Проектирование и производство литых заготовок - часть 14

 

5

Таблица 1.29. 

Матрица для поиска оптимального состава шихты. 

m/n 

Э

в 

Х

1 

Х

2 

Х

3 

Х

4 

Х

5 

Х

6 

Х

7 

Х

8 

Х

9 

Х

10 

Х

11 

Э

в

 

1 0,175 

0 0 0 0 99,9 

0 19,98 

9,99 

0 0 0,2 

0,309 

2 

8,122 0,06 0,3  13,0 12,0 0,01 0,02 0,072 0,091 0,09 0,096 9,5  10660 

3 0,203 

0 0 0,05 

0,5 

0,04 

0 9,658 0,004 9,65  0 

0,2  0,508 

4 

0,081 0,01 0,03 0,05 0,15 0 

99,69 0,014 0,018 0,018 0,004 0 

0,152 

5 

89,444 99,85 99,5  89,52 86,64 0,02  0 

69,894 89,822 89,82 94,81 87,7  92,475 

6  -  0,08 0,3 0,2 0,5 0,04 0,07 0,55 0,11 0,34 0,12 0,8  0,3 

7 

- 

0,01 0,02 0,03 0,03 0,005 0 

0,011 0,009 0,012 0,009 1,0  1,0 

8 

- 

0,02 0,06 0,08 0,08 0 0 0 0 0 0 0,5 

0,3 

9 

- 

0,15 0,5  0,48 1,36 0,1  0,39 0,51 0,19 0,53 0,21 2,4  0,6 

10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,047 

11  - 

985 780 905 805 1130 2640 1048 1010 996 1080 750 - 

 

56

2. ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ 

ЛИТОЙ ДЕТАЛИ. 

 
Качество  современного  изделия  характеризуется  большим  разнообразием 

свойств, одним из которых является технологичность. Стандартное  определе-
ние  понятия  технологичности  конструкций  содержит  исходный  принцип  под-
хода сокращения материальных и трудовых затрат во всех сферах проявления 
свойств  конструкций.  Технологичность  по  ГОСТ14205-83 [1] рассматривается 
как  совокупность  свойств  конструкций  изделия,  проявляемых  в  возможности 
оптимальных  затрат  труда,  средств,  материалов  и  времени  при  технической 
подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению 
с соответствующими показателями однотипных конструкций и изделий того же 
назначения  при  обеспечении  установочных  значений  показателей  качества    в 
принятых  условиях  изготовления,  эксплуатации  и  ремонта.  Отработка  конст-
рукции  изделия  на  технологичность  осуществляется  при  творческом  содруже-
стве конструкторов и технологов на всех этапах: разработке конструкции, про-
цессов заготовительного производства, обработки, сборки и контроля. 

На  стадии  заготовительного  производства  отработка  конструкции  литых 

деталей не должна усложнять последующую механическую обработку и сборку 
изделия.  Конструкция детали должна отвечать новым технологическим требо-
ваниям с учетом литейных свойств  сплава и технологии изготовления техноло-
гической оснастки, литейной формы, стержней, очистки, обрубки и последую-
щей обработки.  

 

2.1. Особенности конструирования с учетом литейных свойств сплава 

Жидкотекучесть    сплава  определяет  в  конструкции  детали  выбор  мини-

мальной  толщины  стенок  необрабатываемых  поверхностей.  Минимальную 
толщину  детали  х,  мм  определяют  на  диаграмме  (рис.2.1)  в  зависимости  от 
приведенного габаритного размера N: 

N=

3

)

h

b

l

2

(

+

+

, 

 

 

 

 

 

 

(2.1) 

где 

l, b, h - длина, ширина, высота отливки, мм 

Толщина внутренних стенок и ребер принимают на 10…20% меньше тол-

щины наружных стенок. 

У литых деталей толщину стенки необходимо назначать с учетом требуе-

мой  расчетной  прочности,  жидкотекучести  сплава  и  заполняемости  формы. 
Всякое увеличение толщины стенки приводит к замедлению скорости кристал-
лизации  сплава,  что  сказывается  на  неоднородности  структуры,  снижении 
прочности и возникновении  дефектов отливки. 

Для выбора или оценки наименьшей толщины  стенки отливки при литье в 

песчаные формы может быть использована табл. 2.1. 

 
 

57

1

2

3

4

x, мм

N, мм

 

Рис. 2.1. Диаграмма  для  определения  минимальной  толщины  

стенок отливок из различных материалов: 

1- стали; 2- серого чугуна; 3 – бронзы; 4 алюминиевых сплавов. 

 

При литье под давлением кристаллизация сплава характеризуется высоки-

ми скоростями [3]. Конструкция литой детали в связи с этим должна быть та-
кой, чтобы металл затвердевал по всем сечениям одновременно. Этому требо-
ванию  удовлетворяет  равностенная  конструкция  с  минимально  возможной 
толщиной стенки. Рекомендуемые толщины стенок приведены в табл. 2.2. 

При  кокильном  литье  минимальную  толщину  стенок  рекомендуется  при-

нимать по табл. 2.3. 

Наименьшую возможную толщину стенок отливок при оболочковом литье 

можно выбрать по табл. 2.4. 

Усадка,  как  второй  показатель  литейных  свойств  сплава,  вызывает  при 

кристаллизации  сплава  появление  усадочных  раковин,  трещин.  Получение  от-
ливок без усадочных дефектов достигается созданием конструкции с равномер-
ной  толщиной  стенок    без  большого  скопления  металла  в  отдельных  местах. 
Равномерность  толщины  стенки  и  скопление  металла  определяют  диаметром 
вписанной  окружности  (рис. 2.2, а,  б).  Желательно,  чтобы  соотношение  диа-
метров вписанной окружности в близко расположенных сечениях не превыша-
ло 1,5. Это достигается уменьшением, с помощью углублений в стенках отлив-

58

ки (рис. 2.2, в); смещением стенки (рис. 2.2, г); если это невозможно, то следует 
предусмотреть отверстие (рис. 2.2, д). 

 

Таблица 2.1. 

Минимальная толщина стенки отливки при литье в песчаные формы. 

Материал 

Масса 

отливки, кг 

Максимальная 

длина 

стенки, мм 

Минимальная 

толщина 

стенки, мм 

До 100 

До 200 

8…10 

Сталь 

100…1000 200…800  12…14 

До 100 

До 200 

3…4 

Чугун серый 

100…1000 200…800 

6…8 

До 100 

До 100 

2,5…3,5 

Чугун ковкий 

100…300 100…200  4…5,5 

До 10 

До 50 

3…4 

10…50 50…100  5…6 

Бронза 

оловянистая 

Св.50 

Св. 100 

7…8 

До 0,25 

До 50 

6…7 

Бронзы и латуни 

специальные 

0,25…4,00 50…100  8…10 

До 2,00 

До 200 

3…5 

Сплавы 

алюминиевые 

2,00…10,00 200…500 

6…8 

До 2 

До 200 

3,5…4,5 

Сплавы 

магниевые 

2…8 200…400 6…7 

 

Во  избежание  коробления  и  появления  трещин,  конструкция  отливки 

должна  обеспечивать  достаточную  сопротивляемость  усадочным  и  термиче-
ским напряжениям. Для этого в конструкции необходимо предусмотреть плав-
ные  переходы  с  толстого  на  тонкое  сечение.  Плавный  переход  по  длине 

L  от 

толстой  стенки  “

А”  к  тонкой  “а” (рис. 2.3, а)  должен  соответствовать  соотно-

шению 

а

А

с

−

= 3

. На рис.2.3, б показана конструкция корпусной детали с го-

ризонтальными плечиками, которые затрудняют процесс усадки, что вызывает 
большие литейные напряжения. Изменение конструкции (рис. 2.3, в) обеспечи-
вает  свободную  усадку.  Придание  плечикам  конической  формы  (рис. 2.3, г) 
также снизит усадочные напряжения.