Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Титов,Степанов.Технология литейного производств...doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
12.27 Mб
Скачать
  • Заливка производится свободной струей, литниковые си-

    стемы обычно отсутствуют.

    1. Затвердевание металла под действием центробежных си, способствует получению плотных, без газовых, усадочных ракови

    и рыхлот отливок.

    Способ центробежного литья наряду с преимуществами им

    и недостатки, также объясняемые действием центробежных сил?

    1. Повышенная ликвация компонентов сплава, поэтому не все сплавы целесообразно отливать центробежным способом.

    2. Загрязнение внутренней поверхности отливок ликватами и неметаллическими включениями и, вследствие этого, повышенный припуск на обработку внутренних поверхностей.

    3. Неточность диаметра полости отливок со свободной поверх-

    ностью.

    Методы расчета угловой скорости вращения формы. От правил ного выбора скорости формы зависят прочность, структура, распр

    деление шлаковых включений, газовой и усадочной пористости|

    ликвации в отливке. Скорость формы зависит от расположения oci

    вращения, рода металла и диаметра отливки.

    При определении угловой скорости вращения учитывают не только положение оси вращения формы, но и связанные с этим иска- жения внутренней поверхности отливки. Установлено, что для отли- вок из разных сплавов, в зависимости от размеров, температуры за- ливки сплава и формы, оптимальная угловая скорость вращения, при которой качество отливки наивысшее, различная.

    При определенном соотношении наружного гх и внутреннего га

    радиусов отливки ^ = 1,15^ для расчетов скорости формы можно пользоваться формулой

    К

    п — —?=■ об/мин,

    Vfi

    где К о — коэффициент, значения которого приведены в табл. 66.

    Согласно принципу эквивалентности, воздействие на какую-либо систему центробежных сил физически тождественно действию сил тяжести соответствующей величины. На этом основании действую- щие на металл центробежные силы можно заменить силами тяжести равной величины и того же направления, а сам металл рассматри- вать соответственно утяжелившимся.

    Плотность вращающегося металла в отличие от обычной плот- ности р называют эффективной плотностью:

    б = Р^ (17)

    8

    где р — плотность металла, г/см3; со — угловая скорость вращения <}юрмы, с-1; g — ускорение свободного падения, см/с2.



    Сплав

    Плот­ность, г/с м3

    Положение оси вращения формы

    Ко

    Отливки

    Чугун

    Сталь

    Бронза

    Алюминиевый

    7,2

    7,85

    8,4

    3,10-3,65

    Горизонтальное . . Вертикальное . . . Горизонтальное . .

    Вертикальное . . . Горизонтальное . .

    1800—2500

    2470—3000

    2150-2730

    3400

    2600—3500

    Трубы, втулки Трубы Полые отливки Кольца, втул­ки, вкладыши подшипников Трубы, втулки

    Отношение называют гравитационным коэффициентом. Он

    показывает, во сколько раз металл утяжеляется при данном режиме вращения.

    JI. С. Константинов экспериментально установил, что для всех сплавов высокое качество отливки (хорошие механические свой-

    ства и хорошая чистота поверхно- сти) может быть достигнуто, если величина центробежной силы, дей- ствующей на жидкий металл, будет такой, что эффективная плотность металла составит 340 г/см3.

    При этом угловую скорость вращения JI. С. Константинов ре- комендует определять по формуле

    5520 /ю\

    об/мин, (18)

    Vpr

    Рис. 239. К определению скорости вращения формы на центробежной машине с вертикальной осью вра­щения

    где 5520 — постоянный для всех сплавов коэффициент.

    Данная формула не учитывает влияния толщины стенки отливки. Для отливок с малой толщиной стенок это не имеет существен­ного значения, но для толстостенных отливок это важно, так как центробежная сила на наружной поверхности отливки достигает такой величины, что может произойти разрыв прилегающей к из­ложнице поверхности металла, в отливке образуется трещина. По­этому при большой толщине стенок отливки необходимо изменять скорость в процессе вращения формы. Вначале форму следует зали­вать при минимальной скорости, затем по мере заливки формы и уве­личения толщины стенки отливки скорость можно увеличивать До максимума, при котором поверхностный слой не будет поврежден.

    При литье фасонных отливок скорость необходимо подбирать такой, чтобы было обеспечено заполнение формы и точное воспроиз­ведение контуров отливки. Опытом установлено, что наилучшие ре­

    417

    IL

    зультаты достигаются, если скорость формы подбирается таким об разом, чтобы окружная скорость точки отливки, наиболее удален ной от оси вращения, составляла 3—5 м/с.

    Окружная скорость v любой точки вращающегося тела опреде ляется по формуле

    ягп

    V~~W;

    (19)

    где п — скорость формы, об/мин; г — расстояние этой точки от оси вращения, м.

    Например, требуется определить угловую скорость вращения формы на центробежной машине с вертикальной осью (рис. 239). Принимаем величину окружной скорости 5 м/с, а расстояние от оси вращения до наиболее удаленной от нее точки равным 0,35 м. Тогда после подстановки в формулу (19) получим

    ЗЖ^35 = 137 0б/миН-

    § 2. Формы и машины

    Формы для центробежного литья делят на металлические и футерованные различными составами (песчаные). Форму выбирают в зависимости от геометрических размеров изготовляемой отливки, ее материала и производственной программы. Металличе­ские формы целесообразно применять для изготовления большого числа одинаковых отливок без затрудненной усадки, когда наруж­ный контур не мешает извлечению отливки из формы. Футерован­ные песчаные формы целесообразно применять для отливок с затруд­ненной усадкой, когда конфигурация их мешает извлечению из металлической формы, и для получения небольшой партии чугунных отливок без отбела.

    Металлическую форму перед заливкой нагревают газовыми го­релками или другим способом до 150—200 °С. После заливки их охлаждают до 150—200° С проточной водой в ванне либо обрызги­ванием, для чего машины оборудуют специальной системой охлаж­дения. Стойкость охлаждаемых металлических форм невелика. На- Яфимер, при литье труб массой до 50 кг форма выдерживает 400— 500 заливок, а при литье более крупных труб — только 200—300 за­ливок. Это объясняется тем, что при интенсивном водяном охлаж­дении в металлических формах (изложницах) возникают трещины, вследствие чего уменьшается их стойкость.

    Сухие теплоизоляционные покрытия при­меняют для создания постоянного теплового режима формы, увеличе­ния ее стойкости, а при литье чугуна — для получения отливок без отбела. В качестве сухих покрытий используют пылевидные огне­упорные материалы, которые наносят на рабочую поверхность

    418

    формы. К таким материалам относятся кварцевый песок, фосфорит­ная мука и др. Присыпка на поверхности формы удерживается цент­робежной силой. Обычно присыпку вводят в форму по желобу при вращении формы с постоянной скоростью.

    При пылевидном покрытии снижается скорость охлаждения отливки, но полностью избежать отбела чугуна не удается, кроме того, отливка получается несколько шероховатой, поэтому припуск на обработку должен быть не менее 4 мм. Применение присыпки увеличивает стойкость формы до 7 раз. При литье цилиндрических втулок со стенками толщиной 10—12 мм и диаметром до 100 мм стойкость формы может быть доведена до 3500 заливок чугуна. При литье цветных сплавов не рекомендуется присыпать формы.

    Футерованные формы обычно изготовляют вне машины.Поэтому требуется несколько сменных форм. Песчаные формы можно футеро­вать обычной формовочной смесью, стержневыми и специальными смесями. Сухие формы применяют для литья труб и фасонных деталей. Футерованные формы изготовляют несколькими способами: уплотнением на специальной пуансоно-шнековой машине, накат­кой песчаной смеси на поверхность формы и пескодувным методом.

    Машины для центробежного литья тел вращения бывают двух типов: шпиндельные и роликовые. Для литья коротких втулок, гильз, колец применяют шпиндельные машины с горизонтальной осью вращения, для литья длинных труб — роликовые машины с горизонтальной осью вращения, а для изготовления фасонных отливок — машины с вертикальной осью вращения.

    На рис. 240 приведена шпиндельная центробежная машина для литья втулок, гильз, маслот. На этой машине можно изготовлять

    419

    цилиндрические заготовки диаметром до 300 мм и длиной до 350 мм; максимальная масса отливки 100 кг.

    Машина состоит из изложницы 4, вала 3 с подшипниками, при­вода, ограждения 8 с устройством для охлаждения изложницы, заливочного желоба 10, станины. Толщину стенок изложницы выби­рают в зависимости от наружного диаметра отливки:

    Диаметр отливки, мм . . До 100 100—200 200—300 300 и выше Толщина стенки излож­ницы, мм 30—35 35—40 40—45 45—50

    Внутри пустотелой станины находится электродвигатель /, от него через ременную передачу и ступенчатые шкивы 2 передается движение полому валу 3, на котором закреплена металлическая форма-изложница 4. Вал машины имеет две опоры 6 на подшипни­ках качения. Скорость вращения вала 625, 1000 и 1610 об/мин. Быструю остановку изложницы осуществляют колодочным тормо­зом 11. Внутренняя поверхность формы имеет небольшой конус для легкого извлечения из нее отливки. Форма охлаждается водой и закрывается крышкой 5 с отверстием диаметром, равным внутрен­нему диаметру отливки. Для предотвращения отбела торцовой части отливки в крышке делают проточку а, в которую набивают огне- . упорную массу. Крышку крепят специальными гайками со срезан­ными фланцами. Металлическая форма находится внутри защит­ного кожуха 7. На передней торцовой части кожуха установлена на петлях дверца 9 с отверстием для прохода заливочного желоба 10.

    § 3. Особенности центробежного литья втулок, колец, труб

    Отливка чугунных втулок в металлических формах. Скорость вращения изложницы выбирают по указанным ранее в § 1 зависимо­стям.

    Процесс литья состоит из следующих операций.

    1. Подготовка формы. Перед заливкой форму очищают от остат­ков теплоизолирующей присыпки струей сжатого воздуха или щет­кой и нагревают до 150—200° С. Такую температуру поддерживают и при следующих заливках. Затем форму закрывают крышкой, кото­рую тщательно закрепляют, чтобы она не открывалась при враще­нии формы.