Производство заготовок. Литье. Серия учебных пособий. Книга 3. Проектирование и производство отливок (литых заготовок)

Приложение А

(справочное)

Алгоритм выполнения задания по проектированию отливки

Для разработки технологического процесса получения заготовки в виде отливки необходимо выполнить следующее:

1)ознакомиться с краткими характеристиками способов получения отливок в разовых и многоразовых (постоянных) формах;

2)ознакомиться с образцами и чертежами отливок, полученных различными способами, обращая при этом особое внимание на компоненты отливок, состояние поверхности, напуски отливок;

3)на заданную руководителем деталь и объем её выпуска:

а) установить тип производства; б) выбрать и обосновать способ получения отливки;

в) разработать основные элементы литейной формы; г) разработать чертеж отливки; д) рассчитать коэффициент использования металла; е) оформить семестровую работу.

Примечание: рекомендуется назначать объем выпуска детали в двух вариантах, соответствующих двум типам производства. Проектирование отливки выполняется по двум вариантам, подвергаемым техникоэкономическому сопоставлению.

Приложение Б

(справочное)

Методика составление графического документа (чертежа) разрабатываемой отливки

1 По заданному объему выпуска отливок с учетом её материала по таблице Б.1 определить тип производства.

Таблица Б.1 – Примерная связь между годовым количеством отливок и типом производства

Тип производства	Годовой выпуск отливок при массе отливок
			из чугуна и стали, кг
	до 20		Св. 20 до 100		Св. 100 до 500
Единичное	до 300		до 150		до 75
Мелкосерийное	300	– 3000	150	– 2000	75 – 1000
Среднесерийное (серийное)	3000	– 35000	2000	– 15000	1000 – 6000
Крупносерийное	35000	– 200000	15000	– 100000	6000 – 40000
Массовое	свыше 200000		свыше 100000		свыше 40000

Примечание - При других материалах отливок указанные значения масс умножаются: для титановых сплавов – на 0,5, для алюминиевых сплавов – на 0,35, для магниевых сплавов – на 0,1.

2 Тщательно изучить чертеж детали. С учетом типа производства, руководствуясь таблицами Б.1 и Б.2, обосновать способ получения отливок для различных вариантов конкретного типа производства. При проектировании литья в кокиль или в оболочковые формы допустимо применение стержней, изготовляемых в разовых, не отверждаемых с оснасткой формах.

Таблица Б.2 – Основные характеристики способов получения отливок

	Способ				Масса	Материал	Тип
Способ литья					отливок,	отливок	производства
	изготовления форм
					т
1			2		3	4	5
Литье в сырые	Ручная	и	машинная		До 200	Сталь, чугун,	Единичное и
песчаные	формовка		с ручным			цветные	мелкосерийное
формы	выемом	деревянных		и		сплавы
	металлических моделей
Литье в сырые	Машинная		формовка	с	До 2	Сталь, чугун,	Серийное
и подсушенные	механизированным					цветные
песчаные	выемом	моделей		из		сплавы
формы	форм

Продолжение таблицы Б.2

1		2		3	4		5
То же		Машинная формовка по		До 0,1	То же	Крупносерий-
		металлическим моделям				ное и массовое
		с машинным
		изготовлением стержней
		и калибровкой их по
		шаблонам		До 0,15	То же	Крупносерий-
Литье	в	Ответственные
оболочковые		фасонные отливки по				ное,	массовое и
формы		металлическим моделям				особоответстве
		и стержневым ящикам				-нные отливки
Литье	по	Ответственные		До 0,1	Высоколеги-		То же
выплавляемым,		фасонные отливки с			рованные
растворяемым		толщиной стенок до 0,8			стали и
моделям		(иногда 0,5) мм и			титановые
		отверстием свыше 2 мм			сплавы		То же
Литье в кокиль		Сложнофасонные		До 0,15	Магниевые и
		отливки с	толщиной		алюминие-
		стенок от 3 мм			вые сплавы	Крупносерийно
Литье	под	Тонкостенные	отливки	До 0,05	Магниевые,
давлением		сложной конфигурации			алюминие-	е и	массовое
					вые и цинко-	производство
					вые сплавы

3Определить положение заготовки в форме в момент её заливки, а также поверхности разъёма формы, нанести на чертеже синим цветом линию разъема моделей и форм, нанести буквенные указания РМФ, В и Н.

4Установить поверхности отливки, принимаемые в качестве исходной базы для последующей механической обработки; нанести знаки исходной базы.

5Определить, какие отверстия и полости будут выполняться с помощью разовых стержней; нанести синими линиями контуры поверхностей этих полостей.

Неотливаемые полости (отверстия) зачеркнуть двумя сплошными тонкими диагональными линиями.

6Определить поверхности, на которые по соображениям требований точности и шероховатости назначается припуск на механическую обработку.

Согласно графиков (рисунок Б.1) выявить минимальные толщины стенок отливок в песчаные и оболочковые формы, установить дополнительные утолщения на стенках, ребрах, бобышках, не укладывающиеся в минимальные толщины стенок и ребер, а также местные утолщения, вводимые для упрощениямодельной оснастки.

K,мм

N,мм

K – минимальная толщина стенки отливки (мм); N – габариты отливки (мм) при материалах отливки:

1 – сталь; 2 – серый чугун; 3 – бронза; 4 – алюминиевые сплавы

Рисунок Б.1 – Зависимость минимальной толщины стенок отливки от её материала и габаритных размеров

Установить необходимые формовочные уклоны на обрабатываемых и необрабатываемых поверхностях, руководствуясь рисунком Б.2, таблицами Б.3 или Б.4 (при литье в песчаные или в оболочковые формы).

H – высота формообразующей поверхности; α – угол наклона в градусах; a – формовочный уклон (в мм); а, б – схемы уклонов обрабатываемых

поверхностей; в – схема уклона необрабатываемой поверхности

Рисунок Б.2 – Формовочные уклоны

Таблица Б.2 – Величина формовочных уклонов при применении песчаноглинистых смесей

	Высота	основных	Формовочный уклон при материале
			модельного комплекта
	формообразующих
			металлический или
	поверхностей H, мм			деревянный
			из пластмасс
	Менее 10		2°17′ или 0,4 мм	2°54′ или 0,5 мм
	Свыше 10 до 18		1°36′ или 0,5 мм	1°54′ или 0,6 мм
	Свыше 18 до 30		1°09′ или 0,6 мм	1°31′ или 0,8 мм
	Свыше 30 до 50		0°48′ или 0,7 мм	1°02′ или 1,0 мм
	Свыше 50 до 80		0°34′ или 0,8 мм	0°43′ или 1,1 мм
	Свыше 80 до 120
			0°26′ или 0,9 мм	0°32′ или 1,2 мм
	Свыше 120 до 180
			0°19′ или 1,0 мм	0°23′ или 1,6 мм
	Свыше 180 до 250
			0°19′ или 1,4 мм	0°22′ или 2,5 мм

Примечание - В таблицах стандарта (ГОСТ 26645 - 85)H

=до 2500.

Втех случаях, когда технологическим процессом предусмотрено снятие полуформы с модели, величины уклонов увеличиваются в 1,5 раза для металлического модельного комплекта и в 2 раза для деревянного.

Формовочные уклоны в стержневых ящиках принимаются равными уклонам моделей.

Указать на чертеже сплошными линиями красного цвета границы припуска и напусков (дополнительные утолщения, а также формовочные уклоны).

Таблица Б.4 – Величины формовочных уклонов при выполнении оболочковых форм по металлическим моделям

	Высота основных формообразу-	Формовочный уклон
	ющих поверхностей H , мм
	Менее 10	От 1°43' – до 0,30 мм
	Свыше 10 до 18	1°16' – 0,40 мм
	Свыше 18 до 30	0°57' – 0,48 мм
	Свыше 30 до 50	0°41' – 0,55 мм
	Свыше 50 до 80	0°30' – 0,70 мм
	Свыше 80	0°17' – 0,75 мм

7Линиями красного цвета указать на чертеже остатки питателей, стяжек и прибылей с учетом способа их удаления.

8Нанести размерные линии, определяющие размер и положение обрабатываемых поверхностей отливки.

На поверхности вращения, а также другие поверхности с явной одновременно двухсторонней обработкой размерная линия определяет их диаметр или расстояние между противоположными поверхностями. Положение других поверхностей, как правило, привязывается к исходной базе. Исключение составляют случаи, когда ступени, уступы поверхности формируются единым модельным элементом.

9С учетом материала, габаритов и сложности отливки, выбранного способа литья и типа производства установить класс точности размеров отливки.

Согласно ГОСТ 26645-85 установлено 22 класса точности величин размеров и масс отливок (с № 1 по № 16 и промежуточные 3 Т, 5 Т, 7 Т, 9 Т, 11 T и 13 T).

Рекомендуемые классы точности размеров и масс приводятся в таблице

Б.5.

10Определить припуск на механическую обработку.

Припуск на механическую обработку стандартом задается на сторону; при этом устанавливаются основные и дополнительные припуски. Для определения величины основного припуска установлено шесть рядов припусков. Рекомендуемые ряды припусков зависят от способа литья, типа производства и типа металла (сплава) отливки.

Значения рядов припусков приведены в таблице Б.5.

11 Предельные отклонения смещения от номинального положения элементов отливки по плоскости разъема не должны превышать установленных в таблице Б.6. При этом расстояние между центрирующими устройствами формы больше или равно габаритному максимальному размеру отливки. Для размеров элементов, формируемых в одной части формы (или стержне), они не назначаются.

Таблица Б.5 – Классы точности размеров (масс) и ряды припусков на механическую обработку отливок для различных способов литья

Наиболь

Цветные

Цветные

Ковкий,

металлы

с

ший

металлы

с

температурой

высокопрочный

Способ литья

габарит-

температурой

плавления

и

ный

плавления

выше 700

°C,

легированный

размер

ниже 700 °C

чугун, сталь

отливки,

серый чугун

Классы точности размеров и масс

мм

отливок и ряды припусков

Литье под давлением

До 100

3T −5

3−6

4 −7T

в

металлические

1

1

1

формы

Свыше

3−6

4 −7T

5T −7

1

1

1

100

3 −6

4 −7T

5T −7

Литье в керамические

До 100

формы

и

по

1

1−2

1−2

выплавляемым

и

Свыше

4 −7

5T −7

5 −8

выжигаемым моделям

1−2

1−2

1−2

Литье в кокиль и под

100

4 −9

5T −10

5 −11T

низким

давлением

в

До 100

1−3

1−3

1−2

металлические формы

Свыше

5T −10

5 −11T

6 −11

без и

с

песчаными

100

1−3

1 −3

2 −4

стержнями,

литье

в

До 630

песчаные

оболочко-

Свыше

5 −11T

6 −11

7T −12

вые формы, отвержда-

630

1−3

2 −4

2 −5

емые

в

контакте

с

оснасткой

6 −11

7T −12

7 −13T

Литье

в

песчаные

До 630

2 −4

2 −4

2 −5

формы, отверждаемые

Свыше

7 −12

8 −13T

9T −13

вне контакта с оснаст

630

3 −5

3 −6

2 −4

кой, центробежное, в

До 4000

сырые

и

сухие песча

Свыше

8 −13T

8T −13

9 −14

но-глинистые формы

4000

3 −5

3−6

4 −6

Примечание - В числителе указаны классы точности размеров и масс, в знаменателе – ряды припусков. Меньшие их значения относятся к простым отливкам и условиям массового автоматизированного производства; большие значения к сложным, мелкосерийно и индивидуально изготовляемым отливкам; средние – к отливкам средней сложности и условиям механизированного серийного производства. Классы точности масс следует принимать соответственно классам точности отливок.

12 Назначить допуски линейных размеров отливок с учетом класса точности и интервала номинальных размеров по таблице Б. 8.

Указанные в таблице Б.7 допуски относятся к размерам отливок, образованных двумя полуформами, перпендикулярными к плоскости разъема. Допуски размеров элементов, образованных одной частью формы или одним стержнем, устанавливают на 1-2 класса точнее. Допуски размеров элементов, образованных тремя и более частями формы, несколькими стержнями или подвижными элементами формы, а также толщины стенок, ребер и фланцев, устанавливают на 1-2 класса грубее. При изготовлении отливок литьем в кокиль или оболочковые формы в сочетании с песчаными стержнями, отверждаемыми вне контакта с оснасткой, допуски размеров, формируемых этими стержнями, устанавливаются на один класс грубее расчетного.

При простановке угловых размеров (кроме формовочных, оговоренных в п.6) допуски на них при пересчете на линейные не должны превышать допуски указанные в таблице Б.6, которые не учитывают смещения и коробления отливок.

Таблица Б.6 – Предельные отклонения смещения от номинального положения элементов отливки

Расстояние		Предельные отклонения смещения (±мм), не более,
между		для классов точности размеров отливки
центрирующими							11Т-	12–
устройствами	1–3	4–5Т	5–6	7Т–7	8–9Т	9–10			13–14	15–16
формы, мм							11	13Т
До 630	0,24	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6		2,0
Свыше 630	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0		2,4
до 1600
Свыше 1600	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4		3,0
до 4000
Свыше 4000	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,0		4,0

Предельные отклонения коробления элементов отливок не должны превышать установленных в таблице 9. При этом ГОСТ 26645 - 85 устанавливает десять степеней коробления. Степень коробления определяется в зависимости от соотношения размеров сторон отливки согласно таблице Б. 8.

Меньшие значения степеней коробления (таблица Б. 9) относятся к простым отливкам из легких цветных сплавов, не подвергаемых термообработке, большие значения - к сложным, термообрабатываемым отливкам из черных сплавов.

Таблица Б.7 – Допуски размеров отливок в миллиметрах

Классы	Допуски для интервалов номинальных размеров, мм
точности
размеров
	до 4	Свыше	свыше	Свыше	свыше	свыше	свыше	Свыше	свыше	свыше	свыше	свыше
отливок		4 до 6	6 до 10	10 до 16	16 до 25	25 до 40	40 до	63 до	100 до	160 до	250 до	400
1	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,14	0,16	—	—	—
2	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	—	—	—
3Т	0,10	0,11	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,22	0,24	0,28	0,32	—
3	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,22	0,24	0,28	0,32	0,36	0,40	—
4	0,16	0,18	0,20	0,22	0,24	0,28	0,32	0,36	0,40	0,44	0,50	0,56
5Т	0,20	0,22	0,24	0,28	0,32	0,36	0,40	0,44	0,50	0,56	0,64	0,70
5	0,24	0,28	0,32	0,36	0,40	0,44	0,50	0,56	0,64	0,70	0,80	0,90
6	0,32	0,36	0,40	0,44	0,50	0,56	0,64	0,70	0,80	0,90	1,00	1,10
7Т	0,40	0,44	0,50	0,56	0,64	0,70	0,80	0,90	1,00	1,10	1,20	1,40
7	0,50	0,56	0,64	0,70	0,80	0,90	1,00	1,10	1,20	1,40	1,60	1,80
8	0,64	0,70	0,80	0,90	1,00	1,10	1,20	1,40	1,60	1,80	2,00	2,20
9Т	0,80	0,90	1,00	1,10	1,20	1,40	1,60	1,80	2,00	2,20	2,40	2,80
9	1,0	1,1	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,8	3,2	3,6
10	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,8	3,2	3,6	4,0	4,4
11Т	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,8	3,2	3,6	4,0	4,4	5,0	5,6
11	2,0	2,2	2,4	2,8	3,2	3,6	4,0	4,4	5,0	5,6	6,4	7,0
12	—	2,8	3,2	3,6	4,0	4,4	5,0	5,6	6,4	7,0	8,0	9,0
13Т	—	—	4,0	4,4	5,0	5,6	6,4	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0
13	—	—	5,0	5,6	6,4	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0	12,0	14,0
14	—	—	—	7,0	8,0	9,0	10,0	11	12,0	14,0	16,0	18,0
15	—	—	—	—	10,0	11,0	12,0	14	16,0	18,0	20,0	22,0
16	—	—	—	—	12,0	14,0	16,0	18	20,0	22,0	24,0	28,0

Таблица Б.8 – Зависимость степени коробления от соотношения размеров сторон отливки

	Отношение			Степень			Отношение
	наименьшего						наименьшего					Степень
				коробления
	габаритного						габаритного					коробления
				элемента
	размера отливки						размера отливки				элемента отливки
				отливки
	к наибольшему						к наибольшему
	Свыше 0,20				1–7			0,10 – 0,05					3 – 9
	0,20 – 0,10				2–8			До 0,05				4 – 10
	о
	Таблица Б.9 – Предельные отклонения коробления
	Интервалы					Предельные отклонения коробления, ±мм,
	наибольших						для степеней коробления отливок
	габаритных
	размеров	1		2		3	4		5	6		7		8	9		10
	отливок, мм
	До 100	—		—		—	—		—	0,1		0,16		0,24	0,40		0,60
	Свыше 100	—		—		—	—		0,1	0,16		0,24		0,40	0,60		1,0
	до 160
	Свыше 160	—		—		—	0,1		0,16	0,24		0,40		0,60	1,0		1,6
	до 240
	Свыше 240	—		—		0,1	0,16		0,24	0,40		0,60		1,0	1,6		2,4
	до 400
	Свыше 400	—		0,1		0,16	0,24		0,40	0,60		1,0		1,6	2,4		4,0
	до 630
	Свыше	0,1		0,16		0,24	0,40		0,60	1,0		1,6		2,4	4,0		6,0
	1000

Величины основных припусков определяются по таблице Б.10 в зависимости от ряда припуска и допуска размеров отливки. При этом для каждого интервала значений допусков на размеры отливки в каждом ряду припусков в таблицы Б.10 предусмотрены два значения основного припуска. Меньшие значения припуска устанавливаются по степени 1 таблицы Б.11, соответствующим более грубым квалитетам точности размеров обработки деталей, а большие значения

– по степени 2 таблицы Б.11 при более точных квалитетах размеров обработки деталей.