Рекомендации по проектированию литых деталей с учётом требований технологичности

 

Рекомендации по проектированию направлены, в основном на детали, получаемые литьём в песчано-глинистые формы.

1. Необходимо стремиться к использованию одной плоскости разъёма. Возможность её создания определяется по правилу световых теней, согласно которому, теневые участки при воображаемом освещении детали параллельными лучами в направлении, перпендикулярном к плоскости разъёма формы, должны отсутствовать (рис. 1П).

 

Рис. 1П. Конструкции отливок

(верхние - технологичные, нижние - нетехнологичные)

 

Для облегчения формовки и уменьшения числа стержней вертикальные рёбра жёсткости, выступы и другие элементы необходимо располагать перпендикулярно к плоскости разъёма горизонтальные - в плоскости разъёма.

Основные рекомендации по отработке конструкции отливки на технологичность приведены в таблице 1 П.

 

Таблица 1П

Основные правила отработки конструкции отливки на технологичность

 

Условия получения рацио­нальной конструкции	Схема конструкции
Нерациональная	Рациональная
Для упрощения изготовления модели и формы разъём модели следует осуществлять в одной плоскости с плоскостью разъёма формы
Внутренние полости литых деталей следует выполнять без применения стержней, открытыми и без поднутрений
Верхние (по положению при заливке) горизонтальные поверхности следует заменять наклонными
Стержень, оформляющий внутреннюю полость, должен крепиться с обоих концов; применения жеребеек следует избегать
Элементы, выступающие на поверхности детали и выполняе­мые в моделях объёмными (например, бобышки Б), следует объединять и соединять с выступающей неотъёмной частью
Внутренней полости, оформляемой стержнем, следует придавать простейшие очертания - без поперечных перегородок и глубоких впадин

 

Продолжение табл. 1П

 

Условия получения рациональной конструкции	Схема конструкции
Нерациональная	Рациональная
Для снижения трудоёмкости формовки и уменьшения расхода формовочных материалов детали должны иметь компактную конфигурацию и по возможности небольшие габариты (особенно по высоте)
В конструкциях крупных шестерён, шкивов и маховиков нужно применять изо­гнутые спицы
Обрабатываемые взаимно перпендикулярные поверхности следует располагать так, чтобы припуски П на обработку не создавали участки не выполнимые при формовке
Обрабатываемые бобышки следует располагать на одном уровне, обеспечивающем обработку за один проход
Бобышки и приливы, расположенные на наружных стенках и подлежащие обработке, рекомендуется заменять выточками, если это допустимо при заданной толщине тела отливки

 

 

Продолжение табл. 1П

 

Условия получения рациональной конструкции	Схема конструкции
Нерациональное	Рациональное
Рёбра жёсткости следует располагать в плоскости разъёма формы и перпендикулярно к ней
Бобышки на стенках детали, подлежащие сверлению, необходимо располагать с одной стороны, учитывая возможность их относительного смещения
При оформлении внутренней полости стержнем и наличии с наружной стороны бобышек и приливов целесообразно переносить их на внутреннюю поверхность
Стенкам литых деталей необходимо придавать равномерные сечения
Особое внимание следует обращать на принцип направленного затвердевания

 

2. Минимальная толщина стенки отливки должна соответствовать значениям, приведенным в таблице 2П.

Таблица 2П

№ п/п	Материал отливки	Индекс	Масса отливки, кг	Длина стен­ки Lmax, мм	Толщина стенки Smin, мм
	Чугун серый	МЛ-1	До 100	До 200	3-4
100-1000	200 - 800	6-8
	Чугун ковкий	До 100	До 100	2,5-3,5
100-300	100-400	4,5-5,5
	Сталь углеродистая и низколегированная	МЛ-2	До 100	До 200	8-10
100-1000	200 - 800	12-14
	Сплавы алюминиевые	МЛ-4	До 2,0	До 200	3-5
2-10	200 - 500	6-8
	Сплавы магниевые	МЛ-4	До 2	До 200	3,5-4,5
2-8	200 - 400	6-7
	Бронза оловянистая	МЛ-4	До 10	До 50	3-4
10-50	50-100	5-6
	Бронзы и латуни специальные	МЛ-4	До 0,25	До 50	6-7
0,25-4,0	50-100	8-10

 

3. Построение внутренних полостей и отверстий Минимальные размеры литых отверстий в зависимости от толщины стенки приведены в табл. ЗП.

Таблица ЗП

 

Толшина стенки S, мм	4-6	6-8	8-10	12-14	14-16	16-18	18-20
Диаметр отверстия Dmin, мм

 

Наименьший диаметр отверстий в отливках при литье в кокиль: из лёгких сплавов - 5 мм, из медных сплавов - 8 мм, из стали - 12 мм.

В случае выполнения глухих или квадратных отверстий данные табл. ЗП увеличивают в 1,2 - 1,4 раза.

 

Площади окон в отливках, выполняемых для вывода стержней и удаления газов, устанавливают в зависимости от объёма внутренней полости отливки по табл. 4П.

Таблица 4П

Объём внутренней полости, дм3	≤0,5	0,51-1,0	1,1-3,0	3,1-5,0	5,1-10,0	10,1-25,0	25,1-50,0	50,1-100
Площадь окон, см2

 

4. По возможности следует предусматривать конструктивные уклоны (таблица 5П), обеспечивающие минимальный расход и направленное затвердевание металла.

 

Таблица 5П

Эскиз	h, мм		αк, °
	До 25	1:5	11°30'
25-100	1:10	5°30'
100-500	1:20	3°
Св. 500	1:50	1°

 

5. Выполнение углов, переходов, сопряжений

Переходы сечений и углов, должны быть плавными и округлены радиусами закруглений. Соотношение толщин стенок на сопрягаемых участках не должно быть более 4, т.е.

При соотношение толщин стенок переходы выполняют с помощью радиусов закруглений (галтелей); три большем соотношении толщин стенок - переход следует выполнять клинообразно (рис. 2П). Радиусы галтелей следует принимать равными , рекомендуемый ряд радиусов

галтелей: 1, 2, 3, 5, 8, 10, 20, 25, 30, 40 мм.

 

 

rmin=0,5R R = 0,3(S – S1) - чугун, сплавы Al, Mg, Zn R = 0,4(S - S1) - сталь, сплавы Сu	L≥4(S-S1) – Чугуны, сплавы Al, Mg, Zn L≥5(S-S1) – сталь, сплавы Сu

 

Рис. 2П. Прямые сопряжения стенок отливки

Примеры угловых сопряжений показаны на рис. ЗП и Т - об­разных на рис. 4П, 5П.

А:а<1,25	А:а>1,25
	а)
	б)
А:а	C	r
Сталь и медные сплавы	Чугун и сплавы Al и Mg
<1,25 1,25-1,8 1,8-2,5 >2,5	A-a 0,8(A-a) 0,7(A-a)		≥5c	≥4c

 

Рис. ЗП. Угловые сопряжения стенок отливки:

A:a<1,25	A:a>1,25
A:a	C	r	l
Сталь и медные сплавы	Чугун и сплавы Аl и Mg
<1,25 1,25-1,8 1,8-2,5 >2,5	0,5(A-a) 0,4(A-a) 0,35(A-a)		≥10c	≥8c

Рис. 4П. Т-образные сопряжения стенок отливки: а - α > 75°; б - α < 75°

Рис. 5П. Сопряжения стенок в отливках из алюминиевых сплавов:

h=2(А+В);

h=2,5(A+b);

с=0,75А;

r=d=0,5A+a;

l=0,5(А+а).

6. Выполнение ребер, фланцев, бобышек и приливов

1) Конструкция рёбер не должна вызывать появления на внешних кромках и в углах литейных трещин. Для этого: толщина ребра у стенки должна быть 0,7 - 0,9 толщины стенки с

уменьшением её за счёт уклона до 0,5 толщины стенки; высота рёбер - не более пятикратной толщины стенки.

Некоторые варианты соединения рёбер приведены на рис. 6П.

 

Вид сопряжения	Эскиз	Размеры для по­строения сопряжения
Стенка с центральным ребром		S=1,25А; r=0,5А; Н≤5A; r1=0,25А; а=0,8А
Стенка с рёбрами по краям		S=1,25A; r=0,3A; Н <5А; r1=0,25A; а=0,8А
Кольцевое сопряжение рёбер		d=4A; r=0,5А; а=(0,8-1,0)А
Шахматное сопряжение рёбер		с≥2a; r=0,5А

 

Рис. 6П. Варианты соединения ребер со стенкой отливки

 

2) Литую деталь необходимо конструировать с минимальным количеством фланцев, бобышек, приливов и буртов. Если расстояние между центрами бобышек (А) равно или меньше расстояний, указанных в таблице 6П, то отдельные бобышки объединяют в одну (рис. 7П).

 

 

Таблица 6П

 

Диаметр крепёжных отверстий, мм	Расстояние между осями отверстий, мм
Литьё в песчаные формы	Литьё в кокиль и под давлением
До 4 вкл.
Св. 4 до 6
Св.6 до 10
Св. 10 до 14
Св. 14 до 18

 

 

Рис. 7П. Конструктивное выполнение бобышек:

а) - технологичное; б) - нетехнологичное

 

3) Высота бобышек, платиков и других приливов не должна превышать толщины стенки, на которой они находятся. Наименьшая высота бобышек и платиков должна соответствовать приведённым в таблице 7П значениям.

 

Таблица 7П

 

Наибольший габаритный размер отливки, мм	До 50	51-250	251-500	501-750	751-100
Высота бобышки, мм

 

Сопряжения бобышек и приливов со стенкой должны быть плавными, очерчены радиусом г, а наружные диаметры бобышек при наличии в детали отверстия назначают с учетом толщины стенки отливки (таблица 8П).

 

 

Таблица 8П

 

Эскиз	Диаметр отверстия, мм	Наружный диаметр бобышки, мм
	≤40	D≥2,2dк
Св. 40 до 80	D≥1,8dк
Св. 80	D≥1,2+(3-6)S
При S<15	D≥1,2+(4-8)S
H по табл. 7П

 

7. При проектировании деталей, получаемых специальными способами литья, следует использовать конкретные рекомендации с учётом марки литейного сплава, назначения, конструктивных особенностей детали, приведённые в учебной и специальной литературе [4 - 7].

8. Количественная оценка технологичности литых деталей

8.1. Коэффициент габаритности

Чем меньше К_V (в сравнении с другими конструктивными вариантами детали), тем технологичнее конструкция детали.

8.2. Технологическая рациональность тонкостенных отливок оценивается неравенством

где S_ПР – приведенная толщина отливки;

L - наибольший габаритный размер отливки.

где F_ОТЛ - площадь поверхности отливки.

 

 

ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ и СПЕЦМАТЕРИАЛЫ

ВЫБОР СПОСОБА ЛИТЬЯ и ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛИВКИ

Группа_________ (Фамилия И.О.)

Исходная информации (по чертежу летали)

№ Зад.

Наименование дет.

Марка материала, ГОСТ

Масса, кг

Требования по механическим свойствам

Обозначение дет.

Объем выпуска детали, шт/год

Тип производства

Выбор способа литья

2.1

Определение степени сложности (С)

2.2

Определение массыотливки (GОТЛ)

2.3

Определение средней точности детали (ITСР)

2.4

Определение классификационных индексов

Тип производства

Материал отливки

Группа по назначению

Степень сложности

Масса отливки

Средняя точность

Е…М

МЛ…МЛ5

А, В, С

С1…С5

G1…G5

T1…T5

2.5

Определение БСУМio

Способы литья

БiП

БiМ

БiН

БiС

БiG

БiT

БСУМio

2.6

Принятие решения

 

	Проектирование отливки
3.1	Расположение и конфигурация плоскости разъема (ПР)
3.2	Разделение элементов детали по возможностям литья
Элементы, не формируемые литьем	Элементы (и размеры), получаемые литьем окончательно
3.3	Определение класса точности размеров отливки и ряда припусков
3.4	Установленные предельные отклонения (ΔС) и коробления (ΔК)
3.5	Назначение допусков, основных и дополнительных припусков, расчет линейных размеров, установление предельных отклонений
Деталь	Отливка	Припуск, мм	Размеры отливки с предельными отклонениями
Размер по черт.	ТД, мм	Rz, мкм	ТОТЛ, мм	RzОТЛ, мкм	ΔМАХ, мм	осн.	доп.	общий

 

 

3.6	Установление уклонов и радиусом закруглении, баз
	Оформление чертежа отливки, разработка ТТ
	Определение фактического КИМ, вывод по работе
Работу выполнил (подпись, дата) (подпись, дата)	Работу принял

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................3

1.ВЫБОР СПОСОБА ЛИТЬЯ....................................................................................4

1.1.Общие положения.................................................................................................4

1.2. Блок - схема выбора способа литья....................................................................9

1.3. Анализ исходной информации..........................................................................10

1.4. Определение классификационных индексов...................................................10

1.5. Методика выбора приоритетного способа литья методом балльной оценки.................................................................................................................................17

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТЛИВОК........................................................................20

2.0. Блок-схема проектирования отливок................................................................20

2.1. Анализ технологичности конструкции детали………………........................21

2.2. Определение положения отливки в форме и...................................................23

конфигурации плоскости разъёма (ПР)...................................................................23

2.3. Разделение поверхностей и конструктивных элементов на виды................................................................................................................................27

2.4. Определение класса точности размеров и массы, ряда припусков...............................................................................................................................30

2.5. Допуски на линейные, угловые размеры и массу отливки.............................30

2.6. Назначение шероховатости поверхностей отливки........................................32

2.7. Определение предельных отклонений смещения элементов и коробления отливки.......................................................................................................................35

2.8. Назначение основных и дополнительных припусков на механическую обработку поверхностей отливки................................................................................36

2.9. Расчёт линейных размеров отливки, назначение предельных отклонений...............................................................................................................................40

2.10. Анализ толщин стенок и размеров мелкоразмерных отверстий в отливке.................................................................................................................................40

2.11. Назначение литейных (формовочных) уклонов...........................................40

на поверхности отливки............................................................................................40

2.12. Установление радиусов закруглений.............................................................44

2.13. Установление черновых баз для механической обработки………………..45

3. ОФОРМЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖА ОТЛИВКИ.............................................................47

3.1 Масштаб и расположение чертежа отливки....................................................47

3.2 Особенности изображения отливки...................................................................47

3.3 Простановка размеров........................................................................................47

3.4 Технические требования на отливку.................................................................48

3.5 Определение фактической массы отливки и коэффициента

использования металла.............................................................................................50

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА....................................................................51

Приложения...............................................................................................................52

 

 

⇐ Предыдущая12345678910

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: