5.1.8. Технологичность деталей получаемых литьём.

При конструировании деталей изготавливаемых из заготовок получаемых литьём необходимо учитывать способ литья, механические и эксплуатационные свойства. Отливка должна иметь форму близкую к форме готовой детали, высокую размерную точность, минимальный припуск на механическую обработку и требуемую чистоту поверхности. Все литейные сплавы можно разделить на пять групп: стали и чугуны; бронзы и латуни; сплавы алюминия; магниевые сплавы; сплавы на основе титана, хрома, цинка и др. металлов.

В зависимости от габаритов, массы и сложности конструкции, серийности, применяются различные методы литья, в частности: в песчаные формы, в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям, в оболочковую форму.

Литейные сплавы обладают широким диапазоном механических и физических свойств. В процессе проектирования детали необходимо учитывать механические свойства литейного материала и в частности его пластичность. На графике Рис.5.10 приведены зависимости прочности и пластичности для различных

м арок литейных сплавов. Как видно из графика наибольшей пластичностью и достаточной прочностью обладают углеродистые стали. Легированные стали и высокопрочный чугун имеют высокую прочность и относительно невысокую

пластичность (удлинение 5-10%).

Для обеспечения технологичности конструкции детали она должна отвечать следующим требованиям:

- иметь простые внешние обводы, без резких углов, высоких рёбер и выступов, минимальное количество внутренних полостей;

• обеспечивать направленную

Рис. 5.10 кристаллизацию металла;

• предусматривать технологические уклоны и минимальную механическую обработку;

• толщины стенок должны иметь оптимальную величину, в соответствии с выбранным методом литья и требуемой прочностью и жёсткостью детали.

При литье в песчаные формы, конструкция отливки должна обеспечивать минимальное количество плоскостей разъёма модели и формы.

Рис.5.11

Желательно иметь одну плоскость разъёма формы и при конструировании литой детали руководствоваться правилом теней рис.5.11.

Чтобы не допускать возникновения внутренних напряжений в отливке необходимо обеспечить одинаковую скорость её охлаждения во всех сечениях.

Конфигурация отливки должна способствовать одновременному или последовательно направленному затвердеванию металла. В первом случае необходима наибольшая равномерность сечений. Во втором случае постепенное увеличение стенок в желательном направлении затвердевания, по мере приближения к прибыли, утолщению рис5.12.

Рис.5.12

Поверхности отливок, перпендикулярные плоскости разъёма формы, должны иметь конструктивные уклоны, обеспечивающие свободное извлечение модели. Для отливок, получаемых в песчаных формах, конструктивные уклоны назначаются в соответствии с данными таблицы 5.1.

Таблица 5.1

Таблица 5.2

Для этого предусматривают плавные переходы между различными сечениями, рёбра жёсткости в опасных сечениях, утолщение краёв отливок и окон (см.табл.5. 2).

Наименьшая толщина стенок отливки должна выбираться с учётом марки сплава, размеров отливки и способа её изготовления (см.табл. 5.3)

Таблица 5.3

Для одновременного затвердевания толщину внутренних стенок рекомендуется делать равномерной примернго 0,8S (где S – толщина наружных стенок).

Переходы от стенки к стенке следует выполнять галтелями, т.е. радиусами, как показано на рис.5.13,а,б,в. При обычном сопряжении радиусами R=(1,5 2)s описанными из одного центра (рис.5.13,а), возможно утонение стенки на участке перехода вследствие смещения стержня. Рекомендуется делать сопряжения радиусами, описанными из разных центров (рис.5.13.б,в). Обычно наружный радиус сопряжения делают от 0,7 до 1 внутреннего радиуса.

Р ис.5.13

При определении радиусов сопряжения внешних стенок различной толщины (рис.5.13,в) можно пользоваться соотношением S₀ = 0.5(S-s), где S и s соответственно толщины разных стенок. На рис 5.13,г,д приведены варианты сопряжения внутренних стенок с наружной. Стенки с большой разницей сечений целесообразно соединять клиновидным переходным участком длиной l 5(S+s) толщин сопрягаемых стенок (рис.5.13,д).

При резком переходе от тонкой стенки к толстой возникают усадочные напряжения в результате могут образовываться трещины. Для предотвращения данного явления необходимо предусматривать плавные переходы от одной стеки к другой (рис.5.14,а,б ).

Рисунок 1

Рис.5.14.

На Рис.5.14,в-д, приведены варианты сопряжения стенок с бобышками. В профильной проекции бобышки сопрягают со стенками уклонами от 1: 1 до 1:2 и радиусами R=2S, где S толщина стенки. В плановой проекции сопряжения выполняют радиусами R=(3-5)S (Рис.5.14,д).

Найденные из приведённых соотношений радиусы сопряжений стенок и бобышек округляют до ближайших стандартных размеров (R=1,2,3,5,8,10мм.), так как небольшое изменение радиусов сопряжений мало влияет на качество отливки, то рекомендуется унифицировать радиусы. Преобладающий радиус переходов на чертеже детали не проставляют, указывая его на поле чертежа (в технических требованиях) надписью. Неуказанные радиусы 5мм.

Конструкция литой детали должна иметь наиболее простую конфигурацию. Должна быть обеспечена минимальная толщина стенки и её равномерность, конструкция должна исключать применение дополнительных стержней, затрудняющих извлечение модели из литейной формы после формовки смеси. Рис.5.15.

Рис. 5. 15 Детали корпуса редуктора

а.) Корпус б). Крышка корпуса редуктора

. Не рекомендуется при изготовлении литых корпусных деталей применять дополнительные разъёмы при формовке, так как при этом снижается точность размеров отливки, увеличивается трудоёмкость изготовления и затрудняется применение формовочных машин. Эти особенности должен учитывать конструктор при конструировании деталей изготавливаемых литьём в песчаные формы. Не допускается в отливке наличие узких и глубоких выемок и углублений, усложняющих извлечение из них формовочной смеси (рис.5.16,а).

Приливы, бобышки, кронштейны и другие выступающие части не должны мешать извлечению модели из формы. Бобышки, имеющиеся в конструкции корпуса редуктора, рекомендуется объединять в одну общую

Рис.5.16

плоскость (рис.5.16,б), что упрощает изготовление модели. Имеющиеся на корпусе приливы, выполняющие после механической обработки функции установочных поверхностей, необходимо располагать в одной плоскости (рис.5.16 ,в). Расположение приливов в одной плоскости упрощает механическую обработку и увеличивает точность сопряжения с установочной поверхностью. Перед механической обработкой детали подвергаются рентгеноконтролю, для выявления микротрещин, усадочных раковин, рыхлот.