Литье по выплавляемым моделям точных отливок ответственного назначения

Язык труда и переводы:
УДК:
621.74.045
Дата публикации:
29 мая 2022, 19:25
Категория:
Литейное и сварочное производство
Авторы
Юсипов Равиль Фатегович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Демьянов Евгений Данилович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Паремский Игорь Ярославович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Айрапетян Армен Саакович
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Предложены рекомендации по изготовлению точных отливок без доводки размеров рабочей полости пресс-формы литья по выплавляемым моделям. Отмечено, что многооперационность технологического процесса литья по выплавляемым моделям, разнообразие свойств используемых материалов, имеющих большой диапазон теплофизических характеристик, вызывает значительные трудности при расчете размеров рабочей полости пресс-формы для выплавляемых моделей. Представлена возможность изготовления отливки с заданными по чертежу размерами без доводки размеров рабочей полости пресс-формы, осуществляя подбор теплофизических характеристик материалов выплавляемых моделей и литейной формы для обеспечения равенства величин передаточного коэффициента формирования размеров отливки
Ключевые слова:
температурное расширение, усадка, пресс-форма, выплавляемая модель, отливка
Основной текст труда

Литьем по выплавляемым моделям (ЛВМ) изготовляют точные отливки, что требует повышенных требований к точности размеров рабочих полостей пресс-форм для изготовления выплавляемых моделей.

Многооперационность технологического процесса ЛВМ, разнообразие свойств используемых материалов, имеющих большой диапазон теплофизических характеристик, вызывает значительные трудности при расчете размеров рабочей полости пресс-формы для выплавляемых моделей.

Внедрение пресс-форм связано с неоднократной доводкой размеров их рабочих полостей после статистической обработке замеров размеров опытной партии отливок.

Доводка размеров рабочих полостей пресс-форм — длительная и дорогая операция [1, 2].

Методика расчета размеров рабочей полости пресс-формы [3] устанавливает зависимость размеров отливки. указанных на чертеже, с соответствующими размерами рабочей полости пресс-формы, При этом учитывают теплофизические характеристики материалов пресс-формы. модели, литейной формы и отливки и температурные параметры формирования размеров на каждой операции технологического процесса:

l4k = lk1k3/k2k4,                      (1)

где ki = (1 + aiDt), а i= 1,2, 3, 4.

L4k — размер отливки;

l — размер полости пресс-формы;

ai — температурные коэффициенты линейного расширения–сжатия материалов: пресс-формы (a1), модели (a2), литейной формы (a3), отливки (a4);

Dti — интервалы температур, при которых в результате теплообмена изменяются размеры: пресс-формы (Dt1), модели (Dt2), литейной формы (Dt3) и отливки (Dti).

Из уравнения (1) следует, что отношение размера пресс-формы к соответствующему размеру отливки — величина постоянная, равная передаточному коэффициенту формирования размера отливки:

K = l/l1k                                     (2)

Его значения определяются из отношения соответствующих коэффициентов ki, включающих теплофизические характеристики материалов, используемых в технологическом процессе и температурные параметры формирования размеров:

К = k2 k4 /k1 k3,                            (3)

где k1 = a1 Dt1;   k2 = a2 Dt2;   k3 = a3 Dt3;   k4 = a4 Dt4.

Таким образом, для согласования размеров пресс-формы и отливки необходимо обеспечение величины К, полученной из уравнения (2) за счет подбора коэффициентов ki, отвечающих за формирование размеров отливки на всех этапах ее изготовления.

Материалы отливки и пресс-формы задают конструкторы. Поэтому коэффициенты k1 (пресс-форма) и k4 (отливка) не оказывают существенного влияния на корректировку размеров отливки. Эта корректировка возможна регулировкой коэффициентов k2 (выплавляемая модель) и k3 (литейная форма) за счет подбора теплофизических материалов моделей (a2Dt2) и литейной формы (a3Dt3), обеспечивающих заданное значение коэффициента К.

В производственных условиях коэффициенты усадки модельного состава и расширения литейной формы выбирают по справочным данным и затем рассчитывают величину усадки модели расширения литейной формы [4].

Усадка модели

e2 = (k1k3K/k4 – 1) 100 %.         (4)

Расширение литейной формы

et3 = (k2k4/k1K – 1) 100 %.          (5)

На основании предложенных зависимостей представлена возможность изготовления отливки с заданными по чертежу размерами без доводки размеров рабочей полости пресс-формы, осуществляя подбор теплофизических характеристик материалов выплавляемых моделей и литейной формы для обеспечения равенства величин передаточного коэффициента формирования размеров отливки К и отношения размеров пресс-формы к соответствующим размерам отливки (l/l).

Литература
  1. Иванов В.Н., Казеннова С.А. и др. Литье по выплавляемым моделям. Москва, Машиностроение, 1984, 408 с.
  2. Чернышев Е.А., Паньшин В.И. Литейные технологии. Основы проектирования в примерах и задачах. Москва, Инновационное машиностроение, 2017, 288 с.
  3. Юсипов Р.Ф. Расчет размеров пресс-форм при изготовлении отливок по выплавляемым моделям. Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям: сб. тр. Москва, МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1986.
  4. Юсипов Р.Ф., Демьянов Е.Д., Виноградов В.Ю. и др. Выбор материалов для изготовления отливок способом литья по выплавляемым моделям. Сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. Москва, Изд-во МИУ МГОУ, 2019.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.