8. Особенности конструирования литых деталей.

При изготовлении литых де­талей в кокиль и литьем под давлением необходимо учитывать следующие осо­бенности металлических форм. Формы практически неподатливы. Металл, за­ливаемый в металлическую форму, ох­лаждается быстрее, чем при литье в песчаные формы, вследствие чего по­вышается возможность появления внутренних напряжений в отливке. Поэто­му нельзя допускать в отливках рез­ких переходов от толстой стенки к тонкой и острых углов; радиусы гал­телей должны быть в 1,5 раза больше, чем радиусы при литье в песчаные формы. Жидкий сплав, протекая по металлической форме, охлаждается интенсивно и теряет жидкотекучесть, поэтому при литье в кокиль минимальная толщина стенок должна быть больше (см. таблицу). Необходимо также учитывать особенности литья в метал­лические формы при определении других конструктивных элементов (уклонов стенок по высоте, размеров отверстий и резьб, глубины резьб) для выполнения отверстий и резьб металличе­скими стержнями.

Конструктивные размеры отливок при литье в металлические формы
Сплавы	Уклон стенок от высоты, %		Размер отверстии, мм			Минимальная толщи- на стенки отливки, мм
	наруж- ный	внутрен- ний	Минималь-ный диа- метр	Максималь­ная глубина			При литье в кокиль	При литье под давлением
				не про- ходная	про- ходная
Цинковые	0,5	0.2—2,0*	1,0	6	\2		2.5—3*	1.5—3
Магниевые	0.5—1,0*	1—3	2.5	6	10		2.5—4	1.5—3
Алюминиевые	0.5—1,0	1—3	2.5	3	5		2.5—О	1,6—4
Медные	0.5—1,0	1—3	3'	3	4		3.0—1Й	1,5—4,0
Чугунные	(1.4	2—6	В	3	4		3.5—15	1.5—4.0
Стальные	0,4	2—6	3	3	4		6,0—25	1,5—4,0

*Меньшие значения относятся к малогабаритным отливкам, большие — к крупно­габаритным.

5.2.9. 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, с ерийности, 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 марок литейных сплавов. Как видно из графика наибольшей пластичностью и достаточной прочностью обладают Рис.5.10 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 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. Желательно иметь одну плоскость разъёма формы и при конструировании литой детали руководствоваться правилом теней рис.5.11

Рис.5.11

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 1.

Ч тобы не допускать возникновения внутренних напряжений в отливке необходимо обеспечить одинаковую скорость её охлаждения во всех сечениях. Для этого предусматривают плавные переходы между различными сечениями, рёбра жёсткости в опасных сечениях, утолщение краёв отливок и окон ( см.табл. 2).

Таблица 2

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 рис.5.12

Рис.5.12

Наименьшая толщина стенок отливки должна выбираться с учётом марки сплава, размеров отливки и способа её изготовления (см.табл. 3)

Таблица 3

П ри 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.5.13.

Рис.5.13