Материал: Технология литейной формы. Аммер В.А

где , , – соответствующие площади сечений питателя, стояка и шлакоуловителя;

, – длины питателя и шлакоуловителя;

– высота стояка;

– плотность жидкого металла;

– масса прибылей (или питающих бобышек, или выпоров).

Длину принимают равной среднеарифметической, длину шлакоуловителя – пропорциональной длине опок в свету ( 0,8 от L_оп).

Массу жидкого металла на отливку M_жм и на форму M_мф рассчитывают по формулам:

, (15)

, (16)

где – масса одной отливки;

– число отливок в форме.

Масса формовочной смеси на форму М_фс рассчитывается по формуле:

, (17)

где , – соответственно плотности формовочной смеси и материала холодильника;

, – длина и ширина опоки в свету;

– высота i-ой опоки (верхняя, нижняя);

– объем отливки;

, – масса и число наружных холодильников соответственно.

Масса стержневой смеси на форму рассчитывается по уравнению

, (18)

где – плотность стержневой смеси;

– объем стержня i-го типоразмера.

Масса залитой формы М_зф определяется по формуле

, (19)

где – масса опоки i-го типоразмера.

Норма расхода шихтовых материалов на отливку рассчитывается по формуле

, (20)

где – коэффициент технологических потерь и отходов материалов, = (4,22…8,9)%.

Технологический выход годного рассчитывается по формуле

. (21)

Временные показатели (время заливки формы, время выдержки отливки в форме и др.) рассчитывают по ранее приведенным соотношениям.

Дополнительная информация о параметрах отливок, изготовленных из сплавов черных и цветных металлов приведена в справочниках, например, Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика М .Машиностроение. 1988. 272 с.

7. Рекомендации по выбору формовочных и стержневых смесей

Используют следующие типы смесей:

формовочные для формовки по-сырому;

упрочняемые сушкой;

для изготовления стержней в горячей оснастке;

холоднотвердеющие формовочные и стержневые;

отверждаемые по СО₂-процессу;

для специальных технологических процессов.

Выбор состава смеси определяется размерами и конфигурацией отливки и стержня, характером производства, способом уплотнения смеси, способом извлечения модели и стержня, типом сплава и температурой заливки, требованиями к качеству отливки, экологическими и экономическими факторами и т.д. Математические основы оптимизации составов смеси находятся в стадии разработки.

В качестве рекомендаций при выборе состава смеси можно использовать требования, предъявляемые к ее прочностным и технологическим характеристикам.

Важнейшей характеристикой смеси является манипуляторная прочность _м, которая зависит от размеров и сложности форм и стержней. Для форм с размерами опок до 1000x1000 мм _м=0,1-0,15 МПа, до 10³ - 2 10³ мм _м=0,15-0,2 МПа, до 2000x2000 мм _м=0,2-0,3 МПа, для более крупных форм _м=1-1,2 МПа. Для стержней в зависимости от их сложности и размеров _м=0,5-1,5 МПа. Манипуляторная прочность достигается при: массовом производстве за τ_м=40-60 с; крупносерийном – за τ_м=5-10 мин, индивидуальном или мелкосерийном - за τ_м=30-40 мин. Необходимо также, чтобы за это время прочность при выдержке смеси не понизилась на 30 % по отношению к максимальной; оптимальная живучесть оценивается интервалом 6 - 10 мин.

В прил.23 и 24 приведены рекомендации по применению и требования по прочности к различным типам формовочных смесей. Рекомендации по применению стержневых смесей даны в прил.25.

Выбор конкретного состава формовочной смеси осуществляется по требуемой прочности во влажном состоянии _с, рабочей прочности с учетом экологических и экономических факторов, а также требований по выбиваемости смеси, возможности их регенерации.

Выбор конкретного состава стержневой смеси производится в зависимости от сплава отливки, класса стержня, способа изготовления стержня. Контролируемыми параметрами являются прочность сырого состояния, рабочая прочность, влажность и газопроницаемость. Рабочая прочность стержневой смеси на сжатие зависит от размеров стержня, она должна находиться в интервале 1,5-3 МПа. При применении ХТС необходимо учесть живучесть смеси и время ее отверждения.

Пример. Для отливки "Крышка" массой 6,8 кг из стали 35Л с толщиной стенки 17 мм, изготовленной в форме с размерами опок 500x600 мм в условиях крупносерийного производства, необходимо выбрать составы формовочной и стержневой смесей. Дополнительно известно, что требования к чистоте поверхности отливки повышенные.

Для изготовления формы применяем встряхивающе -прес­совую машину, для получения стержней - автомат, позволяющий производить отверждение стержней в горячей оснастке. Анализ прил.23 показал, что этим требованиям удовлетворяют: для формы - песчано-глинистая смесь, формовка по-сырому; для стержней - песчано-смоляная смесь (изготовление в нагреваемой оснастке). По прил.26 выберем для формы единую смесь следующего состава: оборотная смесь - 90...92%, кварцевый песок 2К₁0₃02 - 6,5...8%, бентонит - 1..1,5%, КБЖ - 0,5...1,0%. Влажность смеси - 3,4...4,5%, газопроницаемость 80-100 ед., σ_сж=30-50 КПа. По прил.27 для изготовления стержней Ш класса сложности выбираем смесь №4; способ изготовления - пескодувный. Для предотвращения пригара поверхность форм и стержней покрывают противопригарными пастами, например, следующего состава: основа хромомагнезит - 88 %, ЛСТ (или меласса) - 10...12 %, декстрин-1...2 %, вода для обеспечения плотности - 2300-2400 кг/м³. Формы и стержни провяливают в течение 1,5-2 ч на воздухе, затем сушат при температуре 360-380 °С.

Выбор конкретного состава смеси можно произвести, руководствуясь данными прил.23 – 41.