Введение

Курс «технология литейного производства» является основным для изучения технологических аспектов при получении литых заготовок (отливок).

Качественная отливка может быть получена только в том случае, если при разработке ее технологии и изготовлении правильно учтены все основные физические и технические аспекты сложных процессов, сопровождающих получение литой заготовки (температурные и гидродинамические режимы, диффузионные и усадочные явления, силовые взаимодействия отливки с формой и т.д.)

Лекционный материал и материал учебников излагается обычно в общей форме, в то время, как технологу на практике приходится решать конкретную задачу. Научиться выполнять конкретные задания, используя общие знания, можно только на практических занятиях.

Данные методические указания должны помочь в этом студенту.

Согласно учебному плану, студенты в седьмом семестре разрабатывают курсовой проект. Поэтому первые три практических занятия связаны с анализом и решением общих вопросов технологического процесса (объём этих занятий восемь академических часов.) Вторые три занятия (объём восемь академических часов) выполняются в восьмом семестре. Они посвящены решениям отдельных технологических вопросов для условий определенного метода литья.

Выполнение практических занятий должно способствовать формированию начальных умений при решении конкретных технологических задач.

Практическое занятие №1 анализ конструкции на технологичность

(2 часа)

1.1 Цель занятия: Знать (на уровне узнавания) связь конструкции детали с технологичностью отливки.

Уметь (на уровне первоначального опыта) выполнять анализ конструкции на ее технологичность.

1.2 Краткая теоретическая часть:

Конструкция детали считается технологичной, если она может быть изготовлена с минимальными затратами средств и материалов при наилучшем соответствии ее назначению.

Нетехнологичная конструкция детали потребует для изготовления отливки большее количество материалов, трудозатрат и, следовательно, будет более дорогой.

Если конструктор задал стенку определенной толщины, то в литейной форме будет изготовлена полость соответствующего размера. Заполняя эту полость, расплав будет остывать, причем тем быстрее, чем полость уже. В том случае, если полость слишком узкая, расплав может затвердеть раньше, чем она окажется заполненной. Такая отливка будет забракована. Каждый сплав обладает характерной для него жидкотекучестью, поэтому каждому сплаву соответствует определенная минимальная ширина полости, которая может быть заполнена этим расплавом.

Многолетним опытом установлены минимальные толщины стенок, которые могут быть сформированы заданным сплавом при том или другом методе литья. Сведения об этом приводятся в справочниках и учебниках.

Например, значения минимально допустимой толщины стенки при литье в песчаные формы приведены в [1] стр. 29, [4] стр. 43; при литье в кокиль в [2] стр. 158, [5] стр. 32, [6] стр. 79, [7] стр. 23, при литье по выплавляемым моделям в [2] стр. 12, [6] стр. 200, [7] стр. 23; при литье под давлением [2] стр. 33, [6] стр. 252, [7] стр. 24.

Если сопрягаемые стенки существенно различны по толщине, то более тонкая стенка затвердевает быстрее. Если при этом толстая стенка расположена за тонкой, то расплав к ней перестает поступать, и в массивной стенке образуются усадочные раковины.

Если радиусы сопряжений двух стенок (особенно разных по толщине) малы, то, как известно из курса «Сопротивление материалов», в местах сопряжений возникает концентрация напряжений, которая может привести к образованию трещин.

Считается, что в правильно сконструированной литой детали две сопрягаемые стенки не должны различаться по толщине более, чем в 2 раза. Допустимо, если h₁/h₂≤ 4. Здесь h₁ и h₂ толщины сопрягаемых стенок. Радиусы сопряжений определяются исходя из соотношения , где.

Анализ конструкции наружного контура отливки выполняют с целью проверки наличия (отсутствия) далеко выступающих элементов отливки (фланцев, ребер), которые могли бы разрушать форму при удалении из нее соответствующих элементов модели. Параллельно выступающие элементы тормозят усадку и могут вызвать возникновение внутренних напряжений.

Возможность беспрепятственного удаления модели из формы определяется методом «теневых зон».

Если на конструкцию направить воображаемый поток параллельных лучей перпендикулярно плоскости разъема, то элементы конструкции, которые дают «тень» не позволят удалить модель из формы без ее разрушения.

Конструкция внутренней полости должна быть максимально простой и позволять выполнить ее формообразование за счет применения возможно меньшего количества стержней. В конструкции должно быть необходимое количество отверстий для опоры знаков стержней в знаковых частях формы. Сопоставляя элементы конструкции детали с требованиями, которые предъявляются к конструкции отливки, устанавливают уровень технологичности конструкции детали. Элементы конструкции, которые нетехнологичны, фиксируют и после совместной проработки с конструктором принимают окончательное решение: либо конструктор корректирует чертеж детали, либо приходится усложнять технологию изготовления отливки.