Технологические возможности способов получения отливок корпусной детали с образованием внутренних полостей сложной конфигурации 

Татьяна Николаевна Иванова, доктор технических наук, профессор, старший научный сотрудник, Институт механики, Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (Россия, г. Ижевск, ул. им. Татьяны Барамзиной, 34); профессор кафедры автоматизации, информационных и инженерных технологий, Чайковский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, Пермский край, г. Чайковский, ул. Ленина, 73), E-mail: reg078829@mail.ru
Наталья Евгеньевна Артемова, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры теоретической и прикладной механики и графики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: pnzgu.tpmg@mail.ru
Александр Юрьевич Муйземнек, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической и прикладной механики и графики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: muyzemnek@yandex.ru 

621.74 

DOI

10.21685/2072-3059-2021-1-9

Актуальность и цели. Корпусные детали являются наиболее распространенными при получении их литьем. Особенностью рассматриваемой детали крышки аксиально-поршневого насоса являются сложные внутренние отверстия с криволинейной осью, имеющие общую плоскость вхождения в деталь и выхода из нее. Поэтому для получения данных отверстий в корпусе было проведено моделирование различных способов литья: литье в песчаную форму, литье в формы из холоднотвердеющих смесей, литье в кокиль, литье по выплавляемым моделям, литье по газифицируемым моделям для выявления технологически оптимального варианта изготовления сложных отверстий. Цель исследования – разработка способа получения заготовки детали крышки аксиально-поршневого насоса, при котором возможно создание внутренних отверстий с криволинейными осями без использования стержневых ящиков, вкладышей и механического вмешательства.
Материалы и методы. На сложных конструктивных и технологических особенностях крышки из серого чугуна показаны достоинства и недостатки каждого из способов литья. Для литья в песчаную форму, литья в формы из холоднотвердеющих смесей, литья в кокиль, литья по выплавляемым моделям, литья по газифицируемым моделям построены 3D-модели с учетом припусков, напусков, шероховатости и точности отливок.
Результаты. Произведено сравнение технологических процессов рассмотренных способов литья и времени изготовления форм, квалификации персонала. Произведен расчет коэффициента использования материала.
Выводы. В результате проведенного исследования было выявлено, что самым оптимальным способом получения отливки со сложной внутренней конфигурацией является литье в формы из холоднотвердеющих смесей. Анализ исследований показал, что времени на подготовку производства отливок затрачивается меньше, а шероховатость поверхности и параметры точности размеров ниже, чем при других способах литья. 

Ключевые слова

моделирование, коэффициент использования материала, литье в песчаную форму, литье в формы из холоднотвердеющих смесей, литье в кокиль, литье по выплавляемым моделям, литье по газифицируемым моделям 

 Скачать статью в формате PDF

1. Косилова А. Г., Мещерякова Р. К. Справочник технолога машиностроителя. 6-е изд., перераб., и доп. М. : Машиностроение, 2016. Т. 2. 496 с.
2. Колокольцев В. М., Берёзова C. B., Иванова И. В., Кощеев П. В. Моделирование процесса затвердевания отливок после высокотемпературной обработки расплава // Литейщик России. 2014. № 4. С. 14–19.
3. Жуковский С. С. Холоднотвердеющие связующие и смеси для литейных стержней и форм : справочник. М. : Машиностроение, 2010. 256 с.
4. Глазман Б. С. Автоматизированное и роботизированное литье. Финишная обработка литья : монография. Ростов н/Д : Донской государственный технический университет, 2014. 138 с.
5. Гречников Ф. В., Яковишин А. С., Захаров О. В. Минимизация объема измерений при контроле цилиндрических поверхностей на основе статистического моделирования // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2017. № 4. С. 101–110.
6. Исагулов А. З., Куликов В. Ю., Laurent Ch., Твердохлебов Н. И., Щербакова Е. П. Совершенствование литья по газифицируемым моделям // Литейное производство. 2014. № 4. С. 16–18.
7. Кротиков Ю. В. О преимуществах литья по газифицируемым моделям // Литейное производство. 2013. № 5. С. 33–35.
8. Rezchikov A. F., Kochetkov A. V. and Zakharov O. V. Mathematical models for estimating the degree of influence of major factors on performance and accuracy of coordinate measuring machines. MATEC Web Conf. 2017. Vol. 129. P. 01054.
9. Андерсон В. А., Котович А. В., Луганский Н. Н., Салогор А. В. Разработка и освоение литья стальных заготовок по газифицируемым моделям взамен литья по выплавляемым моделям // Литейное производство. 2015. № 6. С. 27–32.
10. Иванова Т. Н., Ратников И. А., Муйземнек А. Ю. Совершенствование методов решения типовых конструкторских и технологических задач путем применения компьютерного моделирования // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2020. № 1. С. 103–112. doi:10.21685/2072-3059-2020-1-10