Проектирование и расчет литниковой системы.

Положение литниковой системы.

Литниковой системой называют совокупность каналов, по которым жидкий металл поступает в полость литейной формы. В зависимости от места подвода металла в форму литниковые системы подразделяют на горизонтальные (металл подводится по разъему), верхние или дождевые (металл заполняет форму сверху), сифонные (металл подводится к нижней части отливки и заполняет форму снизу), ярусные (металл подводится в форму на нескольких уровнях), этажные литниковые системы. Согласно рекомендациям, дождевая, сифонная, ярусная литниковые системы применяются при изготовлении крупных отливок, этажная система – при стопочной безопочной формовке.

Подвод металла по плоскости (горизонтальная литниковая система) разъема является одним из самых распространенных способов заливки. Он применяется для отливок небольшой высоты, средней массы, широко используется при машинном способе изготовления форм.

Наша отливка изготавливается в условиях мелкосерийного производства с применением машинной формовки. Исходя из этого, выбираем горизонтальную (боковую) литниковую систему [5]. Принимая во внимание массу отливки, её габаритные размеры и объем производства, расположим в форме две отливки. Схема расположения отливки в форме показана на рис. 3.

Длину   L  и   ширину В  формы  определим из выражения L = d + 2 l; B = 2 l + 2 d ₁ + d ₂ , где d _n d ₁ – габаритные длина и ширина отливки в плане (140´59);

l – расстояние от отливки до края опоки, принимаем 50…60 мм;

d ₂ – расстояние между отливками, принимаем 60 мм.

Отсюда L = 140+2×60 = 260 мм

   В = 2×50+2×59+60 = 278 мм.

Принимаем стандартную опоку 300´300 мм [6].

Высота верхней и нижней опоки 50 мм.

Высота стояка и выпоров – 50 мм.

Общая длина шлакоуловителя l _шл = 120 мм.

Общая длина питателя l _пит = 80 мм.

Расчет литниковой системы.

Расчет литниковой системы необходим для того, чтобы при ее минимальном объема обеспечить хорошее заполнение литейной формы.

Он сводится к расчету площади поперечного сечения наиболее узкого канала (в данном случае – питателя) [2]

 

 , мм²,                               (6)  

 

где m – масса отливки с учетов массы выпора (равной 0,2 кг); принимаем m = 0,915+0,2 = 1,115 кг ≃ 1,12 кг;

τ – время заполнения формы, с.

 

                        (7)

 

где А – коэффициент, равный для чугуна 2;

d – средняя толщина стенок отливки – 9 мм;

r – плотность жидкого металла, 7000  ;

g = 9,81 .

Н_р = Н_о –  = 0,05 –  = 0,05 м

где Н_о – высота стояка ~ 0,05 м

с – высота отливки – 0,032 м

m - коэффициент расхода литниковой системы, равный ~ 0,5

Отсюда:

 

Объем питателей

67 ∙ 80 = 5,4 см³ .

Отношение площадей поперечного сечения элементов литниковой системы для чугуна определяется как

 :  : = 1: 1,25: 1,5

Отсюда объем шлакоуловителя

 = · 1,25·  = 67·1,25·120 =10,5 см³

Объем стояка с учетом двух отливок

 = ·1,5·2·50 = 67·1,5·3·50 =10 см³

Учитывая объем воронки, объем стояка

=15 см³

Принимаем объем двух выпоров  =  = 15 см³.

Принимаем объем двух прибылей =25 см³.

Объем литниковой системы

= 5,4+10,5+10+15+25 = 70 см³

Общая масса литниковой системы

= 70·7 = 490 гр = 0,49 кг

Оценка материальных затрат.

Масса исходного материала для двух отливок

 = + = 0,915·2+0,49 = 2,52 кг

Коэффициент выхода годного

= / = (0,915·2)/2,52 = 0,79

Коэффициент весовой точности

= / = 0,53/0,915 = 0,58

Коэффициент использования металла

КИМ= · =0,79·0,58 = 0,46.