Технологическая характеристика

Среди отливок до 80% по массе занимают детали, изготовляемые литьем в песчаные формы. Метод является универсальным при­менительно к литейным материалам, а также к массе и габаритам отливок. Специальные способы литья значительно повышают стои­мость отливок, но позволяют получать отлив­ки повышенного качества с минимальным объемом механической обработки.

Характеристика отливок, получаемых раз­личными методами, приведена в табл. 1.

Отливки, не рассчитываемые на прочность, с размерами, определяемыми конструктивны­ми и технологическими соображениями, отно­сятся к неответственным; отливки, испыты­ваемые на прочность, работающие при стати­ческих нагрузках, а также в условиях трения скольжения, относятся к ответственным. Осо­бо ответственные — отливки, эксплуатируемые в условиях динамических знакопеременных на­грузок, а также испытываемые на прочность.

Возможности повышения производитель­ности процессов литья, точности размеров и качества отливок расширяются при их изго­товлении в автоматизированных комплексах, в которых используются новые механизмы для уплотнения смеси, применяются элек­тронные схемы управления технологическими процессами и счетно-решающие устройства для выбора оптимальных режимов.

Применение роботов для нанесения покры­тий, обсыпки блоков и т. п. и заливочных ком­плексов с телеуправлением обеспечивает защи­ту оператора от воздействия пыли, дыма, тепла и брызг металла.

Прогрессивно применение покрытия литей­ной формы для поверхностного легирования отливок. Так, карбидообразующие легирую­щие элементы (теллур, углерод, марганец) по­вышают износостойкость формы и устраняют рыхлость отливок; графитизирующие леги­рующие элементы (кремний, титан, алюми­ний) устраняют отбел, уменьшают остаточные напряжения и улучшают обрабатываемость отливок. Применение жидкоподвижных смесей при литье в песчаные формы повышает про­изводительность труда, снижает трудоемкость изготовления формы и стержней в 3 — 5 раз, исключает ручной труд и позволяет по­лностью механизировать и автоматизировать производство изготовления форм и стержней независимо от их размеров, конфигурации и номенклатуры.

При производстве крупных отливок приме­нение регулируемого охлаждения формы по­зволяет сократить продолжительность охла­ждения в литейной форме отливок массой 20 — 200 т в 2 раза по сравнению с есте­ственным охлаждением. Годовой выпуск отли­вок приведен в табл.2.

Допустимые отклонения размеров чу­гунных и стальных отливок приведены в табл. 3.

Отливки I класса точности обеспечиваются формовкой по металлическим моделям с ме­ханизированным выемом моделей из форм и с заливкой металла в сырые и подсушенные формы. Этот способ применяют в условиях массового производства и для изготовления наиболее сложных по конфигурации тонко - стенных отливок.

Отливки II класса точности обеспечивают­ся формовкой с механизированным выемом деревянной модели, закрепляемой на лег­косъемных металлических плитах, из форм и с заливкой в сырые и подсушенные формы. Этот способ применяют для получения отли­вок в серийном производстве.

Отливки III класса точности обеспечивают­ся ручной формовкой в песчаные формы, а также машинной формовкой по коорди­натным плитам с незакрепленными моделя­ми. Этот способ является оптимальным для изготовления отливок любой сложности, любых размеров и массы из разных литейных сплавов в единичном и мелкосерийном про­изводстве.

Допустимые отклонения размеров отливок из цветных металлов и сплавов приведены в табл. 4.

Технологичность конструкций отливок ха­рактеризуется условиями формовки, заливки формы жидким металлом, остывания, выбив­ки, обрубки. На выполнение основных опера­ций технологического процесса получения от­ливки влияют уклоны, толщина стенок, раз­мерные соотношения стержней и другие усло­вия.

Технологичность конструкции отливок при­ведена в табл. 5 — 7. Большое влияние на тех­нологию последующей обработки отливок оказывает наличие в них отверстий. При мас­совом производстве в отливках обычно полу-

L. Способы изготовления отливок, их особенность и область применения Способы изготовления отливок Масса отливки, т Материал Область применения и особенность способа   Разовые формы Ручная формовка: в почве с верхом До 200   Станины, корпуса машин, рамы, ци­линдры, шаботы молотов, траверсы по шаблону До 100   Отливки в виде тел вращения (зуб­чатые колеса, кольца, диски, трубы, шкивы, маховики, котлы, цилиндры) в крупных опоках     Станины, бабки, коробки скоростей, блоки цилиндров в съемных опоках со стержнями из бы- стротвердеющей смеси До 35   Станины ГМК, болтовысадочных ав­томатов, ножниц; позволяет умень­шить припуски на 25 — 30% и тру­доемкость механической обработки на 20-25% в почве с верхней опокой с облицовоч­ным слоем из бы- стротвердеющей смеси До 25 Сталь, серый, ковкий и высоко­прочный чугун, цветные металлы и сплавы Шаботы, станины, цилиндры; поз­воляет снизить трудоемкость изго­товления заготовки и механической обработки за счет уменьшения при­пусков на 10—18% в стержнях До 2   Отливки со сложной ребристой по­верхностью (головки и блоки цилин­дров, направляющие) в почве открытая До 0,15   Отливки, не требующие механической обработки (плиты, подкладки) в мелких и средних опоках До 0,1   Рукоятки, шестерни, шайбы, втулки, рычаги, муфты, крышки Машинная формовка: в крупных опоках До 2   Бабки, Суппорты, корпуса небольших станин в мелких и средних опоках До 0,1   Шестерни, подшипники, муфты, ма­ховики; позволяет получать отливки повышенной точности с низкой шеро­ховатостью поверхности Литье в оболочковые формы: песчано-смоляные До 0,15   Ответственные фасонные отливки в крупносерийном и массовом произ­водстве химически твердею­щие тонкостенные (10-20 мм) До 0,2 Сталь, чугун и цветные сплавы Ответственные фасонные мелкие и средние отливки химически твердею­щие толстостенные (толщиной 50—150 мм) До 40   Большие отливки (станины штампо­вочных молотов, подушки прокатно­го стана)

Продолжение табл. 1 Способ изготовления отливок Масса отливки, т Материал Область применения и особенность способа жидкостекольные оболочковые До 0,1 Углеродистые и коррозионно- стойкие стали, кобальтовые, хро­мистые и алюми­ниевые сплавы, латунь Точные отливки с низкой шерохова­тостью поверхности в серийном про­изводстве Литье по выплавляемым моделям До 0,15 Высоколегиро­ванные стали и сплавы (за ис­ключением ще­лочных металлов, реагирующих с кремнеземом об­лицовочного слоя) Лопатки турбин, клапаны, дюзы, шес­терни, режущий инструмент, детали приборов. Керамические стержни поз­воляют изготовлять отливки толщи­ной 0,3 мм и отверстия диаметром до 2 мм Литье по растворяемым моделям До 0,15 Титан, жаропроч­ные стали Лопатки турбин, детали приборов. Солевые модели снижают шерохова­тость поверхности Литье по замораживае­мым моделям До 0,14   Тонкостенные отливки (минимальная толщина стенки 0,8 мм, диаметр от­верстия до 1 мм) Литье по газофици- руемым моделям До 15 Любые сплавы Мелкие и средние отливки (рычаги, втулки, цилиндры, корпуса)   Многократные формы Литье в формы: гипсовые 0,10     песчано-цементные Сталь, чугун, Крупные и средние отливки в серий­ кирпичные цветные металлы и сплавы ном производстве шамотно-кварцевые     глинистые     графитовые 0,014     каменные 0,03     металлокерамичес- кие и керамические 0,025     Литье в кокиль: с горизонтальной, вертикальной и ком­бинированной плос­костью разъема 7 (чугун), 4 (сталь), 0,5 (цвет­ные метал­лы и спла­вы) Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы Фасонные отливки в крупносерийном и массовом производстве (поршни, корпуса, диски, коробки подач, са­лазки)

Продолжение табл. 1 Способ изготовления отливок Масса отливки, т Материал Область применения и особенность способа Литье в облицованный кокиль 0,25 Сталь аустенит- ного и ферритно- го классов Лопатки рабочих колес гидротурбин, коленчатые валы, буксы, крышки букс и другие крупные толстостенные от­ливки Литье под давлением: на машинах с гори­зонтальными и вер­тикальными камера­ми прессования 0,10 Магниевые, алю­миниевые, цинко­вые и свинцо- во-оловянные сплавы, сталь Отливки сложной конфигурации (тройники, колена, кольца электро­двигателей, детали приборов, блок двигателя) с применением ва­куума 0,05 Медные сплавы Плотные отливки простой формы Центробежное литье на машинах с осью враще­ния: вертикальной 0,05   Отливки типа тел вращения (венцы, шестерни, бандажи, колеса, фланцы, шкивы, маховики), двухслойные за­готовки (чугун — бронза, сталь — чу­гун) при Г. d < 1 горизонтальной 0,60 Чугун, сталь, бронза и др. Трубы, гильзы, втулки, оси при /: d> 1 наклонной (угол нак­лона 3-6°) 1,0   Трубы, валы, слитки вертикальной, не совпадающей с гео­метрической осью отливки 0,01   Фасонные отливки, не являющиеся телами вращения (рычаги, вилки, тор­мозные колодки) Штамповка жидких спла­вов До 0,30 Цветные сплавы Слитки, фасонные отливки с глубоки­ми полостями (турбинные лопатки, детали арматуры высокого давления) с кристаллизацией под поршневым дав­лением 0,01 Чугун и цветные сплавы Массивные и толстостенные отливки без газовых раковин и пористости; можно получать уплотненные заготов­ки из нелитейных материалов (чис­тый алюминий) Литье выжиманием Панели размером до 1000х х 2500 мм с толщи­ной 2,5 — 5 мм Магниевые и алюминиевые сплавы Крупногабаритные отливки, в том числе ребристые Вакуумное всасывание 0,01 Сплавы на мед­ной основе Небольшие отливки типа тел враще­ния (втулки, гильзы) Последовательно напра­вленная кристаллизация 0,012 Цветные сплавы Отливки с толщиной стенки до 3 мм при протяженности до 3000 мм

Продолжение табл. 1 Способ изготовления отливок Масса отливки, мм Материал Область применения и особенность способа Литье под низким дав­лением 0,030 Чугун, алюмини­евые сплавы Тонкостенные отливки с толщиной стенки 2 мм при высоте 500 — 600 мм (головки блока цилиндров, поршни, гильзы) Непрерывное литье Трубы диаметром 300- 1000 мм Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы Листы, заготовки круглого сечения (слитки, трубы, валы)

2. Годовой выпуск ОТЛИВОК, шт.   Производство Масса отливки, кг единичное мелкосерий­ное среднесерийное крупносерийное массовое До 20 Св. 20 до 100 » 100 » 500 » 500 » 1000 » 1000 » 5 000 » 5 000 » 10000 » 10000 До 300 » 150 » 75 » 50 » 20 » 10 » 5 300-3000 150-2000 75-1000 50-600 20-100 10-50 5-25 3 000-35 000 2000-15000 1000-6000 600-3000 100-300 50-150 25-75 35000-200000 15000-100000 6000-40000 3000-20000 300-4000 150-1000 Св. 75 Св. 200000 » 100000 » 40000 » 20000 » 4000 » 1000

3. Допустимые отклонения размеров чугунных и стальных отливок. Размеры, мм Номинальный размер Наибольший габаритный размер отливки До50 Св. 50 до 120 Св. 120 до 260 Св. 260 до 500 Св. 500 до 800 Св. 800 до 1250 Св. 1250 до 2000 Св. 2000 до 3150 Св. 3150 до 5000 Св. 5000 до 6300 Св. 6300 до 10000 I класс точности                       До 120 Св. 120 до 260 » 260 » 500 » 500 » 1250 » 1250 » 3150 » 3150 » 5000 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1,0 0,3 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 1,0 1,2 1,4 1,8 1,4 1,6 2,0 1,6 2,0 2,5 2,5 3,0 3,0 4,0 5,0 - - II класс точности                       До260 Св. 260 до 500 » 500 » 1250 » 1250 » 3150 » 3150 » 6300 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 0,8 1,0 1,2 1,5 1,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,2 1,5 2,0 2,5 3,0 2,5 3,0 4,0 3,0 4,0 5,0 5,0 6,0 6,0 7,0 9,0 12,0 - III класс точности                       До 500 Св. 500 до 1250 » 1250 » 3 150 » 3150 » 6 300 » 6300 » 10000 1,0 1,2 1,5 1,8 2,0 1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,0 2,2 2,5 3,0 3,5 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 4,0 5,0 5,5 6,0 5,0 6,0 6,5 7,5 7,0 8,0 9,0 9,0 10,0 11,0 12,0 14,0 15,0 17,0 20,0

4. Допустимые отклонения размеров отливок из цветных металлов и сплавов Размеры, мм Номинальный размер отливки Литье в песчаные формы Литье в оболочковые формы Литье по выплавляемым моделям Центробежное литье Литье под давлением Точность отливок II III II III II III II III II III До 10 0,4 0,6 0,8 1,6 0,2 0,3 0,4 0,6 0,12 0,24 0,2 0,3 0,2 0,3 0,4 0,6 0,1 0,2 0,12 0,24 Св. 10 до 18 0,4 0,6 0,8 1,6 0,24 0,4 0,4 0,6 0,16 0,24 0,24 0,4 0,24 0,4 0,4 0,6 0,12 0,24 0,16 0,24 » 18 » 30 0,5 0,8 0,8 1,6 0,3 0,5 0,5 0,8 0,2 0,3 0,3 -0,5 0,3 0,5 0,5 0,8 0,14 0,28 0,2 0,3 » 30 » 50 0,6 1,0 1,0 1,6 0,4 0,6 0,6 1,0 0,24 0,4 0,4 0,6 0,4 0,6 0,6 1,0 0,17 0,34 0,24 0,4 » 50 » 80 0,8 1,2 1,2 2,0 0,5 0,8 0,8 1,2 0,5 0,8 0,8 1,2 0,5 0,8 0,8 1,2 0,3 0,5 0,5 0,8 » 80 » 120 1,0 1,6 1,6 2,5 0,6 1,0 1,0 1,6 0,6 1,0 1,0 1,6 1,0 1,6 1,6 2,5 0,4 0,6 0,6 1,0 » 120 » 180 1,2 2,0 2,0 3,0 1,2 2,0 2,0 3,0 0,8 1,2 1,2 2,0 1,2 2,0 2,0 3,0 0,5 0,8 0,8 1,2 » 180 » 260 1,6 2,4 2,4 4,0 1,6 2,4 2,4 4,0 1,0 1,6 1,6 2,4 1,6 2,4 2,4 4,0 0,6 1,0 1,0 1,6 » 260 » 360 1,8 3,0 3,0 4,5 1,8 3,0 3,0 4,5 1,2 1,8 1,8 3,0 1,8 3,0 3,0 4,5 0,8 1,2 1,2 1,8 » 360 » 500 2,2 3,6 3,6 5,5 2,2 3,6 3,6 5,5 1,4 2,2 2,2 3,6 2,2 3,6 3,6 5,5 — 1,4 2,2 » 500 » 630 4,0 6,4 6,4 10,0 2.4 4,0 4,0 6,4 1,6 2,4 2,4 4,0 2,4 4,0 4,0 6,4 — 1,6 2,4 » 630 » 800 5,0 8,0 8,0 12,0 3,0 5,0 5,0 8,0 — 3,0 5,0 3,0 5,0 5,0 8,0 — — » 800 » 1000 5,6 9,0 9,0 14,0 3,6 5,6 5,6 9,0 — 3,6 5,6 3,6 5,6 5,6 9,0 — — » 1000 » 1250 6,4 10,0 10,0 16,0 4,0 . 6,4 6,4 10,0 — 4,0 6,4 4,0 6,4 6,4 10,0 — — » 1250 » 1600 8,0 12,0 12,0 20,0 5,0 8,0 8,0 12,0 — 5,0 8,0 5,0 8,0 8,0 12,0 — — » 1600 » 2000 9,0 14,0 14,0 22,0 ------- 9,0 14,0 ------- ------- ------- 9,0 14,0 ------- ---

Примечание.В числителе приведены допуски на размеры отливок, оформляемых в одной части формы, в знаменателе — на размеры отливок, оформляемых в двух частях формы и более или стержнями.

Толщина стенок отливок

Материал	Характеристика отливки	Наимень­шая тол­щина стен­ки, мм	Материал	Характеристика отливки	Наимень­шая тол­щина стен­ки, мм
	Литье в песчаные формы
Сталь углеро­дистая	Мелкие (до 2 кг) Средние (2 — 50 кг) Крупные (св. 50 кг)	8 12 20	Бронзы оло- вянистые	Наибольшая протя­женность стенки, мм: до 50 св. 50 до 100 » 100 » 200 » 200 » 600
Сталь низколе­гированная	На 20 — 40% больше, чем для отливок из углеродистой стали		6 8
Чугун серый	Мелкие (до 2 кг) Средние (2 — 50 кг) Крупные (св. 50 кг)	3-4 6-8 10 — 20	Специальные бронзы и ла­туни	Мелкие (до 2 кг) Средние (2—50 кг)	До 6 До 8
Чугун высоко­прочный	На 15 — 20% больше, чем для отливок из серого чугуна	Кремнистые бронзы	-	До 4
Чугун ковкий	Размеры площади стенки, мм: 50x50 100х 100 200 х 200 350 х 350 500 х 500	2,5-3,5 3- 4 3,5-5,5 4- 5,5 5- 7	Алюминиевые сплавы	Наибольшая протя­женность стенки, мм: до 200 св. 200 до 800	3-5 5-8
	Магниевые сплавы	Мелкие Средние (протяжен­ность не более 400 мм)	4 6
			Цинковые сплавы	-	До 3
		Литье в кокиль
Магниевые сплавы	Площадь стенки до 30 см2		Чугун	Площадь стенки, см2: до 25 св. 25 до 125 св. 125
Алюминиевые сплавы		3-4		4 6 15
Бронзы		4-6	Сталь	-	8-10

Литье по выплавляемым моделям

Толщина стенки при габаритных размерах отливки, мм Материалы Св. 10 до Св. 50 до100 Св. 100 до200 Св. 200 до350 ■ Св. 350 пот miri пот min пот min пот min пот min Оловянисто-свинцовистые                     сплавы 1-1,5 0,7 1,5-2 1,0 2-3 1,5 2,5-3,5 3-4 2,5 Цинковые сплавы 1,5-2 1,0 2-3 1,5 2,5-3,5 2,0 3-4 2,5 3,5-5 Чугун 1,5-2 1,0 2-3,5 1,5 2,5-4 2,0 3-4,5 2,5 4-5 3,5 Медные, магниевые и алю­                     миниевые сплавы 2-2,5 1,5 2,5-4 2,0 3,0-4 2,5 3,5-5 4-7 3,5 Сталь углеродистая 2-2,5 1,5 2,5-4 2,0 3,5-5 2,5 3,5-6 5-7 4,0

Можно допускать стенки толщиной меньше 0,75 мм, если они имеют длину не более 8 — 10 мм.

Продолжение табл. 5

Литье под давлением

Толщина стенки отливки (мм) при площади сплошной поверхности, см2 Сплавы До 25 Св. 25 до 100 Св. 100 до 225 Св. 225 до 400 Св. 400 до 1000 Оловянисто-свинцовистые 0,6 0,7 1,1 1,5 _ Цинковые 0,8 1,6 1,5 2,0 3,0 Магниевые 1,3 1,8 2,5 3,0 4,0 Алюминиевые 1,0 1,5 2,0 2,5 . 4,0 Медные 1,5 2,0 3,0 3,5 4,0

Примечание. 'Длястали оптимальная толщина стенок 3 мм.

Литье в оболочковые формы
Характеристика отливки	Толщина стенки, мм,
Мелкие, кроме отливок из стали	2-2,5
Средние и мелкие стальные	3-4

Примечания:1. При толщине стенок 10— 12 мм в отливках можно выполнять отверстия диаметром 6 мм и более по модели (без стержней). 2. Для стальных отливок радиусы закруглений должны быть не менее 3 мм. 3. Переходный угол для оформления различных утолщений на отливке 30 — 45 °.