Оптимизация процессов заполнения форм сплавом при литье вакуумным всасыванием

• Автор: Категоренко, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 200 с. : ил

Введение

ГЛАВА 1. Современное состояние вопроса

1.1. Требования к гидравлическому и газодинамическому режиму заполнения форм при литье вакуумным всасыванием.
1.2. Оптимизация управления изменением перепада давлений на расплав в процессе заливки форм

1.3. Оптимальная продолжительность заливки при литье

вакуумным всасыванием

1.4. Методы расчета литниковых систем

Выводы по главе и задачи исследования

ГЛАВА 2. Анализ гидродинамических процессов заполнения форм

при литье вакуумным всасыванием

2.1. Математическая модель заполнения формы

2.2. Влияние закономерностей изменения перепада давлений на расплав на кинетику и характер заполнения формы
2.3. Разработка метода оптимального управления
заполнением форм.
2.4. Экспериментальная проверка полученных результатов
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Закономерности создания разрежения в вакуумной камере машины для ЛВВ при дискретном изменении плошади сечения дросселирующег о устройства в вакуумной сети.
3.1. Математическое моделирование истечения воздуха из вакуумной камеры в ресивер через ряд последовательно включаемых дросселирующих устройств с различными проходными сечениями.
3.2. Разработка методики определения параметров вакуумной системы, обеспечивающих оптимальное управление заполнением форм сплавом.
3.3. Экспериментальная проверка предложенной методики
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Оптимальная продолжительность заливки форм при литье
вакуумным всасыванием.
4.1. Максимальнодопустимая продолжительность
заполнения форм при ЛВВ
4.2. Минимально допустимая продолжительность заливки
4.3. Расчет оптимальной продолжительности запивки форм для
отливок при ЛВВ
Выводы по главе.
ГЛАВА 5. Разработка методики расчета технологических параметров
заполнения форм сплавом при ЛВВ.
5.1. Последовательность расчета технологических параметров заполнения форм при ЛВВ
5.2. Методика расчета литниковопитающих систем.
5.3. Система автоматизированных расчетов технологических параметров заполнения форм при ЛВВ.
5.4. Эффективность применения разработанной системы управления заливкой при изготовлении отливок ЛВВ
Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


Таким образом, при изменении перепада давления в соответствии с формулами 1. При расширении потока в начале заполнения существенное фонтанирование в открытое пространство не развивается. Однако после завершения растекания сплава и формирования фронта потока в полости формы происходит истечение под затопленный уровень, характеризующееся увеличением скорости поступления сплава из предыдущего участка формы Цч. В этом случае СА . Ц, и сильнее фонтанирование. При этом может происходить сильное возмущение свободной поверхности расплава и образование развитых застойных зон. На рис. В результате расчетов, натурных экспериментов на сплаве АК7ч и гидромоделирования в работе установлено, что при изменении перепала давлений в соответствии с 1. СО1 со 6. Рис. Рис. Очевидно, что это резко сужает сферу применимости метода, так как для отливок сложной конфигурации с тонкостенными элементами указанное условие не выполняется. При малых значениях Р возникали недоливы лопаток, а при больших возникали спаи и газовая пористость. Для получения качественной отливки пришлось ввести на лопатки технологические напуски, увеличивая их толщину до 5 мм У О,Ц,7. Необходимо также отметить, что сфера применимости рассматриваемого метода управления заливкой условие 1. Как было показано выше, управление заливкой форм с помощью дросселирующего устройства с постоянным проходным сечением и осуществление изменения перепада давлений на расплав в соответствии с уравнением 1,1 не обеспечивает качественное заполнение форм для сложных тонкостенных отливок с большими перепадами толщин сгенок. Поэтому в ряде работ , , , предприняты попытки даль рекомендации по определению оптимального значения изменения перепада давлений на расплав. В сущности методов ЛРД заложена возможность не только обеспечить оптимальную продолжительность заливки формы, но и целенаправленно управлять характером движения сплава при заполнении различных участков полости формы. В этом смысле возможности гравитационной заливки очень ограничены. Рассмотрим, прежде всего, принятые авторами критерии оптимизации. КХЬ по высоте отливки при фонтанировании сплава под затопленный уровень, скорость сплава на выходе из металлопровода или из предыдущего участка формы должна удовлетворять условию 1. ЬК 1. Условие 1. Как показано в работе , вертикальную протяженность застойных зон при ЛВВ невозможно локализовать до относительного значения ниже 0,. Параметры процесса оказывают влияние на горизонтальную протяженность и степень возмущения свободной поверхности сплава. Поэтому условие 1. В работах , Г. Формула 1. В реальных условиях, как показано в работе , вблизи свободной поверхности происходит резкое падение скорости струи и скорость движения свободной поверхности приближается значению
я . После преобразований Г. ОС коэффициент Кориолиса к некоторая постоянная. На Н, . Н, высота го участка. А П

2соб со
где о 0. Уравнения 1. Кроме того, эти уравнения получены без достаточного обоснования, что движение расплава подчиняется нестационарному уравнению Бернулли. Аналогично поступает ГБорисов для определения оптимального закона изменения перепада давлений. Он подставляет условие 1. Бернулли и находит следующее выражение для ДР. В работах , не приведены значения коэффициентов и, п и к. Анализ показывает, что изменение АРк0 в соответствии с уравнением 1. Этот факт отмечает и сам автор, рекомендуя в конце заполнения формы отступать от указанного закона изменения ЛРК чтобы снизить скорость сплава. К формуле 1. Бернулли. Предложенные в настоящее время методы оптимизации изменения перепадов давления описаны в литературе лишь теоретически и не нашли применения на практике. В практике управления заливкой в ЛРД используются или дросселирующие устройства с некоторой постоянной в процессе заливки площадью проходного сечения, или автоматические устройства, обеспечивающие постоянный темп нарастания перепада давлений. В работе предложено мсталлопровод и полость формы заполнять при разных изменениях перепада давлений, т. Р. При этом рекомендуется заполнять метал
1.