О производстве литья

Припуск на механическую обработку — это  слой металла на отливке,  подлежащий удалению путем механической обработки для получения  чистовой поверхности и размеров,  заданных чертежом.

Припуск на механическую обработку определяется разностью размеров  отливок до ее обработки  и после обработки  (в соответствии с размерами чертежа) и зависит от материала  отливки (чугун, сталь и др.), наибольшего размера отливки, типа производства  (массовое, серийное, индивидуальное), положения отливки в форме.

На модели для машинной формовки припуск на механическую обработку  меньше,   чем на модели для ручной формовки,  ввиду высокой точности размеров  моделей и точности форм, изготовленных  машиной. На те поверхности отливки, которые в литейной форме при заливке, припуски дают несколько больше обычного, так как здесь скапливаются  всплывающие неметаллические включения (шлак, песок).

При назначении припусков стремятся не к увеличению, а к уменьшению их, так как лишний припуск требует  дополнительной затраты труда на его снятие и приводит  к нерациональному расходу металла в стружку.  Кроме того,  металл  на поверхности отливки является наиболее износоустойчивым, особенно если это серый чугун.

Минимальная толщина, которую имеет  припуск на механическую обработку  на обдирочные операции режущими инструментами  должна быть 2-3 мм, при этом режущая  кромка инструмента работает по слою твердого металла и подвергается быстрому износу. Иногда припуск на механическую обработку увеличивают из-за коробления отливок (станины, плиты, железнодорожные стрелки).

Отверстия небольших размеров, полученные литьем, трудно очистить от спекшейся внутри стержневой смеси, которая отрицательно влияет на режущий инструмент пари механической обработке.  Поэтому литьем выполняют  отверстия, диаметр которых превышает 15-20мм при массовом производстве, 25-30 мм- при серийном и 40-50 мм – при единичном.

Припуски на механическую обработку отливок из серого чугуна приведены в таблице 1,

Таблица 1

Припуски на механическую обработку отливок из серого чугуна I-III классов точности, мм

на обработку отливок из стали в таблице 2,

Таблица 2

Припуски на механическую обработку отливок  из стали  I-III классов точности, мм

из цветных сплавов (бронза, латунь, силумин)  в таблице  3.

Таблица 3

Припуски на механическую обработку для некоторых  отливок  из цветных сплавов  , мм

Для обеспечения точных отливок при ручной формовке в ряде случаев уменьшают размеры моделей на некоторую величину, называемую отрицательным припуском. Под отрицательным припуском понимают  уменьшение размеров модели против размеров отливки, указанных в чертеже, на величину возможного увеличения формы или стержня по причине неплотной набивки формы, расталкивания моделей перед выемом ее из  полуформы и другим  факторам. Указания такого рода дают в чертежах  при разработке  литейной технологии. В практике толщину стенок отливок  уменьшают за счет  наружных размеров. Нормы отрицательных припусков даны в таблице 4.

Таблица 4

Отрицательные припуски  на размеры некоторых моделей

Припуск на усадку

Усадкой называют уменьшение объема металла или сплава при его охлаждении. Поэтому модель должна быть больше  литой детали на величину усадки. Это необходимо помнить при изготовлении моделей по чертежам деталей и размерам, указанным на чертеже, и прибавлять соответствующий припуск на усадку отливки.  Средние величины литейной (фактической 0 усадки для различных сплавов  приведены в таблице 16.  Размеры модели с учетом усадки определяют по формуле:

L_м =l_p (1 + У /100,

Где L_м – размер модели с учетом усадки, мм; l_p –размер отливки по чертежу, мм; У – линейная усадка в %.

В отливках сложных, имеющих полости и ребра, литейная усадка получается неполной,  затрудненной ввиду торможения,  со стороны формы. При неравномерной усадке  отливка может коробиться, могут появиться трещины. Отливки с ребрами, перегородками и особенно такие, которые получают с использованием стержней, дают усадку на 20-25 % меньше нормальной (цилиндры,  втулки, поршни, крышки, тонкостенные шкивы и др.) Поэтому при освоении литья  новых деталей, тщательно измеряют  первые отлитые детали,  определяют в них отклонения от размеров модели и после этого устанавливают линейную усадку опытным путем. Если размеры при этом резко отличаются от размеров модели, последнюю переделывают.

В практике на некоторые детали, размеры которых в отливке могут не совпадать с чертежами, вследствие расхождений между предусмотренной по технологии и полученной в действительности величиной  линейной усадки назначают технологический припуск, т.е. технологическое пополнение (гарантийный припуск). Например в отливке барабана рис 1,

после обработки наружных плоскостей фланцев толщина их становится меньше предусмотренной  конструктором и барабан бракуется. Во избежание этого при технологической разработке  получения отливки  предусматривают утолщение фланцев с необрабатываемых сторон, и чем больше размер L  между фланцами, тем больший назначают  технологический припуск на фланцы.

Технологический припуск предусматривают  при разработке и на другие части отливки, размеры которых могут быть уменьшены или увеличены.  В соответствии с правилами, технологический припуск указывают  цифрой со знаком «+» (плюс) или «-» (минус) и буквой Т.  Числовые значения пополнения (припуски) приведены в таблице 5

Таблица 5.

Технологические припуски

Формовочные уклоны

Формовочным уклоном называется уклон, выполненный на наружной или внутренней рабочей поверхности модели (отливки) и необходимый для облегчения извлечения моделей из литейной формы.  Формовочные уклоны делают и на стенках  стержневых ящиков, чтобы удобнее было извлекать из них стержни.

При отсутствии уклонов извлечение модели из формы  или стержня из  стержневого ящика усложняют  и требуется произвести значительное расталкивание модели, а это приводит  к увеличению формы или уменьшению стержня. В результате  отливка  получится  большей по размерам и массе, чем требуется.

Уклоны на литых деталях, предусмотренные конструктором,  называют конструктивными. При таких уклонах все размеры отливок соответствуют указанным на чертеже. Если на литых деталях отсутствуют  конструктивные уклоны, то на поверхностях моделей и стержневых ящиков,  расположенных параллельно направлению движения модели при извлечении  ее из литейной формы или стержня при съеме его из стержневого ящика, делают технологические формовочные уклоны, которые приводят к изменению размеров отливки.

Формовочные уклоны в зависимости от требований, предъявляемых к поверхностям отливок, условий ее сопряжения с другими деталями выполняются трех типов.

На обрабатываемых поверхностях отливки формовочные уклоны делают сверх припуска на механическую обработку за счет  увеличения размеров отливки рис 2 тип1.

На необрабатываемых поверхностях отливки, не сопрягаемой с другими деталями, за счет  увеличения и уменьшения размеров отливки рис 2, тип2. На обрабатываемых поверхностях отливки,  сопрягаемой с другими  отливками по контуру, — за счет увеличения рис 2 , тип 1 или уменьшения рис 2 тип3,  размеров отливки с целью  обеспечения сопряжения поверхностей одной детали с другой рис 3 а, б.

   Величина формовочных уклонов основных формообразующих поверхностей модельного комплекта при применении песчано-глинистых  смесей зависит от высоты h формуемой поверхности  модели. Для стержневых ящиков формовочные уклоны следует выполнять  равными формовочными уклонами модели с сохранением толщины стенки отливки,  указанной в чертеже.  В таблице 6 указаны величины уклонов основных формообразующих поверхностей моделей и стержневых ящиков.

При использовании смесей, твердеющих в контакте с оснасткой, т.е. жидких самотвердеющих смесей,  холодно-твердеющих смесей и т.д., формовочный уклон увеличивается примерно в 1,5 раза по сравнению с величиной формовочного уклона при использовании песчано-глинистых смесей, таблица 6.

Формовочные уклоны  наружных поверхностей  моделей и стержневых  ящиков

Формовочные уклоны β₁ на поверхностях, образующих  углубления в моделях рис 2 в, в случае, когда  диаметр или наибольшая ширина углубления более высоты основной  формообразующей поверхности d>h, увеличиваются в два раза и назначаются в соответствии с таблицей7.

Таблица 7

В тех случаях, когда технологическим процессом предусмотрено снятие полуформы с моделями, т.е. образующийся болван снимается с верхней опокой, величину формовочного уклона можно увеличить, но не более чем в 1,5 раза для металлических и пластмассовых моделей и в 2 раза для деревянных по сравнению с формовочными уклонами β₁ в углублениях моделей.