 |
Блок - схема выбора способа литья
|
|
|
|
ВЫБОР СПОСОБА ЛИТЬЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛИВОК
Методическое и справочное пособие
Ижевск 2003
УДК 621.002: 621.0012
76.5
Разработал канд. техн. наук, доцент Л. Л. Лукин
Выбор способа литья и проектирование отливок: Методическое и справочное пособие к выполнению практических занятий. - Изд.3-е, дополн. Ижевск: Изд-во ИжГТУ.- 2003.- 64 с.
Методическое пособие подготовлено для студентов машиностроительного факультета (спец. 17.13, 13.04, 13.06), выполняющих практические занятия по дисциплине “Спецматериалы и заготовительные процессы”, а также с успехом может быть использовано студентами при выполнении технологических курсового и дипломного проектов по всем машиностроительным специальностям ИжГТУ.
Методическое и справочное пособие
Лукин Леонид Лукич
ВЫБОР СПОСОБА ЛИТЬЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛИВОК
В авторской редакции
Подписано в печать 16.02.04 Формат 60х84/16. Бумага офсетная
Гарнитура “Тайме”. Усл. печ. л. 3,95. Уч.-изд. л. 4,21
Тираж 150 экз. Заказ №22
Отпечатано на ризографе Издательства ИжГТУ
Типография Ижевского государственного
техническогоуниверситета. 426069, г. Ижевск, Студенческая, 7
©Лукин Л. Л., 2003
©ИжГТУ, 2003
ВВЕДЕНИЕ
Литьё является одним из наиболее распространённых методов формообразования заготовок и используется во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Современный уровень литейного производства позволяет изготовлять большую номенклатуру ответственных и сложных по конфигурации деталей спортивно- охотничьего оружия, ракетной техники и других изделий.
По сравнению с другими методами получения заготовок (например, с горячей штамповкой) литьё обладает рядом преимуществ: высокий коэффициент использования металла (Ким); возможность формообразования заготовок практически любой сложной конфигурации, неограниченных масс и габаритов; получение заготовок из сплавов, не поддающихся пластической деформации и трудно обрабатываемых резанием.
|
|
|
При использовании специальных способов литья (по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, в оболочковые формы и т.д.) можно получать отливки повышенной точности, с низкой шероховатостью поверхности, с минимальными припусками на обработку, а иногда и исключающие её, с высокими эксплутационными свойствами.
Основным недостатком большинства способов литья является наличие различных внутренних дефектов (газовая и усадочная пористость и др.) в отливках, что может существенно снизить уровень механических свойств материала (σ0,2, δ, KCU) и конструктивную прочность отливки.
Вопросы, связанные с проектированием отливок, достаточно подробно освещены как в специальной, так и учебной литературе [1...4], но без достаточной системности для практического использования студентами.
Практически отсутствуют в учебной литературе систематизированные методические указания по выбору способа литья по каким-либо начальным (исходным) критериям: конфигурации и материалу детали, массе и габаритам, типу производства и т. п.
Данное методическое пособие (ДМП) содержит в систематизированном виде все материалы, в том числе и справочного характера, для целенаправленного выбора предпочтительного (приоритетного) способа литья с учётом исходных параметров. Кроме того, включён раздел по проектированию отливок, базирующийся на ГОСТ 26645-85 и алгоритмизированной методике, облегчающей процесс проектирования.
ВЫБОР СПОСОБА ЛИТЬЯ
Общие положения
Под выбором приоритетного способа литья понимается определение способа литья, наиболее полно удовлетворяющего требованиям заданных исходных условий без сопоставительных экономических расчётов. При этом выбранный способ должен обеспечивать выполнение следующих основных условий:
|
|
|
1. Отливка по своим качественным показателям должна соответствовать требованиям нормативной документации на изделие (по характеристикам прочности, ударной вязкости, герметичности и т. д.)
2. Отливка должна иметь, возможно, высокую точность размеров и высокий коэффициент использования металла.
Способа литья качественно (без экономической оценки) определяется следующими факторами:
1. Требованиями к уровню конструктивной прочности (σ0,2, KCU...) и герметичности материала отливки. К способам литья, удовлетворяющим повышенным требованиям по прочности, можно отнести: центробежное литьё (в т.ч. центробежное по выплавляемым моделям), под регулируемым давлением, выжиманием.
2. Материалом детали (маркой литейного сплава). Для сплавов цветных металлов (Al, Mg, Zn, Си) эффективнее использовать литьё в постоянные (металлические) формы - в кокиль, под давлением, выжиманием.
3. Типом производства или размером единичной партии изготовляемых деталей. При больших объёмах производства целесообразнее примечать наиболее точные способы с высоким Ким - по выплавляемым моделям, под давлением.
4. Сложностью формы, габаритными размерами и массой детали. Для деталей сложной конфигурации - л итьё в землю, по выплавляемым моделям, под низким (регулируемым) давлением: для деталей с большими габаритами и массой (>50 кг) используются литьё в кокиль и в песчано-глинистые формы.
5. Требованиями к точности размеров и качеству поверхностей отливок. При повышенных требованиях по этим параметрам целесообразнее (экономичнее) применять специальные способы литья, т. е. все кроме литья в землю.
Наиболее распространённые в машиностроении способы литья, их технологические возможности и области рационального применения приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Способы литья и их технологические возможности
| № п/п | Способы литья | Условное обозначение | Технологические возможности | Область применения | ||||||
| Технологичен Материал отливок | Масса, кг | Группа сложности | IT, кв. | Min. толщина стенок, мм | Ким (ср.) | Тип пр-ва | Область применения Характеристика отливок | |||
| Rz, мкм | ||||||||||
| 1. | В песчано-глинистые формы (В землю) | а. Стали углерод, и низколег. б. Чугун в. Сплавы цветных металлов | 10... 10000 | Простые и любой сложности | 
| 
| 0,62 | Е МС СС | Крупногабаритные простые и сложные типа фланцев, крышек, корпусов редукторов, насосов, рам, станин и т.п. | |
| ||||||||||
| 2. | В оболочковые (керамические) формы | О | а. Стали углерод, и низколег. б. Стали высоколегированные в. Сплавы цветных металлов | 0,1... 50 | Средней сложности (гр. 2-4) | 
| 
| 0,80 | М КС СС | Фасонные невысокие (Н/Р<1) коробчатые и осесимметричные типа втулок, муфт, фланцев, кронштейнов, звёздочек крышек и т.п. |
| ||||||||||
| 3. | По выплавляемым (выжигаемым) моделям | В | а. Стали высоколегированные б. Титановые сплавы в. Углерод, и низколег. стали г. Сплавы цветных металлов | 0,01...30 | Любой сложности (гр. 3-5) | 
| 
| 0,85 | М КС СС | Сложные фасонные тонкостенные с различными отверстиями, малогабаритные типа корпусных, лопаток и т. п. |
|
|
|
|
|
| Продолжение табл. 1.1 | Средних и больших (<500 мм) габаритов с фасонным наружным контуром типа цилиндров, маховиков, муфт, колес, крышек и т.п. | Тонкостенные слож. малогабаритные типа корпусов приборов, крышек, фланцев, колец, стаканов и т.п. | Сложные тонкостенные при повышенных требованиях к прочности | Средние и крупногабаритные осесимметричные – трубы, втулки, кольца, гильзы, шпангоуты | Отливки (см. литьё “В”), работающие при повышенных статических и ударно-цикловых нагрузках | ||||
| МС СС КС | М КС СС | КС СС | КС СС МС | М КС СС | |||||
| 0,72 | 0,92 | 0,85 | 0,75 | См. “литьё по выплавляемым моделям” | |||||
| 
|
| 
| ||||||
| 
| 
|
| 
| 
| 
| |||
| Простые и средней сложности (гр. 1-3) | Простые и средней сложности (гр. 1-3) | Средней сложности (гр. 2-4) | Простые и средней сложности (гр. 2-3) | ||||||
| 1-500 | 0,005-30 | 0,005-50 | 0,5-1000 | 0,01-15 | |||||
| а. Сплавы цветных металлов б. глерод. и низколег. стали в. Чугун | Цветные металлы (Al, Mg, Zn, Cu) и их литейные сплавы | а. Сплавы цветных металлов б. Стали любые литейные в. Титановые сплавы | а. стали углерод. и низколег. б. Чугун в. Цветные сплавы | а. Стали высоколегированные б. Титановые сплавы в. Сплавы Al | |||||
| К | Д | ДР | Ц | ЦВ | |||||
| В кокиль (в том числе облицованный) | Под давлением (высоким) | Под низким (регулируемым) давлением | Центробежное | Центробежное по выплавляемым моделям | |||||
|
|
|
Продолжение табл. 1.1.
| 9. | Выжиманием | ВЖ | Сплавы цветных металлов (Al, Mg) | 0,5... 250 | Средней сложности (гр. 2-3) | 12-14 | ≥2,5 | 0,90 | СС | Средних и крупных габаритов плоские и радиусные ребристые панели (типа ”вафельных”) |
| Примечание: 1) в графах 7 и 8: в числителе - для сплавов черных металлов (сталь и чугун), в знаменателе - для цветных сплавов; 2) в графе 9 значения Ким ближе к максимальным значениям. |
Блок - схема выбора способа литья
Последовательность выполнения действий и расчётов при определении приоритетного способа литья приведена в таблице 1.2.
Таблица 1.2.
Блок - схема выбора способа литья
|
|
|
