3.2. Обеспечение технологичности отливок

В понимании технолога технологичная литая деталь – это такая деталь, которую можно изготовить с минимальными затратами, обеспечивая необходимую плотность стенок, точность размеров, механические и другие свойства отливки, определяющие функциональное назначение литой детали [13].

В наиболее общей форме в [14] составлены рекомендации для конструктора литой детали, учитывающие особенности технологии литья.

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

- целесообразно ли заменить отливку сварной, кованой, штампованной деталью или изготовить деталь из прессованного порошка;

- целесообразно ли соединить несколько деталей в одну отливку; это имеет 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 литейном 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 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:

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

- 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;

- повышение производительности при изготовлении и отливок.

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

Практически всем способам литья (в песчаные формы, кокили, по выплавляемым моделям и др.) свойственны дефекты, зависящие от конфигурации отливки, главные из которых: не обеспечение 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, вторая определяется нарушением принципа направленного затвердевания отливок. На рис. 3.2,а показан пример нетехнологичной литой детали, у которой существуют части, затрудняющие извлечение модели из формы. В этом случае применяют стержни. На рис. 3.2,б – пример технологичной детали, для изготовления которой стержни не требуются.

Применение многочисленных стержней снижает стабильность размеров отливок. Поэтому следует стремиться к такой конфигурации, при которой требуется минимальное число стержней.

Для устранения дефектов, вызванных нарушением принципа направленного затвердевания отливки, применяются

а) б)

Рис. 3.2. Нетехнологичная (а) и технологичная (б)

детали по формовке

массивные прибыли. Прибыли затвердевают последними и, следовательно, все дефекты формируются в них.