Введение к работе
Актуальность работы. Повышение требований it продукции маши
ностроения вызывает необходимость решения проблемы повышения ка
чества и точности отливок, что в значительной мере определяется
технологическими особенностями изготовления литейных форм. Высокие
показатели по этим признакам обеспечивает керамические оболочковые
формы (KOt). Подобные формы получают по выплавляемым, выжигаемым и
растворяемым моделям. Наряду с бесспорными преимуществами, отлив
ки, получаемые в таких Формах, имеют и весьма существенные недос
татки. Они определяются возможным трешцнооОразованием KOJ> и их не
достаточно высокой размерной и геометрической точностью, которые
связаны главным образом с низкой деформационной устойчивостью мо
делей, а такде деформациями, протекавшими в системе "модель-обо
лочковая форма" в процессе формообразования. Это приводит к браку
отливок по отклонению геометрических размеров, низкой их чистоте
поверхности и засорам, что снижает эффективность данного процесса
литья. Разработка методов повышения размерной и геометрической
точности, а также трещшоустойчивости кх>ї> за счет применения ком
бинированных моделей (КМ) с армирующей промветавкой и практических
рекомендации по выбору модельных материалов и конструкций КМ с
учетом деформационных свойств системы, позволит более эффективно
использовать прогрессивные технологические процессы, снизить брак
по растрескивании КОФ и поверхностным дефектам, а также обеспечить
требуемую размерную точность отливок.
Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является исследование закономерностей формирования размерной и геометрической точности отливок, изучение влияния физико-механических свойств и конструктивных параметров КМ на их деформационную устойчивость, геометрическую и размерную точность, а также разработке технологического процесса получения отливок повышенной точности. Для достижения этой цели в диссертационной работе решались следующие задачи:
разработка методик и устройств для исследования размерной точности и трешцноустойчивоети КОФ;
вывод уравнении регрессии, связывающих максимальные абсолютные о-"к.;,о!Ь'Нил гч-'M'T'Ois I'M от ее нейтральной оси и размеров полости i;p(-'"-e- ii'opiui г кык-труктш.пнми параметрами (базовым размером и
толщиной облицовочного слоя) и объемной массой армирующей пенополистироловой промвставки;
определение изменения прочности КМ при трехточечном изгибе Б зависимости от физико-механических свойств модельных материалов (предела прочности на изгиб облицовочного материала и объемной массы пенополистироловой армирующей промвставки);
построение номограмм по определению технологически необходимых конструктивных параметров и предела прочности КМ;
определение температурного паяя КМ на технологической операции выплавления облицовочного слоя модели;
определение абсолютных отклонений размеров отливок от размеров рабочей полости пресс-формы для получения моделей;
определение рациональных технологических режимов получения отливок повышенной точности по КМ.
Научная новизна. В целях повышения размерной и геометрической
точности отливок впервые предложено использовать комбинированные модели с армирующей пенополистироловой промветавкой. На базе экспериментальных данных, методом математического моделирования, установлены закономерности и разработаны теоретические и технологические основы формирования размерной и геометрической точности, а также прочности КМ.
Разработан метод комплексной оценки размерной точности отливок, позволяющий уточнить математическую зависимость размеров отливки от размеров полости пресс-формы. Применен метод регистрации: импульсов акустической эмиссии трещин для количественной оценга трещмноустойчивости капилярно-пористых оболочковых форм. Разработаны номограммы для определения технологически необходимых конструктивных параметров и прочности Ж
Предложен системно-структурный анализ к иерархическая классификация КОФ. а также возможные способы управления качеством оболочеь на каждом структурном уровне.
Практическая ценность работы^Разработаны критерии и предложены рекомендации по выбору модельных материалов и конструктивны: параметров КМ, позволяющие снизить трещинообразование в КОФ прі послойной сушке и выплавлении модели, а также повысить размерную і геометрическую точность отливок. Построены номограмм;! для определения предела прочности, конструктивных и технологических параметров КМ. Разработан технологический процесс получении отливок, покы-іікчпюй точности по КМ. Технология говишния тречшноустомчи^ост'
КОї> путем применения аэрированных суспензий внедрена на ААПО ш.Н.И.Сазыкина (г.Арсеньев) с общим годовым экономическим эффек-том 33.6 тыс.рублей (но уровню цен на 1989г.)
Апробация работы. Основные научные и практические результаты, представленные в диссертации;, докладывались и обсуждались на западно-сибирской науино-технической конференции "Совершенствование технологических процессов производства отливок" (г.Омск, 1987), региональном научно-техническом совещании "Повышение эффективности литейного производства" (г.Омск, 1989), областной научно-технической конференции "Прогрессивные методы получения отливок" (г.Горький, 1989), VIII научно-технической конференции "Повышение качества отливок в литейном производстве" (г.Минск, 1990), республиканском семинаре "Теория и практика литья по газифицируемым моделям" (г.Киев, 1990), межрегиональной научно-технической конференции "Прогрессивные технологические процессы в литейном производстве" (г.Хабаровск, 1991), международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Прогрессивные литейные технологии и материалы" (г.Киев, 1992), научно-технической конференции "Пути повышения качества и экономичности литейных процессов" (г. Одесса, 1992), международном симпозиуме "Наукоемкие Рехнологии и проблемы их внедрения на машиностроительных и металлургических предприятиях Дальнего Востока" (г.Комсомольск-на-Амуре, 1994).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 печатных работ и получено 1 авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 26? наименований и 2 приложений. СодержитЮВ листов машинописного текста, 12 таблиц и 45 рисунков.