Конструирование литейных деталей
Основной задачей технического контроля является предупреждение выпуска негодной продукции и уменьшение количества неизбежного технологического брака. Предусматривается проверка качества исходных материалов, проверка технологических процессов изготовления литья и проверка качества готовых отливок.
Методами контроля литейного производства являются: 1) внешний осмотр отливки; 2) проверка размеров отливки; 3) определение химического состава, механических и других свойств отливок; 4) определение внутренних трещин, раковин, пустот путем рентгеновских, ультразвуковых и других не разрушающих отливку методов контроля.
К основным дефектам отливок относятся: коробление, раковины (тазовые, усадочные, земляные, шлаковые), трещины, пригар, недолив, спай, ликвация и др.
Причинами дефектов могут быть нерациональность конструкции отливки, неправильный подвод металла в форму, неправильный режим охлаждения, недостаточная газопроницаемость и противопригарность формовочной и стержневой смесей, большое содержание газов в металле, низкая жидкотекучесть металла.
В зависимости от дефектов и ответственности детали трещины, раковины, недоливы, спаи заделывают специальной замазкой, пропитывают мастикой, заваривают газовой или электродуговой сваркой и т. п. При необходимости изменить твердость металла отливку подвергают термической обработке.
При конструировании литой детали необходимо учитывать трудоемкость изготовления формы. Внешние очертания отливки должны иметь прямолинейные контуры с плавными криволинейными переходами (галтели). Необходимо стремиться к максимальному уменьшению высоты детали, к устранению выступающих частей, больших тонкостенных ребер, глубоких впадин. Конструкция отливки должна обеспечивать минимальное количество стержней.
Для проверки технологичности конструкции пользуются правилом световых лучей. Конструкции, в которых при сквозном просвечивании отсутствуют теневые участки, формуются без применения отъемных частей и стержней, а поэтому являются более технологичными.
При конструировании литых деталей необходимо руководствоваться следующими соображениями.
1) максимально упрощать внешние контуры и форму внутренних полостей литых деталей;
2) по возможности расчленять сложные конструкции деталей на более простые элементы с последующей их оборкой болтовыми или другими соединениями;
3) выбирать конструкцию, профиль и форм сечения детали, обеспечивающую максимальную ее прочность;
4) учитывать условия эксплуатации деталей машин;
5) унифицировать однотипные детали машин;
6) выбирать сплав с учетом механических, эксплуатационных и литейных свойств, устанавливать минимальные толщины стенок детали, принимая во внимание жидкотекучесть сплава.
При литье в песчаные формы рекомендуются следующие минимальные толщины стенок: 3 мм из серого чугуна, 2,5 мм из ковкого чугуна, 5 мм из стальных отливок, 2 мм ив медных сплавов, 3 мм из алюминиевых сплавов;
7) иметь в виду, что более высокие механические свойства и большая плотность металла получаются на вертикальных или нижних горизонтальных (по положению при заливке форм) стенках отливок;
8) придавать вертикальным (по положению при формовке) стенкам конструктивные уклоны (1/200 высоты отливки);
9) избегать получения в литье отверстий малого диаметра и каналов большой протяженности;
10) обеспечить одновременное затвердевание металла при охлаждении;
11) предусмотреть возможность механической обработки (установку, сквозное движение инструмента) в литых конструкциях.
Порядок разработки чертежа литой детали.
Перед конструированием литой детали вначале следует выбрать металл со свойствами, отвечающими техническим условиям, назначить способ литья, затем в соответствии с условиями эксплуатации детали решают вопрос о ее форме и габаритных размерах. Далее составляют первоначальный эскиз, максимально приближенный по конфигурации к окончательной форме детали, предусмотрев минимальные затраты на изготовление отливки и последующую механическую обработку. Следующим этапом является выбор положения отливки при заливке. Изготовление формы тесно связано с установлением плоскостей разъема, величиной конструктивных или формовочных уклонов и количеством стержней.
Конфигурация отливки должна способствовать улучшению конструкции модели и стержневых ящиков, уменьшению количества стержней, облегчению выбивки отливки из форм.
Последний этан конструирования заключается в согласовании условий установки и обработки отливок на металлообрабатывающих станках. При этом часто приходится предусматривать специальные технологические приливы, которые в дальнейшем срезают.