Глава 8 Расчет продолжительности затвердевания

отливки

При заливке металла в сырую форму в зоне контакта металл-форма происходит интенсивное испарение влаги, перемещение пара вглубь формы, конденсация его на непрогретых участках. В связи с этим эффективная теплопроводность формы заметно возрастает по сравнению с сухой. Расчёт ведётся для плоской отливки.

Для сырой формы удельная теплота течения:

где b₂ – коэффициент аккумуляции тепла материалом формы,

Q_теч – разность между температурой заливки и температурой кипения воды,

Q_теч = 1300 – 100 = 1200 °С;

R – половина толщины стенки, R = 0,003 м;

ρ – плотность жидкого металла; для чугуна 7000 кг/м³ ;

n – показатель степени параболы.

Для сырой формы:

где, U_o – исходная влажность формы в сотых долях, U_o=0,05;

- время течения, с;

A – параметр, определяемый по формуле:

,

где U₁ – влажность на границе сухой – влажный участок формы, в сотых долях.

;

С₂ – удельная теплоемкость сухой формы, С₂=1250 Дж/кг∙град;

r_и – удельная теплота испарения влаги, r_и =;

Qп – разность температур на границах сухой – влажной зоны,

.

Отвод теплоты перегрева

Время отвода теплоты перегрева:

где – плотность жидкого металла,

–плотность жидкого металла,

Затвердевание отливки

Полное время затвердевания:

где – удельная теплота кристаллизации с учетом понижения температуры;

;

;

;

температура заливки;

температура кристаллизации;

,

Общее время кристаллизации:

Принимаем общее время кристаллизации 747 с.

Глава 9 Проверка правильности расчета продолжительности заливки и затвердевания отливки с использованием программы lvm Flow

С помощью компьютерной программы Solid Works была разработана объемная отливка «Корпус», а также литниковая система (литниковая чаша, стояк, зумпф, шлакоуловители, питатели). Получившуюся сборку сохранили в формате stl. Далее из Solid Works сборку транспортировали в компьютерную программу «LVM FLOW». Установили параметры заливки: тип литья, марку и температуру заливаемого металла, установили подвод металла (точку через которую будет заливаться расплавленный металл, т.е. точку на литниковой чаше). Только потом в программе «LVM FLOW» начали заливать полость формы расплавленным серым чугуном марки СЧ20.

В данной программе просмотрели весь режим заполнения формы в реальном времени, скорость заполнения полости формы металлом, выяснили время затвердевания отливки, увидели динамику изменения температуры отливки после заполнения формы, а также возможные узлы подверженные образованию усадочных раковин. Результаты моделирования представлены на рисунках 9.1-9.4.

Рисунок 9.1 -- Динамика изменения температуры отливки.

Рисунок 9.2 -- Время затвердевания отливки.

Рисунок 9.3 -- Узлы подверженные образованию

усадочных раковин.

Рисунок 9.4 -- Влияние температуры на форму

(вид сверху).

Было произведено сравнение реального времени затвердевания и расчетного. Установлено, что реальное время составляет 510 сек., а расчетное – 747 сек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

За время выполнения курсовой работы был проведён анализ конструкции отливки: выбрано положение отливки в форме, плоскость разъема модели, подобраны формовочная и стержневая смеси, обоснован выбор способа изготовления форм и стержней.

В данной курсовой работе были разработаны чертежи детали с нанесёнными элементами литейной технологии, монтажа моделей “верха”, “низа” и чертёж формы в сборе, а также полученными знаниями за период обучения при помощи компьютерной программы LVMFLOW была смоделирована отливка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балабин, В. В. Модельное производство/ В. В. Балабин. – Ленинград: Машиностроение, 1970.

2. Власов, А. Ф. Справочник конструктора модельной оснастки/ А. Ф. Власов, П. В. Васильев. – Ленинград: Машиностроение, 1980.

3. «Справочник по чугунному литью» под редакцией Н. Г. Гиршовича, М., «Машиностроение», 1978.

4. Майоров В. Н. Модельщик по деревянным моделям/ В. Н. Майоров, Г. Г. Абрамов. – Москва: Высшая школа, 1990.

5. ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку».

6. Практическое руководство к выполнению курсового проекта для студентов специальности Т.02.02.01 «Технология, оборудование и автоматизация литейного производства».

7. ГОСТ 3212-92 «Комплекты модельные, уклоны формовочные».

8. «Литейное производство» под редакцией А. М. Михайлова, М., «Машиностроение», 1987.