлические модельные комплекты, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с деревянными – это долговечность, точность размеров, небольшая шероховатость рабочих поверхностей и отсутствие деформации [4].

Различные детали модельного комплекта изготовляют из различных сплавов. Для наиболее ответственных деталей, таких как модели и стержневые ящики, выбирают сплавы, обеспечивающие максимальную долговечность комплекта. Наиболее распространенными материалами моделей, предназначенных для получения песчано-глинистых форм, являются сплавы на основе алюминия и серые чугуны [4].

Модели и стержневые ящики из легких алюминиевых сплавов значительно облегчают условия труда. При тщательном уходе за алюминиевыми моделями по ним может быть получено до 40 тыс. форм [4].

Поэтому для изготовления модели выбираем алюминиевый сплав марки АК9 (сплав на основе Al-Si-Mg) по ГОСТ 1583-93. Учитывая габаритные размеры модели, изготовляем ее монолитной.

Формовочные уклоны для модели составляют 0⁰45' по ГОСТ 3212-92 (формовочные уклоны формообразующих поверхностей модельных комплектов, предназначенных для форм, твердеющих вне контакта с оснасткой). Размеры знаков должны быть увеличены против номинальных размеров на величину зазоров, предусмотренных чертежом собранной формы. Чертеж металлической модели, предусматривает увеличение ее размеров против размеров детали, для отливки которой она предназначается, на величину усадки сплава, из которого будет отливаться деталь. Учитывая усадку алюминиевых сплавов, увеличиваем размеры модели отливки и литниково-питающей системы на 1%. Монтаж моделей на подмодельных плитах осуществляют по разметке. На модель и плиту наносят разметочные риски. При наложении модели на плиту риски должны совмещаться. Затем просверливаются сквозные отверстия для фиксирующих штифтов. Разметку и нанесение рисок следует выполнять не произвольно, а принимая за базовую линию ось контрольного штыря каждой плиты. При монтаже моделей на плиты следует учитывать размеры и конструкцию опок [4], (Рис.8.).

Рис.8.

Независимо от способа изготовления стержней ящики должны быть возможно легче. Размеры бортиков и конструкция ребер жесткости у стержневых ящиков зависят от толщины тела ящика. У стержневых ящиков, состоящих из двух или более частей, должно быть обеспечено точное взаимное фиксирование частей ящикаи взаимное крепление их между собой. Рациональной конструкцией является регулируемый штырь. Эта конструкция позволяет в процессе эксплуатации, по мере износа штыря и втулки, регулировать установку штыря по высоте, ликвидируя этим качку втулки на штыре. Скрепление отдельных частей стержневого ящика осуществляется с помощью особых затворов. Наиболее распространенными являются две конструкции: затвор с барашком и затвор со скобой. Преимуществом барашкового затвора является его легкий вес и простота изготовления, но его применение снижает производительность рабочего стерженщика, поскольку процесс завертывания и отвертывания барашков занимает много времени. Затворы со скобой удобны в эксплуатации, требуют мало времени на стягивание половин ящика и отбрасывание скобы после набивки ящика, но сравнительно сложны в изготовлении. Отдельные поверхности и части стержневого ящика подвержены усиленному износу. К ним относятся: плоскости набивки, вкладыши по контуру врезки в ящик, гнезда вкладышей и отдельные выступающие части ящика [6].