4 Выбор положения отливки в форме

Литейное производство обеспечивает получение очень сложных по форме отливок, практически любых габаритных размеров. Однако с целью упрощения технологии и снижения себестоимости следует проектировать детали компактными.

Положения отливки в форме определяет качество отливки и ее работоспособность, а также затраты труда в литейном цехе. Наиболее качественными и прочными бывают нижние и боковые (вертикальные) участки отливок. В верхних участках меньше плотность металла, сюда же всплывают шлаковые включения формовочной смеси и здесь же формируются усадочные раковины и поры вследствие усадки сплава.

При выборе положения отливки необходимо стремиться к упрощению литейной формы путем уменьшения количества разъемов формы и модели, но при этом нужно реально оценивать наличие возможных дефектов в верхних участках отливки. Положение отливки в форме определяет характер затвердевания. Разъем формы должен быть плоским. При машинной формовке необходимо обеспечить один разъем формы.

На рис. 1 показано положение отливки в форме для двух возможных вариантов.

Вариант 1 обеспечивает наилучшее качество металла на боковых поверхностях детали. Для извлечения модели из формы потребуется два разъема формы и модели. Формовка будет сложнее, а себестоимость отливки существенно выше.

Вариант 2 гарантирует наиболее дешевое производство отливки, т.к. форма будет состоять только из двух частей и потребуется только один разъем формы и модели. Однако в верхней части качество металла будет ниже из-за шлаковых включений и усадочных раковин.

Выбираем вариант 2. В этом случае себестоимость отливки будет ниже. Качество верхней части отливки обеспечим снятием поверхностного слоя металла при механической обработке.

5 Анализ технологичности детали, изменение ее конструкции

5.1. Оформление внешних поверхностей литых деталей

Внешним поверхностям отливки соответствует конфигурация полости в литейной форме, которую получают с помощью модели. Модель должна быть извлечена из формы без разрушения последней. Удаление модели из формы производят за один прием или по частям, если модель разъемная. Оптимальная конструкция детали обеспечивается в том случае, если для изготовления формы требуется не более одного плоского разъема модели, совпадающего с разъемом формы.

Проверку технологичности детали по внешним очертаниям производят по методу теневого рельефа: если на выбранную плоскость разъема формы условно направить параллельные лучи света, то отсутствие теневых участков говорит о том, что деталь технологична, т.е. модель извлекается из формы без разрушения последней.

Все внешние поверхности, перпендикулярные плоскости разъема, должны иметь литейные уклоны по ГОСТу 3212-80, в противном случае возможно осыпание формовочной смеси при извлечении модели из формы. Уклоны назначаются как на обрабатываемые поверхности отливки, так и на необрабатываемые поверхности отливки (019...254 и 3-5 соответственно).

Разъем формы должен быть плоским, в противном случае необходимы специальные опоки и подмодельные плиты.

5.2. Оформление внутренних полостей отливок

Внутренние полости отливок формируются с помощью стержней, устанавливаемых внутрь литейной формы. Стержни после остывания металла удаляют из отливки.

Для обеспечения надежного крепления стержня деталь должна иметь, как правило, не менее двух выходных отверстий или окон. Выходные отверстия необходимо делать большими, иначе стержень при малой площади опоры продавит формовочную смесь. Кроме того, при взаимодействии жидкого металла со стержнем крепитель выгорает и образующиеся газы должны выйти через вентиляционные каналы и окна, а не попасть в стенку отливки в виде газовых раковин. Отмеченные условия выполняются, если диаметр или ширина выходного отверстия составляет не менее 30% соответствующего поперечного размера полости отливки.