Обоснование выбора способа получения заготовки

Проанализируем различные свойства материала Сталь 35Л. Химический состав, физико-механические и технологические свойства показаны в следующих таблицах.

Таблица 1.1 – Химический состав Сталь 35Л по ГОСТ 977-75

Содержание химических элементов, %
Обозначение химических элементов	С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,32-0,4	0,20 – 0,52	0,4 – 0,9	≤0,3	≤0,045	≤0,04	≤0,3	≤0,3

Таблица 1.2 – Характеристика физико-механических свойств Сталь 35Л по

ГОСТ 977 -88

Наименование, характеристика, условное обозначение, ед. измерения
Предел текучести σТ, МПа	Предел кратковременной прочности σВ, МПа	Относительное удлинение δ, %	Относительное сужение ψ, %	Твердость НВ 10-1, МПа	Ударная вязкость КСU, Дж/м2
				137-229

Таблица 1.3 – Характеристика технологических свойств материала Сталь 35Л

Марка материала ГОСТ 977-88	Наименование свойств материала
Жидкотекучесть	Пластичность	Литейные свойства	Обрабатываемость резанием	Обрабатываемость давлением	Термическая обработка, °С
Температура плавления	Нормализация	Отпуск	Закалка
Сталь35Л	Да	Нет	Да	Да	Нет	1400-1500	860-880	600-630	860-870

Для получения заготовки из Стали35Л выбираем три способа литья: в песчаные формы, в кокиль, по выплавляемым моделям.

Литье – процесс изготовления деталей заливкой расплавленного металла в форму. Литейная форма представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Формы могут быть разового и многократного применения (постоянные), а также используемые несколько раз (полупостоянные).

Литьё по выплавляемым моделям широко применяется в приборостроении для изготовления отливок сложной конфигурации массой от нескольких граммов до 10-15 кг, с толщиной стенок 0,3-20мм и более, с точностью размеров до 9-го (СТ СЭВ 145-75) квалитета при шероховатости поверхности от 80 до 1,25мкм (ГОСТ 2789-73).Для литья по выплавляемым моделям применяют различные сплавы, в частности среднеуглеродистые стали. Процесс литья по выплавляемым моделям заключается в изготовлении модели из легкоплавкого парафино-стеаринового состава, которую покрывают тонкой керамической оболочкой, формуют, выплавляют в горячей воде, а в образовавшуюся полость заливают жидкий металл.

В приборостроении литьём в кокиль получают в основном отливки с толщиной стенки 5-12мм из алюминиевых, магниевых сплавов, бронзы и чугуна. В отливках допускаются утолщения до 20-25мм, над которыми устанавливается прибыль, компенсирующая усадку сплава. Кокиль - это металлическая форма многоразового использования, что обеспечивает достаточно высокую производительность процесса, но требует гораздо больших затрат на ее изготовление.При использовании выбиваемых песчано-смоляных оболочковых стержней возможна отливка в кокиль деталей со сложной внутренней поверхностью. Оболочковые стержни в кокиле крепят рамкой, фиксаторами или втулкой.

Литьём в песчаные формы. В приборостроении литьем в песчаные формы изготавливают небольшими сериями крупногабаритные детали из черных и цветных сплавов. Отливка на обрабатываемых поверхностях должна иметь припуски на обработку 2-5 мм.

Технологические возможности способов получения заготовки представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Технологические возможности способов получения

заготовки из Стали 35Л ГОСТ 977-88

Технологические возможности способов получения заготовки	Способ получения заготовок
Литье в кокиль	Литье в песчаные формы	Литье по выплавляемым моделям
1 Класс точности заготовки по ГОСТ 977-88	5-11	8-10	5-7
Среднеэкономическое значение	2 Квалитет точности размера, IT	12-14	14-17	12-14
3 Шероховатость поверхности,Rz,мкм	Rz=20-80	Rz=20-80	Rz=20-40
4 Глубина дефектного слоя, мм
Минимальное значение, мм	5 Диаметра отверстия
6 Толщины стенок
7 Резьбы
8 Оптимальная толщина стенок, мм	8-10		1,5-2,5
9 Технологические	Уклоны	8°	4°	0° -20°
Радиусы	0,5	0,2	0,5
10 Наиболее экономично для типа производства	крупносерийное, серийное	серийное	крупносерийное, серийное, мелкосерийное

Исходя из таблицы 1.4, наиболее подходящим способом является литьё по выплавляемым моделям, так как данный способ имеет 12 квалитет точности, наименьшее значение шероховатости поверхности R_z=20 мкм и минимальное значение отверстия 2 мм, когда остальные способы имеют минимальное значение отверстия 8 мм. Так же литьё по выплавляемым моделям подходит для мелкосерийного производства и требует наименьших затрат на заготовительную операцию, в том числе на изготовление специальной оснастки. Технологические характеристики выбранного способа представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Технологические характеристики литья по выплавляемым моделям

Способ получения заготовки	Литье по выплавляемым моделям
Класс точности отливки по ОСТ 1015
Среднеэкономическая точность размеров заго­товки, сформированных: - в одной части формы (штампа); - в нескольких частей формы (штампа)
Величина пространственных отклонений от за­данной формы (коробление, смещение отвер­стий, удельная кривизна)	Условное обозначе­ние	Величина
Смещение отверстия , мкм на 1 мм Коробление, мкм на 1 мм Удельная кривизна, мкм на 1 мм		0,7
Глубина дефектного слоя	Н, мкм
Шероховатость поверхностей	Ra, мкм	12,5-6,3
Неуказанные ли­тейные	радиусы	r, мм	1,3
	уклоны	а,°	от 00 до 20/