ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ

Содержание:

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ... 2

1. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ.. 2

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ.. 4

ОТЛИВОК.. 4

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ.. 8

Основные элементы литниковой системы. 17

Типы литниковых систем. 19

Расчет литниковой системы для отливок из разных сплавов. 21

Литниковые системы для отливки из ковкого чугуна. 27

Литниковые системы для стальных отливок. 30

Литниковые системы для отливок из медных сплавов. 32

Литниковые системы для алюминиевых и магниевых сплавов. 35

ЛИТЕРАТУРА. 40

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ

ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ

При конструировании деталей, заготовки которых получают литьем, необходимо учитывать технологию литья. Это облегчает освоение производства новых изделий, обеспечивает снижение стоимости продукции и расхода металла, позволяет использовать менее квалифицированную рабочую силу.

Конструкция детали должна быть технологичной, т. е. удобной для выполнения литой заготовки. Деталь должна быть компактной, не иметь больших выступающих частей, что увеличивает размеры опоки и, следовательно, удорожает формовку, вызывает неудобства при транспортировании и обработке. Крупногабаритные детали целесообразно делить на две или несколько частей, чтобы облегчить не только процесс изготовления отливки, но и обработку резанием. В деталях не должно быть острых углов и резких переходов от толстых стенок к тонким, чтобы исключить концентрацию внутренних напряжений, вызывающих образование трещин. Сопряжения стенок под углом следует выполнять галтелями радиусом не менее 4 мм (рис. 170). Нежелательны большие местные утолщения стенок деталей, так как в этих местах появляется рыхлота усадочного происхождения. При пересечении нескольких ребер жесткости рекомендуется применять кольцевое ребро (рис. 171).

Рис. 170. Примеры сопряжения стенок разной толщины	Рис. 171 Рекомендуемое расположение ребер жесткости на отливках

Деталь должна представлять собой сочетание простых геометрических тел с преобладанием прямых линий и плоских поверхностей, что упрощает и удешевляет изготовление модельного комплекта. Бобышки, выступы и приливы необходимо выполнять так, чтобы не затруднять извлечение модели из формы. Например, если бобышки на детали выполнить подобно тому, как показано на рис. 172а, то при принятой плоскости разъема модель из формы нельзя извлечь, а, следовательно, бобышки нужно делать отъемными частями. Это не потребуется при изготовлении отливки по варианту, показанному на рис. 172, б.

Из каждой полости отливки должен быть сделан выход — окно достаточных размеров для вентиляции стержня, а во многих случаях также для вывода знаковой части. Установка стержней в форме на жеребейках 1 нежелательна, так как они не всегда хорошо свариваются с основным металлом. Например, при литье кронштейна (рис. 173, а) стержень Ст. 1 необходимо устанавливать на жеребейках; выход газов из стержня затруднен, так как один конец стержня окружен расплавом. При изготовлении кронштейна по варианту, показанному на рис. 173, 6, отпадает необходимость в жеребейках, уменьшается число стержней, упрощается сборка, улучшаются условия удаления газов из стержня.

Рис. 172. Варианты выполнения бобышек (утолщений) на деталях	Рис. 173. Неправильная (а) и правильная(б) конструкции отливки кронштейна

Если деталь испытывается на гидропробу, применение жеребеек не допускается. Нежелательно также подвешивать стержень в форме, так как при этом нельзя проверить собранную форму.

При конструировании литых деталей необходимо учитывать литейные свойства сплава. Так, оловянные бронзы имеют хорошие литейные свойства, особенно жидкотекучесть, поэтому толщина стенок детали может быть небольшой. В утолщенных местах образуются пористость, рыхлота усадочного происхождения; в тонких сечениях вследствие быстрого охлаждения металл получается более плотный, поверхностная литейная корка очень прочная.

Безоловянные бронзы характеризуются повышенной усадкой, поэтому детали из них конструируют с учетом дополнительного питания. Там, где нельзя поставить прибыль, для питания утолщенных мест следует предусматривать ребра, сечение которых принимают равным двух-, трехкратной толщине стенки.

Алюминиевые сплавы склонны к образованию усадочной и газовой пористости, особенно в толстых местах отливки, поэтому толщина стенок деталей из этих сплавов должна быть минимальной. Жеребейки в алюминиевых сплавах не развариваются, следовательно, для литых деталей, от которых требуется герметичность, их применять нельзя.

Магниевые сплавы по сравнению с алюминиевыми имеют худшие литейные свойства. Прочность металла в толстых стенках значительно меньше, чем в тонких, поэтому в литых деталях из магниевых сплавов стремятся делать тонкие стенки.

Серый чугун имеет хорошие литейные свойства, но структура серого чугуна больше, чем других сплавов, зависит от скорости охлаждения. В тонких стенках вследствие быстрого охлаждения затрудняется графитизация и может получиться отбел. Отбеленный чугун очень твердый и не поддается обработке резанием. Одновременно в больших сечениях твердость иногда получается недопустимо низкой. Из этого следует, что для серого чугуна наиболее желательной конструкцией является коробчатая с равномерной толщиной стенок.

Высокопрочные чугуны в отношении литейных свойств уступают серому чугуну. Объемная усадка их приближается к усадке углеродистой стали, жидкотекучесть плохая. Поэтому принципы конструирования отливок из высокопрочных чугунов очень близки к таковым для стали.

Сталь плохо заполняет форму, поэтому детали с тонкими стенками отливать трудно. Большая объемная усадка стали обусловливает необходимость дополнительного питания, т. е. получать отливки без прибылей практически невозможно. В местах сопряжения тонких и толстых стенок с внутренней стороны для предупреждения образования трещин иногда ставят ребра жесткости. Вместо ребер жесткости в некоторых случаях целесообразно делать тонкие литейные ребра, удаляемые при обрубке.

Конструкция отливки должна обеспечивать удобную сборку формы. Так, конструкция, изображенная на рис. 174 а, неудачна, так как для ее изготовления необходимы два стержня, и, кроме того, сложно изготовить высокий болван 1, который может обрываться. Изменив конструкцию отливки (рис. 174, б), можно сократить число стержней, тем самым упростить сборку, а болван 1 сделать более массивным, уменьшив вероятность его подрыва.

Рис. 174. Неправильная (а) и правильная (б) конструкции отливки	Рис 175. Варианты конструкции шкива

Конструкция отливки должна быть удобной для очистки после извлечения ее из формы.

Конструктор должен предусматривать минимальный расход металла на отливку. Например, шкив можно выполнить в двух вариантах I и II (рис. 175). Вариант II позволяет сэкономить более 15% металла, снизив массу отливки, уменьшить ее себестоимость.