ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Эффективность литья под давлением в значительной степени определяется эксплуатационной стойкостью пресс-форм, которая зависит от тепло-напряженного состояния пресс-форм. Характер температурного поля и уровень температурных напряжений и деформаций обусловлены конструкцией формообразующих матриц пресс-формы. Основными конструктивными элементами, определяющими тепло-напряженное состояние пресс-формы и их эксплуатационную стойкость, являются:

толщина стенки матрицы -s_м, расстояние от рабочей формообразующей поверхности пресс-формы до каналов системы водоохлаждения -s_к,ширина обрамления -s_o6p.

Предлагается номограмма для определения конструктивных параметров пресс-форм литья под давлением с учетом принципиальной конструкции пресс-формы, различных марок сталей, толщины отливки и габаритных размеров отливки по плоскости разъема формы.

Номограмма построена на основе результатов численного моделирования тепло-напряженного состояния пресс-форм, результатов экспериментально-теоретического анализа и производственных данных по конструкции пресс-форм.

Представленная номограмма позволяет определить толщину стенки матрицыs_м, расстояние до системы водоохлажденияs_к,толщину обрамления матрицыs_oбp,в зависимости от максимальной толщины отливкиs_{omл ,}от плоскости разъема формы, наружного радиуса (половины длины) отливкиr_отл,марок сталей (У8А, ЗХ2В8Ф, 5ХНМ, 4Х5МФС и 20Х13), характеризующихся коэффициентом термостойкости К =ls_0,2(l-m)/aЕ,гдеl- коэффициент теплопроводности материала матрицы при температуре контакта с отливкой, Вт/(м ^.К);s_0,2- предел текучести материала матрицы при температуре контакта с отливкой, МПа;m- коэффициент Пуассона материала матрицы при температуре контакта с отливкой;a- коэффициент линейного расширения материала матрицы при температуре контакта с отливкой, 1/°С; Е - модуль упругости материала матрицы при температуре контакта с отливкой, Мпа; диаметров каналов водоохлажденияd_к,определяемого из расчета теплового баланса по результатам программы «balprf» - разработанной на кафедре Материаловедения и литейного производства и коэффициента жесткости защемления конструкции Кз, который для применяемых конструкций пресс-форм рекомендуется принимать: на границе матрицы с плитами равным 0,8...1,0, на границе матрицы с обоймой равным 0,5...0,7.

Ключ пользования номограммы показан штриховыми линиями.

Так, в соответствии с номограммой для толщины отливки от плоскости разъема формыs_отл⁼85 мм, наружным радиусом отливкиr_отл⁼ 75 мм рекомендуется для стали марки ЗХ2В8Ф и коэффициентом термостойкости К = 4841 толщину стенки матрицы брать равнойs_м== 90 мм, расстояние до канала с диаметромd_к=12 мм и скоростью течения водыn_в= 0,8 - 1 м/с,s_к=55 мм, толщину обрамления матрицыs _oбp⁼45 мм для коэффициента жесткости равным Кз = 0,7.

s_к,mm 70 60 50 40 30 20 10 0

0 25 50 75 100 125 s_отл,mm

r_отл,мм200 150 100 50 0

Рис.1. Номограмма для определения конструктивных параметров формообразующих матриц пресс-формы:s_отл-толщина отливки от плоскости разъема формы;r_отл- наружный радиус (половина длины) отливки;s_м- толщина стенки матрицы;s_к- расстояние до канала водоохлаждения;s_обр-толщина обрамления матрицы; К - коэффициент термостойкости материалов;d_к-диаметр канала; К _з - коэффициент жесткости защемления конструкции