Теоретические и технологические основы изготовления качественных отливок в вакуумно-пленочных формах
Диссертация
Работа посвящена научно-технической проблеме повышения качества отливок, изготавливаемых в вакуумно-пленочных формах, снижению их себестоимости, расширению представлений о механизме формирования прочности вакуумируемой формы, совершенствованию конструкций опок для данной технологии и как следствие улучшению санитарно-гигиенических условий труда в отечественных литейных цехах. Кроме того… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМОВКИ
- 1. 1. Содержание технологического процесса
- 1. 2. Область применения способа
- 1. 3. Герметизирующие покрытия для вакуумно-пленочных форм
- 1. 4. Виды брака отливок
- 1. 5. Представления о механизмах образования газовых дефектов в отливках, изготавливаемых в вакуумируемых формах
- 1. 6. Формовочный песок — как материал вакуумно-пленочной формы
- 1. 7. Прочность вакуумно-пленочной формы
- 1. 8. Опоки для вакуумно-пленочных форм
- 1. 9. Выводы и постановка задач исследования
- ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОВЫХ ДЕФЕКТОВ В ОТЛИВКАХ
- 2. 1. Движение расплава в полости вакуумируемой формы и ее газовый режим
- 2. 1. 1. Исследование термодеструкции полимерной пленки, оформляющей рабочую полость вакуумируемой формы в процессе заполнения ее расплавом
- 2. 1. 2. Влияние разрежения в порах наполнителя вакуумируемой формы на ее газовый режим и образование газовых дефектов в отливках
- 2. 2. Образования газовых дефектов в отливках
- 2. 3. Моделирование процесса проникновения атмосферного воздуха по разъему формы в заливаемый расплав
- 2. 4. Методика измерения параметров вакуумно-пленочной формы. Л
- 2. 4. 1. Методика определения газового давления в рабочей полости вакуумно-пленочной формы во время заливки ее расплавом
- 2. 4. 2. Методика исследования влияния технологических факторов на образование газовых дефектов в отливках
- 2. 4. 3. Исследование влияния дегазации расплава перед заливкой его в вакуумно-пленочную форму на качество отливок
- 2. 4. 4. Исследования влияния герметизации разъема формы на образование газовых дефектов в отливках
- 2. 4. 5. Методика проведения полного факторного эксперимента
- 2. 5. Интерполяционные модели образования газовой пористости в отливках, изготавливаемых в вакуумно-пленочных формах
- 2. 6. Анализ результатов исследования влияния технологических факторов на образование газовых дефектов в отливках
- 2. 7. Выводы
- 2. 1. Движение расплава в полости вакуумируемой формы и ее газовый режим
- ГЛАВА 3. ОДНОМЕРНАЯ МОДЕЛЬ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМЫ
- 3. 1. Основы теоретического анализа напряженного состояния литейной формы
- 3. 2. Анализ состояния вакуумно-пленочной формы на технологических этапах
- 3. 3. Силы и напряжения в вакуумно-пленочной форме на стадии формообразования
- 3. 4. Уравнения напряженного состояния
- 3. 5. Критерий оценки прочности вакуумно-пленочной формы
- 3. 6. Определение минимально необходимой степени разрежения
- 3. 7. Методика исследования напряженного состояния вакуумнопленочной формы на стадии формообразования
- 3. 8. Фильтрация газа через песчаный наполнитель вакуумируемой формы, как недеформируемую пористую среду
- 3. 9. Механизм сохранения прочности вакуумируемой формы на этапе заливки ее расплавом
- 3. 10. Анализ напряженно-деформированного состояния вакуумно-пленочной формы на этапе заливки ее расплавом
- 3. 11. Выводы
- ГЛАВА 4. ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМЫ
- 4. 1. Объемно-напряженное состояние вакуумно-пленочной формы
- 4. 2. Дифференциальные уравнения равновесия
- 4. 2. 1. Первый этап формообразования (статическое состояние)
- 4. 2. 2. Второй этап формообразования (снятие полуформы с модельной плиты, транспортировка полуформ)
- 4. 2. 3. Напряженное состояние вакуумно-пленочной формы во время заливки ее расплавом
- 4. 3. Методика решения задачи объемной прочности вакуумно-пленочной формы
- 4. 4. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния вакуумируемой формы
- 4. 5. Влияние геометрии внутренних стенок опоки на величину разрежения в вакуумно-пленочных формах
- 4. 6. Выводы
- ГЛАВА 5. АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ОТЛИВОК ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ ВПФ
- 5. 1. Изготовление отливок в условиях литейного цеха МПО (ОАО) «Станколит»
- 5. 2. Изготовление отливок в условиях литейного цеха
- ОАО «КнААПО»
- 5. 2. 1. Изготовление отливок панельного типа
- 5. 2. 2. Изготовление отливок повышенной сложности
- 5. 3. Выводы
- ГЛАВА 6. РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМОВКИ
- 6. 1. Рабочий процесс вакуумно-пленочной машины
- 6. 2. Управление режимом вакуумирования в вакуумно-пленочной форме
- 6. 3. Влияние геометрии внутренних стенок опок на режим вакуумирования
- 6. 4. Выбор оптимального времени заливки вакуумно-пленочных форм для расчета литниковых систем
- 6. 5. Брак отливок и меры его предупреждения
- 6. 6. Выводы
Список литературы
- Справочник по чугунному литью. 3-е изд., перераб. и доп. — Л.:Машиностроение, 1978. — 758 с.
- Яковлев А.Д., Здор В. Ф., Каплан В. И. Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе. Л.: Химия, 1979. — 348 с.
- Цытович Н.А. Механика грунтов. 3-е изд., доп. — М.: Высшая школа, 1979.-269 с.
- Безухов Н.И. Теория сыпучих тел. — М.: Госстройиздат, 1934. — 498 с.
- Рабинович Б.В. Последовательное прессование. «Литейное производство», № 4,1974. — 27.
- Орлов Г. М. Автоматизация и механизация процесса изготовления литейных форм. — М.: «Машиностроение». 1988.- 258 с.
- Минаев А.А., Ноткин Е. Б., Сазонов В. А. Вакуумная формовка. — М.: «Машиностроение». 1984. — 216 с.
- Фадеев B.C., Формуемость пластичных дисперсных масс. — М.: «Госстройиздат», 1961. — 315 с.
- Повиков В.У. Полимерные материалы для строительства. — М.: «Высшая школа», 1995. — 268 с.
- Энциклопедия полимеров М.: Советская энциклопедия. Т. 2., 1974.
- Иванов В.В. Критерии оценки прочности вакуумно — пленочных форм. «Литейное производство», 1993. JV" 10. — 22.
- Иванов В.В., Благонравов Б. П., Марьин Б. Н., Якимов В. И. Заполнение вакуумно-пленочных форм расплавом // Литейщик России. 2002.№ 7/8. — 29.312
- Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. Издание 2-е, переработ. И дополненное. — М.: «Машиностроение», 1977. — 504 с.
- Аксенов П.Н. Литейное производство. Издание 3-е, — М.: МАШГИЗ, 1950.-546С.
- Усанов Г. И. Исследование механизма формирования прочности песчаных вакуумируемых форм без связующего. Дисс. на соиск. Учен, степениканд. техн. наук. -М.: МАМИ, 1978.
- Воздвиженский В.М., Матвеенко И. В., Борисов В. А., Ахвледиани Т. Д. Расчет прочности формы при вакуумно-пленочной формовке. «Литейноепроизводство», ЛГ2б, 1985. — 13−15.
- Борисов В.А., Лапшин А. В. Особенности механизма упрочнения песчаных вакуумируемых форм. «Совершенствование технологическихпроцессов в литейном производстве». Ярославль, 1983. — 62−66.
- Минский Е.М. О турбулентной фильтрации в пористых средах. ДАН., СССР, том 73, № 3,1951. — 409−412.
- Аравии В.И., Нумеров Н. Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде. — М.: «Машгиз», 1963. — 46.
- Павлов К.Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии Л.: «Химия», 1987, С.15
- Гавришин А.Н., Солнышков М. Ю. Состав продуктов разложения пленки при литье в вакуумируемые формы. Литейное производство 1986. № 9.-С. 13.
- Hasegawa К., Aizawa Т., Watanake А. Fundamental technigue of vacuum sealed moulding process. — Imono, J. Jap. Foundrymen’s Soc, 1974, V.46, N.8, p.672.
- Кишнев B.B., Иванов B.A., Тохтабаев P.M., Афанасьев A.A. Технические средства автоматики. — М.: «Металлургия». 1981. — 287 с.313
- Иванов В.В., Якимов В. И., Дмитриев Э. А., Марьин Б. Н., Муравьев В. И., Калинин А. Т., Якимов А.В. Патент на изобретение >Г22 242 324."Устройство для изготовления вакуумно-пленочных форм". 20.12.2004.
- Горский А.И. Расчет машин и механизмов автоматических линий литейного производства. -М.: «Машиностроение», 1978. — 458 с.
- Матвеенко И.В., Исагулов А. З., Дайкер А. А. Динамические и импульсные процессы и машины для уплотнения литейных форм. — Алматы"Гылым". 1998.-345С.
- Олейников А.И. О модели разномодульной среды с ограничениями // Доклад РАН.- 1994.-Т.334.-№ 3.
- Маслов В.П., Мясников В. П., Данилов В.Г. Математическое моделирование аварийного блока Чернобыльской АЭС. — М.: Наука, 1998. -144 с.
- Безухов Н.И. Основы теории упругости пластичности и ползучести. — М.: «Высшая школа» 1968. — 499 с.
- Матвеенко И.В., Тарский В. Л. Оборудование литейных цехов. — М.: «Машиностроение», 1985. — 399 с.
- ЗАО ИТЦМ «Металлург». Информационный бюллетень, JV" 11,12 (128,129). Москва. Ноябрь, декабрь 2003 г.
- Российская ассоциация литейщиков. Труды пятого съезда литейщиков России. «Радуница», Москва. 21−25, Май. 2001 г.
- Кузнецов В.П., Мушна К., Косников Г. А., НирайненВ.Ю. Сравнительный анализ технико-экономической эффективности различныхвидов формообразования при изготовлении крупного стального литья"Литейное производство". № 8. 2004. — 12.
- Вернинг X., Вебер Ф. Технология вакуумно-пленочной формовки для производства высококачественных отливок. «Литейное производство».№ 8. 2004.-С. 15.314
- Буданов Е.Н. Выбор технологии изготовления стальных отливок для железнодорожного вагонного парка. «Литейное производство». JSfe 8.2004.-С. 18.
- Афанаскин А.В., Верещагин Е. Н. Опыт применения вакуумно- пленочной формовки на заводе точных заготовок ОАО «Курганмашзавод». «Литейное производство». № 8. 2004. — 24.
- Емельянов А.П. Технология литейной формы. — М.: «Машиностроение», 1979. — 240 с.
- Буданов Е.Н. Выбор технологии изготовления стальных отливок для железнодорожного вагонного парка. «Литейное производство». JS" 10.2004.-С. 15.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. — М.: «Наука», 1978. — 736 с.
- Cooper В. Hopkinsons Limited Abopt V-process in Steel Foundry Trabe Johmal, 1981,147. May. 7, 810, 815−816, 818−819, 821−824.
- Schneider P. Das Vakuumformverfahren — Herstellung von Formen mit finderfreiem Sand. «Giesserei», 1973, V.60, .№ 21, s. 661−669.
- Miura T. Nagoya/Japan. Druckfestigkeit und Pakungsdichte des Sandes beim Vakuumformverfahren. «Giesserei». 1976. V63, JV" 5, s. 101−104.
- Цытович H.A. Механика грунтов. — М.: «Высшая школа», 1979. 269 с.
- Yanagisawa Е. Relation between the shear mobulus and void ratio in granular media // Technology Rep., Tohoku Univ. — 1978. — V.43 — .№ 1. — P. 211 -220.
- Штандке В. Вакуумная формовка на пути к промышленному внедре нию. «Giesserei» (1979), № 19, 697−701 с. Hep. 80/28 521.
- Галдин Н.М. Дефекты отливок из чугуна и алюминиевых сплавов при литье вакуумно-пленочным процессом. «Совершенствованиетехнологических процессов и повышение качества отливок из чугуна ицветных металлов». — Андропов, 1984.- 8−10.315
- Галдин Н.М. Отливки в точном машиностроении. — М.: «Машиностроение», 1983. -176 с.
- Буданов Е.Н. О стратегическом развитии современных машиностроительных предприятий. «Литейное производство». JV2 3. 2005. -С. 28.
- Хейгеман Л., Янг Д. Прикладные итерационные методы. — М.: «Мир», 1986.-448 с.
- Воеводин В.В., Кузнецов Ю. А. Матрицы и вычисления. — М.: «Наука», 1984.-320 с.
- Ортега Дж., Рейнболт В. Итерационные методы решения нелинейных уравнений со многими переменными. — М.: «Мир», 1975. — 348 с.
- Ухов СБ., Семенов В. В., ЗнаменскийВ.В., Тер-Мартиросян З.Г., Чернышев СИ. Механика грунтов, основания и фундаменты. 3-е изд., испр. -М.: «Высшая школа», 2004. — 566 с.
- Ветишка, А Теоретические основы литейной технологии под ред. проф. Ващенко К. И. — К.: «Вища школа», 1981 — 318 с.
- Слицкий. В.Л. Исследование механизма образования газовых рако вин в отливках. Дисс. на соиск. учен, степени канд. техн.наук.-М.: МАШ, 1973.-195 с.
- Медведев Я.И. Роль газовой фазы в формировании поверхностных дефектов отливок. «Формирование качества поверхности отливок».Труды тринадцатого совещания по теории литейных процессов. -М.: «Наука», 1969.-С. 48.316
- Рабинович Б.В. Введение в литейную гидравлику. — М.: «Машиностроение». 1966.-423 с.
- Спасский А.Г. Образование и транспорт газов в литейной форме. Дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук., ГНИ, 1961.
- Гуляев Б.Б. Газы в литом металле. — М.: «Наука», 1964 — 14.
- Лакомский В.И. В.И.Явойский. Газы в чутунах. — Киев, 1959. — 166 с.
- Гуляев Б.Б. Газы в литом металле. — М.: «Наука», 1964. -155 с.
- Спасский А.Г. Основы литейного производства. — М.: «Металлург- издат», 1950. — 248 с.
- Медведев Я.И. Газовые процессы в литейной форме. — М.: «Машиностроение», 1980. — 195 с.
- Hasegawa К., Aizawa Т., Watanabe А. Fundamental technigue of vacuum sealed molding process. -Jmono, J. Jap. Faundrymen’s soc, 1974, V. 46,№ 8,p672.
- Сусуму Канэмори и др. Дефекты отливок, отливаемых в литейных формах под вакуумом. Hep. с японского из журнала «Имоно», 1974, т. 46,№ 4,28−29 с.
- Нотапов СМ., Старосельский М. А. Нроизводство литья V — процессом. Технология, оборудование, организация. «Центральный научно-исследовательский институт „РУМБ“, 1984. -198 с.
- Солнышков М.Ю., Васильев В. А., Горбунов О. А. Формирование прочности литейной формы нри вакуумно-нленочной формовке. — „Литейноепроизводство“. Ко 1.1987. — 16−17.
- Орлов Г. М. Динамические уплотнения литейных форм. Учебное пособие по дисциплине „Оборудование литейных цехов“. — М.: МАМИ, 1983.-55 с.
- Гречаников А.В., Чернигова Е. А. Выбор минимально необходимого разрежения в вакуумно-пленочной форме. „Литейное производство“. № 1.1987.-С. 18−19.
- Рыжиков А.А. Технологические основы литейного производства — М.: „МАШГИЗ“. 1962. — 520 с.
- Ryojiro Копо, Dr. Eng., Takashi Miura and Junichi Tomonaga. Pressure Variations in Vakuum Seald Mold during Pouring. „Jmono“. Vol. 48, JVb 3 March, 1979.-S. 166.
- Воздвиженский B.M., Борисов B.A., Серебряков СП. Образование поверхностного слоя при литье в песчаные вакуумируемые формы и влияниеего на качество отливок. Сб. „Прогрессивные процессы и материалы влитейном производстве“, Ярославль, 1981 — 108−111.
- Солнышков М.Ю., Сабралиев Н.С, Васильев В. А. Кинетика газообразования в вакуумируемых формах. „Литейное производство“, № 7,1986.-С. 11.
- Френкель ЯМ. Собрание избранных трудов, т. з. Кинетическая теория жидкостей. АП СССР. — М-Л. -1959.
- Добаткин В. И., Габидулин P.M., Колачев Б. А., Макаров Г. С. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах. — М.: „Металлургия“, 1976.- 263 с.
- Иванов В.П. Исследование некоторых факторов, влияющих на процессы газонасыщения и газовыделения в алюминиевых сплавах. — М.:"Гостехиздат», 1963. -168 с.318
- Фомин B.C. Исследование причин и разработка способов устранения газовых раковин в крупных чугунных отливках погазифицируемым моделям. — М.: «Машиностроение», 1980. — 237 с.
- Каленов В.П. Влияние некоторых технологических факторов на содержание газов в отливках. Дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук.-Л.: ЛПИ, 1961.-218 с.
- Коротков В.П., Тайц Б. А. Основы метрологии и точности механизмов приборов. — М.: «Машгиз», 1961. — 400 с.
- В.В. Иванов, А. И. Евстигнеев, В. И. Зелинский, В. В. Якимов. Рабочий процесс формовочной вакуумно-пленочной машины. ИЗВЕСТИЯвысших учебных заведений. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. .№ 10, М.: МИСИС.2004. — 42.
- Корольков A.M. Литейные свойства металлов и сплавов. М.: «Наука», 1967−199 с.
- Галдин Н.М. Литниковые системы для легких сплавов. — М.: «Машиностроение», 1987. -196 с.
- Куманин И.Б. Литейное производство. — М.: «Машиностроение», 1971.-320 с.
- Куманин И.Б. Вопросы теории литейных процессов. — М.: «Машиностроение», 1976. — 168 с.
- Макаров Р. А. Тензометрия в машиностроении. — М.: «Машиностроение», 1975. — 287 с.
- Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. — М.-Л.: «Машиностроение», 1965. — 480 с.
- Трухов А.П., Ершов М. Ю., Леснов В. Н. Методические указания по курсу «Литейные сплавы» для специальности «Машины и технологиялитейного производства». — М.: МАМИ, 1978. — 47 с.
- Новик Ф. С, Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. — М.: «Машиностроение», София «Техника», 1980. — 296 с.319
- Мягков В.Д., Палей М. Л., Романов А. Б., Брагинский В. А. Допуски и посадки. Справочник: В 2-х т., 2-е изд., перераб. и доп. — Д.:"Машинострое-ние", 1982. — 300 с.
- Константинов П.М., Петров П. А., Высоцкий Л. И. Гидравлика, гидрология, гидрометрия. В двух частях. Часть 1. — Общие законы. — М.:"Высшая школа", 1987. — 301 с.
- Yanagisawa Б. Relation between the shear modulus and void ratio in granular media //Technology Rep., Tohoku Univ.- 1978. — V. 43. — .№ 1. — P. 211−220.
- Иванов B.B., Олейников А. И. Объемно-напряженное состояние вакуумно-пленочной формы и расчет стенок опоки на прочность. «Литейноепроизводство». № 12. 2004. — 21.
- Боровиков В.П., Боровиков И. П. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. — М.: «ФИЛИНЪ», 1998. — 638 с.
- Гиршович М. Г. Справочник по чугунному литью. — Л.: «Машино- строение», 1978. — 337.
- Жуковский С. Прочность литейной формы. — М.: Машиностроение", 1989. — 234.
- Дарков А.В., Шапошников П. П. Строительная механика: — 8-е изд., перераб. и доп. — М.: «Высшая школа», 1986. — 607 с.
- Коцюбинский О.Ю. Стабилизация размеров чугунных отливок. — М.: «Машиностроение», 1974. — 296 с.
- В.В. Иванов, А. И. Евстигнеев, А. И. Карпов, Е. В. Могильников. Об объемно-напряженном состоянии вакуумно-пленочной формы// Литейноепроизводство. — 2005. — J2 7. — 11.320
- В.В. Иванов, А. И. Евстигнеев, Б. Н. Марьин, В. И. Якимов, В. В. Зелинский. Брак отливок, изготавливаемых в вакуумно-пленочных форма, имеры по его предупреждению // Литейное производство. — 2005. — N2 5.- 20.
- Иванов В.В. Теория и практика изготовления отливок в вакуумно- пленочных формах // Монография, «Дальнаука», — Владивосток. — 2006.- 252 с.
- Баландин Г. Ф. Проблемы технологии и повышения эффективности литейного производства.// Изв. вузов. Машиностроение. -1986.-.№ 2.-С. 3−8.
- Берг П.П. Формовочные материалы. -М.: Машгиз, 1963.- 408с.
- Боровский Ю.Ф., Шергин И. В. Сравнительная характеристика Люберецких и Лужских формовочных песков. // Литейное производство. -2000.-№ 1.-С.21−22.НО. Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. -М.:Наука, 1981.-448 с.
- Варданян Г. С., Андреев В. И. и др. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. -М.: Издательство ассоциациистроительных вузов, 1995.- 148.
- Вялов С. Реологические основы механики грунтов. -М.: «Высшая школа», 1978. — 596 с.
- Жуковский С. Формовочные материалы и технология литейной формы. Справочник. -М.: Машиностроение. 1993.-221 с.
- Зубчанинов В.Г. Основы теории упругости и пластичности. -М.: Высшая школа. 1984. — 435 с.
- Иванов В.В., Зелинский В. В. Опыт изготовления авиационных отливок вакуумно-пленочной формовкой. // Литейное производство. -2006. -№ 7.-С. 19−22.
- Смирнов М.Ю., Голенков Ю. В. Вакуум-процесс производства отливок чугунных ванн в России.// Литейшик России. — 2006. — JSro7. — СП-23.321
- Чуркин Б.С., Гофман Э. Б., Майзель Г., Афонаскин А. В., и др. Технология литейного производства. — Екатеринбург.: УГТУ-УПИ. 2000. -
- Дубицкий Г. М. Литниковые системы. — М.- Свердловск: Машгиз, 1962.-256 с.322