- •Проектирование и производство заготовок
- •1.1 Влияние технологических и производственных факторов
- •1.2 Факторы, влияющие на себестоимость производства
- •2 Проектирование и производство литых заготовок
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Материалы, применяемые для производства отливок
- •2.2.1 Чугуны
- •2.2.2 Углеродистые и легированные стали
- •2.3.1 Особенности формирования литых заготовок
- •2.3 Формирование литых заготовок и технические требования к их конструкции
- •2.3.2 Требования к конструкции литых деталей
- •2.3.3 Назначение допусков отливок. Припуски на механическую
- •2.4 Способы получения литых заготовок
- •2.4.1 Литье в песчано-глинистые формы
- •2.4.2 Литье в оболочковые формы
- •2.4.3 Литье по выплавляемым моделям
- •2.4.4 Литье в металлические формы (кокили)
- •2.4.5 Литье под давлением
- •2.4.6 Центробежное литье
- •2.4.7 Штамповка жидкого металла
- •2.5 Основные положения к выбору способа литья
- •3.1 Общие сведения
- •3.2 Материалы, применяемые при обработке металлов давлением
- •3.3 Заготовки из проката
- •3.4 Получение заготовок ковкой
- •3.5 Получение заготовок горячей объемной штамповкой
- •3.5.1 Общие сведения
- •3.5.2 Требования к конструкции деталей, получаемых горячей объемной штамповкой
- •3.5.3 Назначение припусков на механическую обработку и допусков на размеры штампованной поковки
- •3.5.4 Влияние штамповочного оборудования на характеристики поковок
- •3.6 Холодная объемная штамповка
- •3.7 Отделочные и завершающие операции производства заготовок давлением
- •3.8 Получение исходных заготовок под ковку и штамповку
- •3.9 Штамповка заготовок на специализированных машинах
- •3.10 Получение заготовок листовой штамповкой
- •3.10.1 Общие сведения
- •3.10.2 Металлы, используемые для листовой штамповки
- •3.10.3 Технологические требования к конструкции листовых штампованных деталей
- •3.10.4 Основные операции холодной листовой штамповки
- •3.11 Основные технико-экономические положения к выбору способа получения заготовок обработкой давлением
- •Библиографический список
- •Оглавление
2 Проектирование и производство литых заготовок
2.1 Общие сведения
Современное машиностроение невозможно без применения литых заготовок, обеспечивающих достаточно высокий коэффициент использования металла (см. таблицу 1.1) и эффективное снижение массы изделия за счет рациональной конструкции детали, применения литейных сплавов с высокими технологическими, физико-механическими и служебными свойствами.
По сравнению с другими методами получения заготовок литье обладает и такими преимуществами, как возможность изготовления отливок практически неограниченных габаритов и массы, а так же получения заготовок из малопластичных и труднообрабатываемых резанием сплавов.
В таблице 2.1 приведены сведения по наиболее распространенным в машиностроении способам изготовления отливок, их особенностям и области применения.
Таблица 2.1 – Основные способы изготовления отливок, их особенности и области применения
Способ литья |
Масса отливки, т, до |
Металл |
Особенность способа и область применения |
||
Разовые формы |
|||||
В песчано-глинистые формы с ручной формовкой: в крупных опоках
в мелких и средних опоках |
100,0
0,10 |
Сталь, серый, ковкий и высокопрочный чугун, цветные металлы и сплавы |
Станины, бабки, коробки скоростей, блоки цилиндров Рукоятки, шестерни, втулки, рычаги, муфты, |
||
В песчано-глинистые смеси с машинной формовкой: в крупных опоках
в мелких и средних опоках |
2,0
0,10 |
Бабки, суппорты, небольшие станины Шестерни, подшипники, муфты, маховички. |
|||
Литье в оболочковые песчано-смоляные формы |
0,15 |
Сталь, чугун, цветные сплавы |
Ответственные фасонные отливки в крупносерийном и массовом производстве (коленчатые валы, зубчатые колеса, звездочки и др.) |
||
Литье по выплавляемым моделям |
0,15 |
Высоколегированные стали и сплавы |
Лопатки турбин, клапаны, шестерни, детали приборов. Толщина стенок до 0,3 мм, отверстия диаметром до 2 мм |
||
Продолжение таблицы 2.1
Способ литья |
Масса отливки, т, до |
Металл |
Особенность способа и область применения |
||
Многократные формы |
|||||
Литье в кокиль |
7,0 4,0 0,5 |
Чугун, Сталь Цветные металлы и сплавы |
Фасонные отливки в крупносерийном и массовом производствах (поршни, корпуса, диски, коробки подач, салазки) |
||
Литье под давлением на машинах с горизонтальной и вертикальной камерами прессования |
0,10 |
Магниевые, алюминиевые, цинковые сплавы |
Отливки сложной конфигурации (тройники, колена, детали приборов, детали автомобилей, тракторов, самолетов, двигателей внутреннего сгорания) |
||
Центробежное литье на машинах с осью вращения: вертикальной
горизонтальной |
0,05
0,60 |
Чугун, сталь, бронза и др. |
Тела вращения (венцы, шестерни, бандажи, колеса, шкивы, маховики), двухслойные заготовки (чугун-бронза, сталь-чугун) при l : d ≤ 1 Трубы, гильзы, трубы, оси при l : d ≥ 1 |
||
Штамповка жидких сплавов |
0,30 |
Цветные сплавы |
Слитки, фасонные отливки с глубокими полостями (детали арматуры высокого давления) |
||
При способе литья в песчано-глинистые формы 15 – 25% массы отливки превращается в стружку при механической обработке. Переход к специальным способам литья (по выплавляемым моделям, в кокиль и др.) снижает припуски на механическую обработку и уменьшает количество стружки до 5 – 7% от массы отливки. Экономичность специальных видов литья повышается с увеличением партии отливок, т. е. с переходом от серийного к массовому производству.
Преимущество специальных видов литья состоит и в уменьшении массы литниковой системы и расхода формовочных материалов, они легко поддаются механизации и автоматизации.
Данные о годовом выпуске отливок, соответствующем определенному типу производства приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Годовой выпуск отливок (шт.) одного наименования при различных типах производства
Масса отливки, кг |
Тип производства |
||||
единичное |
мелкосерийное |
среднесерийное |
крупносерийное |
массовое |
|
До 20 |
До 300 |
300…3000 |
3000…35000 |
35000…200000 |
Св. 200000 |
Св. 20 до 100 |
До 150 |
150…2000 |
2000…15000 |
15000…100000 |
Св. 100000 |
Св. 100 до 500 |
До 75 |
75…1000 |
1000…6000 |
6000…40000 |
Св. 40000 |
Св. 500 до 1000 |
До 50 |
50…600 |
600…3000 |
3000…20000 |
Св. 20000 |
Св. 1000 до 5000 |
До 20 |
20…100 |
100…300 |
300…4000 |
Св. 4000 |
Классификация отливок в зависимости от массы, сложности и назначения представлена в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Классификация отливок
Признак классификации |
Группа классификации |
Классификационная характеристика |
По назначению |
1 |
Неответственные отливки деталей, не испытываемых на прочность. |
2 |
Ответственные отливки деталей, испытываемых на прочность, работающих при статических нагрузках и в условиях трения скольжения |
|
3 |
Особо ответственные отливки деталей, испытываемых на прочность, работающих в условиях динамических и знакопеременных нагрузок |
|
По сложности |
1 |
Отливки простой геометрической формы (крышки, диски, втулки и др.) |
2 |
Отливки, представляющие собой сочетание простых геометрических тел (корпусы подшипников, ступицы, зубчатые колеса и др.) |
|
3 |
Отливки открытой коробчатой, цилиндрической и другой формы (корпуса и крышки редукторов, основания, рамы, зубчатые колеса) |
|
4 |
Отливки закрытой и частично открытой коробчатой и цилиндрической формы (станины, столы, корпуса насосов и др.) |
|
5 |
Отливки закрытой коробчатой формы с наружными и внутренними поверхностями сложной конфигурации (станины специальных станков, траверсы и др.) |
|
По массе |
Мелкие |
До 100 кг |
Средние |
100 – 1000 кг |
|
Крупные |
1000 – 5000 кг |
|
Тяжелые |
5000 – 20000 кг |
|
Особо тяжелые |
Св. 20000 кг |
|
Примечание. Отливки из цветных металлов в зависимости от массы делятся на девять групп (для медных и цинковых сплавов 1-я группа – до 0,25 кг, 9-я группа – свыше 500 кг; для алюминиевых и магниевых сплавов соответственно – до 0,2 кг и свыше 100 кг. |
||
Производство отливок регламентировано системой стандартов. В подготовке бакалавров-технологов машиностроения часто используются стандарты на общие технические условия для отливок из ковкого чугуна (ГОСТ 1215-79), из чугуна (ГОСТ 26358-84), из стали (ГОСТ 977-88), а также стандарт, регламентирующий допуски и припуски отливок (ГОСТ 26645-85).
Лекция 3