71
ЛЕКЦІЯ 10
Технологічність конструкцій литих деталей Основні положення до вибору способу лиття
10.1.Технологічність конструкцій литих форм
Конструкція литому деталі повинна забезпечувати високий рівень механічних і експлуатаційних характеристик при заданій масі, конфігурації, точності розмірів і шорсткості поверхні.
При проектуванні виливка повинні враховуватися ливарні властивості сплавів, а також технології виготовлення модельного комплекту, ливарної форми, стрижнів, очищення й обрубка виливків, а також їх подальша обробка. Необхідно прагнути до зменшення маси й спрощенню конфігурації.
10.2.Основи конструювання литих заготовок
Мінімальну товщину необроблюваних стінок виливка визначають по діаграмі (мал.10.1) залежно від габаритного розміру.
N = (2l +b + h)/ 3.
Мал. 10.1. Діаграми для визначення мінімальної товщини стінок отливокиз різних сплавів:
1 – стали; 2 – сірого чавуну; 3 – бронзи; 4 – алюмінієвих сплавів
Товщина внутрішніх стінок і ребер ухвалюється на 20 % менше товщини зовнішніх стінок.
Одержання виливків без усадочних дефектів досягається при рівномірній товщині стінок, тобто якщо відсутні термічні вузли – велике скупчення металу в окремих місцях. Рівномірність товщини стінки й скупчення металу визначають діаметром уписаних окружностей (мал. 10.2. а, б).
72
Мал.10.2. Усунення місцевого скупчення металу в стінках виливка
Бажане, щоб співвідношення діаметрів уписаних окружностей у близько розташованих перетинах не перевищувало 1,5 D/d ( 1/5. Це досягається зменшенням радіуса жолобники за допомогою поглиблень у стінках виливка (мал.10.2.в), зсувом однієї стінки (мал. 10.2.г), при можливості передбачається отвір (мал. 10.2.д).
Виливка, затвердевающие одночасно повинні мати рівномірну товщину стінок із плавними переходами (мал. 10.3.а). Принцип застосовується для дрібних і середніх тонкостінних виливків із чавуну й інших сплавів.
При спрямованім затвердінні (мал. 10.3.б) верхні перетини виливків харчуються від прибутків 1. Верхні перетини служать прибутком для нижніх перетинів. Принцип спрямованого затвердіння застосовується для деталей з підвищеними вимогами до герметичності виливків.
Мал.10.3. Конструкції литих деталей, що забезпечують одночасне (а) і спрямоване (б) затвердіння виливків
Для зниження ливарних напруг необхідно забезпечити вільну усадку елементів виливка.
Корпусна деталь, показана на мал. 10.4. а має перегородки, які утрудняють процес усадки, у результаті чого виникають значні ливарні напруги. Конструкція, представлена на мал. 8.4.б, забезпечує вільну усадку. Додання перегородкам конічної форми (мал. 10.4. в) також знижує усадочні напруги.
Мал. 10.4. Конструкції литих деталей, що знижують усадочні напруги у виливках
73
Жолоблення виливків, що виникає через недостатню твердість конструкції, можна усунути шляхом установки ребер жорсткості. Крайки стінок великої довжини підсилюють буртиками товщиною b=(0.5…08)a і шириною h=2a (a– товщина стінки).
10.3.Виливка, виготовлені литтям у піщані форми
Зовнішні контури виливків повинні являти собою комбінація простих геометричних тіл з перевагою плоских прямолінійних поверхонь із плавними переходами (мал.10.5).
Мал. 10.5. Рекомендовані переходи від стінки до стінки в литих деталях
Прагнуть до зменшення габаритних розмірів і особливо висоти литому деталі. Це полегшує виготовлення модельного комплекту, а також процеси формування, складання форм і очищення виливків. При цьому виливок повинна мати одне плоске рознімання й розташовуватися по можливості в одній напівформі.
Контури литих деталей повинні забезпечувати формування без додаткових стрижнів (відсутність поднутрений). На мал. 10.6.а показана конструкція виливка, при формуванні якої потрібно три стрижні. При зміні конструкції деталі (мал. 10.6.б) потрібно тільки один стрижень, процес формування спростився.
Мал. 10.6. Конструкція литому деталі: а – нетехнологичная,; б - технологичная
74
Необроблювані поверхні, перпендикулярні до площини рознімання, повинні мати конструктивні ухили.
Бобышки, припливи й інші виступаючі частини необхідно конструювати так, щоб не утрудняти добування моделі з форми (мал. 10.7). При виготовленні нетехнологичных виливків потрібне застосування в моделях окремих частин або стрижнів, що ускладнює процес формування.
Мал. 10.7. Конструкції литому деталі: а, б – нетехнологичные,; в, г – технологичные
Внутрішні порожнини складних виливків необхідно виготовляти з мінімальним числом стрижнів. На мал. 10.8 представлені варіанти конструкції литому деталі: технологичной (б) і нетехнологичной (а).
Мал. 10.8. Конструкція литому деталі: а – нетехнологичная,; б – технологичная
Уконструкції повинне бути достатнє число вікон для міцного кріплення стрижнів у формі, видалення газів зі стрижня й зручності выбивки стрижнів з виливка.
Уконструкції деталі слід уникати пазів і вузьких порожнин, при виконанні яких можливий утвір піщаних раковин, через руйнування стрижнів потоком розплавленого металу (мал. 10.9).
Мал.10.9. Усунення пазів у конструкції литому деталі Мінімальні діаметри отворів у виливках вибираються залежно від матеріалу й
товщини стінки.