8. Форма перехода от отливки к прибыли

От формы перехода прибыли к отливке во многом зависит качество отливки, трудоемкость подготовки отливки к обрезке прибыли и трудоемкость самой обрезки.

Рациональная конструкция перехода от прибыли к отливке уменьшает возможность образования засоров от обгара кромок формы по периметру основания прибыли, а также значительно снижает пригар в местах соединения прибыли с отливкой.

Применение указателей отрезки прибылей облегчает обрезку прибылей и исключает возможность неправильной обрезки их (оставление увеличенного остатка прибыли или «зарез» детали).

Конструкции переходов от отливки к прибыли и указатели для обрезки прибылей рекомендуется выполнять по одному из следующих методов:

Рис. 64. Прямые прибыли.

Если площадка отливки, на которую устанавливается прибыль, больше основания прибыли, т. е. площадка выступает кругом или больше половины контура прибыли, то никаких специальных меток на прибыли для удобства отреза ее делать не надо.

На серийных заказах, как правило, на модельных комплектах должны быть выполнены галтели в местах перехода от прибыли к отливке.

Чтобы была хорошо видна граница между прибылью и отливкой (линия реза прибыли), площадка отливки должна выступать из под основания прибыли не менее, чем на 2—3 мм

Рис. 65. Выполнение переходов на серийных отливках

Если площадка отливки, на которую устанавливается прибыль, меньше поперечного сечения прибыли, то переход от прибыли к отливке следует осуществить следующим образом:

Открытые прибыли.

Рис. 66. Выполнение линии перехода на открытых прибылях

Закрытые, расширяющиеся к верху прибыли

Вариант № 1 Вариант № 2

Рис. 67. . Выполнение линии перехода на закрытых прибылях

Как исключение, допускается установка прибылей, основание которых точно совпадает по контуру с площадкой отливки. В этом случае граница между отливкой и прибылью (линия реза) указывается лысками.

При отсутствии плоскости разъема формы или знака стержня непосредственно под прибылью отводная прибыль выполняется, как указано на рис. 68.

Как исключение, оформлять отводную прибыль можно, как указано на рис. 69.

Размер прибыли в мм	До 200	210-500	Свыше 500
Глубина лыски „а" Количество лысок	3 3	4 3	5 4

Рис. 68. Оформление отводной прибыли – основной вариант исполнения	Рис.69 Оформление отводной прибыли – дополнительный вариант исполнения

9. Построение технологических напусков

Подавляющее большинство конструкций отливок отличается закруглениями, переходами и сочленениями различных сечений. В этих местах создается скопление металла «термический узел» — затвердевающий медленнее, чем рядом расположенные сечения. Для определения влияния этих термических узлов на возможность образования местных усадочных раковин следует пользоваться методом «вписанных окружностей». Этим же методом необходимо пользоваться для создания направленного затвердевания от термического узла к прибыли (выполнением подприбыльных напусков).

Подприбыльный напуск должен обеспечивать свободное выкатывание в прибыль шара, вписанного в термический узел отливки. Для этого на участие от термического узла отливки до прибыли расстояние между внутренней поверхностью отливки и наружной поверхностью напуска должно быть или постоянным и равняться диаметру шара, вписанному в термический узел или увеличиваться в направлении от термического узла к прибыли.

Для обеспечения направленности затвердевания в случаях, аналогичных организации питания ступицы колеса, часто применяют технологические допуски. На рис. 70 показано сочленение ступицы колеса с диском. На рис. 70, а видно, что направленность затвердевания здесь нарушена. Принцип построения технологического напуска показан на рис. 70, б. В тепловой узел вписывают окружность. Затем через точку касания А проводят диаметр АВ и из точки А вычерчивают дугу окружности радиусом АВ до ее пересечения с горизонтальным диаметром в точке С. Если через точку С провести прямую, параллельную прямой AD, то окружность можно будет выкатить в прибыль через сечение DABCE. Так как полученный профиль стенки отливки DAFMBCE усложняет конфигурацию стержня, выполняющего отверстие в отливке, строят упрощенный профиль напуска, проводя прямую, соединяющую точку Е с точкой М.

Рис. 70. Схемы: a - применения метода вписанных окружностей; б - построения технологического напуска; 1 - прибыль, 2 – холодильник

Рис. 71. Примеры построения технологических напусков

Другие примеры построения, технологических напусков показаны на рис. 71. Пример построения технологических напусков для устранения термических узлов сложной отливки приведен на рис. 72.

Как видно на рис. 72, с помощью технологических напусков не устраняются термические узлы в зонах В и А. Для питания узла В установлена боковая прибыль 1, а для устранения термических узлов А применены наружные холодильники X.

•Рис. 72. Устранение термических узлов сложной отливки

Диаметр шара d_yз вписанного в термический узел отливки Т-образной формы с подприбыльным напуском, обеспечивающим свободное выкатывание данного шара в прибыль, определяется по формуле:

d_yз =

где: а — расстояние от вертикальной касательной к окружности сопряжения диска с ободом до наружной поверхности обода b — толщина диска (спицы) r — радиус дуги сопряжения диска с ободом.

Размеры b и r для ободов с цилиндрической внутренней поверхностью, т. е. с постоянной толщиной по высоте, равны толщине обода и берутся по чертежу отливки (Рис. 72).

Размер «а» для ободов с конической внутренней поверхностью обода, т. е. с переменной толщиной по высоте (фиг. 636) по чертежу не дается и определяется как сумма двух отрезков, т. е.

а = с + n.

Размер «с» дается по чертежу отливки, а размер «n» определяется из соотношения .

Значения величин m, h, h₂ берутся из чертежа отливки. Построить подприбыльный напуск можно графически, без расчета, для этого необходимо:

1. Продолжить образующую нижней поверхности диска до пересечения с наружной поверхностью обода и продлить ее дальше приблизительно на 1,5 — 2 r — линия «1» (см. рис. 66).

2. Радиусом r из центра О провести сопряжение вспомогательной линии «1» с нижней частью наружной поверхностью обода линия «2».

3. Соединить центр «О» окружности сопряжения с центром вспомогательной дуги «О» линия «3».

4. Из центра «О» раствором циркуля, равным отрезку «ОА» провести дугу — линия «.4». При этом «А» — точка пересечения линии «2» с «3».

5. Провести касательную к дуге «4» параллельную верхней части внутренней поверхности «Б» обода до уровня верхнего основания обода — линия «5».

6. Продолжить образующую верхнего основания обода до пересечения с линией «5» — линия «6».

При уменьшении размеров подприбыльных напусков рассчитанных по вышеуказанному методу, шар, вписанный в термический узел отливки в прибыль не выкатывается. Однако для узлов отливок неответственного назначения, когда к детали по плотности металла не предъявляются высокие требования, размеры напусков могут быть уменьшены до величины:

где: R' — радиус дуги уменьшенного напуска (фиг. 67)

— расстояние между наружной поверхностью отливки и напуска

r — радиус сопряжения диска с ободом.

Величина определяется по формуле:

На фиг. 67 сплошными линиями показаны подприбыльные напуски уменьшенных размеров, а условными линиями — напуски, рассчитанные для свободного выкатывания шара из термического узла отливки.

При уменьшении размеров подприбыльных напусков до указанного выше предела, диаметр шара

вписанного в термический узел, по величине больше размера менее, чем на 2%.

Расход же металла при этом на подприбыльные напуски и прибыли уменьшается примерно на 8—10%.

При построении такого уменьшенного напуска графическим методом, за радиус R' дуги надо брать отрезок ОА', где: А' —точка пересечения продолжения образующей нижней поверхности диска с наружной поверхностью обода. Все остальные размеры подприбыльного напуска строятся и рассчитываются так же, как это было описано выше.

На практике встречаются различные виды узлов отливок Т-образной формы, зависящие от формы диска и обода. Ниже приведены некоторые из таких узлов и показан метод построения подприбыльного напуска на узле отливки при наличии плавного перехода от диска к ободу (рис. 65). Размер «в» в этом случае равен не толщине диска, а расстоянию между горизонтальными касательными к окружностям сопряжения со сто­роны диска. При графическом построении под прибыльного напуска на таком узле, линия «1 проводится как горизонтальная касательная к нижней окружности сопряжения диска с ободом. Все последующие построения подприбыльного напуска производятся по методу, описанному выше.

На фиг. 66 показано построение подприбыльного напуска на ободе с наклонным диском В этом случае определение размера «в» узле и графическое построение подприбыльного напуска производится аналогично тому, как это показано на фиг. 67.

На фиг. 73 показано построение подприбыльного напуска на ободе, в случае, когда верхняя и нижняя части обода неодинаковы по толщине Размер «в» в этом случае равен расстоянию между окружностями сопряжения диска с ободок (т. е. расстоянию между касательными к этим окружностям, проведенным перпендикулярно к их общей линии центров — линии ОО).

Графическое построение подприбыльного напуска г.а узлах отливок такого типа начинается с проведения общей линии центров окружностей сопряжения диска с ободом — линии ОО.

Рис. 73. Построение подприбыльного напуска на ободе в случае, когда верхняя и нижняя части обода не одинаковые по толщине.

а-с

Рис. 74. Величина размера А в зависимости от формы обода

а) обод с внутренней цилиндрической поверхностью

б) обод с внутренней конической поверхностью.

Линия «1» проводится по касательной к нижней окружности сопряжения перпендикулярно линии «ОО».

Все последующие построения подприбыльного напуска производятся по методу, описанному выше.

Для получения плотного без усадочной рыхлости металла все ответственные отливки должны иметь увеличивающуюся снизу вверх толщину стенок, т. к. только направленное затвердевание способно ликвидировать усадочную рыхлость.

Исследованиями с помощью просвечивания установлено, что в отливках с равномерной толщиной стенок присутствует усадочная рыхлость, причем по мере увеличения толщины стенок рыхлость уменьшается (фиг. 69).

Рис. 75. Форма подприбылыюго напуска, обеспечивающая постоянное расстояние между внутренней стенкой обода и поверхностью подприбыльного напуска.

Объясняется это тем, что с увеличением толщины стенок отливки, получается большая разность температур жидкого металла по сечению отливки, а это способствует образованию концентрированной усадочной раковины. Чем выше отливка с равными толщинами стенок, тем относительно глубже проникает усадочная рыхлость.

Увеличенный напор металла не может предотвратить этот органический порок стали в отливках подобной конфигурации.

Для получения плотного без усадочной рыхлости металла отливки должны иметь переменное сечение (фиг. 70).

Усадочная рыхлость, расположенная в осевой части отливки, недопустима только в очень ответственных отливках, в частности, подвергаемых давлению изнутри (детали турбин, паропроводов и т. п.). Во многих изделиях, в особенности работающих на изгиб (одна сторона растянута, другая сжата), в осевых волокнах господствуют минимальные напряжения и осевая рыхлость приносит мало вреда.

Рис. 76. Построение подприбыльного напуска на узле отливки при наличии плавного перехода от диска к ободу.

Рис. 77 Построение подпрнбыльного напуска на ободе шестерни с наклонным диском.

Рис. 78. Графический метод построения подприбыльного напуска

на узлах отливок, имеющих в сечении Т-образную форму.

Рис. 79. Подприбыльные напуски на узлах отливок

неответственного назначения.

Рис. 80. Распределение осевой рыхлости по высоте

плиток отлитых в вертикальном положении.

Исходя из этого, для уменьшения расхода металла на подприбыльные напуски и снижение затрат на их удаление (огневая резка и мехобработка) в отдельных случаях подприбыльные напуски дают не по стороне детали, подвергающейся мехобработке, а с противоположной ей необрабатываемой стороне. При этом по величине подприбыльный напуск делается значительно меньших размеров.

К выбору величины конусности (напуск на усадку) в миллиметрах на 100мм высоты их плиты, заливаемой вертикально, устраняющей образование усадочной рыхлости. Цифры у кривых — толщина плит.

При определении величины подприбыльного напуска исходят из того, чтобы центр питаемого узла отливки не вскрывался при мехобработке детали. Примеры подобных технологических напусков см. на Рис. 82.

Конусность в %

Рис. 81. Конусность отливки в зависимости от высоты

Рис. 82. Пример назначения технологических напусков