ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация и области применения литых деталей из "Технологичность конструкций " Одним из основных направлений технического прогресса в машиностроении является отработка конструкций новых изделий на технологичность, которая способствует совершенствованию технологических процессов в заготовительных цехах, переводя заготовки из стадии подобия в стадию тождества с деталью. [c.171] Для самых сложных по конфигурации деталей после их отработки на технологичность в большинстве случаев наиболее тождественными оказываются литые заготовки. [c.171] В зависимости от организации производства на предприятии маршрут изготовления литой детали может быть одноцикловым или двухцикловым. Например, на заводе-автомате поршень автомобильного двигателя изготовляется по способу отливки в постоянную металлическую форму (кокиль) за один цикл, в который входят комплексно-автоматизированные основные, вспомогательные и транспортные операции по всем видам работ — от выгрузки шихты до выдачи упакованных ящиков с готовыми поршнями. [c.171] На большинстве же машиностроительных заводов независимо от масштаба производства (от индивидуального до массового) преобладает двухцикловый маршрут, по которому за первый цикл в литейном цехе изготовляют литую заготовку, а за второй цикл в механическом цехе ее обрабатывают по сопрягаемым поверхностям с последующей передачей готовой литой детали на сборку. Если в составе такого завода нет соответствующего литейного цеха, то завод получает литые заготовки по кооперированным поставкам и у себя выполняет только второй цикл. [c.171] Конструкция литой детали всегда будет технологичной, если совокупность ее конструктивных элементов выполнена в полном соответствии с техническими условиями ее работы в сборке изделия и дополнительно согласована с требованиями оптимальных серийных процессов в обоих циклах ее формообразования. [c.171] В свою очередь, каждый процесс литейного цикла предъявляет свои характерные требования к отдельным конструктивным элементам литой детали. [c.172] Собственно процесс формирования отливки протекает на операциях заливка жидкого металла и остывание его в литейной форме и представляет собой обширный комплекс явлений, к которым следует отнести течение жидкого металла при заполнении литейной формы, физико-химические и термические процессы взаимодействия жидкого металла с материалом формы, а также процессы кристаллизации, затвердевания и сопутствующие им явления. [c.173] В процессе литья формируется структура, а следовательно, свойства литого металла и конфигурация отливок. Тепловые процессы, сопровождающие получение отливок, могут вызвать появление усадочных рыхлот, пористости, химической неоднородности, горячих трещин, внутренних напряжений, коробления и тому подобных дефектов. [c.173] Отливка при своем охлаждении в форме проходит через ряд последовательных состояний, которые в основном зависят от характера движения жидкого металла, температуры, свойств металла и конструктивных форм отливки. [c.173] Различают пять стадий формирования отливки (рис. 2). [c.173] Началом стадии I считают момент соприкосновения первых капель расплава с формой, концом — момент окончания заливки. По мере охлаждения жидкий металл теряет свойства жидкотекучести и затрудняется заполнение формы. [c.173] В течение стадии / происходит охлаждение жидкого металла и нагрев формы. В процессе охлаждения металла может происходить его затвердевание тем скорее, чем меньше масса жидкого металла и чем больше масса формы. [c.173] Охлаждение жидкого металла после окончания заливки. В стадии II происходит отвод теплоты перегрева от расплавленного металла. [c.173] Этот процесс может сопровождаться затвердеванием отливки. [c.173] Во время затвердевания металла фронт кристаллизации перемещается от периферии внутрь отливки. Если металл затвердевает при постоянной температуре (чистые металлы и эвтектические сплавы), то отливка в каждый данный момент состоит из двух зон — твердой и жидкой, причем жидкая зона обладает температурой кристаллизации. Если металл затвердевает в интервале температур (сплавы), то в отливке различают три зоны — твердую, жидкую и переходную. В последнем случае затвердевание металла сопровождается понижением температуры отливки от ликвидуса до солидуса. [c.173] Охлаждение отливки вне формы. После удаления отливки из формы происходит ее дальнейщее охлаждение в окружающей среде (стадия V). Роль окружающей среды по отношению к отливке могут играть воздух цеха, специальные колодцы, печи и другие устройства. В течение стадии V в материале отливки могут происходить различные структурные превращения, изменяться напря-л ения и т. п. Стадия V охлаждения отливки в принципе ие отличается от стадии IV. Разница заключается лишь в уровне температуры металла и в условиях охлаждения поверхности отливки. [c.174] Расчленение процесса на стадии позволяет лучше проследить физическую сущность явлений, происходящих при формировании отливок. [c.174] Значительное влияние на процесс затвердевания оказывают коэффициент линейного расширения и упруго-пластические свойства металла. От этих свойств зависит усадка отливки, определяющая величину зазора, а следовательно, и интенсивность теплообмена между отливкой и формой. [c.174] Важную роль играет растворимость газов при различных температурах, так как газы, выделяющиеся из отливки, создают определенное термическое сопротивление на ее поверхности. В этом отношении особый интерес представляет водород, обладающий небольшим коэффициентом теплопроводности. [c.174] Отмеченные факторы необходимо учитывать при конструировании литых деталей, особенно при назначении толщины стенок, их сопряжений, при введении всевозможных утолщений, выполняемых в виде ушков, бобышек и других приливов, при назначении радиусов закруглений и галтелей, усадочных литейных ребер. [c.174] Вернуться к основной статье