5. Определение площадей и размеров поперечных сечений литниковых каналов

Задача определения точных значений площадей поперечных сечений литниковых каналов трудновыполнима из-за сложности процессов происходящих при заполнении формы расплавом. Поэтому, на практике используют упрощенные методы, основанные на следующих допущениях:

1. расплав рассматривается как идеальная жидкость с постоянной вязкостью;

2. охлаждение расплава и нагревание формы при её заполнении не учитываются;

3. движение расплава рассматривается как установившееся движение тяжелой жидкости по каналам формы.

Расчет литниковой системы выполняется в 2 этапа:

1. определение суммарных площадей поперечного сечения питателей ;

2. по найденной величине , пользуясь в практике литейного производства соотношением, определяют площади поперечного сечения шлакоуловителей и стояка.

Суммарные площади поперечного питателей:

, см² (1)

Где М – масса отливки, г;

–плотность расплава, г/см³;

t – продолжительность заливки расплава в формы, с;

V – скорость движения расплава по каналам, см/с;

–коэффициент расхода, учитывающий суммарное сопротивление литниковой системы и полости формы движению расплава, см;

g=980,7 см/с² – ускорение свободного падения;

–расчетный статистический напор расплава.

Неизвестными в (1) являются величины и. Продолжительность заливки расплава в формы для тонкостенных заливок сложной конфигурации массой до 450 кг:

Продолжительность заливки средних и крупных отливок массой до 1000 кг:

,

где S – коэффициент, зависящий от жидкотекучести сплава, типа литниковой системы и толщины стенок отливки, мм;

–средняя толщина стенок отливки, мм;

М – масса отливки, кг.

Расчетный напор расплава:

, см, (2)

где Н – высота стояка от уровня литниковой чаши до питателей, см;

Р – расстояние от верха отливки до питателей, см;

С – высота отливки, см.

Входящие в (2) величины определяются в соответствии с принятыми схемами подвода расплава в форму. При подходе расплава к плоскости разъема (рисунок 2, г) расстояние и расчетный напор расплава . При верхнем подводе расплава (рисунок 2, б) размер , а расчетный напор расплава . В случае подвода расплава снизу (рисунок 2, а) . В соответствии с этим, статистический напор .

Площади поперечного сечения шлакоуловителей и стояка определяются по соотношению и принимаются в зависимости от марки сплава, размеров, конфигурации и массы отливки. Например, для отливок из серого чугуна наиболее часто используются следующие соотношения:

• для тонкостенных отливок –1:1,06:1,11;

• для мелких и средних отливок – 1:1,1:1,15;

• для крупных отливок – 1:1,2:1,4.

После этого, по найденным значениям выбирают из справочника значения размеров поперечного сечения питателя, шлакоуловителя и диаметр стояка. Размер литниковой чаши (воронки) нормализован и зависит от диаметра стояка.

6. Литье в песчано-глинистые формы

Из всех методов изготовления отливок литье в песчано-глинистые формы получило наибольшее распространение. Это объясняется сравнительно простым методом технологии литья, низкой стоимостью используемых материалов, сравнительно высоким качеством заготовок, возможностью механизации и автоматизации производства.

Литье в песчано-глинистые формы – сложный комплексный процесс, поэтому, большое значение имеет его технологическая подготовка, в которой выделяют 3 основных взаимосвязанных этапа:

1. конструирование отливки;

2. разработка технологического процесса её изготовления;

3. проектирование модульного комплекта и технологий изготовления литейной формы (формовки).