Толщина стенок и прочность отливок

Технологичность заготовок

Технологичность конструкции заготовок деталей должна иметь в виду не только максимальную рационализацию механической обработки, но и упрощение процессов изготовления самих заготовок.

Литые заготовки из чугуна и стали в этом отношении должны удовлетворять следующим основным требованиям:

а) толщина стенок отливки должна быть по возможности одинаковой, без резких переходов тонкостенных частей в толстостенные; выполнение этого требования необходимо для получения однородной структуры отливки и уменьшения внутренних напряжений в ней;

б) форма любой заготовки должна предусматривать простой, без затруднений разъем модели;

в) поверхности отливки, расположенные перпендикулярно к плоскости разъема модели, должны иметь конструктивные литейные уклоны для того, чтобы изготовление литейных форм и стержней и удаление моделей из форм происходило без затруднений.

Уклон в направлении выхода модели из формы обозначается на чертежах линейной величиной b или отношением этой величины к высоте (длине) h данной поверхности отливки (b: h).

Величины литейных уклонов в зависимости от высоты (длины) h принимаются: 1: 5 при h < 25 мм; 1: 10 и 1: 20 при h в пределах 25...500 мм; 1: 50 при h > 500 мм.

В заготовках, полученных методами штамповки и ковки, должно быть обозначено:

а) отсутствие резких переходов в поперечных сечениях и усиление сечений в изгибах; б) выполнение переходов от одного сечения к другому по дугам относительно больших радиусов; в) закругление острых ребер у штамповок.

Штамповки должны иметь уклон поверхностей, расположенных перпендикулярно плоскости разъема штампа, необходимый для удаления заготовки из штампа. Величины уклонов для наружных поверхностей принимаются от 1: 10 до 1: 7; для внутренних — от 1: 7 до 1:5. При повышенной точности штамповки величина уклона принимается меньшей.

Стенки литых деталей обладают неодинаковой прочностью в поперечном сечении из-за различия условий кристаллизации. Прочность максимальна в поверхностном слое, где металл вследствие повышенной скорости охлаждения приобретает мелкокристаллическую структуру и где образуются благоприятные для прочности остаточные напряжения сжатия. В поверхностном слое чугунных отливок преобладают перлит и цементит. Сердцевина, застывающая медленнее, имеет крупнокристаллическое строение с преобладанием феррита и графита. В ней нередко образуются дендритные кристаллы и возникают усадочные раковины и рыхлоты.

Чем массивнее стенка, тем резче разница между прочностью сердцевины и корки, поэтому увеличение толщины стенок не сопровождается попорциональным увеличением прочности отливки.

По этим причинам, а также для уменьшения массы целесообразно выполнять стенки отливок наименьшей толщины, которая допускается условиями литья. Необходимую жесткость и прочность обеспечивают оребрением, приме­нением рациональных профилей, приданием детали выпуклых, сводчатых, сферических, конических и тому подобных форм. Такой метод всегда приводит к получению более легких конструкций.

Качество формы отливки можно приближенно оценить отношением ее поверхности к объему или при заданной длине.

Рис. 4.1 – Формы литых деталей

Механическую обработку литых деталей следует сводить к минимуму не только в интересах сокращения стоимости изготовления, но и по соображениям прочности (при механической обработке удаляется наиболее прочный поверхностный слой). Участки, подвергаемые механической обработке, усиливают, утолщая прилегающие стенки.

Дата добавления: 2014-01-11