Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Коцюбинский О.Ю. Стабилизация размеров чугунных отливок

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.09 Mб
Скачать

Умножив числитель и знаменатель дроби

в уравнении

(168)

на длину отливки L и плотность металла р, получаем

 

Дст = 2d6 ------PL------------------ a0 = 2d6

{щ~ ті)-ай,

(169)

(

а в + аи

\ .

т о

 

где т 1 и т2— массы

металла,

удаленные

при механической

обработке соответственно с верхней и нижней части сечения

отливки, а т0— масса металла всей отливки

после ее механи­

ческой обработки.

 

Обозначим полученное в уравнении (169)

выражение через

ß = 3 .- fft«-.

(170)

то

 

Величина ß характеризует процент изменения остаточных напряжений при механической обработке отливки. Как было показано в разделе 20, величина этого процента существенно влияет на последующее коробление отливки (см. рис. 122).

Таким образом, с учетом механической обработки отливки после отжига уравнение. (165) можно представить в виде

^ =

(171)

где грг — некоторая функция.

Хотя произведенные выкладки и являются приближенными, но они позволили установить выражения комплексных аргу­

ментов

и ß, от которых зависит коробление отливки.

Вид

 

h

 

функции фг в уравнении (171) определяли на основании

обра­

ботки экспериментальных данных, полученных при измерении

коробления чугунных

отливок различных деталей

балочного

типа. Для этого величину коробления каждой отливки

в верти­

кальной

плоскости,

приходящуюся

на длину 1

м,

наносили

точкой

на сетку

в

координатах

\g{fzo) — —

(рис. 125).

 

 

 

 

h

 

 

Одновременно около каждой точки указывали соответствующую механической обработке этой отливки величину ß, выраженную в процентах. Затем строили штриховые линии, соответствующие постоянной величине ß. Наличие определенной закономерности в ходе этих линий дополнительно подтверждает правильность сделанного выбора аргументов, определяющих коробление отливок.

Использованные при построении зависймостей рис. 125 экспериментальные данные были получены при измерении ко­ робления чугунных отливок корпусных деталей металлорежу­ щих станков, таких как станины, салазки, столы, траверсы и т. п. Все эти отливки изготовляли из чугуна СЧ 21-40. После черно­

290

вой механической обработки отливки отжигали при температуре

500—600° С

и охлаждали со скоростью

30°С/ч. Затем произво­

дили

получистовую обработку отливок

с

удалением припуска

2—5

мм и

измеряли их коробление

до

наступления полной

стабилизации размеров. Масса отливок колебалась в пределах

от 82 до

1600 кг, а длина направляющих от 455

до 3500

мм.

Таким образом, зависимо­

fzo.мкм

 

 

 

сти рис. 125 позволяют оценить

 

0,3

 

величину

коробления

различ­

°4 .5

 

 

____ _______

 

ß=%0%

ных чугунных отливок балочно­

 

 

3,64

О

го типа,

если их материал, а

 

 

 

о

3,9

также условия отжига и меха­

3,05

 

 

 

нической обработки были таки­

 

3,21

 

ми же, как и у отливок, исполь­

 

 

 

 

зованных

при построении этих

 

 

 

 

" Ü

зависимостей. Расчет коробле­

 

 

 

 

ß-3,0%-

ния осуществляется по форму­

 

 

 

 

о 1,7

ле

 

 

 

 

0,7 >

 

 

 

 

 

 

 

ß=1,0%

 

fz = W 2,

(172)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o^

 

 

 

 

 

 

 

О М

где I — длина отливки

в м, на

200

600

1000

то m0/t>, кг/м

которой

требуется определить

Рис.

125.

График

для расчета короб­

величину

коробления.

Значе­

ления

чугунных

отливок

балочного

ния /2о определяют для каждой

типа после их отжига при 500—600° С

данной отливки из рис. 125 по

 

и механической обработки

рассчитанным для нее величи-

 

 

 

 

 

нам та

и ß. В качестве h обычно берется габаритный

размер

поперечного сечения отливки в направлении оси г.

Зависимости рис. 125 подтверждают, что механическая обработка, особенно если масса удаляемого при ней металла расположена несимметрично осям у и z поперечного сечения от­ ливки, нарушает стабильность размеров и значительно увели­ чивает коробление.

Пользуясь данными рис. 125, можно определить достаточен ли отжиг при 500—600° С для стабилизации размеров конкрет­ ной отливки в пределах установленного допуска или после этого необходима еще дополнительная стабилизирующая обра­ ботка. Кроме того, можно выбрать наиболее целесообразную механическую обработку, при которой коробление отливки будет минимальным.

В тех случаях, когда согласно данным рис. 125 коробление отливок оказывается слишком большим, его можно дополнитель­ но уменьшить, используя медленное охлаждение отливок после отжига. Так, например, проведенный на ряде отливок станочных деталей отжиг при 500—600° С с последующим охлаждением со скоростью 10°С/ч вместо 30°С/ч обеспечил при значениях ß от

291

1,6 до 3,0 дополнительное уменьшение коробления на 35—40% по сравнению с данными рис. 125.

Используя результаты измерения коробления чугунных отливок, не подвергавшихся отжигу, можно и для них построить зависимости, аналогичные приведенным на рис. 125. Это позво­ лит четко определять номенклатуру отливок, которые требуют стабилизирующей обработки. В связи с этим сбор и обобщение экспериментальных данных о короблении различных групп отливок имеет очень большое значение.

СП И С О К ЛИТЕРАТУРЫ

1.Адоян Г. А., Герчиков А. М., Гини Э. Ч. Основные параметры вибрацион­

ного старения чугунных отливок. «Литейное производство», 1966, № 3, с. 28—31.

2.Адоян Г. А., Герчиков А. М. Гини Э. Ч. Стабилизация геометрической фор­ мы отливок методом статической перегрузки.— «Литейное производство»,

1966, № И, с. 35—37.

3.Адоян Г. А., Гини Э. Ч., Шевчук С. А. Коробление чугунных станочных отливок от релаксации остаточных напряжений.— «Станки и инструмент»,

1973, № 1, с. 28—30.

4. Анисович Г. А., Гринкевич Р. Н. Заводские исследования процесса искус­ ственного охлаждения станин.— «Теплофизика в литейном производстве», АН БССР, 1963, с. 378—382.

5.Биргер И. А. Остаточные напряжения. М., Машгиз, 1963, 232 с.

6.Блинник Л. Б„ Козлов В. В., Тучинский Н. В. Рациональные режимы ста­ рения чугунных отливок. Передовой научно-технический и производствен­

ный опыт, № М-58-112/5, 1958, 13 с.

7.Вершинин В. В., Просвиров Н. Т. Термоциклическая обработка чугунных отливок деталей трактора. — «Литейное производство», 1970, № 10, с. 5—7.

8.Вершинин В. В. Искусственное старение тракторных чугунных отливок. «Литейное производство», 1971, № 12, с. 3—5.

9.Гиршович Н. Г. Чугунное литье. М., Металлургиздат, 1949, 708 с.

10.Гиршович Н. Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. М.— Л., «Машиностроение», 1966, 562 с.

11.Горенко В. Г., Лузан П. П. Некоторые особенности влияния микрострук­ туры на упругие и прочностные свойства чугуна при высокой температуре. Сб. «Литейные свойства сплавов». ИПЛ АН УССР, Киев, 1972, с. 32—35.

12.Давиденков Н. Н. Измерение остаточных напряжений в трубах. «Жур­

нал технической физики», Т. I, вып. 1, 1931, с. 5—17.

13.Ельников А. И., Тарасова В. П. Изучение естественного и искусственного старения чугунного литья струнным методом.— «Заводская лаборатория», 1935, № 7, с. 25—29.

14.Иванов Д . П. Синтетический чугун, свойства и методы его получения.— «Литейное производство», 1972, № 10, с. 1—5.

15.Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М., «Энер­ гия», 1969, 439 с.

16.Калакутский Н. В. Исследование внутренних напряжений в чугуне и ста­ ли. СПБ, 1888, 116 с.

17.Квашнина Е. И. Оптимальная скорость нагрева и охлаждения отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом при отжиге. Сб. «Метал­ ловедение и термическая обработка». М.— Киев, Машгиз, 1961, с. 292—301.

18.Кислик В. А., Ларин Т. В. Термическая обработка серого чугуна, М., Трансжелдориздат, 1948, 16 с.

19.Кнорре Б. В. Получение качественных крупных чугунных отливок.— «Ли­ тейное производство», 1960, № 7, с. 6—8.

20.Коцюбинский О. Ю., Герчиков А. М. и др. Вибрационное старение чугун­ ных отливок.— «Литейное производство», 1961, № 8, с. 31—34.

21.Коцюбинский О. Ю., Оберман Я. И., Герчиков А. М. Новый метод старе­ ния чугунных отливок с помощью термических напряжений. — «Литейное производство», 1962, № 4, с 41—42.

22.Коцюбинский О. Ю. Коробление чугунных отливок от остаточных напря­ жений. М., «Машиностроение», 1965, 175 с.

23.Коцюбинский О. Ю., Оберман Я. И. Влияние графитовых включений на пластическую деформацию и коробление чугунных отливок.— «Литейное производство», 1967, № 4, с. 32—38.

293

24.Коцюбинский О. Ю., Зальцман Э. С., Степанов В. С. Определение теплофизических свойств песчаной формы в зависимости от температуры.— «Литейное производство», 1971, № 8, с. 29—31.

25.Коцюбинский О. Ю., Берман А. М. Расчет охлаждения сложных отливок на ЦВМ.— «Литейное производство», 1972, № 1, с. 38—39.

26.Леви Л. И., Борисова О. М., Козлова В. С., Вендт К. О неизвестном типе

неметаллических включений в чугуне.— «Литейное производство», 1970,

№ 9, с. 39—40.

27.Лыков А. В. Теория теплопроводности. М., ГИТТЛ, 1952. 392 с.

28.Нейбер Г. Концентрация напряжений. ОГИЗ, 1947, 204 с.

29.Новичков П. В. Термоциклическое старение чугунных отливок при 200— 280° С.— «Литейное производство», 1970,■№ 10, с. 31—35.

30.Одннг И. А. Релаксация и ползучесть металлов.— «Вестник машинострое­ ния», 1946, № 5—6, с. 25—35; № 7—8, с. I—II;№ 9—10, с. I —10.

31.Розенфельд С. Е. Влияние отпуска на снятие внутренних напряжений в от­ ливках из серого чугуна. М., Машгиз, 1944, 27 с.

32.Ситников Г. Д. Исследование принудительного охлаждения отливок на

Коломенском заводе тяжелого станкостроения.— «Теплофизика в литей­ ном производстве». АН БССР, 1963, с. 382—385.

33.Скаженннк В. А., Пелнх М. Д., Красильникова Т, П. и др. Вибрационное старение чугунных отливок.— «Литейное производство», 1967, № 7, с. 2—4.

34.Скаженннк В. А., Туревский М. Л., Голубчик А. С. О коэффициенте кон­ центрации напряжений у углов графитовых включений.— «Литейное про­ изводство», 1972, № 10, с. 34—36.

35.Справочник литейщика. Чугунное литье. М., Машгиз, 1961, 774 с.

36.Храпов А. Я., Зрайченко В. А., Крепышева Е. Н., Рыбянец А. Ф. Влияние графита на распределение деформации в сером и высокопрочном чугунах.— «Литейное производство», 1972, № 9, с. 24—25.

37.Цобкалло С. О., Васильев Д. М. Измерение остаточных напряжений путем вырезания столбика.— «Заводская лаборатория», 1949, № 2, с. 199—207.

38.Шевчук С. А., Егоркина Н. Д., Дьяконов В. С. Основные причины образо­

 

вания трещин в тяжелых станочных отливках.— «Станки и

инструмент»,

 

1971, № 4, с. 24—26.

 

 

 

 

 

39.

Bauer О., Sipp К. Uber Gusspannungen und die Mittel zu ihrer Beseitigung.

40.

«Giesserei», 1936, B. 23, N 11, s. 253—256.

«Der Maschinenbau»,

1957.

Braungart A. Entspannen von Graugußteilen.

41.

N 7, s. 215—216.

Beanspruchung

auf

die

Böhler H., Schepp W. Einfluss einer statischen

42.

Eigenspannungen in Gusseisen. «Giesserei», 1961, Heft

4, s. 210—220.

 

Böhler H., Pfalzgraf H. G. Untersuchungen über den

Abbau

von

Eigen­

 

spannungen in Gußeisen und Stahl durch mechanisches Rütteln und Lang­

 

zeitlagerung im Freien, «VDT—Forschungsheft»,

1962,

494, B. 28, 56 s.

43.Burgess O. Stress Relief of Gray iron, «Foundry», 1953, N 9, p. 128—132.

44.Burgess O. Recuit de stabilisation de la fönte grise. «Fonderie», 1954, N 96,

p. 3779—3781.

45.Heyn E. Uber bleibende Spannungen in Werkstücken infolge Abkühlung, «Stahl und Eisen», 1907, s. 1309—1347.

46. Hoff H.,

Fischer G. Beobachtungen

über

den

Bauschinger—Effekt

an

weichen

und mittelharten Stählen.

«Stahl

und

Eisen», 1958, N

19,

s.1313—1320.

47.Kosowski Ing. Adam. A method of removing casting stresses by subjecting

iron casting to thermal shocks, «Mach. Lloyd and Electrical Engineering»,

V. 40, July 1968, p. 27—28.

48.Kotzjubinsky O. J. Bleibende Spannungen und Verzug der Gusstücke.

XXX Internationaler Gießereikongreß. Praha, 1963, s. 475—487.

49.Martens P. The Vibratory Stress—Relief of Machine Tool Castings. «Tooling», 1960, N 4, p. 54—56.

50.Mathar I. Ermittlung von Eigenspannungen durch Messung von Bohrloch— Verformungen. «Arch. Eisenhüttenwesen», 1933, N 7, s. 117—120.

2 9 4

51.Papsdorf W., Schwier F. Kriechen und Spannugsverlust bei Stahldraht, insbesondere bei leicht erhöhten Temperaturen. «Stahl und Eisen», 1958,

N 14, s. 937—947.

52.Redonnet M. Stabilisation des metaux par vibrations «La machine moder­ ne», 1963, IX, Vol. 57, N 657, p. 121—122.

53.Russel P. A. Heat—treatment of Grey Cast Iron for Relief of Internat Stresses. «Foundry Trade Journal», 1946, September, p. 3—9.

54.Stäblein F. Spannungsmessungen an einseitigabgelöschten Knüppeln «Kruppsche Monatsh.», 1931, N 12, s. 93—99.

О ГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

 

Г л а в а

I.

 

 

 

 

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧУГУНА

 

 

 

1.

Влияние графитовых включений на механические свойства чугуна

11

2.

Пластические свойства металлической основы чугуна

.

. .

25

3.

Упругопластнческне и прочностные свойства чугуна . .

. .

40

4. Математическая модель упруговязкопластичного тела

примени­

 

 

тельно к чугуну...............................................................................

 

 

57

 

 

Г л а в а

II.

 

 

 

КОРОБЛЕНИЕ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК ОТ ИЗМЕНЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ

ИДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК

5.

Причины, вызывающие коробление о т л и в о к ........................

 

69

77

6. Методы измерения релаксации напряжений икоробления

отливок

7.

Коробление чугунных отливок от релаксации остаточных напря­

 

8.

жений и действия внешних н а г р у з о к ............................

 

 

102

Коробление чугунных отливок после

их

механическойобработки

114

9.

Коробление чугунных деталей от поверхностной закалки их на­

120

 

правляющих ....................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

Г л а в а

III.

 

 

 

 

 

 

ОСТАТОЧНЫЕ

НАПРЯЖЕНИЯ

В

ЧУГУННЫХ ОТЛИВКАХ

 

 

10.

Причины образования временных и остаточных напряжений в от­

130

11.

ливках

..........................................................................................................

 

 

 

 

 

Метод расчета временных и остаточных напряжений в отливках

143

12.

сложной

конфигурации . .

 

 

 

возни­

Влияние

различных факторов на величину 'напряжений,

 

13.

кающих

в о т л и в к а х .................................................................

 

 

 

160

 

Методы экспериментального определения остаточных напряже­

176

 

ний в отливках сложной кон ф и гурац ии ..................................

 

 

 

 

 

Г л а в а

IV.

 

 

 

 

 

 

МЕТОДЫ СТАБИЛИЗАЦИИ РАЗМЕРОВ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК

 

 

14.

Естественное старение . . . .

 

. .

 

. .

184

15.

Низкотемпературный о т ж и г ............................

 

 

188

16.

Метод статической п ер егр у зк и ................................................................

.

.

.

. .

206

17.

Метод динамического

нагружения .

218

18.

Метод термоударов......................................................................................

 

 

 

 

 

226

 

 

 

Г л а в а

V.

 

 

 

 

 

 

СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ КОРОБЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК

 

19.

Уменьшение коробления чугунных отливок путем снижения оста­

241

20.

точных напряжений.....................................................................................

 

 

 

 

 

Возможные комбинации методов стабилизации размеров чугун­

277

21.

ных отливок . . . .

 

коробления отливок .

.

Методы

прогнозирования величины

285

Список литературы ...........................................................................................

 

 

 

 

 

293

296

\ 82 3 1

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ