Кечин В.А. Селихов Г.Ф. Афонин А.Н. Проектирование и производство литых заготовок. ВГУ. 2002, 208с (934503), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Тогда содержаниекомпонентов в процентах будет равно их массе в килограммах.Первое уравнениеx + y + z + 40 = 100 или х + у + z = 60.Второе уравнение для кремния1,1x + 2,3у + 2,2z + 40 ⋅ 2,03 = 100 ⋅ 2,1 или 1,1х + 2,3у + 2,2z = 130.Третье уравнение для марганца0,9x + 0,95у + 0,8z + 40 ⋅ 0,7 = 100 ⋅ 0,8 или 0,9х + 0,95у + 0,8z = 52.Выразив x через у и z, после преобразования получим два уравнения с двумя неизвестными0,2у + 0,1z = 4 и 0,lу - 0,1z = -2.После сложения обоих уравнений находим у:0,25у = 2,0, откуда у = 8.Подставив в одно из уравнении значение у, получим z = 24.Величину х найдем из уравнениях + 8 + 24 = 60, откуда х = 28.На основании проведенного аналитическим методом расчета можно написать состав шихты на 100 кг металлической завалкиЧугун сортаСодержание, кгА28,0Б8,0С24,0Возврат собственного производства.40,0Итого100,0Расчет шихты на ПЭВМТребуется рассчитать шихту для получения сплава марки АЛ4-1 в индукционной тигельной печи (шихта - компактная).
Химический состав сплава ишихтовых материалов, а также необходимые для составления матрицы данныеприведены в табл.1.27.52Для сплава АЛ4-1 основными контролируемыми примесями являются Fe,Сu и Zn. Содержание основных и примесных элементов в лигатурах Al - Mg Mn, Al - Mn, Al - Mg и Al - Ti определяется исходя из содержания этих элементовв лигатурах, а также химического состава первичных металлов, используемыхдля приготовления лигатур (табл. 1.28) и определяется по формуле∑ xi y i(1.10)Э лиг =100%где Элиг - фактическое содержание элемента в лигатуре, %;хi - содержание элемента в первичном металле, %;yi - регламентированное содержание элемента в лигатуре, %.Матрица для поиска оптимального состава шихты с использованием симплексного метода представлена в табл.1.29.Расчет шихты ведут, используя программу SHIXTA, разработанную во Владимирском государственном университете.
Сначала задают размеры матрицы mи n (в данном примере m = n = 11), затем вводят верхний н нижний пределы содержания основы сплава и легируюших элементов, предельно допустимые содержания примесных элементов и саму матрицу.После выполнения расчета получены следующие значения переменных Xi:X1 =0,15178;X5 =0,00091;X9 = 0,02456;X2 = 0;X6 = 0;X10 = 0;X3 =0,65504;X7 =0,01546;X11 = 0.;X4 =0,17766;X8 = 0;Т. е. шихта для получения сплава АЛ4-1 состоит из 6 компонентов, взятыхв количестве, кг:Алюминий марки А8515,178Силумин марки СИЛ0065,504Силумин марки СИЛ117,766Титановая губка марки ТГ1000,0911,546Лигатура Al – Mg – Mn2,456Лигатура Al – MnИтого102,541Расчетное содержание сплава, легирующих и примесных элементов в шихте составляет, %:Al – 92,475; Mg – 0,309; Si – 10,660; Mn – 0,508; Ti – 0,152; Fe – 0,24891; Cu– 0,02696; Zn – 0,06965; Σ - 0,6.Стоимость компонентов шихты для приготовления сплава АЛ4-1 составляет 928,41 руб/т.1.сплава?2.3.4.Контрольные вопросыКак производится выбор шихтовых материалов для полученияКак производится расчет шихты арифметическим методом?Как производится расчет шихты графическим методом?Как производится расчет шихты с применением ЭВМ?3Таблица 1.27.Химический состав сплава и шихтовых материалов и исходные данные для составления матрицы.Содержание элементов %ОбоосновныепримесныеЭлементызначениеMgSiMnTiAlFeCuZnΣХим.
состав сплава 0,178,00,0888,550,2-0,50,300,10,30,6%0,3010,50,1591,55Угар элементов %31,51,51,5189,444Хим. состав сплава с 0,175- 8,122- 0,203- 0,0810,30,10,30,6учетом угара %0,309 10,66 0,508 0,15292,475Алюминий марки0,060,0199,85 0,080,010,020,15Х1А85Алюминий марки А5 0,30,0399,50,30,020,060,5Х2Силумин марки СИ13,00,050,0589,52 0,20,030,080,48Х3ЛООСилумин марки12,00,050,1586,64 0,50,030,081,36Х4СИЛ1Магний марки Мг90 99,90,010,040,020,040,005 0,1Х5Титановая губка0,0299,69 0,070,31Х6марки ТГ100Лигатура Al-Mg-Mn 19,98 0,072 9,658 0,1469,864 0,550,011 0,51Х7Лигатура Al-Mg9,990,091 0,004 0,018 89,822 0,110,009 0,19Х8Лигатура Al-Mn0,099,650,018 89,82 0,340,012 0,53Х9Лигатура Al-Ti0,096 5,004 94,81 0,120,009 0,21Х10Сплав АК20,29,50,287,70,81,00,52,4Х11* Цены на 1 января 1991 года.Цена,руб/т*985780905805113026401048101099610807504Таблица 1.28.Химический состав первичных металлов и лигатур.Марка металла, лигатурыСодержание элементов %MgSiАлюминий0,1марки А8Магний мар99,90,01ки Мг90МарганецМр1Титановаягубка марки0,02ТГ100Лигатура AlMg-Mn (7019,980,07220-10)Лигатура Al9,990,091Mg (90-10)Лигатура Al0,09Mg-Mn (7020-10)Лигатура Al0,096Ti (95-5)* Цены на 1 января 1991 года.примесныхCuZnЦена,руб.
/т*основныхMnTiAlFe-0,0299,80,120,01-0,28950,04-0,020,040,005-0,1113096,5--2,30,03-3,51000-99,69-0,07--0,3126409,6580,01469,8640,550,011-0,5110480,0040,01889,8220,110,009-0,1910109,650,01889,820,340,012-0,53996-5,00494,8100,120,009-0,211080Σ5Таблица 1.29.m/nМатрица для поиска оптимального состава шихты.ЭвХ1Х2Х3Х4Х5Х6Х7Х8Х9Х10Х11Эв10,175000099,9019,989,99000,20,30928,1220,060,313,012,00,010,020,0720,0910,090,0969,51066030,203000,050,50,0409,6580,0049,6500,20,50840,0810,010,030,050,15099,690,0140,0180,0180,00400,152589,44499,8599,589,5286,640,02069,89489,82289,8294,8187,792,4756-0,080,30,20,50,040,070,550,110,340,120,80,37-0,010,020,030,030,00500,0110,0090,0120,0091,01,08-0,020,060,080,080000000,50,39-0,150,50,481,360,10,390,510,190,530,212,40,6101111111111111,04711-98578090580511302640104810109961080750-562.
ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИЛИТОЙ ДЕТАЛИ.Качество современного изделия характеризуется большим разнообразиемсвойств, одним из которых является технологичность. Стандартное определение понятия технологичности конструкций содержит исходный принцип подхода сокращения материальных и трудовых затрат во всех сферах проявлениясвойств конструкций. Технологичность по ГОСТ14205-83 [1] рассматриваетсякак совокупность свойств конструкций изделия, проявляемых в возможностиоптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при техническойподготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнениюс соответствующими показателями однотипных конструкций и изделий того женазначения при обеспечении установочных значений показателей качества впринятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.
Отработка конструкции изделия на технологичность осуществляется при творческом содружестве конструкторов и технологов на всех этапах: разработке конструкции, процессов заготовительного производства, обработки, сборки и контроля.На стадии заготовительного производства отработка конструкции литыхдеталей не должна усложнять последующую механическую обработку и сборкуизделия. Конструкция детали должна отвечать новым технологическим требованиям с учетом литейных свойств сплава и технологии изготовления технологической оснастки, литейной формы, стержней, очистки, обрубки и последующей обработки.2.1.
Особенности конструирования с учетом литейных свойств сплаваЖидкотекучесть сплава определяет в конструкции детали выбор минимальной толщины стенок необрабатываемых поверхностей. Минимальнуютолщину детали х, мм определяют на диаграмме (рис.2.1) в зависимости отприведенного габаритного размера N:( 2l + b + h ),(2.1)N=3где l, b, h - длина, ширина, высота отливки, ммТолщина внутренних стенок и ребер принимают на 10…20% меньше толщины наружных стенок.У литых деталей толщину стенки необходимо назначать с учетом требуемой расчетной прочности, жидкотекучести сплава и заполняемости формы.Всякое увеличение толщины стенки приводит к замедлению скорости кристаллизации сплава, что сказывается на неоднородности структуры, снижениипрочности и возникновении дефектов отливки.Для выбора или оценки наименьшей толщины стенки отливки при литье впесчаные формы может быть использована табл.
2.1.57x, мм21N, мм43Рис. 2.1. Диаграмма для определения минимальной толщиныстенок отливок из различных материалов:1- стали; 2- серого чугуна; 3 – бронзы; 4 алюминиевых сплавов.При литье под давлением кристаллизация сплава характеризуется высокими скоростями [3]. Конструкция литой детали в связи с этим должна быть такой, чтобы металл затвердевал по всем сечениям одновременно.
Этому требованию удовлетворяет равностенная конструкция с минимально возможнойтолщиной стенки. Рекомендуемые толщины стенок приведены в табл. 2.2.При кокильном литье минимальную толщину стенок рекомендуется принимать по табл. 2.3.Наименьшую возможную толщину стенок отливок при оболочковом литьеможно выбрать по табл. 2.4.Усадка, как второй показатель литейных свойств сплава, вызывает прикристаллизации сплава появление усадочных раковин, трещин. Получение отливок без усадочных дефектов достигается созданием конструкции с равномерной толщиной стенок без большого скопления металла в отдельных местах.Равномерность толщины стенки и скопление металла определяют диаметромвписанной окружности (рис. 2.2, а, б). Желательно, чтобы соотношение диаметров вписанной окружности в близко расположенных сечениях не превышало 1,5.
Это достигается уменьшением, с помощью углублений в стенках отлив-58ки (рис. 2.2, в); смещением стенки (рис. 2.2, г); если это невозможно, то следуетпредусмотреть отверстие (рис. 2.2, д).Таблица 2.1.Минимальная толщина стенки отливки при литье в песчаные формы.МаксимальнаяМинимальнаяМассаМатериалдлинатолщинаотливки, кгстенки, ммстенки, ммДо 100До 2008…10Сталь100…1000200…80012…14До 100До 2003…4100…1000200…8006…8До 100До 1002,5…3,5100…300100…2004…5,5До 10До 503…410…5050…1005…6Св.50Св. 1007…8Бронзы и латуниДо 0,25До 506…7специальные0,25…4,0050…1008…10СплавыДо 2,00До 2003…5алюминиевые2,00…10,00200…5006…8СплавыДо 2До 2003,5…4,5магниевые2…8200…4006…7Чугун серыйЧугун ковкийБронзаоловянистаяВо избежание коробления и появления трещин, конструкция отливкидолжна обеспечивать достаточную сопротивляемость усадочным и термическим напряжениям. Для этого в конструкции необходимо предусмотреть плавные переходы с толстого на тонкое сечение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
