Конструкция отливки

Категория:
Производство точных отливок


Конструкция отливки

Резкие переходы толщин стенок и массивные узлы отливок можно устранить, применяя ребра жесткости (рис. 1). Конструктивно и технологически труднее изготовить отливки с различными толщинами стенок. В этом случае рекомендуется выполнять переходы с большими радиусами скругления. Выполнение таких наиболее трудных конструкций обязательно решается при тесном сотрудничестве конструктора и технолога-литейщика. В самых трудных случаях после экспериментов с первыми опытными отливками следует выполнить корректировку конструкции.

Рис. 1. Пример выполнения коробчатой конструкции

Рис. 2. Неправильное и правильное выполнение бобышки под отверстие

При проектировании отливок конструктор должен решать не только проблемы, связанные с их качеством, но и вопросы экономики производства. Так, конструкция отливки определяет сложность и стоимость пресс-формы для выплавляемой модели, трудоемкость сборки модельного блока, отделения отливки от литниковой системы, финишной обработки и т. д.

Одним из наиболее частых конструкционных элементов детали являются утолщения под отверстия — бобышки. Их необходимо проектировать так, чтобы они не мешали извлечению модели из пресс-формы.

Стоимость пресс-формы высокая, особенно для сложных отливок, например, турбинных колес. Для извлечения модели из пресс-формы должен быть предусмотрен уклон, который при обработке полостей формы вызывает иногда затруднения. Величину этого уклона необходимо согласовывать с будущим изготовителем, так как она может изменяться в зависимости от принятого технологического процесса.

При отливке длинных плоских деталей на ровных поверхностях образуются трещины или коробления. Поэтому такие поверхности желательно изготовлять с припусками на обработку. Иногда бывает достаточным при согласии конструкторов разделить такую поверхность канавками или ребрами, которые уменьшают напряжение в литейной форме и препятствуют появлению указанных дефектов.

Получить литьем острые кромки, например на лопатках турбин, насосов, вентиляторов, трудно, так как металл при заливке охлаждается в полости литейной формы и не заполняет тонкие сечения.-Поэтому рекомендуется предусматривать отводное питание граней и по возможности назначать на наиболее тонкие части припуски на механическую обработку, особенно в тех случаях, когда грань должна быть острой и ровной.

Из приведенного ясно, что основные принципы конструирования точных отливок в своей основе такие же, как и отливок, получаемых в песчано-глинистых формах. Однако при литье по выплавляемым моделям конструктор может проектировать отливку со сложной конфигурацией, повышенной точности и чистотой поверхности. Для этого в некоторых случаях следует максимально облегчать отливку с сохранением ее прочности путем введения ребер жесткости.

Преимущество литья по выплавляемым моделям заключается в том, что можно получать отливки из различных сплавов, высокой прочности при малой массе.

В зависимости от конфигурации отливки ее некоторые размеры приходится доводить как изготовителю, так и заказчику. Отливки типа вилок, например, из-за термических напряжений при охлаждении, сопротивления оболочковой, формы, а также часто и во время транспортировки настолько деформируются, что их необходимо дополнительно рихтовать по шаблону для получения заданной формы. В этих случаях рекомендуется уже при проектировании отливки усиливать ее ребрами или соединять ее части технологическими связками.

В других случаях деформацию можно предупредить за счет дополнительных литейных припусков, с учетом дополнительных расходов, связанных с их удалением и последующей отделкой отливок. Часто для получения определенного размера между двумя параллельными поверхностями отливок применяют механическую правку.

Цилиндрические или конические поверхности нельзя получить литьем с совершенно идеальной формой окружности из-за неравномерной усадки металла и напряжений, которые зависят от размеров отливки, толщины стенки и стенок, связанных с окружностями. Обычно удается получать отклонения окружности диаметром 10 мм в пределах ±0,05 мм.

Рис. 3. Рекомендуемое усиление жесткости детали, предупреждающее изменение размера Н при литье

Если отливка имеет форму кольца, то внутренний и внешний контуры окружностей эксцентричны. Это зависит от величины диаметра и от толщины стенки. Чем больше диаметр, тем меньше разница в симметрии обеих окружностей.

Затруднения возникают также и в тех случаях, когда требуется изготовить отливки, у которых стенки должны иметь точно выполненный угол. Обычно углы в отливке имеют допуск 0,5—2° в зависимости от того, в какой мере конструктор или технолог предусмотрел соответствующее усиление (жесткость), препятствующее развертыванию стенок. Конструкции, изображенные на рис. 10 и 11, эффективно снижают деформации в отливке и позволяют выдерживать угол в более узких допусках.

Технологическое усиление хотя и дает положительный результат, но повышает производственные расходы на отделку отливки и не гарантирует жесткость детали при ее эксплуатации.

Острые грани на стальных и чугунных отливках выполняют с минимальной величиной радиуса скругления (на небольших участках до 0,15 мм), а в отливках из цветных сплавов до 0,5 мм. Для получения острых протяженных граней следует применять большие радиусы скруглений по сравнению с приведенными. Минимальный угол граней лезвия должен быть меньше 15°, иначе рекомендуемые радиусы скругления трудно выдержать.

Литые сквозные отверстия в отливках из черных сплавов Рекомендуется выполнять при отношении диаметра к длине отверстия не более 1:4. Для отливок из цветных сплавов это отношение составляет 1 : 6. Глухие отверстия и углубления можно легко ыполнить в отливках при их глубине, приблизительно равной диаметру для отливок из черных сплавов и двум диаметрам для отливок из цветных сплавов. Внутренние стенки отверстия или углубления в местах сопряжения с дном должны быть обязательно скруглены.

Рис. 4. Пример отливки с отверстиями, расположенными на разных осях

Замечательное преимущество литья по выплавляемым моделям — возможность получения в отливке каналов с искривленной осью при благоприятном отношении диаметра канала к его длине. При этом полость или литой канал могут иметь произвольную форму; этот профиль может изменяться еще и по длине. Такой сложный профиль канала нельзя отлить с большой точностью. Получить же такую полость в большинстве случаев методами механической обработки вообще нельзя. Это преимущество литья особенно важно при получении отливок из труднообрабатываемых сплавов.

В исключительных случаях при высоком уровне технологии литья можно получать в отливке и крупную внутреннюю резьбу. При литье шлицевых канавок их минимальная ширина для черных сплавов составляет не менее 2,5 мм, для цветных сплавов не менее 1,5 мм. При использовании вставляемых керамических стержней эти величины могут быть еще меньше.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум