Расчёт размеров прибыли отливки «Крышка»

Число, форма и размеры прибылей должны обеспечивать питание кристаллизующихся участков отливки жидким сплавом с целью компенсации объёмной усадки и получения плотных отливок.

Объём прибыли V_п определяем по методу Пржибыла по формуле

,

где β – коэффициент неэкономичности прибыли;

- для открытых прибылей,

- для закрытых прибылей,

- для прибылей с теплоизоляцией;

– часть объемной усадки сплава, принимающая участие в формировании усадочной раковины;=0,043-0,45 – дляAlсплавов;

– объем отливки или питаемого узла, м³;

м³.

Поскольку прибыль представляет собой кольцо, ее площадь будет равна:

,

где Dиd– соответственно, наружный и внутренний диаметры прибыли, м;D= 0,0528м,d= 0,0273 м.

Тогда, выразив из формулы высоту прибылиh_п, получаем

Расчёт толщины стенки кокиля для отливки «Крышка»

Рассчитаем коэффициент А для отливки «Крышка» по формуле

,

где ρ_1, ρ₂– плотность жидкого материала отливки и твёрдого материала кокиля соответственно, кг/м³;

с_1, с₂– удельная теплоёмкость металла и кокиля соответственно, Дж/кг∙К;

Т_з– температура заливки, К;

Т_кр– температура кристаллизации, К;

Т_2н– температура подогрева кокиля перед заливкой, К;

x_1,– половина толщины стенки отливки, мм;

L₁– удельная теплота кристаллизации, Дж/кг.

Толщина стенки кокиля рассчитывается по формуле

где К = 0,8…1,2 – коэффициент, учитывающий сложность и толщину стенки отливки, меньшее значение принимается для простых толстостенных отливок, большее для сложных тонкостенных;

λ_2, λ_кр– теплопроводность материала кокиля и огнеупорной краски соответственно, Вт/м∙К;

x_1,– половина толщины стенки отливки, мм;

x_кр– толщина слоя огнеупорной краски, м;

мм

Расчёт времени затвердевания для отливки «Крышка»

Определим температуру по формуле

где Т_ср– температура среды, К;

- теплоёмкость отливки, Дж/кг∙К;

- плотность отливки, кг/м³;

V_ф – объём формы, м³;

V_отл– объём отливки, м³;

;

Коэффициент тепловой проводимости сплава определяется по формуле

где – коэффициент тепловой проводимости краски, Вт/м²∙К;

– температура формы, К;

где – коэффициент теплопроводности краски, Вт/м∙К;

– толщина слоя краски, м;;

Вт/м²∙К.

Приведённый размер отливки l₀находим по формуле

,

где V_отл– объём отливки, м³;

F_отл– площадь отливки, м².

Время затвердевания отливки «Крышка» находим по формуле

где – приведённый размер отливки, м;

– коэффициент тепловой проводимости сплава, Вт/м²∙К;

– теплоёмкость сплава, Дж/кг∙К;

– плотность сплава, кг/м³;

Т₁– температура заливки, К;

– температура, К;

Т_L– температура ликвидус, К;

– время заливки формы, с;

Определение усилия подрыва стержня

При затвердевании и охлаждении происходит усадка металла, в результате чего отливка оказывается защемленной в кокиле или стержень обжимается отливкой. Поэтому при раскрытии кокиля необходимы значительные усилия для отрыва кокиля от отливки и извлечения из нее стержня. На усилие извлечения металлического стержня оказывают влияние величина усадки отливки, зависящая от состава сплава и температуры отливки в момент извлечения; температура стержня; величина уклона, форма и размеры стержня, состав облицовки и краски на поверхности стержня, шероховатость и твердость поверхности стержня, толщина стенки отливки.

С увеличением продолжительности выдержки стержня в отливке и отливки в кокиле усилие извлечения возрастает.

1) Расчет усилия подрыва:

где ;;(по таблице).

площадь стержня,

Тогда

2) Расчет усилия запирания:

где ;;

- высота матрицы;

- площадь отливок, находящихся в матрице;

- коэффициент запаса.

Подставив данные получим: