Общие рекомендации по обеспечению технологичности отливок

В наиболее общей форме составлены рекомендации для конструктора литой детали, учитывающие особенности технологии литья.

1. Перед конструированием отливки необходимо установить, какую роль играет отливка в машине, и на основании этого решить:

а) нецелесообразно ли заменить отливку сварной, кованой, штампованной деталью или изготовить деталь из прессованного порошка;

б) нецелесообразно ли соединить несколько деталей (не обязательно ли­тых) в одну отливку; это имеет большое значение при массовом и крупносерийном производстве.

2. Устанавливая конфигурацию и размеры, необходимо стараться полу­чить компактную отливку, без значительных выступающих частей, которые могут тормозить усадку во время затвердевания и охлаждения твердой отливки.

3. Следует избегать соединения в одну отливку крупных деталей простой конфигурации с массивными стенками и мелких деталей повышенной точно­сти. В отношении крупных деталей это положение справедливо, если такое соединение приведет к образованию отливки, слишком большой по своим размерам для изготовления в литейной цехе или для механической обработки. Соединение в одну отливку мелких деталей повышенной точности может быть прогрессивно, если изготовление комбинированных отливок производить способами литья под давлением и по выплавляемым моделям.

4. Детали, подвергающиеся быстрому изнашиванию и разрушению во время работы, следует проектировать как отдельные отливки.

5. Конструируя крупные отливки, необходимо принимать во внимание технологические возможности цехов: литейных (производительность и размер плавильных печей, сушил и т. д.), механических (размеры металлообра­батывающих станков), а также условия монтажа и транспортирования (грузоподъемность кранов, размеры ворот, размеры железнодорожных вагонов и т. д.).

6. Конструируя стальные отливки, следует учитывать возможности изго­товления деталей комбинированным способом, путем сварки в одно целое нескольких отливок и частей из труб, листового и фасонного проката.

7. Выбор материала и технологического процесса литья должен предусматривать:

а) применение современных материалов и новых способов изготовления отливок вместо обычно используемых при изготовлении подобного рода де­талей;

б) получение отливки с такими размерами, которые в наибольшей степени соответствовали бы готовой детали путем уменьшения припусков на меха­ническую обработку, а также путем повышения точности отливки;

в) повышение производительности при изготовлении отливок.

8. Приступая и конструированию, надо проанализировать, нельзя ли за­менить данную отливку существующей типовой или, если необходима новая конструкция, то нецелесообразно ли произвести типизацию ряда аналогичных отливок.

Вышеизложенные рекомендация полезны для начального (эскизного) эта­па конструирования литой детали. На последующих этапах следует учитывать более тонкие особенности технологического процесса, которые избирательно ограничивают множество конструктивных форм литой детали.

Практически всем способам литья свойственны дефекты, зависящие от конфигурации отливки, главные из которых: необеспечение размерной точности отливки и недостаточная плотность по усадочным, газоусадочным и ликвационным дефектам. Природа этих дефектов определяется свойствами каждого способа литья. Однако можно выделить две основные причины, приводящие к этим дефектам. Первая причина состоит в нетехнологичности конструкции литой детали, приводящей к использованию многочисленных стержней, которые снижают стабильность размеров отливок. Таким образом, на этапе конструирования литой детали следует стремиться к такой конфигурации, при которой требуется минимальное число стержней.

Вторая причина определяется нарушением принципа направленного затвердевания отливок. Нарушение принципа направленного затвердевания отливки состоит в том, что в процессе фазового превращения из жидкого состояния в твердое в тех частях отливки, которые затвердевают последними, образуются усадочные и ликвационные дефекты. Если эти места являются ответственными частями литой детали, в которых наличие дефектов недопустимо, то в этом случае имеем брак. Литейщики-технологи устраняют возможность такого брака путем добавления к конфигурации литой детали дополнительных частей, называемых прибылями. Прибыли делаются массивными и затвердевают последними. Следовательно, дефекты формируются не в литой детали, а в прибылях. Однако, если в отливке в процессе затвердевания существуют участки локального утепления, так называемые тепловые узлы, то в них возникают дефекты, поскольку действие прибылей в этих участках не ощутимо. Поэтому конфигурация литой детали должна обеспечивать отсутствие тепловых узлов.

Для использования вышеизложенных признаков технологичности литой детали следует знать, как будет расположена отливка в литейной форме, как расположена линия разъема формы и некоторые другие сведения, которые полезно учитывать на этапе конструирования литой детали. Это обусловливает необходимость некоторых представлений о способах литья и дополнительных признаках технологичности литой детали для каждого способа в отдельности.