Точность конфигурации и пространственные отклонения отливок

При превалировании в отливке термических напряжений в толстых частях ее должны господствовать растягивающие напряжения. Под их влиянием отливка деформируется (коробится). Чтобы уменьшить термические напряжения в отливке и ее коробление, необходимо придать детали такие конфигурацию и размеры, чтобы различные части детали охлаждались бы в форме с одинаковыми скоростями.

Для минимальных напряжений и короблений важным требованием к ее конструкции является равномерная толщина стенок отливки. Для предупреждения коробления отливок, имеющих разные скорости охлаждения различных элементов, необходимо конструировать деталь по возможности симметричной относительно наиболее длинной оси.

В более сложных случаях особое внимание при конструировании отливок следует уделить соблюдению условия свободной усадки конструкции.

Например, при изготовлении шкива из углеродистой стали, когда развиваются преимущественно термические напряжения, можно заключить: в толстых спицах возникнут растягивающие, а в тонком ободе сжимающие напряжения. В результате получится так называемая «утяжка обода». В отливке зубчатого колеса с толстым ободом и с тонкими спицами возникает обратная картина напряжений. Отливка также не получится круглой. В такой отливке колеса будет уже прогибаться обод между спицами. Чтобы уменьшить деформации подобных отливок, в них можно заменить прямые спицы на изогнутые.

Однако наиболее целесообразно для получения отливки без искажения ее формы использовать принцип обеспечения одинаковой усадки различных частей отливки. Чтобы не было прогиба обода, а усадка его была во всех случаях одинаковой, нужно вместо спиц делать диск. Для уменьшения массы колеса необходимо диск сделать по возможности меньшего сечения. В данном случае изготовления отливки, представляющей собой связанную систему обод - диск - втулка, усадка диска и втулки должна быть равна усадке обода. Если она будет меньше, в отливке появятся напряжения (растягивающие в ободе), но искажения круглой формы обода не произойдет.

Величина коробления чугунных отливок зависит от марки чугуна, так как коробление чугунных отливок, вызванное пластической деформацией, уменьшается с увеличением прочности чугуна. Переход от СЧ20 к СЧ35 уменьшает коробление отливки от действия внешних сил на 30%. Что касается стальных отливок, то снижение содержания углерода в сталях всех марок приводит к уменьшению при прочих равных условиях термических и фазовых напряжений в отливках. Вследствие этого выбором стали можно уменьшить склонность данной конструкции отливки к короблению.

Пространственные отклонения отливки образуются вследствие дефор­мации модели, формы, изменения точности сборочных операций.