технология литейного производства

тизации смолы. Через 20-24 часа после нанесения облицовочного слоя по- слойно накладывают на поверхность формы куски стеклоткани, пропитанные эпоксидной композицией. После завершения формообразования модель (стержневой ящик) выдерживают в форме два-три дня при температуре 20-25 °С. Далее на фрезерном станке зачищают плоскость разъема, модель извлекают из гипсовой формы, удаляют с нее гипс и разделительное покры- тие. Затем в модели сверлят отверстия для ее монтажа на модельной плите.

Изготовление модельных комплектов литьевым способом проще. Оно заключается в заливке в гипсовую форму эпоксидной композиции. Остальные операции такие же, как и при контактном способе.

При изготовлении пластмассовых моделей необходимо особенно строго соблюдать требования техники безопасности.

После изготовления модельного комплекта из любого материала произ- водится его окончательная отделка. Деревянные модели обрабатывают мел- кой абразивной шкуркой или шлифуют пемзой. После отделки поверхности моделей грунтуют, шпаклюют и покрывают модельным лаком. После каждой операции поверхность шлифуют шкуркой. Окраска моделей и стержневых

ящиков модельным лаком должна систематически повторяться в процессе использования их в производстве. После окончательной отделки и проверки модельные комплекты маркируют, набивая на них цифры и буквы. Все отъ- емные части также маркируются.

Маркировка модели для детали А-4515 (первый модельный комплект с одним стержневым ящиком, тремя отъемными частями на модели и двумя вкладышами ящика) будет выглядеть следующим образом: А-4515-К1-Я1- ОЧМ-3; маркировка стержневого ящика будет выглядеть так: А-4515-К1-Я1- ОЧС-2, где К – обозначение модельного комплекта, Я – обозначение стерж- невого ящика.

Готовые модельные комплекты с соответствующей документацией на- правляют на склад готовых комплектов.

Контрольные вопросы.

1.Какие материалы используются для изготовления моделей?

2.Какие требования предъявляются к модельным комплектам для ма- шинной формовки?

3.Какие породы деревьев применяют для изготовления модельных комплектов I и III классов точности?

4.Какие требования предъявляются к материалам из дерева (заготовки) для изготовления моделей?

5.Для чего в моделях выполняют галтели?

6.Как крепятся на моделях отъемные части?

7.Что такое разъемные и неразъемные стержневые ящики?

8.В чем особенность конструкции стержневого ящика для изготовления

211

стержней пескодувным и пескострельным методом? 9. Преимущества и недостатки пластмассовых моделей?

10.В чем заключается операции окончательной отделки модельного комплекта?

ЛЕКЦИЯ 20.

ТЕМА: КЛАССИФИКАЦИЯ И ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ОТЛИВОК

План лекции

1.Классификация отливок.

2.Показатели точности отливок.

3.Технические требования к отливкам.

Классификация отливок. Отливки классифицируют по массе, назначе- нию, сложности конфигурации, серийности изготовления и точности разме- ров [3]. По массе отливки из чугуна и стали подразделяются на 4 группы (табл. 40), а из цветных сплавов – на 9 групп (табл. 41).

По назначению чугунные и стальные отливки подразделяются на три группы.

212

1группа – отливки неответственного назначения. Это отливки деталей, не рассчитываемые на прочность. Конфигурация и размеры отливок опреде- ляются конструктивными и технологическими требованиями к ним.

2группа – отливки ответственного назначения. Это отливки деталей, испытываемых на прочность, работающих при статических нагрузках и в ус- ловиях трения и скольжения.

3группа – отливки особо ответственного назначения. Это отливки дета- лей, испытываемых на прочность и эксплуатируемых в условиях динамиче- ских и знакопеременных нагрузок.

Отливки из цветных сплавов по условиям применения делят на три ка- тегории ответственности.

1категория – это отливки, работающие в неблагоприятных условиях под значительными нагрузками. Их подвергают индивидуальному контроля вихревыми токами, рентгенопросвечиванию, флуоресцентному контролю, определяют механические свойства, плотность, химический состав. Кроме то- го, предусмотрено испытание механических свойств на образцах, вырезанных из тела отливки или прилитых к телу отливки.

2категория – это отливки, которые используют в нормальных условиях под средними нагрузками. Для них предусмотрены испытания механических свойств, выборный контроль на плотность и рентгенопросвечивание.

3категория – это малонагруженные отливки. Для них механические свойства определяют, как правило, на отдельно отлитых образцах от плавки.

Стальные и чугунные отливки. Отливки по степени сложности подраз- деляют на пять групп.

I группа – простые отливки. Отливки преимущественно плоскостные, малоответственного назначения (рис. 100). Наружные поверхности гладкие и прямолинейные с наличием невысоких усиливающих ребер, буртов, фланцев, отверстий, невысоких выступов и углублений, не связанных между собой и установочной базой размерами и допусками. Внутренние полости отсутству- ют. Поверхности механически не обрабатываются или обрабатываются (пол- ностью или частично) только с одной стороны.

II группа – несложные отливки (рис. 101). Отливки открытой коробча- той или цилиндрической формы. Наружные поверхности прямолинейные и криволинейные с наличием усиливающих ребер, буртов, муфт, кронштейнов, бобышек, фланцев с отверстиями (простейших геометрических фигур) без выступов и углублений. Внутренние полости расположены в один ярус (по собранной форме) и со свободными широкими выходами наружу минимум в две противоположные стенки. Поверхности механически обрабатывают с од- ной-двух сторон или по диаметру и растачивают одно-три отверстия, связан- ные между собой жесткими размерами и допусками.

III группа – отливки средней сложности (рис. 102). Отливки открытой коробчатой или цилиндрической формы, ответственного назначения. Наруж-

ные поверхности криволинейные и прямолинейные с наличием нависающих

213

частей, ребер, муфт, кронштейнов, бобышек, фланцев с отверстиями и углуб- лениями, сравнительно сложной конфигурации. Внутренние полости средней сложности, с гладкой прямолинейной и одной-двумя криволинейными по- верхностями, с незначительными выступами и углублениями на одной из гладких плоскостей, с небольшими по высоте ребрами, бобышками, крон- штейнами, перемычками, расположенными в один и частично в два яруса со свободными широкими выходами полостей на поверхность отливки.

Рис. 100. Примеры простых отливок (I группа сложности): а – балка; б – бандаж; в – плита; г – сектор; д – крышка

Рис. 101. Примеры несложных отливок (II группа сложности):

а – крышка подшипника; б – корпус подшипника; в – ступица; г – зубчатое колесо; д – ро- лик; е – кронштейн

Поверхности механически обрабатывают с двух-трех прилегающих од- на к другой сторон и растачивают до пяти отверстий, связанных между собой или с установочной базой жесткими размерами и допусками. Одна- две по- лости служат резервуарами для жидкости, работают без избыточного давле- ния.

IV группа – сложные отливки (рис. 103). Отливки закрытой и частично открытой коробчатой или цилиндрической формы, ответственного назначе- ния. Наружные поверхности криволинейные и прямолинейные с незначи- тельным количеством пересекающихся поверхностей, имеющих выступаю-

214

щие части и углубления сложной конфигурации. Внутренние полости слож- ной конфигурации с небольшим количеством (3-4) пересекающихся криволи- нейных и прямолинейных поверхностей, с большим количеством далеко от- стоящих одно от другого выступающих и углубленных мест, ребер, перемы- чек, бобышек и кронштейнов, расположенных в один-два яруса, со свобод- ным выходом на поверхность отливки минимум в одну сторону (по собран- ной форме).

Рис. 102. Примеры отливок средней сложности (III-я группа сложности):

а – корпус; б – крышка редуктора; в – корпус редуктора; г – основание; д – зубчатое коле- со; е – рама балансира

Рис. 103. Примеры сложных отливок (IV группа сложности):

а – шкворневая балка; б – станина прокатного стана; в – ползун; г – корпус шибера; д –

улитка

Одна-четыре полости служат резервуарами для жидкости, работают без избыточного давления.

Поверхности механически обрабатывают с трех-пяти сторон и растачи- вают до семи отверстий, связанных между собой или с установочной базой жесткими размерами и допусками. Отдельные поверхности являются трущи-

215

мися.

V группа – отливки особо сложные и уникальные. Отливки закрытой коробчатой и цилиндрической формы, весьма ответственного назначения; комбинированные, состоящие из двух-трех и более разветвлений. Наружные поверхности криволинейные, имеющие пересекающиеся под различными уг- лами ребра, кронштейны и фланцы, с высокими выступающими и углублен- ными местами. Внутренние полости сложной и особо сложной конфигурации с криволинейными поверхностями, имеющие пересекающиеся под различны- ми углами сложные близко расположенные одна от другой выемки, выступы и заходы, с ленточными и кольцевыми каналами (двухтельные отливки}, рас- положенные в два-три и более ярусов со свободным и с затрудненным выхо- дом внутренних полостей на поверхность отливки. Поверхности механически обрабатываются со всех сторон. Большое количество растачиваемых отвер- стий, расположенных в разных направлениях, связанных между собой или с установочной базой жесткими размерами и допусками. Высокие требования к качеству рабочих поверхностей. Многие полости служат резервуарами для жидкостей, работающими без избыточного давления.

В табл. 42 приведена характеристика отливок из алюминиевых и маг- ниевых сплавов по сложности.

Точностные параметры и выбор способа изготовления отливок. Под точностью изготовления отливок понимается степень отклонения их геомет- рических размеров и массы от номинальных значений. Точностные парамет- ры отливки по ГОСТ 26645-85 (измененная редакция, изм. №1 от 01.07.88) предусматривают: класс размерной точности (КРТ), степень коробления (СК),

216

степень точности поверхности (СТП), класс точности массы (КТМ), допуск смещения отливки по разъему формы (ДСР).

По точности размеров и масс отливки из всех видов сплавов (черных и цветных) подразделяются на 22 класса (16 основных и 6 дополнительных).

Классы размерной тонности и точности масс зависят от способа изго- товления отливок, габаритов отливки и типа литейного сплава.

Степень коробления элементов отливок показывает отклонения от пря- молинейности, плоскости, параллельности, перпендикулярности заданного профиля. Она зависит от конфигурации отливки (отношения наименьшего размера отливки к наибольшему), типа формы, наличия термообработки. Все- го регламентируется 11 степеней коробления: 1-ая самая низкая, для ком- пактных нетермообрабатываемых отливок, получаемых в многократные фор- мы; 11-ая самая высокая, для протяженных термообрабатываемых отливок, получаемых в разовые формы.

Степень точности поверхности определяет допуск неровностей поверх- ностей отливки, и, как и КРТ и КТМ, зависит от способа изготовления отлив- ки и вида сплава. СТП связана с шероховатостью.

Допуск смещения элемента отливки по плоскости разъема (ДСР) – это разность предельных отклонений положений частей элемента отливки, фор- мируемых в разных полуформах.

Втехнических требованиях чертежа отливки или детали с нанесенными размерами отливки должны быть указаны нормы точности отливки. Их при- водят в следующем порядке: класс размерной точности, степень коробления, степень точности поверхностей, класс точности массы и допуск смещения от- ливки.

Пример условного обозначения точности отливки 8-го класса размер- ной точности, 5-й степени коробления, 4-й степени точности поверхностей, 7- го класса точности массы с допуском смещения 0,8 мм:

Точность отливки 8-5-4-7 См 0,8 ГОСТ 26645-85.

Ненормируемые показатели точности отливок заменяют нулями, а обо- значение смещения опускают. Например:

Точность отливки 8-0-0-7 ГОСТ 26645-85.

Втехнических требованиях чертежей литой детали допускается указы- вать сокращенную номенклатуру норм точности отливки, при этом указание классов размерной точности массы отливки является обязательным. Напри- мер:

Точность отливки 8-0-0-7 ГОСТ 26645-85.

Втехнических требованиях чертежа отливки или детали с нанесенными размерами отливки должны быть указаны в нижеприведенном порядке значе- ния номинальных масс детали, припусков на обработку, технологических на- пусков и массы отливки.

Пример обозначения номинальных масс равных для детали 20,35 кг, для припусков на обработку 3,15 кг, для технологических напусков 1,35 кг, для

217

отливки 24,85 кг:

Масса 20,35-3,15-1,35-24,85 ГОСТ 26645-85.

Для необрабатываемых отливок или при отсутствии технологических напусков соответствующие величины обозначают «0». Например:

Масса 20,35-3,15-1,35-24,85 ГОСТ 26645-85.

или

Масса 20,35-0-0-20,35 ГОСТ 26645-85.

Втехнических требованиях чертежа литой детали указывают только массу детали.

Классификация отливок позволяет правильно выбрать способ их изго- товления, осуществить разработку оптимального технологического процесса, произвести выбор необходимого оборудования, провести соответствующую организацию труда.

Внастоящее время в различных отраслях производства находят приме- нение около 60 различных способов литья, из них 24 относятся к специаль- ным способам [11]. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, которые ограничивают область их применения. Более 70 % отливок получают литьем в песчаные формы.

При выборе способа изготовления отливки в первую очередь принима- ют во внимание результаты анализа заказа и технологичности детали. На пер- вом месте, как правило, стоит фактор серийности производства, на втором – вид сплава и технические требования, предъявляемые к изделиям. В единич- ном, мелкосерийном и серийном производстве отливки обычно изготавлива- ют литьем в песчаные сырые и подсушиваемые формы. Сухие формы в на- стоящее время используют довольно редко из-за высокой трудоемкости, дли- тельности и энергоемкости их изготовления. Все более широкое распростра- нение получают химически твердеющие формы: на неорганических связую- щих (жидкое стекло, металлофосфаты), а также на синтетических смолах (α-set-процесс). При крупносерийном и массовом производстве чаще приме- няют литье в сырые песчано-глинистые формы, изготавливаемые на формо- вочных машинах и автоматических линиях, а также специальные способы ли- тья. Трудности выбора способа литья связаны также с тем, что большую часть отливок можно изготавливать несколькими способами, которые в рав- ной степени обеспечивают требуемые свойства литой детали. В данном слу- чае решающим фактором, определяющим выбор способа, является его эконо- мичность.

Например, применение специальных способов изготовления отливок: литье в кокиль (ЛК), литье под низким давлением (ЛНД), вакуумным всасы- ванием (ЛВВ), литье под давлением (ЛД), центробежное литье (ЦЛ), литье по выплавляемым моделям (ЛВМ), литье в оболочковые (корковые) формы (ЛОФ) и др., оправдано лишь при производстве крупных партий отливок, ко- гда увеличение расходов на литейную оснастку и оборудование перекрывает- ся повышением производительности труда, экономией сплава и затрат на ме-

218

ханическую обработку отливок.

Каждый способ литья, как показывает практика, имеет свои оптималь- ные области применения (табл. 43).

Таблица 43

Наиболее экономичен способ изготовления отливок в сырых формах. Следует отметить, что каждый из способов литья имеет свои ограни-

ченные технические возможности.

Учитывая большой объем производства отливок, получаемых в песча- ных формах, важное значение имеет правильный выбор состава формовочных и стержневых смесей, способа их изготовления.

Технические требования к отливкам. На чертежах литых деталей долж-

ны быть указаны следующие технические требования:

1.Допускаемые отклонения по размерам, весу и припускам на обработ- ку. Класс точности литой детали выбирают в зависимости от требуемой точ- ности необрабатываемых поверхностей. Детали, имеющие необрабатываемые посадочные места или сопрягаемые поверхности (храповики, зубчатые колеса

извездочки с необработанным зубом, кронштейны и т.д.), рекомендуется вы- полнять по I-II классам точности. Детали, имеющие обрабатываемые поса-

дочные и сопрягаемые места им не требующие особой точности изготовления (шкивы, корпуса и крышки подшипников, коробки передач и т.д.), рекомен- дуется выполнять по III классу точности. Допускается применение различных классов точности для размеров одной и той же отливки.

2.Величины не указанных на чертежах радиусов закруглений.

3.Допуски на смещение опок устанавливают в пределах ±1 мм, а для

219

крупных деталей ±1,5 мм. Допускаемое смещение опок указывают обычно на чертежах корпусных деталей (корпуса и крышки редукторов, коробки пере- дач, кронштейны коробчатой формы, шкивы, диски шкивов и т.д.).

4.Формовочные уклоны принимают по ГОСТ 3212-92. Кроме приве-

денных обязательных пунктов технических условий на чертежах могут быть указаны дополнительные требования в зависимости от конструктивного на- значения деталей.

5.Условные обозначения класса чистоты необработанных поверхностей по ГОСТ 2789-73.

6.При термической обработке должны быть указаны требуемые преде- лы твердости и места замера ее.

7.при предъявлении специальных требований к твердости, глубине от- бела отливки, макро- и микроструктуре, гидроплотности, коррозионной стой- кости, жаропрочности и другим параметрам, должны быть приведены преде- лы требуемых величин, а также метод и схема испытаний.

8.Данные (или ссылки на общие технические условия) о виде, количе- стве, размерах и местах расположения литейных дефектов (раковин, трещин, спаев и т.д.), допускаемых на отливках без устранения, а также о дефектах, допускаемых к устранению и способы их устранения.

9.Место маркировки детали, характер ее (углубленная или выпуклая), а также шрифт и текст.

Контрольные вопросы.

1.Что такое степень сложности отливок?

2.Что относится к точностным параметрам отливки?

3.Что такое классы размерной точности детали?

4.Что относится к нормам точности отливки?

5.Что такое степень коробления?

6.Для чего необходимо классифицировать отливки?

7.Какой способ литья является наиболее экономичным?

8.Перечислите параметры отливок, характеризующие группу сложно- сти.

9.Какие технические требования указывают на чертеже литой детали?

220