Технологические требования к конструкциям деталей, получаемых методом литья

Одним из важнейших факторов, определяющих качество и экономичность отливок, является их технологичность. Соответствие конструкции отливки требованиям технологии и экономии литья устанавливают на первом этапе проектирования технологического процесса при анализе технологичности конструкции отливки.

Под технологичностью принято понимать прежде всего выбор таких конструктивной формы и материала литой детали, которые, не снижая основных конструктивных требований, способствуют получению качественных отливок с заданными физикомеханическими свойствами, требуемой геометрией и минимальной трудоемкостью. Нетехнологичные конструкции литых деталей, сконструированные без учета особенностей литейного производства, могут привести к повышению трудоемкости и себестоимости отливок, перерасходу металла и образованию дефектов. Так, например, возникновение литейных дефектов типа усадочной пористости, коробления, горячих и холодных трещин во многом зависит от правильной, технологичной конструкции отливки.

При определении себестоимости заготовки основной базой для расчета является ее масса. Поэтому снижение массы деталей, изготавливаемых из литых заготовок, при прочих равных условиях (сложность конфигурации, марка материала, способ изготовления и т. п.) — одна из важнейших задач конструкторов и технологов. Масса каждой конкретной литой заготовки зависит от геометрической формы, размеров, сечения отдельных ее конструктивных элементов.

Из этого следует, что при проектировании литых деталей необходимо стремиться к максимально возможному снижению их массы и упрощению конфигурации, оставлять размеры детали минимально необходимыми исходя из условий расчетной прочности и других конструктивных требований. При этом должны быть учтены все технологические особенности литья и обеспечена возможность применения простых и дешевых способов получения качественных литых деталей как в процессе их изготовления, так и при дальнейшей механической обработке. Конструкция литой детали во многом определяет экономичность выбранного технологического процесса.

При конструировании литых деталей должны соблюдаться требования общей литейной технологии. Основные принципы конструирования литых деталей, изготавливаемых в песчано-глинистых формах, состоят в следующем.

Конструкция литой детали должна обеспечивать направленное затвердевание отливки и быть технологичной. Внешние контуры литой детали должны быть плавными, что снижает концентрацию остаточных напряжений в местах сопряжения прямоугольных участков, уменьшает торможение усадки при охлаждении формы. Необходимо стремиться к уменьшению общих габаритных размеров литой детали, особенно ее высоты, к устранению чрезмерно выступающих частей, тонкостенных ребер большой протяженности, глубоких впадин и поднутрений. В целях уменьшения трудоемкости изготовления и сборки форм, снижения брака по перекосу и искажению конструкция литой детали должна обеспечивать минимальное число разъемов модели, отсутствие отъемных частей, минимальное число стержней. При конструировании литых деталей следует соблюдать «правило теней». Если при освещении литой детали параллельными лучами в направлении, перпендикулярном плоскости разъема формы, появляются теневые участки, это свидетельствует о несовершенстве ее конструкции. Такую конструкцию необходимо пересмотреть, в противном случае трудоемкость ее изготовления значительно увеличится за счет необходимости применения формы с отъемными частями.

Наиболее существенное влияние на массу детали оказывает толщина стенок, ребер, фланцев и других конструктивных элементов. Однако уменьшение толщины конструктивных элементов отливки допустимо только в определенных пределах, ограниченных условиями прочности, литейными свойствами сплавов и возможностями выбранного способа литья. Практикой установлены оптимальные значения толщины стенок, ребер и других конструктивных элементов отливок в зависимости от литейных свойств сплавов, средней массы отливки и характера производства. Общие рекомендации для определения толщины стенок литых деталей в основном сводятся к следующему.

Толщину стенок литых деталей определяют в зависимости от механических и технологических свойств сплава, конфигурации и габаритных размеров детали, способа ее получения. Правильно выбранная толщина стенок обеспечивает необходимые жесткость, герметичность и является одним из важнейших условий получения годных отливок с высоким коэффициентом использования металла.

Чрезмерно толстые стенки увеличивают массу детали, вызывают появление усадочной рыхлости и пористости, снижают прочность изделий. Очень тонкие стенки при литье получить практически невозможно из-за большого процента брака (незаполнение формы, трещины и прочие дефекты).

При конструировании литых деталей необходимо стремиться по возможности к одинаковой толщине стенок по всему сечению, избегать локального скопления металла, так называемых горячих мест или термических узлов. Термический узел — место локального скопления металла, которое дольше остается горячим, дольше затвердевает, поэтому в нем больше вероятность образования усадочных рыхлости и раковин. Правильность конструкции в этом случае проверяют методом вписанных окружностей, суть которого заключается в том, что окружность, вписанная в любое сечение отливки, должна беспрепятственно «выкатываться» в направлении прибыли. В зависимости от конфигурации детали соотношения диаметров двух рядом лежащих окружностей рекомендуется брать в пределах 1,0... 1,1 или 1,0... 1,5. Если конструкцию литой детали трудно выполнить с соблюдением принципа направленного затвердевания, то следует применять специальные технологические приливы, объединяя термические узлы в один укрупненный, или использовать конструктивные ребра жесткости. |#Л|1_ЛЛ_,....« пппппо..

Контрольные вопросы

Контрольные вопросы

  • 1. Что называют жидкотекучестью литейного сплава?
  • 2. Какое явление при изготовлении отливок называют усадкой и в чем она проявляется?
  • 3. Какие свойства серого чугуна обеспечивают его широкое распространение при изготовлении фасонных отливок?
  • 4. У каких сплавов — стальных или чугунных — выше жидкотекучесть и почему?
  • 5. При изготовлении каких отливок — чугунных или стальных — будет выше коэффициент использования металла и почему?
  • 6. Из каких цветных металлов и сплавов получают заготовки методом литья?
  • 7. Чем характеризуется технологичность конструкции отливки?
  • 8. Какое значение имеет выбранная толщина стенок отливки?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >