Лекция 20

ТЕМА: КЛАССИФИКАЦИЯ И ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ОТЛИВОК

План лекции

1. Классификация отливок.

2. Показатели точности отливок.

3. Технические требования к отливкам.

Классификация отливок. Отливки классифицируют по массе, назначе- нию, сложности конфигурации, серийности изготовления и точности разме- ров [3]. По массе отливки из чугуна и стали подразделяются на 4 группы (табл. 40), а из цветных сплавов – на 9 групп (табл. 41).

Распределение отливок из черных металлов по массе

Таблица 40

Группа	Характеристика группы	Масса, кг
I	мелкие	до 100
II	средние	101-1000
III	крупные	1001-5000
IV	очень крупные	свыше 5000

Распределение отливок из цветных сплавов по массе

Таблица 41

Группа	Масса отливки, кг
из бронзы, латуни и цинковых сплавов	из алюминиевых и магние- вых сплавов
	до 0,25	до 0,2
	0,26-1,0	0,21-0,4
	1,1-4,0	0,41-0,8
	4,1-10,0	0,81-1,6
	10,1-20,0	1,61-3,2
	20,1-50,0	3,21-6,3
	50,1-200,0	6,31-12,5
	200,1-500,0	12,6-25
	свыше 500,0	свыше 25

По назначению чугунные и стальные отливки подразделяются на три

группы.

1 группа – отливки неответственного назначения. Это отливки деталей, не рассчитываемые на прочность. Конфигурация и размеры отливок опреде- ляются конструктивными и технологическими требованиями к ним.

2 группа – отливки ответственного назначения. Это отливки деталей, испытываемых на прочность, работающих при статических нагрузках и в ус- ловиях трения и скольжения.

3 группа – отливки особо ответственного назначения. Это отливки дета-

лей, испытываемых на прочность и эксплуатируемых в условиях динамиче-

ских и знакопеременных нагрузок.

Отливки из цветных сплавов по условиям применения делят на три ка-

тегории ответственности.

1 категория – это отливки, работающие в неблагоприятных условиях под значительными нагрузками. Их подвергают индивидуальному контроля вихревыми токами, рентгенопросвечиванию, флуоресцентному контролю, определяют механические свойства, плотность, химический состав. Кроме то- го, предусмотрено испытание механических свойств на образцах, вырезанных из тела отливки или прилитых к телу отливки.

2 категория – это отливки, которые используют в нормальных условиях под средними нагрузками. Для них предусмотрены испытания механических свойств, выборный контроль на плотность и рентгенопросвечивание.

3 категория – это малонагруженные отливки. Для них механические свойства определяют, как правило, на отдельно отлитых образцах от плавки.

Стальные и чугунные отливки. Отливки по степени сложности подраз-

деляют на пять групп.

I группа – простые отливки. Отливки преимущественно плоскостные, малоответственного назначения (рис. 100). Наружные поверхности гладкие и прямолинейные с наличием невысоких усиливающих ребер, буртов, фланцев, отверстий, невысоких выступов и углублений, не связанных между собой и установочной базой размерами и допусками. Внутренние полости отсутству- ют. Поверхности механически не обрабатываются или обрабатываются (пол- ностью или частично) только с одной стороны.

II группа – несложные отливки (рис. 101). Отливки открытой коробча- той или цилиндрической формы. Наружные поверхности прямолинейные и криволинейные с наличием усиливающих ребер, буртов, муфт, кронштейнов, бобышек, фланцев с отверстиями (простейших геометрических фигур) без выступов и углублений. Внутренние полости расположены в один ярус (по собранной форме) и со свободными широкими выходами наружу минимум в две противоположные стенки. Поверхности механически обрабатывают с од- ной-двух сторон или по диаметру и растачивают одно-три отверстия, связан- ные между собой жесткими размерами и допусками.

III группа – отливки средней сложности (рис. 102). Отливки открытой коробчатой или цилиндрической формы, ответственного назначения. Наруж- ные поверхности криволинейные и прямолинейные с наличием нависающих

частей, ребер, муфт, кронштейнов, бобышек, фланцев с отверстиями и углуб- лениями, сравнительно сложной конфигурации. Внутренние полости средней сложности, с гладкой прямолинейной и одной-двумя криволинейными по- верхностями, с незначительными выступами и углублениями на одной из гладких плоскостей, с небольшими по высоте ребрами, бобышками, крон- штейнами, перемычками, расположенными в один и частично в два яруса со свободными широкими выходами полостей на поверхность отливки.

Рис. 100. Примеры простых отливок (I группа сложности):

а – балка; б – бандаж; в – плита; г – сектор; д – крышка

Рис. 101. Примеры несложных отливок (II группа сложности):

а – крышка подшипника; б – корпус подшипника; в – ступица; г – зубчатое колесо; д – ро-

лик; е – кронштейн

Поверхности механически обрабатывают с двух-трех прилегающих од- на к другой сторон и растачивают до пяти отверстий, связанных между собой или с установочной базой жесткими размерами и допусками. Одна- две по- лости служат резервуарами для жидкости, работают без избыточного давле- ния.

IV группа – сложные отливки (рис. 103). Отливки закрытой и частично открытой коробчатой или цилиндрической формы, ответственного назначе- ния. Наружные поверхности криволинейные и прямолинейные с незначи- тельным количеством пересекающихся поверхностей, имеющих выступаю-

щие части и углубления сложной конфигурации. Внутренние полости слож- ной конфигурации с небольшим количеством (3-4) пересекающихся криволи- нейных и прямолинейных поверхностей, с большим количеством далеко от- стоящих одно от другого выступающих и углубленных мест, ребер, перемы- чек, бобышек и кронштейнов, расположенных в один-два яруса, со свобод- ным выходом на поверхность отливки минимум в одну сторону (по собран- ной форме).

Рис. 102. Примеры отливок средней сложности (III-я группа сложности):

а – корпус; б – крышка редуктора; в – корпус редуктора; г – основание; д – зубчатое коле-

со; е – рама балансира

Рис. 103. Примеры сложных отливок (IV группа сложности):

а – шкворневая балка; б – станина прокатного стана; в – ползун; г – корпус шибера; д –

улитка

Одна-четыре полости служат резервуарами для жидкости, работают без избыточного давления.

Поверхности механически обрабатывают с трех-пяти сторон и растачи- вают до семи отверстий, связанных между собой или с установочной базой жесткими размерами и допусками. Отдельные поверхности являются трущи-

мися.

V группа – отливки особо сложные и уникальные. Отливки закрытой

коробчатой и цилиндрической формы, весьма ответственного назначения; комбинированные, состоящие из двух-трех и более разветвлений. Наружные поверхности криволинейные, имеющие пересекающиеся под различными уг- лами ребра, кронштейны и фланцы, с высокими выступающими и углублен- ными местами. Внутренние полости сложной и особо сложной конфигурации с криволинейными поверхностями, имеющие пересекающиеся под различны- ми углами сложные близко расположенные одна от другой выемки, выступы и заходы, с ленточными и кольцевыми каналами (двухтельные отливки}, рас- положенные в два-три и более ярусов со свободным и с затрудненным выхо- дом внутренних полостей на поверхность отливки. Поверхности механически обрабатываются со всех сторон. Большое количество растачиваемых отвер- стий, расположенных в разных направлениях, связанных между собой или с установочной базой жесткими размерами и допусками. Высокие требования к качеству рабочих поверхностей. Многие полости служат резервуарами для жидкостей, работающими без избыточного давления.

В табл. 42 приведена характеристика отливок из алюминиевых и маг-

ниевых сплавов по сложности.

Параметры отливок различных групп сложности

Таблица 42

Параметры от- ливки	Группа сложности
Масса, кг, не бо- лее
Габаритные раз- меры, мм	400-1600	400-1600	250-1000	100-400	100-250	до 100
Толщина стенки, мм	4,5-7,0	4,5-6,0	4,0-6,0	1,5-5,0	не ограничивается
Число размеров, определяющих отливку	до 200	150-250	100-150	до 100	до 100	до 100
Класс точности размеров (по ГОСТ 26645-85)	6т-13т	5т-13т	5т-13т	3т-13т	3т-13т	3т-13т
Число стержней	до 15	до 10	до 10	до 8	до 5	нет
Категория ответ- ственности	I	I	I, II	I, II	II, III	II, III

Точностные параметры и выбор способа изготовления отливок. Под

точностью изготовления отливок понимается степень отклонения их геомет- рических размеров и массы от номинальных значений. Точностные парамет- ры отливки по ГОСТ 26645-85 (измененная редакция, изм. №1 от 01.07.88) предусматривают: класс размерной точности (КРТ), степень коробления (СК),

степень точности поверхности (СТП), класс точности массы (КТМ), допуск смещения отливки по разъему формы (ДСР).

По точности размеров и масс отливки из всех видов сплавов (черных и цветных) подразделяются на 22 класса (16 основных и 6 дополнительных).

Классы размерной тонности и точности масс зависят от способа изго-

товления отливок, габаритов отливки и типа литейного сплава.

Степень коробления элементов отливок показывает отклонения от пря- молинейности, плоскости, параллельности, перпендикулярности заданного профиля. Она зависит от конфигурации отливки (отношения наименьшего размера отливки к наибольшему), типа формы, наличия термообработки. Все- го регламентируется 11 степеней коробления: 1-ая самая низкая, для ком- пактных нетермообрабатываемых отливок, получаемых в многократные фор- мы; 11-ая самая высокая, для протяженных термообрабатываемых отливок, получаемых в разовые формы.

Степень точности поверхности определяет допуск неровностей поверх- ностей отливки, и, как и КРТ и КТМ, зависит от способа изготовления отлив- ки и вида сплава. СТП связана с шероховатостью.

Допуск смещения элемента отливки по плоскости разъема (ДСР) – это разность предельных отклонений положений частей элемента отливки, фор- мируемых в разных полуформах.

В технических требованиях чертежа отливки или детали с нанесенными размерами отливки должны быть указаны нормы точности отливки. Их при- водят в следующем порядке: класс размерной точности, степень коробления, степень точности поверхностей, класс точности массы и допуск смещения от- ливки.

Пример условного обозначения точности отливки 8-го класса размер- ной точности, 5-й степени коробления, 4-й степени точности поверхностей, 7- го класса точности массы с допуском смещения 0,8 мм:

Точность отливки 8-5-4-7 См 0,8 ГОСТ 26645-85.

Ненормируемые показатели точности отливок заменяют нулями, а обо-

значение смещения опускают. Например:

Точность отливки 8-0-0-7 ГОСТ 26645-85.

В технических требованиях чертежей литой детали допускается указы- вать сокращенную номенклатуру норм точности отливки, при этом указание классов размерной точности массы отливки является обязательным. Напри- мер:

Точность отливки 8-0-0-7 ГОСТ 26645-85.

В технических требованиях чертежа отливки или детали с нанесенными размерами отливки должны быть указаны в нижеприведенном порядке значе- ния номинальных масс детали, припусков на обработку, технологических на- пусков и массы отливки.

Пример обозначения номинальных масс равных для детали 20,35 кг, для припусков на обработку 3,15 кг, для технологических напусков 1,35 кг, для

отливки 24,85 кг:

Масса 20,35-3,15-1,35-24,85 ГОСТ 26645-85.

Для необрабатываемых отливок или при отсутствии технологических напусков соответствующие величины обозначают «0». Например:

Масса 20,35-3,15-1,35-24,85 ГОСТ 26645-85.

или

Масса 20,35-0-0-20,35 ГОСТ 26645-85.

В технических требованиях чертежа литой детали указывают только

массу детали.

Классификация отливок позволяет правильно выбрать способ их изго- товления, осуществить разработку оптимального технологического процесса, произвести выбор необходимого оборудования, провести соответствующую организацию труда.

В настоящее время в различных отраслях производства находят приме- нение около 60 различных способов литья, из них 24 относятся к специаль- ным способам [11]. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, которые ограничивают область их применения. Более 70 % отливок получают литьем в песчаные формы.

При выборе способа изготовления отливки в первую очередь принима- ют во внимание результаты анализа заказа и технологичности детали. На пер- вом месте, как правило, стоит фактор серийности производства, на втором – вид сплава и технические требования, предъявляемые к изделиям. В единич- ном, мелкосерийном и серийном производстве отливки обычно изготавлива- ют литьем в песчаные сырые и подсушиваемые формы. Сухие формы в на- стоящее время используют довольно редко из-за высокой трудоемкости, дли- тельности и энергоемкости их изготовления. Все более широкое распростра- нение получают химически твердеющие формы: на неорганических связую- щих (жидкое стекло, металлофосфаты), а также на синтетических смолах (α-set-процесс). При крупносерийном и массовом производстве чаще приме- няют литье в сырые песчано-глинистые формы, изготавливаемые на формо- вочных машинах и автоматических линиях, а также специальные способы ли- тья. Трудности выбора способа литья связаны также с тем, что большую часть отливок можно изготавливать несколькими способами, которые в рав- ной степени обеспечивают требуемые свойства литой детали. В данном слу- чае решающим фактором, определяющим выбор способа, является его эконо- мичность.

Например, применение специальных способов изготовления отливок: литье в кокиль (ЛК), литье под низким давлением (ЛНД), вакуумным всасы- ванием (ЛВВ), литье под давлением (ЛД), центробежное литье (ЦЛ), литье по выплавляемым моделям (ЛВМ), литье в оболочковые (корковые) формы (ЛОФ) и др., оправдано лишь при производстве крупных партий отливок, ко- гда увеличение расходов на литейную оснастку и оборудование перекрывает-

ся повышением производительности труда, экономией сплава и затрат на ме-

ханическую обработку отливок.

Каждый способ литья, как показывает практика, имеет свои оптималь-

ные области применения (табл. 43).

Применение основных способов литья

Таблица 43

Способ литья	Получаемые отливки
В песчаные формы	Любых конфигураций, размеров и массы
В металлические формы (ЛК, ЛНД, ЛВВ)	Простые и средней сложности, мелкие и средние по массе и размерам с повышенной точностью и чистотой поверхности в серийном и массовом производстве
Центробежное	Мелкие и средние в серийном и массовом производстве, ча- ще всего имеющие форму тел вращения, но могут быть и фасонные отливки, например, из титановых сплавов
В оболочковые (корко- вые) формы	Мелкие и средние, средней сложности с повышенной точно- стью и чистотой поверхности в серийном и массовом произ- водстве
По выплавляемым моде- лям	Мелкие любой сложности, с большой точностью и высокой чистотой поверхности в основном из стали и труднообраба- тываемых сплавов при серийном и массовом производстве
Под давлением	Мелкие любой конфигурации, с большой точностью разме- ров и высокой чистотой поверхности из сплавов цветных металлов при серийном и массовом производстве
Непрерывное	Длинные круглого и прямоугольного сечения в массовом производстве

Наиболее экономичен способ изготовления отливок в сырых формах.

Следует отметить, что каждый из способов литья имеет свои ограни-

ченные технические возможности.

Учитывая большой объем производства отливок, получаемых в песча- ных формах, важное значение имеет правильный выбор состава формовочных и стержневых смесей, способа их изготовления.

Технические требования к отливкам. На чертежах литых деталей долж-

ны быть указаны следующие технические требования:

1. Допускаемые отклонения по размерам, весу и припускам на обработ- ку. Класс точности литой детали выбирают в зависимости от требуемой точ- ности необрабатываемых поверхностей. Детали, имеющие необрабатываемые посадочные места или сопрягаемые поверхности (храповики, зубчатые колеса и звездочки с необработанным зубом, кронштейны и т.д.), рекомендуется вы- полнять по I-II классам точности. Детали, имеющие обрабатываемые поса- дочные и сопрягаемые места им не требующие особой точности изготовления (шкивы, корпуса и крышки подшипников, коробки передач и т.д.), рекомен- дуется выполнять по III классу точности. Допускается применение различных классов точности для размеров одной и той же отливки.

2. Величины не указанных на чертежах радиусов закруглений.

3. Допуски на смещение опок устанавливают в пределах ±1 мм, а для

крупных деталей ±1,5 мм. Допускаемое смещение опок указывают обычно на чертежах корпусных деталей (корпуса и крышки редукторов, коробки пере- дач, кронштейны коробчатой формы, шкивы, диски шкивов и т.д.).

4. Формовочные уклоны принимают по ГОСТ 3212-92. Кроме приве- денных обязательных пунктов технических условий на чертежах могут быть указаны дополнительные требования в зависимости от конструктивного на- значения деталей.

5. Условные обозначения класса чистоты необработанных поверхностей

по ГОСТ 2789-73.

6. При термической обработке должны быть указаны требуемые преде-

лы твердости и места замера ее.

7. при предъявлении специальных требований к твердости, глубине от- бела отливки, макро- и микроструктуре, гидроплотности, коррозионной стой- кости, жаропрочности и другим параметрам, должны быть приведены преде- лы требуемых величин, а также метод и схема испытаний.

8. Данные (или ссылки на общие технические условия) о виде, количе- стве, размерах и местах расположения литейных дефектов (раковин, трещин, спаев и т.д.), допускаемых на отливках без устранения, а также о дефектах, допускаемых к устранению и способы их устранения.

9. Место маркировки детали, характер ее (углубленная или выпуклая), а

также шрифт и текст.

Контрольные вопросы.

1. Что такое степень сложности отливок?

2. Что относится к точностным параметрам отливки?

3. Что такое классы размерной точности детали?

4. Что относится к нормам точности отливки?

5. Что такое степень коробления?

6. Для чего необходимо классифицировать отливки?

7. Какой способ литья является наиболее экономичным?

8. Перечислите параметры отливок, характеризующие группу сложно-

сти.

9. Какие технические требования указывают на чертеже литой детали?

ЛЕКЦИЯ 21.

Дата добавления: 2014-01-07