Проектирование и производство литых заготовок - часть 18

 

71

3. ВЫБОР ВИДА И СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ 

 

Правильно  выбрать  заготовку – это  значит  определить  рациональный  ме-

тод ее получения, установить припуски на механическую обработку каждой из 
обрабатываемых поверхностей, указать размеры заготовки и установить допус-
ки на неточность их изготовления, назначить уклоны и технические условия на 
выполнение заготовки. 

 

 3.1. Классификация литых заготовок 

Отливки классифицируют [2] по массе, сложности конфигурации и точно-

сти размеров. 

В  зависимости  от  массы  чугунные  и  стальные  отливки  подразделяют  на 

мелкие, средние, крупные (табл. 3.1) 

 

Таблица 3.1. 

Характеристика отливок из черных сплавов по массе. 

материал отливки 

масса, кг 

характеристика отливок 

сталь углеродистая 

до 2 

мелкие 

сталь углеродистая 2-50 

средние 

сталь углеродистая 

св. 50 

крупные 

сталь низколегированная 

до 3 

мелкие 

сталь низколегированная 3-70 

средние 

сталь низколегированная 

св. 70 

крупные 

чугун серый 

до 2 

мелкие 

чугун серый 2-50  средние 
чугун серый 

св. 50 

крупные 

 

Отливки из цветных сплавов по массе классифицируются по девяти груп-

пам (табл. 3.2.). 

 Таблица 3.2. 

Классификация отливок из цветных металлов по массе. 

группа 

бронза, латунь, цинковые 

сплавы, кг 

алюминиевые сплавы, кг 

1 

до 0,25 

до 0,2 

2 0,25-1,0 

0,2-0,4 

3 1-4 

0,4-0,8 

4 4-10 

0,8-1,6 

5 10-20 

1,6-3,2 

6 20-50 

3,2-6,3 

7 50-200 

6,3-12,5 

8 200-500 

12,5-25 

9 

св. 500 

св. 25 

 

 

72

По  сложности  конфигурации  отливки  подразделяют  на  следующие  груп-

пы: 

Первая  группа  сложности - простые  отливки.  Отливки  преимущественно 

плоскостные, круглые или полусферические. Наружные поверхности гладкие и 
прямолинейные с наличием невысоких ребер, бобышек, отверстий, выступов и 
углублений. Внутренние поверхности гладкие, без выступов и углублений. Ти-
повые отливки: крышки, рукоятки, вилки, рычаги, диски, грузы, маховики без 
спиц и др. 

Вторая группа сложности – несложные отливки. Усложнены по сравнению 

с первой группой наличием на наружных поверхностях криволинейных ребер, 
буртиков, кронштейнов, фланцев, с отверстиями и углублениями простой кон-
фигурации  со  свободным  широким  выходом  наружу.  Типовые  отливки:  под-
ставки,  плиты,  колпаки,  маховики  со  спицами,  барабаны  для  мельниц,  буксы, 
железнодорожные колеса и др. 

Третья группа сложности – отливки средней сложности. Отливки открытой 

коробчатой, сферической, полусферической, цилиндрической и другой формы. 
Наружные поверхности криволинейные и прямолинейные с нависающими час-
тями  ребер,  кронштейнов,  бобышек,  фланцев  с  отверстиями  и  углублениями 
сравнительно  сложной  конфигурации.  Значительные  части  поверхности  могут 
выполняться  стержнями. Типовые отливки: блоки с литой канавкой, матрицы, 
звездочки, шестерни и зубчатые колеса с литыми и нарезными зубьями диамет-
ром до 3 м, корпуса, крышки, основания для редукторов, суппорты для метал-
лорежущих станков и др. 

Четвертая  группа  сложности – сложные  ответственные  отливки.  Отливки 

закрытой и частично открытой коробчатой цилиндрической формы. Наружные 
и  внутренние  поверхности  имеют  сложную  конфигурацию.  Многие  части  по-
верхностей выполняются стержнями. Типовые отливки: столы, корпуса и осно-
вания металлорежущих станков, салазки и ползушки, станины прессов и моло-
тов и др. 

Пятая  группа  сложности – особо  сложные,  особо  ответственные  отливки. 

Отличается  от  четвертой  группы  отливок  сложной  конфигурацией  с  криволи-
нейными поверхностями, пересекающимися под различными углами с выемка-
ми, выступами, расположенными в два и более яруса, с затрудненным выходом 
внутренних полостей. Типовые отливки: передние бабки и усложненные стани-
ны  металлорежущих  станков,  станины  молотов,  сложные  корпуса  центробеж-
ные насосов, компрессоров дизелей и др. 

С учетом точности фасонные отливки характеризуются классом размерной 

точности,  степенью  коробления,  степенью  точности  поверхностей,  классом 
точности массы. 

Нормы  точности  отливок:  классы  размерной  точности,  степень  коробле-

ния, степень точности поверхностей, классы точности масс, а также ряды при-
пусков на обработку для различных технологических процессов и условий из-
готовления и обработки отливок даны в приложениях 1-7 ГОСТ 26645-85. 

 

73

При характеристике точности отливки, нормы точности отливки приводят 

в следующем порядке: класс размерной точности, степень коробления, степень 
точности поверхностей, класс точности массы и допуск смещения отливки. 

 

Контрольные вопросы 

 

1. 

По каким признакам классифицируют литые заготовки? 

2. 

Как классифицируются заготовки по сложности конфигурации? 

 

3.2. Способы получения отливок 

Теория и практика литейного производства на современном этапе позволя-

ет получать изделия с высокими служебными свойствами. Свидетельством то-
му является надежная работа отливок в реактивных двигателях, атомных энер-
гетических установках, других машинах и установках ответственного назначе-
ния.  Основная  тенденция  развития  заключается  в  росте  качества  отливок,  по-
вышении точности их размеров, снижении металлоемкости. Все это вместе взя-
тое обеспечивает рост количества выпускаемых отливок. 

Литейная  технология  может  быть  реализована  различными  способами: 

гравитационным литьем в разовые песчано-глинистые формы и специальными 
способами  литья.  Благодаря  низкой  себестоимости,  универсальности  процесса 
и быстрой подготовки производства в разовых песчано-глинистых формах про-
изводят примерно 80% всего объема выпуска отливок. Однако низкая точность 
и  высокая  шероховатость  их  поверхности,  условия  труда,  технико-
экономические  показатели  не  всегда  удовлетворяют  требования  современного 
производства. В связи с этим все более широкое применение находят специаль-
ные способы литья. 

Специальные способы литья отличаются от традиционного литья в песча-

но-глинистые  формы  по  одному  или  нескольким  признакам:  по  конструкции 
литейной формы, материалу, из которого она выполнена, использованию внеш-
них воздействий при заполнении форм и затвердевании отливок и др. 

Одни из них основаны на применении постоянных форм (литье в кокиль, 

под давлением и др.), другие – разовых, причем форма может представлять со-
бой одно- или многослойную оболочку (литье в оболочковые формы, литье по 
выплавляемым  моделям  и  т.  д.).  Заполнение  форм  и  затвердевание  отливок  в 
них происходит под действием сил гравитации, центробежных сил, избыточно-
го давления, создаваемого воздухом (газом) или поршнем. 

Вместе с тем, не всегда легко можно разграничить способы литья. Напри-

мер, литье в кокиль отличается от литья в разовые песчаные формы только ма-
териалом литейной формы: и те и другие заполняются расплавом под действи-
ем сил гравитации. 

Однако во многих случаях их трудно разграничить как по конструктивно-

технологическому,  так  и  по  теплофизическому  признаку.  В  разовых  песчаных 
формах нередко используют металлические холодильники, а в кокилях - песча-
ные стержни. По мере увеличения поверхности формируемой холодильником, 

 

74

разовая  песчаная  форма  постепенно  трансформируется  в  кокиль  с  песчаным 
стержнем.  Поэтому  по  конструктивно-технологическому  признаку,  кокилем 
считают литейную форму, металлические части которой составляют ее основу 
и участвуют в формировании конфигурации и свойств отливки. С другой сто-
роны, кокиль с целью регулирования скорости затвердевания металла отливки 
и  повышения  срока  службы  формы,  покрывают  со  стороны  рабочей  полости 
слоем теплоизоляционной краски или футеровки. По мере увеличения толщины 
слоя краски (футеровки) влияние кокиля на формирование отливки убывает, и 
по выполняемой роли он постепенно трансформируется в песчаную форму. По-
этому по теплофизическому признаку футерованную металлическую форму ре-
комендуют считать кокилем, если выполняется условие: X

кр

<X

0

, где Х

кр

- толщи-

на слоя краски (покрытия), Х

0

 - характерный размер отливки (половина толщи-

ны  стенки  для  плоской  или  радиус  для  цилиндрической  и  сферической  отли-
вок). 

Литье под низким давлением в настоящее время рассматривают как само-

стоятельный способ, хотя он является разновидностью литья под давлением и 
сформировался в результате совершенствования варианта литья под давлением, 
основанного на использовании в период заполнения форм и затвердевания от-
ливок давления сжатого воздуха (газа) от компрессора. В последние годы раз-
работаны  новые  смешанные  варианты  этих  способов  литья.  Заполнение  форм 
расплавом осуществляют, например, по режимам литья под низким давлением, 
затем  полость  формы  отсекают  от  металлопровода  и  на  затвердевающий  рас-
плав воздействуют высоким давлением, создаваемым поршнем.  

Можно  привести  другие  примеры,  свидетельствующие  об  определенной 

условности приведенной классификации специальных способов литья. 

Для повышения качества  и эффективности литых заготовок большое зна-

чение  имеет  создание  и  внедрение  новых  методов  воздействия  на  жидкий  и 
кристаллизующийся металл при формировании отливки. Дальнейшее развитие 
специальных  способов  литья  базируется  на  использовании  теплосиловых  воз-
действий: давления, электромагнитных полей, вибрации, ультразвука и др. 

Все  методы  внешних  воздействий  можно  условно  разделить  на  три  сле-

дующие группы: 

−  введение в расплав давлений и упругих колебаний (низкочастотные и 

высокочастотные ультразвуковые вибрации); 

−  механическое  перемешивание  расплава  электромагнитными  силами, 

газоимпульсной  обработкой,  продувкой  инертного  газа  и  специальными  ме-
шалками; 

−  введение концентрированных источников энергии (электрических им-

пульсов или взрыва) в расплав. 

Для наглядного представления и сравнения существующих видов и спосо-

бов литья применяют классификатор способов литья, который облегчает выбор 
рациональной литой заготовки. Основные виды и способы литья этого класси-
фикатора приведены в табл. 3.3.