Глава III. Технология получения отливок

Технологический процесс производства отливок в разовые формы включает формовку, т. е. изготовление полуформ и стержней, сборку литейной формы, заливку расплава, обрубку и очистку отливок. Для организации современного экономически эффективного литейного производства необходимыми условиями являются рациональная конструкция и технологичность отливок.

1. Основные сведения об особенностях конструкции и технологичности отливок

При конструировании литой детали необходимо выбрать, исходя из ее назначения и условий работы, не только форму, размеры сечений, литейный сплав. Очень важной задачей является обеспечение технологичности отливок, определяющей их экономичность.

Технологичной считают отливку, которую можно изготовить в данных производственных условиях, применяя экономически наиболее выгодную технологию, с минимальными затратами и потерями от брака при высоком качестве изделий.

Одно из основных требований технологичности — простота конфигурации отливки, облегчающая изготовление моделей, форм, выбивку, очистку, последующую обработку детали, возможность механизации и автоматизации литейного производства.

Некоторые элементы конструкции литых деталей с учетом тре­бований технологичности показаны на рис. 195. Для получения качественных отливок необходимо учитывать условия затверде­вания металла в форме. У отливки / (рис. 195, а) вследствие не­выгодного расположения осей кристаллов металла прочность меньше, чем у отливки 2.

Конические шестерни (рис. 195, б) лучше отливать зубьями вниз; литейные дефекты — песочные и газовые раковины — чаще всего образуются на верхних

поверхностях и частях отливки.

При переходах от толстой стенки к тонкой (рис. 195, в) в вер­шине угла возникают напряжения, которые могут привести к об­разованию трещин. Правильно выполненная конструкция преду­сматривает плавный переход от сечения А к α длине l, например, по соотношению . На рис. 195, г показаны галте­ли — закругления в углах при сопряжении стенок отливки. Они необходимы для того, чтобы избежать осыпания формовочной земли при извлечении модели при формовке, а также для обеспе­чения благоприятной структуры металла и уменьшения напряже­ний в углах отливки. Радиусы галтелей у отливок (моделей) со­ставляют 1/5—1/3 от средней арифметической толщины сопрягае­мых стенок.

Формы и стержни не должны препятствовать усадке металла — уменьшению размеров детали при затвердевании и охлаждении сплава. При наличии препятствий для усадки возникают напря­жения, возможно коробление и образование трещин. Поэтому, например, отливка шкива с прямыми спицами (рис. 195, д) менее выгодна, чем со спицами, расположенными под углом к ободу, которые могут несколько выпрямляться при усадке, и в них воз­никают меньшие напряжения.

Неправильное расположение ребер жесткости может привести к короблению изделий.

Литейные уклоны необходимы для облегчения извлечения модели при формовке. Размер уклонов зависит от высоты изделия и составляет 1-8мм, или 0,5-3°. Без уклонов и галтелей при извлечении модели может быть разрушение формы и осыпание формовочной смеси.

Стенки отливки должны быть по возможности одинаковой тол­щины. В местах утолщения стенок и в массивных частях отливок могут образовываться усадочные раковины и рыхлость. Для пред­отвращения этих дефектов необходимо устраивать прибыли для питания жидким металлом больших масс затвердевающего металла или сплава.

Приведенные примеры лишь иллюстрируют особенности кон­струкции литых деталей с учетом их технологичности. Оптималь­ное решение этих вопросов, в особенности для сложных отливок, часто является результатом совместной работы конструктора и технолога.