3. Технологические процессы получения заготовок и деталей машин

При производстве изделий весьма важен вопрос выбора способа получения исходных заготовок деталей машин. Известные способы - литье, обработка давлением, сварка и др. - имеют свою область рационального применения. При выборе заготовки учитывают ее стоимость, оперативность получения заготовки, производительность способа, точность (позволяющую минимизировать расход материала и припуски на последующую обработку) и другие обстоятельства.

1. Технологические процессы литья

Суть литья состоит в заливке расплавленного металла в литейную форму, полость которой имеет конфигурацию детали. После затвердения металла получается отливка. Способы литья отличаются способами изготовления литейных форм и заливки металла.

Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300 тонн, длиной до 20 метров.

Литье является одним из старейших способов изготовления фасонных изделий. Около 75% отливок получено в так называемых песчаных формах, 20% - в металлических и 5% - другими способами литья. В силу этого все виды литья, исключая литье в песчаные формы, относятся к специальным: литье по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением и др.

Основные литейные материалы - чугуны, стали, алюминиевые, медные, магнивые и другие сплавы, причем из чугуна изготавливают приблизительно 75% всех отливок, из стали - 20%.

Чугун является самым дешевым из литейных материалов. Он обладает хорошей жидкотекучестью (способность заполнять полость формы), достаточной прочностью, легко поддается модифицированию (изменение свойств путем присадки в жидкий чугун различных добавок в количестве 0,1...0,3%). У серого чугуна самая низкая усадка - свойство уменьшаться в объеме и линейных размерах; линейная усадка у чугуна составляет 1%, у стали - 2%, у цветных металлов - 1,5%. На свойства чугуна влияет микроструктура, которая определяется химическим составом чугуна и скоростью охлаждения отливки.

Стали превосходят чугуны как по прочности и вязкости, так и - высоколегированные стали- по способности приобретать специальные свойства: коррозионную стойкость, жаропрочность, износостойкость и др. Однако стали обладают плохими литейными свойствами: они имеют низкую жидкотекучесть, высокую температуру плавления, усадку.

Алюминиевые сплавы, особенно сплавы алюминия и кремния - силумины, имеют хорошие литейные свойства и используются для изготовления деталей в авиационной, автомобильной, электротехнической промышленности.

Последовательность работ по изготовлению отливки приведена на рис.3.1.

1. Разработка чертежа отливки, изготовление оснастки

Чертеж отливки разрабатывается на основе чертежа детали и отличается тем, что содержит (учитывает) припуск на механическую обработку, технологический припуск и технологические указания.

Рис. 3.10. Последовательность изготовления отливок

Припуск на механическую обработку - дополнительный слой металла, который удаляется в процессе механической обработки, чтобы обеспечить заданную точность и качество поверхности. На рис.3.2в припуск показан между контуром детали и контуром отливки, (последний выделен жирной линией), а также стержнем Ст1.

Рис. 3.11. Чертежи: а - детали; б - стержня; в - литейной формы

К технологическим припускам относят литейные уклоны (), облегчающие изготовление литейной формы, напуски (расширенные припуски), предназначенные для удаления при механической обработке дефектов - газовых и шлаковых раковин, которые при заливке всплывают в верхнюю часть отливки, галтели - закругления внутренних углов отливки и т.п.

Технологической оснасткой является модельный комплект, включающий литейную модель, стержневые ящики - формы для изготовления стержней; модели литниковой системы.

Литейная форма (рис.3.2в) выполняется в соответствии с чертежом отливки. Наружная поверхность отливки задается моделью, внутренняя – стержнями.

Модель делается разъемной; расположение линии разъема устанавливают исходя из простоты конструкции, легкости извлечения модели из формы и других соображений.

Стержневые ящики предназначены для изготовления стержней. Внутренняя полость ящика соответствует конфигурации стержня. Ящик выполняется разъемным - для возможности извлечения стержня.

Модели и стержневые ящики в единичном и мелкосерийном производствах изготавливают из древесины, в крупносерийном и массовом - из алюминиевых сплавов, чугуна, пластмассы.

Модель перед формовкой устанавливают (закрепляют) вместе с моделью литниковой системы на модельной плите, которая оформляет разъем литейной формы.