Приложение 2

Плотность конструкционных металлических материалов

Приложение 3

Рекомендации по проектированию литых деталей с учётом требований технологичности

Рекомендации по проектированию направлены, в основном на детали, получаемые литьём в песчано-глинистые формы.

1. Необходимо стремиться к использованию одной плоскости разъёма. Возможность её создания определяется по правилу све­товых теней, согласно которому, теневые участки при вообра­жаемом освещении детали параллельными лучами в направлении, перпендикулярном к плоскости разъёма формы, должны отсутствовать (рис. 1П).

Рис. 1П. Конструкции отливок (верхние - технологичные, нижние — нетехнологичные)

Для облегчения формовки и уменьшения числа стержней вер­тикальные рёбра жёсткости, выступы и другие элементы необхо­димо располагать перпендикулярно к плоскости разъёма горизон­тальные - в плоскости разъёма.

Основные рекомендации по отработке конструкции отливки на технологичность приведены в таблице Ш

Таблица 1П

Основные правила отработки конструкции отливки на технологичность

Условия получения рациональной конструкции	Схема конструкции
	Нерациональная	Рациональная
Для упрощения изготовления модели и формы разъём модели следует осуществлять в одной плоскости с плоскостью разъёма формы
Внутренние полости литых деталей следует выполнять без применения стержней, открытыми и без поднутрений
Верхние по положению при заливке) горизонтальные поверхности следует заменять наклонными
Стержень, оформляющий внутреннюю полость, должен крепиться с обоих концов; применение жеребеек следует избегать
Элементы, выступающие на поверхности детали и выполняемые в моделях объёмными(например, бобышки Б)следует объединять и соединять с выступающей неотъёмной частью
Внутренней полости, оформляемой стержнем, следует придавать простейшие очертания- без поперечных перегородок и глубоких впадин
Для снижения трудоёмкости формовки и уменьшения расхода формовочных материалов детали должны иметь компактную конфи­гурацию и по возможности небольшие габариты (особенно по высоте
В конструкциях крупных шестерён, шкивов и маховиков нужно применять изогнутые спицы
Обрабатываемые взаимно перпендикулярные поверхности следует располагать так, чтобы припуски П на обработку не создавали участки не выполнимые при формовке
Обрабатываемые бобышки следует располагать на одном уровне, обеспечивающем обработку за один проход
Бобышки и приливы, расположенные на наружных стенках и подлежащие обработке, рекомендуется заменять выточками, если это допустимо при заданной толщине тела отливки
Рёбра жёсткости следует располагать в плоскости разъёма формы и перпендикулярно к ней
Бобышки на стенках дета­ли, подлежащие сверлению, необходимо располагать с одной стороны, учитывая возможность их относительного смещения
При оформлении внутренней полости стержнем и наличии с наружной стороны бобышек и приливов целесообразно переносить их на внутреннюю поверхность
Стенкам литых деталей необходимо придавать равномерные сечения
Особое внимание следует обращать на принцип направленного затвердевания

2. Минимальная толщина стенки отливки должна соответствовать значениям, приведенным в таблице 2П.

3. Построение внутренних полостей и отверстий Минимальные размеры литых отверстий в зависимости от толщины стенки приведены в табл. ЗП.

Наименьший диаметр отверстий в отливках при литье в кокиль: из лёгких сплавов - 5 мм, из медных сплавов - 8 мм, из стали— 12 мм.

В случае выполнения глухих или квадратных отверстий данные табл. ЗП увеличивают в 1,2 - 1,4 раза.

Площади окон в отливках, выполняемых для вывода стержней и удаления газов, устанавливают в зависимости от объёма внутренней полости отливки по табл. 4П.

Таблица 4П

4. По возможности следует предусматривать конструктивные уклоны (таблица 5П), обеспечивающие минимальный расход и направленное затвердевание металла.

Таблица 5П

5. Выполнение углов, переходов, сопряжений

Переходы сечений и углов должны быть плавными и округлены радиусами закруглений. Соотношение толщин стенок на сопрягаемых участках не должно быть более 4, т.е. S/ S₁= 4 •

При соотношение толщин стенок S:S₁= 2 переходы выполняют с помощью радиусов закруглений (галтелей); при большем соотношении толщин стенок - S/S1>2 переходы следует выполнять клинообразно (рис. 2П). Радиусы галтелей следует принимать равными (0,15-0,35) (S +S₁)/ 2, рекомендуемый ряд радиусов галтелей: 1, 2, 3, 5, 8, 10, 20, 25, 30, 40 мм.

Рис. 2П. Прямые сопряжения стенок отливки

S/S1≤2	S/S1>2
R = 0,3(S – S1) - чугун, сплавы Al, Mg, Zn R = 0,4(S – S1) - сталь, сплавы Сu	L≥4(S – S1) - чугун, сплавы Аl, Mg, Zn L ≥5(S - S1) - сталь, сплавы Сu

Примеры угловых сопряжений показаны на рис. ЗП и Т — образных - на рис. 4П, 5П.

Рис. ЗП. Угловые сопряжения стенок отливки: а – α > 75°; R= r +a; σ- α< 75°

Рис. 4П. Т-образные сопряжения стенок отливки: а – α > 75°;  σ- α< 75°

Рис.5П Сопряжение стенок в отливках из алюминиевых сплавов: h=2(A+B) h1=2,5(A+ b) c=0,75A r=d=0,5A+a l=0,5(A+a)

6. Выполнение рёбер, фланцев, бобышек и приливов

1) Конструкция рёбер не должна вызывать появления на внешних кромках и в углах литейных трещин. Для этого: толщина ребра у стенки должна быть 0,7 - 0,9 толщины стенки с уменьшением её за счёт уклона до 0,5 толщины стенки; высота рёбер — не более пятикратной толщины стенки.

Некоторые варианты соединения рёбер приведены на рис. 6П.

Вид сопряжения	Эскиз	Размеры для построения сопряжения
Стенкас центральным ребром		S = 1,25A; r = 0,5А; Н ≤5А; r1 = 0,25А; а = 0,8А
Стенка с рёбрами по краям		S= 1,25А; г = 0,3А; Н ≤5А; r1 = 0,25A; а = 0,8А
Кольцевое сопряжение рёбер		d= 4А; г = 0,5А; a = (0,8-1,0)А
Шахматное сопряжение рёбер		c≥2a; r= 0,5А

Рис. 6П. Варианты соединения рёбер со стенкой отливки

2) Литую деталь необходимо конструировать с минимальным количеством фланцев, бобышек, приливов и буртов. Если расстояние между центрами бобышек (А) равно или меньше расстояний, указанных в таблице 6П, то отдельные бобышки объединяют в одну (рис. 7П).

Таблица 6П

Рис. 7П. Конструктивное выполнение бобышек: а) - технологичное; б) - нетехнологичное

3) Высота бобышек, платиков и других приливов не должна превышать толщины стенки, на которой они находятся. Наименьшая высота бобышек и платиков должна соответствовать приведённым в таблице 7П значениям.

Таблица 7П

Сопряжения бобышек и приливов со стенкой должны быть плавными, очерчены радиусом г, а наружные диаметры бобышек при наличии в детали отверстия назначают с учётом толщины стенки отливки (таблица 8П).

Таблица 8П

7. При проектировании деталей, получаемых специальными способами литья, следует использовать конкретные рекомендации с учётом марки литейного сплава, назначения, конструктивных особенностей детали, приведённые в учебной и специальной литературе [4 - 7].

8.Количественная оценка технологичности литых деталей

8.1. Коэффициент габаритности

K_v=V_отл/G_отл, дм³/кг

Чем меньше K_v (в сравнении с другими конструктивными вариантами детали), тем технологичнее конструкция детали.

8.2. Технологическая рациональность тонкостенных отливок оценивается неравенством

200 > S_пр/L > 1

где S_пр - приведённая толщина отливки;

L- наибольший габаритный размер отливки.

S_пр=V_отл/F_отл

где площадь поверхности отливки.

Приложение 4