Напряжения, коробление и трещины в отливках

Прибыли на отливках

 

Принцип одновременного затвердевания выполняется при постоянной толщине стенки (рис. 1.8, б). В этом случае усадочная раковина будет сосредоточена вне отливки — в прибыли, т. е. в дополнительной полости, заполняемой жидким металлом.

Рис. 1.8. Конструкция детали, приводящая к усадочным раковинам (а), и ее изменение для обеспечения принципа одновременного (б) или направленного (в) затвердевания

Ширина прибыли обычно превышает толщину стенки отливки, поэтому металл здесь затвердевает позже и компенсирует усадку в глубине отливки.

Для сплавов с малой усадкой, например для серого чугуна, прибыли можно не устанавливать, так как при одинаковой толщине стенки раковины не возникают. Если на чугунных отливках имеются утолщенные участки, то одновременное затвердевание можно обеспечить только технологическими приемами. В этом случае металл следует подвести к тонким элементам, а у утолщенных участков установить холодильники, т. е. заложить внутрь формовочной смеси металлические вставки. Наличие холодильников способ­ствует отводу тепла от толстых элементов отливки и одновременному затвердеванию при разнотолщинности стенок до 50 %.

Направленное затвердевание отливок обеспечивают расположением отливки в форме и проектированием стенок таким образом, чтобы кристаллизация начиналась в нижних, самых тонких участках, постепенно распространялась на верхние более толстые элементы и заканчивалась в самой верхней части. Сверху должна быть предусмотрена прибыль для компенсации объемной усадки. Усадочная раковина в этом случае возникнет не внутри отливки, а в отрезаемой впоследствии прибыли (рис. 1.8, в). Направленность кристаллизации проверяется методом вписанных окружностей.

Окружность, вписанная в самой нижней части (d_x)_t должна, по­степенно увеличиваясь, выкатываться из отливки в прибыль d₁ <d₂<d₃< d₄. Деталь, изображенная на рис. 1.8, а, этому правилу не соответствует, и поэтому усадочные раковины неизбежны. Здесь потребуется боковая прибыль, что усложнит литейную форму.

 

Напряжения, коробление и трещины в отливках

 

При проектировании детали необходимо учитывать не только объемную (в процессе кристаллизации), но и линейную (в процессе охлаждения затвердевшей отливки) усадку. Линейная усадка может привести к образованию горячих трещин вследствие термического торможения, когда за счет градиента температуры в тепловых узлах возникают значительные термические напряжения (рис. 1.5, а). Главным способом предотвращения горячих трещин, как уже отмечалось, следует считать устранение разной толщины стенки детали.

Рис. 1.9. Изменение конструкции деталей для уменьшения термических напряжений и коробления

 

Уменьшение размеров отливки в процессе охлаждения может вызвать ее коробление, а если литейная форма или конструкция детали препятствуют усадке, то и разрушение отливки. Металлические формы создают механическое торможение усадке, песчано-глинистые формы обладают податливостью и оказывают меньшее сопротивление. Поэтому конструкция детали должна быть такой, чтобы влияние механического торможения было ми­нимальным. Например, спицы маховика во избежание разрушения лучше проектировать криволинейными (рис. 1.9, а), так как термические напряжения снижаются за счет спрямления спиц. На деталях, имеющих элементы, обжимающие форму в процессе остывания (фланцы, перемычки, буртики и т. д.), предпочтительнее назначать конструктивные уклоны (рис. 1.9, б). В этом случае напряжения от механического торможения усадки со стороны формы будут меньше.

Коробление отливок, особенно с большой разницей между длиной и высотой, неизбежно. Его можно ослабить за счет конструктивных или технологических ребер жесткости (рис. 1.9, б). Толщину таких ребер жесткости назначают на 20-40 % меньше толщины стенки отливки с тем, чтобы ребра остывали быстрее и препятствовали короблению всей отливки.

 

1.4. Разработка технологии получения отливки.

Выбор варианта технологического процесса и техническая

документация производства отливки

 

Чертеж детали, прошедший все стадии разработки, согласования и утвержденный руководством конструкторского отдела предприятия, является основным документом для разработки технологического процесса получения заготовки. Анализ технологичности детали и ее конструктивная доработка уже выполнены на стадии согласования конструкторской документации с отделом главного металлурга. На этапе согласования также решается вопрос о способе получения отливки, исходя из наличия оборудования и про­изводственных мощностей заготовительных цехов.

При выборе рационального способа изготовления отливки необходимо учитывать все особенности и технологические возможности литейного производства (табл. 1.2). Выбор способа литья определяется экономической целесообразностью в зависимости от серийности производства, требуемой точности отливок, типа сплава, наличия оборудования и его загрузки [4,7]. При проведении сравнительного анализа способов литья можно выделить ряд критериев.

1.Технологические свойства сплава (жидкотекучесть, склонность к усадке, к ликвации и т. п.). Например, при пониженной жидкотекучести сплава и высокой склонности к усадке нежелательно применение литья в металлические формы, так как возможно образование трещин в отливках из-за низкой податливости форм.

2.Заданный уровень механических и эксплуатационных свойств. Здесь необходимо учитывать возможности различных способов литья для получения отливок без дефектов, высокой плотности, с равномерной мелкозернистой структурой и высокими механическими свойствами по всему объему, например для деталей, работающих при циклических или динамических нагрузках.

3.Технологичность конструкции детали (конфигурация, минимальная толщина стенок, габаритные размеры и масса). Габаритные и сложные по конфигурации отливки можно получать литьем в песчано-глинистые формы. Тонкостенные отливки сложной формы целесообразно изготавливать литьем по выплавляемым моделям или под давлением (небольшие отливки из цветных сплавов). При литье в металлические формы конфигурация отливки должна быть несложной, при центробежном литье — иметь форму тела вращения.

4.Шероховатость поверхности и геометрическая точность отливки. Малая шероховатость поверхности отливок позволяет сохранить наружные слои металла, которые зачастую имеют повышенные твердость и износостойкость. Низкая геометрическая точность (размерная точность, пространственные отклонения и точность конфигурации) приводит к потерям металла на стружку при механической обработке (до 15—25 % от массы отливок).

5.Экономические показатели. При сравнении различных способов литья следует учитывать тип производства изделия (единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное или массовое), стоимость формовочных и стержневых смесей, оснастки и оборудования, экологические проблемы литейного производства. Себестоимость уменьшается с увеличением партии отливок и с переходом к специальным высокопроизводительным способам литья, которые снижают расход формовочных материалов, металла и трудоемкость механической обработки, улучшают условия труда.

Таблица 1.2

Технологические возможности литейного производства

 

Показатель	ПГФ	ОФ	ЛВМ	ЛК	ЛПД	ЦЛ
Форма отливок	Любой конфигурации			Без выступающих частей и поднутрений		Тела вращения
Материал отливок	Черные и цветные металлы и сплавы				Цветные сплавы	Не ограничен
Масса отливок (max), кг	200000 и более	До 150		4000-7000	До 100	600
Минималь­ная толщина стенки, мм	Сталь-6-10; чугун — 3-6; цветные сплавы — 2,5-5		0,5	Бронза — 4; чугун — 5	0,8-1	4,0
Механиче­ские свойства	Пониженные из-за неоднородной структуры по сечению отливки			Стабильные	Повышенная прочность и пластичность
Литейные уклоны, градус	3-6	1-2		0,5-1,2	0,5-1	1-6
Квалитет точности	14-17	12-13	9-10	12-14	8-10	13-17
Шерохова­тость Rn, мкм.	80-20	40-10	20-5,0	25-5,0	10-2,5	80-20
КИМ,%	60-70	80-95	90-95	75-80	90-95	70-90
Относительная себестои­мость 1 т отливок	1,0	1,5-2,0	2,5-3,0	1,2-1,5	1,8-2,0	0,6-0,7
Рентабельная серийность, шт./год	Неограниченная	200-500	1000	400-800	1000	100-1000

 

Наиболее распространено литье в песчаные формы, так как оно позволяет получать отливки из любых сплавов, любых размеров, различной конфигурации и сложности. Литье в песчаные формы применяют как в единичном, так и в серийном и массовом производстве. В серийном и массовом производстве на поточных линиях используют машинную формовку, транспортеры и конвейеры для транспортировки опок, стержней и сборки литейных форм, механизированные участки для выбивки опок и очистки отливок. В мелкосерийном и единичном производстве наиболее часто применяют ручную формовку, а транспортные операции осуществляют мостовыми кранами и электрокарами.

Себестоимость отливок невысокая, но пониженные механические свойства материала, точность геометрических размеров и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, ограничивают применение этого способа литья. Кроме того, литье в песчаные формы создает тяжелые условия труда: запыленность воздуха, выделение большого количества газов, копоти, тепла при выплавке металла и заливке форм. Литье в металлические формы применяют для мелких и средних по массе отливок простой и средней сложности конфигурации в серийном и массовом производстве [5].

Литье под давлением наиболее целесообразно использовать в массовом производстве мелких точных отливок из цветных сплавов.

Литье по выплавляемым моделям обладает высокой точностью и позволяет получать сложные отливки, но процесс изготовления форм весьма трудоемок. Целесообразно применять данный способ в массовом и серийном производстве и главным образом для мелких отливок из труднообрабатываемых сплавов, например из жаропрочных сталей.

После выбора способа литья разрабатывают технологическую документацию: маршрутную карту, карту технической информации, чертежи отливки, модели, стержневых ящиков, литейной формы, монтажа модельных плит.

Маршрутная карта содержит описание последовательности всего процесса с указанием технической документации, технологического оборудования, трудовых и материальных затрат.

При серийном и массовом производстве выполняют весь комплект документации. Если производство единичное или мелкосерийное, то документом для изготовления модели, стержневых ящиков, формы, а также контроля отливок служит чертеж детали с нанесенными указаниями литейной технологии, т. е. с изображенными элементами литейной формы и отливки. В случае специализации предприятия на изготовлении определенного вида и размера отливок желательно разработать типовой технологический процесс их производства.

 

1.5. Материалы и технологическая оснастка для получения отливок

1.5.1. Приготовление литейных сплавов

 

Сплавы для производства отливок готовят непосредственно в литейных цехах, где для этого имеются плавильные агрегаты: электродуговые, индукционные и электрические печи сопротивления.

Сталь литейную и чугун производят в электродуговых и индукционных печах. Цветные сплавы переплавляют в индукционных печах, а легкоплавкие — в печах сопротивления. Некоторые чугунолитейные цехи оснащены вагранками, в которых плавка идет за счет сжигания кокса и газа.

Сплавы получают плавлением исходных материалов и доведением расплава до требуемого химического состава. При этом используют следующие материалы: передельный доменный чугун, металлический лом, чистые металлы (медь, никель, хром, алюминий, магний, титан и др.), ферросплавы (феррохром, ферромарганец, ферросилиций, феррованадий и т. п.), лигатуры (промежуточные сплавы) для цветных сплавов и флюсы. Химико-металлургические процессы плавки достаточно подробно рассмотрены в литературе [8].

Готовый и очищенный от шлака сплав из плавильного агрегата выпускают в ковш. Ковш мостовым краном передают на участок заливки форм. В литейных цехах используют ковши поворотные (чайниковые) и стопорные. В стопорных ковшах металл вытекает через отверстие в нижней части ковша, закрываемое стопором. Температура металла в ковше обычно на 50-200°С выше температуры плавления. Вместимость ковшей обычно равна вместимо­сти плавильного агрегата (до 50 т), поэтому из одного ковша заливают целую серию заранее собранных литейных форм. Заполняют формы, перемещая ковш по участку заливки. В поточных линиях массового производства, наоборот, формы подаются транспортером на пост заливки.

 

1.5.2. Формовочные материалы

 

К формовочным материалам относят природные и искусственные материалы, применяемые при изготовлении формовочных и стержневых смесей, а также огнеупорные краски, замазки, клеи, припылы и т. п. [9].

Формовочные и стержневые смеси состоят из огнеупорной основы (кварцевый песок, магнезит, хромомагнезит и др.), а также из связующих веществ (крепителей), которые предназначены для соединения основных компонентов смеси и достижения необходимых свойств (прочность, газопроницаемость, податливость и т. д.). В формовочных смесях в качестве связующе­го материала чаще всего используют глину (5-15 %) с добавкой воды (3—8 %). Чем больше содержание глины, тем выше прочность формовочной смеси, но хуже газопроницаемость. Смеси с большим содержанием глины применяют для крупных толстостенных отливок. В формовочные смеси вводят специальные добавки для повышения газопроницаемости (древесные опилки, торфяную крошку) и предотвращения пригара (молотый каменный уголь, графит и др.). Песчано-глинистые смеси используют повторно с добавкой свежих (исходных) материалов.

В зависимости от заливаемого материала различают формовочные смеси для чугуна, стали и сплавов цветных металлов; по характеру использования формовочные смеси разделяют на облицовочные, наполнительные и единые смеси. Облицовочная смесь предназначена для изготовления (облицовки) рабочей поверхности формы. Толщина облицовочного слоя (от 15 до 50 мм и выше) зависит от размеров и толщины стенок отливки. Сверху обли­цовочной смеси в опоки засыпается наполнительная смесь, приготовленная из оборотных (повторно используемых) материалов с добавлением 5-10 % исходных формовочных материалов (песка и глины). Единая смесь служит для набивки всего объема литейной формы и применяется при изготовлении мелких и средних отливок. Она отличается от наполнительной смеси большим содержанием свежих материалов и наличием противопригарных добавок.

При изготовлении сложных средних и крупных отливок применяют быстросохнущие песчаные смеси с органическими крепителями, холоднотвердеющие смеси (ХТС) на синтетических смолах и жидкостекольные смеси, приготовленные из кварцевого песка с добавлением 4,5—6,5 % жидкого стекла (Na₂Si0₃) и 1,5 % раствора едкого натра с концентрацией 10-20 %. Жидкостекольные смеси затвердевают при продувке формы углекислым газом и имеют высокую прочность. Повторное использование этих смесей требует дополнительных затрат при подготовке оборотной смеси.

Стержневые смеси должны иметь по сравнению с формовочными смесями более высокую огнеупорность, газопроницаемость, податливость и легко выбиваться из отливок. Для достижения этих свойств применяют органические (сульфитно-спиртовая барда, декстрин, патока, олифа, каменноугольный пек, битум, канифоль, синтетические термореактивные смолы) и неорганические (цемент, жидкое стекло) связующие. Органические связую­щие обволакивают зерна песка тонкой пленкой, скрепляющей их между собой при высушивании смеси. При этом образуются межзеренные пустоты, которые создают газопроницаемость и податливость смеси. Органические связующие, выгорая в форме при заливке расплава, способствуют хорошей выбиваемости стержней.

Стержневые смеси разделяют на смеси с отверждением стержней тепловой сушкой и в нагреваемой оснастке; на жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС), жидкостекольные смеси и холоднотвердеющие (ХТС).

Стержневые смеси с отверждением тепловой сушкой (150-250 °С) содержат различные органические связующие. Смеси для изготовления стержней в горячих ящиках готовят из чистого кварцевого песка с добавлением синтетических термореактивных смол. Жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС) состоят из кварцевого песка, отвердителей (шлаки феррохромового производства), связующих материалов (жидкое стекло, синтетические смолы) и поверхностно-активных веществ. При интенсивном перемешивании смеси образуется пена, которая разделяет зерна песка и придает смеси свойство текучести. Длительность затвердевания стержней и форм из этих смесей на воздухе составляет 20-60 минут.

В состав холоднотвердеющих смесей (ХТС) входят карбамидно-фурановые, фенолофурановые и фенольные смолы. В качестве катализаторов применяют ортофосфорную, азотную кислоты и их соли, бензолсульфокислоту и др. Продолжительность затвердевания стержней на воздухе составляет от 10 до 30 минут.

Приготовление формовочных и стержневых смесей начинают с просушки, дробления и просеивания формовочных материалов с отделением металлических включений. Затем производят перемешивание компонентов смеси в бегунах, шнековых смесителях, разрыхление и подачу транспортерами готовой смеси на участок формовки.

 

2. Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема

2.1. Выбор положения отливки в форме.

 

Для дальнейшего процесса разработки технологии отливки необходимо выбрать положение отливки в форме, плоскость разъема,  количество и тип стержней.

Для определения положения отливки в форме при заливке исходят из следующих положений [7 ]:

1. Отливки из сплавов с большой усадкой, то есть из стали и цветных сплавов, кроме отливок из серого чугуна, следует располагать в положении, удобном для питания их металлом верхних или боковых отводных прибылей; вне зависимости от возможных усложнений формовки должно обеспечиваться направленное затвердевание с переходом от тонких частей к утолщенным частям, которые питаются прибылями.

Для этого необходимо определить схему питания отливки и разместить наиболее массивные узлы отливки в верхних или боковых частях формы.

При этом на указанных узлах должны быть в наличии площадки или поверхности для размещения верхних или боковых прибылей (рис. 2.1 - 2.3).

На рис. 2.1, б - 2.3, б показаны схемы неправильного расположения отливки в форме. Принцип направленного затвердевания при этом не соблюдается. Прибыли, установленные вверху, не обеспечат питания изолированных узлов в нижних фланцах. Боковые прибыли, установленные по разъему формы, не смогут пропитать нижнюю толстую стенку отливки (рис. 2.3, б),

2. Наиболее ответственные рабочие части - места, подлежащие механической обработке (плоские поверхности большой протяженности, поверхности скольжения, качения) нужно, по возможности, располагать внизу; в крайнем случае - вертикально или наклонно, даже если это связано с повышением трудоемкости.

 При вынужденном расположении обрабатываемых поверхностей вверху нужно обеспечить такие условия, при которых песчаные и газовые раковины могли бы образоваться только в удаляемых при обработке частях отливки.

Рис. 2.1. Выбор положения отливки в форме:

а – правильное; б – неправильное.

 

Рис. 2.2. Выбор положения отливки в форме:

а – правильное; б – неправильное.

Рис. 2.3. Выбор положения в форме отливки «Колпак» при формовке:

а - правильно; б - неправильно

Рис. 2.4. Назначение расположение ответственных поверхностей отливки.

 

3. Тонкие стенки отливки для предупреждения недоливов следует располагать в нижней части формы, желательно вертикально или наклонно, причем путь прохождения металла от литниковой системы до тонких стенок должен быть кратчайшим. При подводе металла по разъему формы тонкие стенки отливки следует располагать внизу — вертикально или наклонно, что обеспечивает лучшее заполнение формы и устраняет недолив и неспай (крышки, кожухи).

Рис. 2.5. Расположение тонких частей отливки при заливке.

 

4. При формовке в опоках общая высота формы должна быть по возможности меньше. Следовательно, отливки должны формоваться преимущественно горизонтально, если это обеспечивает их необходимое качество. С этой точки зрения длинные (высокие) отливки лучше располагать в форме горизонтально. Это уменьшит скорость движения сплава в литниковой системе и обеспечит плавное заполнение формы.

5. Положение отливок должно обеспечить спокойное заполнение формы расплавом, исключающее разрушение струей металла отдельных участков формы или стержней. Выбранное положение отливки в форме должно обеспечить наиболее простое оформление литниковой системы. Литниковая система должна подводить сплав к полости формы по кратчайшему пути, при этом нежелательно применение стержней.

Рис. 2.6. Пример расположения отливке в форме при заливке

с учетом общей высоты формы.

 

6. Формы для станин, плит и других отливок с большим числом ребер должны быть при заливке расположены так, чтобы имелась возможность направить металл вдоль стержней и выступов формы.

7. Большие плоские поверхности не следует располагать вверху, а если это неизбежно, рекомендуется делить их ребрами на меньшие участки. Это уменьшает опасность образования ужимин и разрушения верхней поверхности формы лучистой теплотой металла.

При невозможности введения ребер надо резко уменьшить время заполнения формы металлом

8. Для устранения образования газовых раковин выбранное положение при заливке должно обеспечивать преимущественно верхний отвод газов из стержней

9. Для отливок, имеющих внутренние полости, образуемые стержнями, выбранное положение должно обеспечивать возможность проверки размеров полости формы при сборке, а также надежное крепление стержней.

10. Иногда для улучшения условий заполнения формы и создания лучшей направленности затвердевания стенок отливки после заливки изменяют положение формы в пространстве (метод частичного и полного поворота). Иногда положение отливки при заливке и полости формы после сборки формы не совпадают.

Рис. 2.7. Пример расположения отливке в форме с учетом отвода газов.

 

В этом случае протяженные отливки (например отливки типа валов, барабанов, крупных втулок с обрабатываемыми наружными и внутренними поверхностями, столы металлорежущих станков) формуют горизонтально, а собранные формы под заливку ставят вертикально для равномерного заполнения формы расплавом, выделения газов, всплывания неметаллических включений;

11.При прочих равных условиях, следует выбрать такое положение при заливке, при котором расходуется меньше металла, труда и времени на изготовление форм, меньше потребность в площади, меньше объем работ по обрубке, механической обработке и изготовлению моделей

В случае скопления металла в месте сопряжения стенок питание этого места в процессе затвердевания должно быть обеспечено за счет правильного расположения отливки в форме и за счет прибылей.

Рис. 2.8. Возможные варианты расположения отливки в форме

 

На рис. 2.8. показаны возможные положения отливки в форме. С точки зрения получения качественной отливки наиболее рациональным положением отливки в форме будет вариант на рис. 2.8. б. При этом варианте цилиндр, стенки которого по сравнению с другими частями отливки тонкие, будет расположен вертикально. Это обеспечит получение плотных стенок цилиндра, так как вышележащие массивные стенки фланца будут питать их жидким металлом в процессе затвердевания. На фланце же, затвердевающем в последнюю очередь, можно установить прибыли. Таким образом, данный вариант обеспечивает принцип направленного затвердевания.

Недостатками рассмотренного варианта являются сравнительно большая высота формы (ее придется делать в нескольких опоках), трудоемкость изготовления формы, а также недостаточная надежность крепления стержня (стержней).

С точки зрения удобства формовки и сборки формы предпочтительнее вариант на рис. 2.8. а. Форма изготавливается в двух опоках, что позволяет применить машинную формовку. Стержень легко устанавливается, и имеется возможность его надежного закрепления. Недостаток данного варианта — сложность обеспечения направленного затвердевания и получения плотной отливки.

Ниже для более детальной разработки технологического-процесса с методической точки зрения рассмотрено расположение отливки в форме по варианту б, а также дан эскиз собранной формы для варианта а.

 

Выбор разъема формы

1. Число разъемов формы должно быть во всех случаях минимальным.

2. Поверхности разъемов при единичном литье должны быть плоскими. При серийном литье допускаются разъемы фасонного сечения, которые должны иметь наиболее простую геометрическую форму, ограниченную прямыми линиями или линиями, имеющими определенное геометрическое построение. Строгая геометрическая форма линий сечений модельных плит упрощает процесс их изготовления и контроля (Рис. 2.9).

3. Число отъемных частей должно быть минимальным. При серийном и тем более при массовом производстве отъемные части надо заменять стержнями, если нельзя изменить конструкцию отливки (Рис. 2.10).

4. С точки зрения простоты оформления литниковых систем при формовке выбранное положение отливки в форме должно обеспечить размещение литникового хода (шлакоуловителя) и питателей в плоскости разъема формы;

Рис. 2.9. Примеры выполнения разъемов форм при литье.

Рис. 2.10. Пример замены отъемных частей на стержни.

 

5. При ручной формовке в случае назначения криволинейной плоскости разъема (Рис. 2.11), а также при использовании машин без поворота верхних полуформ до извлечения модели, болваны желательно располагать в нижней полуформе, так как при этом уменьшаются усилия, стремящиеся их разрушить при извлечении моделей из формы.

Рис. 2.11. Пример расположения болвана в нижней полуформе.

 

6.Базовые поверхности отливок должны быть расположены в одной полуформе с обрабатываемыми и ответственными соосными поверхностями,

а также фланцами и приливами связанными с базовыми жесткими размерами.

 

Рис. 2.12. Пример расположения базовых поверхностей.

 

Если такое расположение невозможно, ответственные поверхности должны занимать в форме строго определенное положение по отношению к базовым, что достигается применением специальной оснастки и средств контроля (Рис. 2.12).

7.Разъем должен быть таким, чтобы основные или все стержни устанавливались в нижней полуформе (Рис. 2.13). При этом должно быть обеспечено максимальное удобство сборки формы

Рис. 2.13. Пример выбора плоскости разъема с удобным расположением стержней в форме.

 

8. Для обеспечения наибольшей точности отливки надо стремиться располагать отливку в одной полуформе (Рис. 2.14). Это обязательно для отливок, формируемых в почве или в неспаренных опоках. С этой же целью фиксацию стержней следует производить в той части формы, в которой оформляются все или большинство наружных поверхностей отливки

9. Разъем должен обеспечить наименьшее количество заливов и брака по перекосам, поэтому надо стремиться к минимальной протяженности литейных швов по поверхности отливки. При неизбежности заливов обработка их не должна вызывать затруднений. Наличие литейных швов на базовых поверхностях недопустимо (Рис. 2.15).

Рис. 2.14. Пример расположения отливки в одной полуформе с целью повышения точности ее изготовления.

 

Рис. 2.15. Пример расположения с целью уменьшения количества заливов.

 

10. Для получения равномерной толщины стенок отливки необходимо совпадение линий разъема формы и стержневого ящика (Рис. 2.16).

Рис. 2.16. Пример совмещения линии разъема формы и стержневого ящика.

 

12. Разъем формы должен обеспечить удобный - вывод газов из всех стержней, болванов и углубленных (при почвенной формовке) участков формы (Рис. 2.17).

13. Выбранные разъемы должны обеспечить удобство отделки, окраски и просушивания формы, а также контроль установки стержней (Рис. 2.18).

Рис. 2.17. Пример выбора плоскости разъема с учетом выхода газов.

 

Рис. 2.18. Пример назначения разъема формы с учетом удобства отделки и контроля сборки.

Важным является определение оптимального числа отливок в форме. В условиях единичного и мелкосерийного производства отливок в песчаных формах желательно в форме размещать одну отливку. Для повышения металлоемкости формы практикуется размещение в ней нескольких различных по конфигурации и размерам отливок. При крупносерийном и массовом изготовлении песчаных форм на машинах, а также при использовании специальных способов литья необходимо стремиться к максимальной металлоемкости формы (рационально располагать модели на плите, применять стопочные литейные формы, разделительные стержни и т. д.). На металлоемкость форм влияют правильный выбор и рациональное размещение элементов питания отливки.

При расположении отливки в форме по варианту б целесообразно иметь два разъема: один — по плоскости фланца, другой — по плоскости торца цилиндра. При этом вся отливка будет в одной опоке, что устранит возможность перекоса формы. Наличие двух разъемов дает возможность подвести металл в нижнюю часть формы, поэтому полость формы будет заполняться плавно. Чтобы обеспечить направленность затвердевания, можно подвести металл и в верхнюю часть отливки.

А.	Б.
В.

 

Рис. 2.19. Возможные варианты расположения отливки в форме

 

Мелкосерийное производство и выбранное положение отливки в форме определяют необходимость применения ручной формовки.