Технологичност на отливките

(съкратена версия)

Обработката на литературните материали е направена от Д. Алипиев

Най-общо, подготовката за изработване на машинните детайли чрез леене става с участието на конструктори и технолози, в резултат на което се прави съответната конструктивно-технологична документация. При тази дейност от съществено значение е създаването на такава конструкция на отливката, която да осигури:
  • лесно изработване на леярската форма,
  • високо качество на отливката и
  • минимални разходи за труд, енергия и материали, включително минимално следващо механично обработване.
Когато конструкцията отговаря на тези изисквания, отливката е технологична и се извършват необходимите действия за нейното производство.

По-долу са посочени примери на технологични и нетехнологични решения, според определени изисквания на процеса за изработване на лети заготовки в пясъчни форми.

Заглавията на отделните точки и фигурите към тях са взети от учебника на Проф.дтн.Георги Ангелов, Леене на металите.
  • Технологичност на отливките, съобразно изработването на леярската форма
За да се улесни изваждането на модела от формата, конструкцията на отливката трябва да бъде с максимално опростен външен контур и неговите елементи плавно да преминават един в друг, като се избягва включването на изпъкнали и вдлъбнати части по стените.

При конструирането на отливките се използва принципът на паралелните лъчи и сенките (фиг.1). Този принцип се състои в мисленото прекарване на сноп лъчи перпендикулярно на делителната повърхнина на модела. При наличие на засенчени места (а-е), моделът би се извадил само с разрушаване на формата. С някои изменения в конструкцията на детайла, тези места се отстраняват и отливката става технологична, без да се променя нейното предназначение.

нетехнологична                                       технологична
Фиг.1. Пример за прилагане на принципа на паралелните лъчи и сенките

При конструирането на отливки е необходимо да се опростява и намалява броят на делителните повърхнини. По възможност, тези повърхнини трябва да са плоски (фиг.2), което улеснява изваждането на модела, осигурява удобство при събиране на формата и стабилно разположение на сърцата. Всяка допълнителна делителна повърхнина изисква още каси или сърца, което затруднява производствения процес.


нетехнологична                                       технологична
Фиг.2. Опростяване на делителната повърхнина

При избора на делителната повърхнина и на положението на отливката във формата се взема под внимание следното:

- височината на формата, респ. на касите, в които тя се изработва, трябва да бъде възможно най-малка;
- по-голямата част от отливката е добре да се получава в долната полуформа, а когато конфигурацията го позволява -
  и изцяло в нея (фиг.3);
- да се избягват отделими части от модела;
- да се осигури разполагане на сърцата в долната полуформа.

нетехнологична                                       технологична
Фиг.3. Възможност за изработване на отливката изцяло в долна полуформа

При анализа на конструкцията на отливката се обръща особено внимание и на тези нейни зони, получавани с използването на леярски сърца. Технологичната отливка трябва да се изработва с минимален брой сърца, които да се установяват във формата лесно и сигурно (фиг.4). Чрез намаляване на броя на сърцата се постига удобство и бързина при формоване, както и увеличаване на точността на бъдещата отливка.


нетехнологична                                                     технологична
Фиг.4. Изменение на вида и броя на сърцата



  • Технологичност на отливките, съобразена с условията за получаване на висококачествени отливки
За да се получат отливки с определени якостни показатели, конструкцията им трябва да осигурява плътна структура без леярски дефекти. Това се постига чрез създаване на условия за протичане на насочена (едновременна) кристализация на сплавта в леярската форма.

На фиг.5 е показано изменение на конструкцията, като в горната част на отливката е направено удебеление, поради което там втвърдяването на сплавта ще се забави и всмукнатините, образуващи се преди промяната, ще се преместят в мъртвата глава.


нетехнологична             технологична
Фиг.5. Изменение на конструкцията за осигуряване на насочена кристализация на отливката

Значение за получаване на бездефектни отливки има и плавният преход от тънки към дебели стени, без резки изменения в сечението и в посоката на стените, както и добавянето на подходящи закръгления в тези зони.

Качествени отливки се получават и когато наличните в конструкцията им елементи (напречни стени, ребра) не затрудняват запълването на формата с метал. Заедно с това, трябва да се избягват плоски стени с голяма площ, разположени хоризонтално (фиг.6). Чрез изменението на тяхната форма в конусна или сферична, се улеснява плавното покачване на нивото на метала и се осигурява изтласкването на газовете и неметалните включвания.

       нетехнологична





       технологична





       технологична
Фиг.6. Конструкции на отливки с големи повърхности


  • Технологичност на отливките, съобразно изискванията за механичното им обработване
Технологичността на отливките се обвързва и с тяхното опростено, лесно изпълнимо и икономически ефективно механично обработване.

Още при конструирането на отливките, за да се избегне обработването на големи плоскости, те се правят прекъснати и тогава за стружкоотнемане остават само отделни техни зони (фиг.7). Подобно е положението и при външни и вътрешни обработваеми цилиндрични повърхнини.


нетехнологична                                                   технологична
Фиг.7. Намаляване на обработваемата площ на отливките

Конструкцията на отливката трябва да осигури работа на металорежещата машина без промяна на положението при обработването (фиг.8), както и условия за предотвратяване на изместването на свредлото при пробиване (фиг.9).

                         
        нетехнологична                             технологична                                               нетехнологична       технологична
                    Фиг.8. Улесняване на механичната обработка             Фиг.9. Целесъобразно изменение на конструкцията



Задача за изпълнение

По зададена скица на детайл и като се вземат предвид описаните изисквания за технологичност на отливките, да се направят скици на леярския модел, на сърцето и на леярската форма.


Литература
  1. Ангелов, Г.С., Леене на металите, С., Техника, 1973.
  2. Ангелов, Г.С., Технология на леярското производство, С., Техника, 1988.
  3. Ангелов, Г.С. и др., Ръководство за курсово проектиране по технология на леярското производство, С., Техника, 1985.
         

още теми по Материалознание 1 и 2         учебник по Материалознание 2         главна страница на CastingArea