1.2.2. Минимальный диаметр литого отверстия
Под минимальным диаметром литого отверстия далее понимается отверстие, которое может быть выполнено с применением стержня. Возможность получения литого отверстия в отливках связана прежде всего со спекаемостью стержня, а также с возможностями протяжки сырых «болванов». Минимальный диаметр литого отверстия определяется, как правило, толщиной стенки отливки и глубиной (высотой) отверстия.
Принятие окончательного решения о возможности изготовления литого обрабатываемого отверстия определяется после назначения припуска на обработку. Однако, не имеет смысла рассчитывать для отверстий малых размеров припуски и поэтому целесообразно принять решение об их изготовлении до расчета припусков.
При малых размерах отверстий ухудшается качество литой поверхности и увеличивается брак. Поэтому отверстия, имеющие диаметр меньше некоторых минимальных значений, не отливаются.
Методика Уралмаша и Ижорского завода.
В табл. 1.2 и 1.3 приведены данные по наименьшим размерам отливаемых круглых и прямоугольных отверстий для стальных и чугунных отливок по техническим условиям заводов Ижорского завода [4].
Таблица 1.3
Наименьшие диаметры отливаемых отверстий для стальных отливок
Н |
Характеристика поверхности отливки |
Толщина слоя металла δ, мм
|
|||||||
До 25 |
26-50 |
51-75 |
76-100 |
101-150 |
151-200 |
201-300 |
Св. 300 |
||
Наименьшие диаметры отверстий, мм
|
|||||||||
До 100 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
90 110 |
90 110 |
90 110 |
90 110 |
100 120 |
120 140 |
140 160 |
160 180 |
101-200 |
Обрабатываемые Необрабатываемые
|
90 110 |
90 110 |
90 110 |
90 110 |
120 140 |
140 160 |
160 180 |
190 210 |
201-400 |
Обрабатываемые Необрабатываемые
|
90 115 |
90 115 |
100 125 |
100 135 |
140 160 |
170 195 |
190 215 |
230 255 |
401-600 |
Обрабатываемые Необрабатываемые
|
100 125 |
110 135 |
120 145 |
140 165 |
170 195 |
200 225 |
230 255 |
270 295 |
601-1000 |
Обрабатываемые Необрабатываемые
|
120 150 |
130 160 |
150 180 |
170 200 |
200 230 |
210 260 |
230 300 |
310 340 |
Таблица 1.4
Наименьшие диаметры отливаемых отверстий для чугунных отливок [5]
L или Н |
Характеристика поверхности отливки |
Толщина слоя металла δ, мм
|
|||||||
До 40 |
41-50 |
51-65 |
66-80 |
81-100 |
101-125 |
126-160 |
161-200 |
||
Наименьшие диаметры отверстий, мм |
|||||||||
До 25 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
25 50 |
25 50 |
25 50 |
25 50 |
25 50 |
25 50 |
25 50 |
25 50 |
26-40 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
30 55 |
30 55 |
30 55 |
30 55 |
30 55 |
30 55 |
30 55 |
30 55 |
41-65 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
32 58 |
35 62 |
35 62 |
35 62 |
35 62 |
35 62 |
35 62 |
35 62 |
66-100 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
35 62 |
38 67 |
40 72 |
40 72 |
40 72 |
40 72 |
40 72 |
40 72 |
101-150 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
40 67 |
42 72 |
45 78 |
50 85 |
50 85 |
50 85 |
50 85 |
50 85 |
151-250 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
42 72 |
48 78 |
52 85 |
55 92 |
60 100 |
60 100 |
60 100 |
60 100 |
251-400 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
|
54 85 |
60 92 |
65 100 |
72 110 |
80 120 |
80 120 |
80 120 |
401-600 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
|
|
65 100 |
72 110 |
80 120 |
90 132 |
100 145 |
100 145 |
601-1000 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
|
|
|
80 120 |
90 132 |
100 145 |
110 160 |
120 175 |
Св. 1000 |
Обрабатываемые Необрабатываемые |
|
|
|
|
100 145 |
110 160 |
120 175 |
132 185 |
Примечание: Следует учитывать, что на данных предприятиях отливается в основном крупное литье.
Схема к табл. 1.3 и 1.4 приведена на рис. 1.4.
Рис. 1.4. Схема для определения отливаемых круглых и прямоугольных отверстий.
В случае выполнения глухих отверстий наименьший диаметр необходимо увеличить на 20 % от значений, указанных в табл. 1.3 и 1.4. При выполнении квадратных отверстий размер стороны квадрата условно принимают равным значениям диаметра, указанным в табл. 1.2 и 1.3. Прямоугольные отверстия при соотношении размеров сторон L/B>3 отливают в случае, если B>d (d - наименьший допустимый диаметр для круглого отверстия).
Если отверстия не отливаются, то на чертеже отливки в разрезе они заштриховываются, а не в разрезе - зачеркиваются [5] (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Правила выполнения отверстий на чертеже элементов литейной формы.
Сквозные и несквозные обрабатываемые пазы на чугунных отливках не отливаются при условии, если ширина паза менее 50 мм (длина паза значения не имеет). При ширине паза более 50 мм они отливаются. Если паз не отливается, то на чертеже отливки в разрезе он заштриховывается, а в плане перечеркивается двумя линиями крест-накрест.
Уступы и выемки на чугунных отливках не отливаются, если сумма длины + толщины меньше 60 мм.
В конструкциях деталей часто предусмотрены сквозные и несквозные отверстия, пазы, уступы и выемки, которые не всегда технически целесообразно оформлять при литье, так как затраты при этом очень большие.
Схема выполнения бобышек представлена на рис. 1.6. При этом минимальная высота бобышек зависит от наибольшего размера детали (табл. 1.5).
Рис. 1.6. Схема выполнения бобышек
Таблица 1.5
Минимальная высота бобышек
Наибольший размер детали (длина или высота) |
До 50 |
50-250 |
250-500 |
500-750 |
750 -1000 |
1000 - 1250 |
1250-1500 |
1500-1750 |
1750 - 2000 |
Минимальная высота бобышек |
2 |
3 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
Методика определения минимального диаметра литого отверстия по МАМИ [7]
Предложено все тела, в которых выполняются отверстия, подразделять на два типа. К первому типу относят тела, для которых отношение глубины (высоты) отверстия Н к толщине стенки больше или равно единице (это, например, гильзы, втулки; в этом случае h = h1,) (рис. 1.7, а); ко второму типу — тела, для которых данное отношение меньше единицы (например, плиты). За толщину стенки для таких тел принимается большая из толщин стенок, окружающих отверстие, т.е. h = h1 (рис. 1.7, б).
Тела первого типа в реальных отливках усложняются различными ребрами, фланцами и другими элементами, поэтому возможен промежуточный вариант как сочетание вышеотмеченных элементов (рис. 1.7, в). Толщина стенки h в этом случае может быть выбрана по уравнению h = (h1 + h2)/3, при этом учитывается тепловое влияние фланца на стержень.
Рис. 1.7. Эскизы тел к определению минимального диаметра литого отверстия в отливке типа: а-цилиндр; б — плита; в — цилиндр с фланцем; d — диаметр отверстия; h1, h2 — толщины стенок; Н — высота (глубина) отверстия
Для заданных значений толщины h отливки и глубины (высоты) Н отверстия минимальный диаметр литого отверстия для чугунных отливок определяется по табл. 1.6, для стальных отливок — по табл. 1.7. В последнем случае (стальные отливки) следует учитывать тип сечения отверстия, вводя поправочный коэффициент, используя данные табл. 1.8.
Таблица 1.6.
Минимальный диаметр литого отверстия для чугунных отливок
Глубина (высота) отверстия, мм |
Минимальный диаметр d, мм, отверстия при толщине стенки отливки h, мм |
|||||
|
свыше |
свыше |
свыше |
свыше |
свыше |
|
до 10 |
10 до 20 |
20 до 30 |
30 до 40 |
40 до 50 |
50 до 60 |
|
До 10 |
6 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
Свыше 10 до 20 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
Свыше 20 до 30 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
24 |
Свыше 30 до 40 |
14 |
16 |
18 |
20 |
24 |
28 |
Свыше 40 до 50 |
16 |
18 |
20 |
22 |
28 |
30 |
Свыше 50 до 60 |
18 |
20 |
22 |
28 |
30 |
32 |
Таблица 1.7.
Минимальные литые отверстия в отливках из углеродистых сталей [6]
Глубина (высота) Н отверстия, мм |
Минимальный диаметр d, мм, отверстия при толщине стенки отливки h, мм |
||||||
до 40 |
свыше 40 до 60 |
свыше 60 до 80 |
свыше 80 до 100 |
свыше 100 до 150 |
свыше 150 до 200 |
свыше 200 до 300 |
|
До 40 |
24 |
30 |
35 |
40 |
40 |
40 |
40 |
Свыше 40 до 60 |
28 |
35 |
40 |
45 |
50 |
50 |
50 |
Свыше 60 до 80 |
32 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
65 |
Свыше 80 до 100 |
35 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
Свыше 110 до 150 |
40 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
90 |
Свыше 150 до 200 |
45 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
100 |
Свыше 200 до 300 |
50 |
65 |
70 |
75 |
80 |
90 |
110 |
Свыше 300 до 500 |
55 |
70 |
75 |
80 |
95 |
110 |
130 |
Свыше 500 до 800 |
60 |
75 |
80 |
90 |
100 |
120 |
140 |
Свыше 800 до 1000 |
65 |
80 |
90 |
100 |
110 |
130 |
160 |
Свыше 1000 до 1500 |
70 |
90 |
100 |
120 |
140 |
150 |
180 |
Свыше 1500 до 2000 |
75 |
95 |
110 |
130 |
150 |
180 |
200 |
Свыше 2000 до 2500 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
200 |
220 |
Таблица 1.8.
Данные к определению минимальных литых отверстий
в отливках из углеродистых сталей
Характер отверстия |
Сечение отверстия |
Соотношение сторон |
Определяемая величина |
Поправочный коэффициент |
Сквозное |
Квадратное Прямоугольное |
1:1 Менее 2:1 Более 2:1 |
Сторона квадрата Меньшая сторона Тоже |
1,2 1 0,7 |
Закрытое с одной стороны |
Круглое Квадратное Прямоугольное |
1:1 Менее 2: 1 Более 2:1 |
Диаметр Сторона квадрата Меньшая сторона Тоже |
1,2 1,4 1,2 0,8 |
Закрытое прибылью |
Круглое |
— |
Диаметр |
1,4 |
Для отливок из алюминиевых сплавов минимальные отверстия можно определять по табл. 1.6, уменьшая полученные значения в 1,25 раза.