Показать меню Технической информации

Разработка литниковой системы.
Расчет литниковой системы - только начало процесса; после этого, требуется провести разработку конструкции системы, которая позволит выполнить намеченную задачу. Литниковая система ДИСАМАТИК должна конструироваться последовательно снизу вверх; как только она приобретет форму, она «собирается» на модельной пли­те секция за секцией опять же снизу вверх.

Рис. 2: Исходная планировка модельной плиты для расчета и разработки литниковой системы

На рисунке 2 представлена требуемая планировка модели для максимального ис­пользования пространства плиты 650 х 850 для производства 5 тормозных дисков. Пер­вое замечание по данной планировке - си­фонную заливку для данной задачи применить невозможно, 5 отливок должны иметь боковой подвод металла; литниковая система может быть классифицирована категорией 2 с двумя или более уровнями отливок - подкатегория «2с». Как отмечалось ранее, для такой системы требуется, чтобы контрольное сечение располагалось перед питате­лями, а площадь питателей может быть увеличена по отношению к дросселю на 10%, что позволит снизить скорость и турбулентность заполнения отливок. Второе замечание заключается в выборе коэффициента сопротивления. Без фильтра достаточно простая отливка имела бы коэффициент сопротивления литниковой системы 0,5, тем не менее, с применением пенокерамического фильтра потери на сопротивление возрастают, и мы принимаем значение коэффициента 0,35.

Расчет производится последовательно для каждого уровня отливок; это позволит получить размеры литниковой системы, требуемые для каждого уровня. Сечение стояка определяется суммированием расчетных сечений стояка для каждого уровня, чтобы обеспечить необходимый расход металла одновременно для всех отливок.

Параметры нижней пары отливок: время заливки 6 секунд вес отливки 7,8 кг высота заливки 485 мм эффективная высота заливки 454 мм коэффициент сопротивления 0,35

По номограмме ДИСАМАТИК определяем, что площадь питателя для выполне­ния заливки за 6 секунд - 199 мм², данное значение подтверждается также расчетом, проведенным вручную и с применением компьютерной программы. Тем не менее, в данном случае контрольным сечением назначается сечение стояка, а сечение питателей может быть увеличено на 10%, что в результате дает площадь 219 мм²; данная площадь принимается для обеих нижних отливок.

Параметры для средней отливки - время заливки, коэффициент сопротивления и вес отливки такие же, как представлено выше. Высота заливки 377 мм, эффективная высота заливки 347 мм

Расчетное контрольное сечение - 228 мм², данная площадь делится на два, так как подвод осуществляется с двух сторон отливки, что позволяет соблюсти общую симметрию литниковой системы. Теперь сечение стояка должно обеспечить заливку 1,5 отливки и поэтому его площадь будет составлять 144 + 199 мм², площадь питателя для данного уровня также увеличивается на 10%, в результате получаем 125,5 мм² для питателя с каждой стороны.

Параметры для верхних отливок - время заливки, коэффициент сопротивления и вес отливки такие же, как представлено выше. Высота заливки 216 мм, эффективная высота заливки 176 мм

Расчетное контрольное сечение - 321 мм², данная площадь суммируется с пре­дыдущим значением сечения стояка, что в результате дает окончательную расчетную площадь стояка 634 мм². Данная площадь достаточна для подачи металла на 2,5 отлив­ки. Площадь питателей для верхнего ряда отливок получается аналогично увеличением соответствующего контрольного сечения на 10%, в результате получаем 353 мм².

Рис.3. Окончательная планировка модели

На рисунке 3 представлена окончательная планировка с окончательным действи­тельным сечением стояка 634 +634 мм² или 1268 мм². Данное сечение позволяет запол­нить все 5 отливок за заданное время 6 секунд.

Полученное прогрессивное уменьшение контрольного сечения сверху вниз га­рантирует, что верхние и нижние отливки будут заливаться одновременно и литниковая система на протяжении всей заливки полностью заполнена металлом. Если допустить слишком высокую скорость заливки нижнего уровня, то это приведет к турбулентности заполнения формы и соответственно повысит риск образования таких дефектов, как пригар, эрозия формы и газовая пористость.

Наиболее важной чертой лит­никовой системы ДИСАМАТИК с применением фильтров SEDEX явля­ется то, что она должна обеспечивать быстрое, спокойное, равномерное и ламинарное заполнение формы. Ос­новные размеры системы должны быть скорректированы с учетом рас­стояния полости отливки от верха формы.

Другими словами, следует УМЕНЬШАТЬ контрольное сечение при ПОВЫШЕНИИ ферростатического давления и УВЕЛИЧИВАТЬ сечение при УМЕНЬШЕНИИ ферростатического давления.

Последние результаты моделирования показали улучшение условий заполнения нижних отливок при применении наклонного стояка с резкими угловыми переходами.

Оптимальное расположение пенокерамического фильтра в форме (в верхней части - на рисунке слева, в нижней части - на рисунке справа):

Выбор места расположения фильтра в форме ДИСАМАТИК часто ограничен, например, в случае многоярусного размещения отливок фильтр должен быть располо­жен в верхней половине или четверти формы. Тем не менее, при свободном выборе по­ложения фильтра верхняя часть формы также предпочтительна, так как это дает сле­дующие преимущества:

• уменьшение первоначально высокой скорости металла
• минимизация риска разрушения
• снижение ферростатического давления на фильтр, что сокращает риск про­хождения через фильтр жидкого шлака.

Последнее преимущество подтверждается результатами, полученными в ходе промышленных испытаний, в ходе которых было исследовано влияние типа фильтра и его положения в форме на уровень внутреннего и внешнего брака литья. На рисунке 4 и 5 представлены используемые для испытаний планировки моделей, включая основные размеры литниковых систем, в таблицах 1 и 2 приведены результаты испытаний.

Расположение фильтра SEDEX в нижней части стояка показало сокращение чис­ла дефектов при уменьшении пористости фильтра (Таблица 1). Во второй серии испы­таний было исследована ситуация с расположением фильтра выше в форме (результаты представлены в Таблице 2), при этом как внутренний, так и внешний брак литья значи­тельно сократился.

Расположение контрольного сечения литниковой системы за фильтром позволяет сохранять литниковую систему полностью заполненной на протяжении заливки, а так­же обеспечивает смачивание всей площади фильтра.

Площадь сечения литниковых ходов может быть увеличена на 10% по отноше­нию к контрольному сечению, а сечение питателей соответственно еще на 10% по от­ношению к литникам.

Увеличение сечения элементов литниковой системы, расположенных за кон­трольным сечением, помогает снизить турбулентность и эрозию формы при заливке. Данный аспект применения фильтра может быть столь же важным для литейного про­изводства, как и сам эффект фильтрации.

Фильтр не должен опираться только на края и должен устанавливаться горизон­тально в форму.

Это позволяет обеспечить максимальную опору фильтра.

Установка фильтра становится менее зависимой от отклонения размеров полости формы и самого фильтра.

Можно использовать фильтры меньшей толщины при сохранении необходимого эффекта фильтрации.

Сокращается риск выпадения фильтра из формы при обдуве, движении и спари­вании формы.