Уменьшение усадочных напряжений

Форма отливки должна облегчать усадку. На рис. 4.13 показано зубчатое колесо большого диаметра, обод которого соединен со ступицей спицами. Конструкция а с прямыми спицами неправильна: спицы, остывающие раньше, тормозят усадку обода, который вследствие этого подвергается волнообразной деформации (штриховая линия). Внутренние напряжения в таких конструкциях нередко вызывают поломку обода.

Рис. 4.13 – Увеличение податливости спиц зубчатых колес

Целесообразно применять податливые спицы; тангенциальные (вид б), спиральные (вид в), расположенные по конусу (вид г).

В дисковом шкиве с массивным ободом (рис. 4.13, а) диск застывает раньше обода и тормозит усадку обода; в диске развивают напряжения сжатия, в ободе — напряжения растяжения. Если раньше остывает обод (вид в), то диск при усадке подвергается растяжению, а в ободе возникают напряжения сжатия. Для уменьшения усадочных напряжений целесообразно в том и другом случае придать диску коническую форму (виды б, г).

В литой корпусной детали (вид д) перегородки т, расположенные в одной плоскости с массивными фланцами, тормозят усадку последних. Смещение перегородок с плоское расположения фланцев (вид е) несколько улучшает условия усадки. Целесообразнее всего придать перегородкам коническую (вид ж) или сферическую форму.

Сводчатые, арочные, выпуклые, скорлупные формы уменьшают усадочные напряжения, улучшают условия отливки и увеличивают прочность деталей вследствие увеличения моментов сопротивления сечений. Повышается жесткость конструкций, что особенно важно для отливки из сплавов с низким модулем упругости (серые чугуны, легкие сплавы).

Рис. 4.15 – Увеличение податливости отливок

Предупреждение газовых раковин.

Форма отливки должна обеспечивать всплывание неметаллических включений и выход газов, выделяющихся при остывании отливки в результате понижения растворимости газов в металле с уменьшением его температуры.

При отливке литого поддона днищем вверх (рис. 13.6,а) газовые пузырьки скопляются в верхушках ребер, что резко ослабляет их прочность. Лучше придать днищу конструктивный уклон и перенести ребра на внутреннюю поверхность (вид б). Рекомендуется отливать такие детали ребрами вниз (вид в). В этом случае газовая пористость сосредоточивается в прибыли на фланце, удаляемой при последующей механической обработке. Применяют также отливку с наклоном формы.

У цилиндрических деталей (вид г) целесообразно делать верхние стенки коническими (вид д) или слабосферическими (вид е). В дисковых деталях (вид ж) диски и ребра следует выполнять по конусу (виды з, и).

Рис. 4.16 – Обеспечение выхода газов

Внутренние перегородки (вид к) рекомендуется делать сводчатыми. Для отвода газовых пузырьков и неметаллических включений целесообразно предусматривать в верхней части перегородок бобышки (вид л) или бонки (вид м) или устанавливать выпоры (штриховые линии).

К технологическим способам предупреждения газовой пористости и раковин относятся отливка под вакуумом и присадка в металл газопоглошающих веществ (церий).

Дата добавления: 2014-01-11