4.5 Требования к оформлению отчета

Отчет должен содержать:

• название практического занятия;

• цель практического занятия;

• схему центробежной установки и эпюры давления на стенки установки;

• расчет величины давления на крышку, вертикальные стенки и дно литейной формы в общей форме и в численном варианте;

• анализ полученных результатов;

• выводы по работе.

4.6 Контрольные вопросы

• Какой вариант литья называется центробежным литьем?

• В чем принципиальная особенность центробежного литья?

• В чем особенность формирования отливки на центробежных машинах с горизонтальной осью вращения?

• В чем особенность формирования отливки на центробежных машинах с вертикальной осью вращения?

• Какая форма свободной поверхности отливки получается при литье на машинах с вертикальной осью вращения?

• Почему на центробежных машинах с вертикальной осью вращения свободная поверхность имеет форму параболойда?

• Почему на центробежных машинах с горизонтальной осью вращения свободная поверхность получает цилиндрическую форму?

Практическое занятие №5 технологические параметры литья

ПОД ДАВЛЕНИЕМ (4 часа)

5.1 Цель занятия: Знать (на уровне узнавания) основные технологические параметры литья под давлением.

Уметь (на уровне первоначального опыта) рассчитывать площадь поперечного сечения питателя, силу прессования при заливке, время заполнения и др.

5.2 Краткая теоретическая часть:

Литье под давлением (ЛПД) – это принудительное заполнение рабочей полости металлической формы расплавом под воздействием поршня.

Характерной особенностью ЛПД является движение жидкого сплава в полости формы с большой скоростью, что позволяет быстро заполнить форму и получить тонкостенную отливку с высокой точностью и низкой шероховатостью поверхности. Высокая скорость движения расплава достигается за счет давления поршня на зеркало расплава. Давление сохраняется на стадиях заполнения формы сплавом и его кристаллизации. Реализуется такой процесс на специальных машинах литья под давлением.

Основные технологические параметры ЛПД. Скорость заполнения формы (скорость впуска) и режим движения заполняющей струи взаимосвязаны. При скорости струи на выходе из питателя до ~ 1 м/с наблюдается ламинарный режим. При таком режиме отливка получается достаточно плотной при толщине стенки отливки 4…8 мм.

При увеличении скорости потока в диапазоне 1,0…15,0 м/с возникает турбулентный поток, который обеспечивает получение более тонкостенных отливок. Однако при движении сплава в турбулентном режиме металл захватывает воздух, и отливки получаются пористыми в осевой зоне стенки. Это снижает прочность и герметичность отливки.

Увеличение скорости заполнения формы до 20…60 м/с формирует дисперсный поток, при котором капли металлического сплава смешиваются с воздушными и газовыми пузырьками, образуя единую дисперсную массу. Образовавшиеся при этом газовые поры очень мелкие и в меньшей степени снижают прочность и герметичность, чем при заполнении формы турбулентным режимом. Заполнение дисперсным потоком позволяет получать тонкостенные крупногабаритные отливки.

Время заполнения пресс-формы теоретически рассчитать затруднительно, поэтому используют обобщенные методы расчета, предложенные Н.А. Шубиным и А.К. Белопуховым [2], [6], [7]. Согласно методу Н.А. Шубина время заполнения формы можно определить по эмпирической зависимости

(5.1)

где − скорость впуска, м/с; k − обобщающий опытный коэффициент, который зависит от сплава и конфигурации отливки.

Значения этого коэффициента выбирают из справочных таблиц, например таблицы 5.1.

Таблица 5.1

Значение коэффициента k для отливок из разных сплавов

и разной сложности [2]

Конфигурация отливки	Сплавы
	цинковые	алюминиевые	магниевые	медные
Простая	2,16	6,09	7,32	1,89
Сложная	1,87	5,25	6,05	1,63
Очень сложная	1,57	4,41	4,78	1,37

Время заполнения формы по методу А.К. Белопухова определяется по формуле

(5.2)

Здесь − среднее время заполнения формы,=0,06 с;− коэффициент учитывающий тип заливаемого сплава;− коэффициент, учитывающий толщину отливки.

Значения этих коэффициентов приведены в таблицах 5.2 и 5.3 [2], [7].

Таблица 5.2

Значение коэффициента

сплав
Цинковый	1,0
Алюминиевый	0,90
Магниевый	0,45
Медный	0,75

Таблица 5.3

Значение коэффициента

Средняя толщина стенки, мм
до 1	0,5
1…2	0,75
2…4	1,00
4…6	1,15
6…8	1,30
свыше 8	1,5

Площадь поперечного сечения питателя определяют из соотношения

(5.3)

здесь − площадь поперечного сечения питателя, м²; − плотность сплава, кг/м³; − скорость впуска, м/с; − время заполнения формы, с.

Давление прессования − еще один важный технологический параметр, определяют обычно на основании установившегося практического опыта. Рекомендации приводятся в справочной литературе. В частности можно использовать данные таблицы 5.4 [2].

Таблица 5.4

Рекомендуемые давления прессования

Деталь	Толщина стенки отливки, мм	Давление прессования, МПа
Неответственная	3…6	44
Средненагруженная	2…5	55
Герметичная	2…6	54…72
Силовая	4,5	100

Скорость прессования (скорость перемещения прессующего поршня) определяется на основании закона неразрывности

, (5.4)

где − скорость перемещения прессующего поршня, м/с;− площадь поперечного сечения камеры прессования, м².

Сила прессования

, (5.5)

где − давление прессования, МПа.

Силы раскрытия пресс-формы

, (5.6)

где − суммарная площадь смоченной расплавом поверхности рабочей полости пресс-формы, включая каналы литниковой системы, м².

Усилие запирания

, (5.6)

где − коэффициент запаса, равный 1,1…1,5.

Рассчитав необходимые технологические параметры, технолог устанавливает их конкретные величины, выбирает соответствующую машину ЛПД и назначает режимы прессования.