О производстве литья

Центробежное литье в основном используется для получения полых отливок в виде тел вращения (в основном труб, трубных заготовок, втулок и т.д.) без стержней.

центробежное литье, характер                                    затвердевания отливки

Рис 1

   Одним из преимуществ центробежного литья можно считать направление затвердевания металла. В результате в отливках отсутствуют усадочные оболочки и рыхлость, а механические свойства повышаются.

 Основные принципы метода – центробежное литье

Величина центробежной силы, действующей на металл при вращении формы с числом оборотов n, равна

P=mrꙍ² ,

Где m – масса жидкости в г;

r —  радиус тела вращения в см;

ꙍ — угловая скорость  вращения формы в сек. ^-1 ; ꙍ = πn/30.

Форма может вращаться вокруг вертикальной, горизонтальной и наклонной осей, а также одновременно, например, вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

При вращении вокруг оси свободная поверхность представляет собой параболоид вращения, поэтому на станках с вертикальной осью вращения отливаются в основном кольца преимущественно незначительной высоты. Это объясняется тем фактом, что для высоких колец разница во внутренних диаметрах на верхнем (2r1) и нижнем (2r2) концах будет больше, чем для низких.

отливка кольцо

Рис 2

   Чтобы получить заданную разницу r2 – r1, вам необходимо выбрать число оборотов мельницы n в соответствии с высотой кольца H:

n = K ꓦ N,

где K – коэффициент, зависящий от r2 — r1 (таблица 1)

Пример: Отлейте кольцо высотой H = 25 мм с наружным диаметром 2r1 = 500 мм и 2r1 – 2r2 = 5 мм.  Согласно таблице 1, для 2r1 = 500 мм и 2r1 – 2r2 = 5 мм мы находим K = 120 и, следовательно, n = 120ꓦ25 = 600 оборотов в минуту.

При вращении вокруг горизонтальной оси такого недостатка нет – полая цилиндрическая отливка большой длины получается равностенной.

Табл  1

Значения коэффициента К и разницы 2r₁ – 2r₂

При вращении вдоль двух взаимно перпендикулярных осей можно добиться равномерности в таких изделиях, как чугунные шарики.  Устройство для вращения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей показано на рисунке.

центробежное литье, приспособление для                                     отливки шаров

Рис 3

Центробежное литье, скорость вращения пресс-формы

Правильный выбор скорости вращения пресс-формы очень важен при центробежном литье. Характер получаемой структуры, распределение шлаковых включений, газовая и усадочная пористость и т.д. центробежных отливок зависят от величины центробежной силы и, следовательно, от скорости вращения формы.

Существующие формулы для определения необходимого числа оборотов пресс-формы можно разделить на две категории:

а) формулы, основанные на уравнениях гидростатики, которые определяют форму свободной поверхности жидкости во вращающемся сосуде;

б) формулы, основанные на динамических силах, действующих на металл во вращающейся форме.

Обычно в практике центробежного литья считается, что минимальное и достаточное количество оборотов обеспечивает правильную свободную поверхность отливки.  Эта скорость будет разной и зависит от расположения оси, количества осей, вида металла, допустимой разницы и наружного диаметра отливки.

Известные способы расчета скоростей вращения пресс-формы сводятся к трем основным формулам: расчет по заданной окружной скорости, расчет по гравитационному коэффициенту и расчет по давлению на пресс-форму.

В дополнение к этим методам расчета ряд исследователей предложили эмпирические и полуэмпирические формулы для расчета скорости вращения пресс-формы. Значения, наиболее близкие к принятым на практике, приведены по следующим формулам.

Формула  Кэммена:

n = K₀/r;

Формула Константинова:

n = 5520/ꓦꝩr,

центробежное литье, кривые                 чисел оборотов

Рис 4

где, n – число оборотов изложницы в об7 мин;

r – наружный радиус отливки в см;

К₀ – коэффициент различный для разных сплавов;

ꝩ  —  объемный вес сплава.

Значения K0 для случаев вращения вокруг горизонтальной и вертикальной осей и различных типов отливок приведены в таблице. 2. Сопоставимые методы расчета скоростей вращения пресс-формы обобщены в таблице 3.

Числа оборотов, используемые на практике для различных сплавов, в зависимости от диаметра полых отливок, приведены на рис. 4 (горизонтальная ось вращения).

Табл 2

Значения константы К₀

Табл 3

Скорости вращения пресс-формы при центробежном литье определяются различными методами

В данной статье вы познакомились с понятием – центробежное литье.

Используемая литература: «Особые виды литья» С.Я. Головин

Вам понравилась статья? Пишите свое мнение в комментариях, делитесь ссылкой на статью с друзьями.