Курсове проектування з технології машинобудування

Допустимі відхилення по зігнутості, від площинності та від прямолінійності для пласких поверхонь в залежності від розміру кованки та класу точності визначаються за таблицею 3.17. В даних величинах не враховуються перепади по висоті, товщині чи ширині кованок. Допуск радіального биття не повинен перевищувати подвійних значень, наведених в таблиці 3.16.

Допустимі відхилення міжосьової відстані в кованках (А1 на рисунку 3.3) не повинні перевищувати значень наведених в таблиці 3.18.

Таблиця 3.17 - Допустимі відхилення від площинності, прямолінійності та зігнутості поверхонь заготовок

Найбільший розмір кованки, мм	Допустимі відхилення по зігнутості для класів точності, мм
Понад	До	Т1	Т2	Т3	Т4	Т5
-	100	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8
100	160	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0
160	250	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2
250	400	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6
400	630	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0
630	1000	1,0	1,2	1,6	2,0	2,5
1000	1600	1,2	1,6	2,0	2,5	3,2
1600	2500	1,6	2,0	2,5	3,2	4,0

Таблиця 3.18 - Допустимі відхилення міжосьової відстані з урахуванням зігнутості заготовок

Міжцентрова відстань, мм	Допустимі відхилення по зігнутості для класів точності, мм
Понад	До	Т1	Т2	Т3	Т4	Т5
--	60	±0,10	±0,15	±0,20	±0,25	±0,30
60	100	±0,15	±0,20	±0,25	±0,30	±0,50
100	160	±0,20	±0,25	±0,0	±0,50	±0,80
160	250	±0,25	±0,30	±0,50	±0,80	±1,20
250	400	±0,30	±0,50	±0,80	±1,20	±1,60
400	630	±0,50	±0,80	±1,20	±1,60	±2,00
630	1000	±0,80	±1,20	±1,60	±2,00	±3,00
1000	1600	±1,20	±1,60	±2,00	±3,00	±4,50
1600	2500	±1,60	±2,00	±3,00	±4,50	±7,00

На поверхні кованки допускаються сліди у вигляді западини або виступа, що утворюються від виштовхувала або затискних елементів штампа. Глибина западини повинна бути не більшою 0,5 фактичної величини припуска на обробку. Висота виступа на оброблюваних поверхнях допускається до 3 мм.

Допуски радіусів заокруглення внутрішніх і зовнішніх кутів встановлюються за таблицею 3.19.

Таблиця 3.19 - Допуски на радіуси заокруглення кутів кованок

Радіус заок	руглення, мм	Допуск (мм) радіусов заокруглення для класів точности
Понад	До	Т1	Т2	Т3	Т4	Т5
-	4	0,5	0,5	0,5	1,0	2,0
4	6	0,5	0,5	1,0	2,0	3,0
6	10	1,0	1,0	2,0	3,0	5,0
10	16	1,0	2,0	3,0	5,0	8,0
16	25	2,0	3,0	5,0	8,0	12,0
25	40	3,0	5,0	8,0	12,0	20,0
40	60	5,0	8,0	12,0	20,0	30,0
60	100	8,0	12,0	20,0	30,0	50,0

Розміри зовнішніх поверхонь заготовки визначаються додаванням відповідних значень основних та допоміжних припусків, розміри внутрішніх поверхонь - відніманням припусків. Після визначення припусків та допусків розмірів оформлюють таблицю, форма якої зрозуміла з наведених нижче прикладів конструювання кованок.

Штампувальні нахили не повинні перевищувати значень наведених в таблиці 3.20

Таблиця 3.20 - Величини штамповочних нахилів

Устаткування	Штампувальні нахили, град
	На зовнішній поверхні	На внутрішній поверхні
Штампувальні молоти, преси без виштовхувачів	7	10
Преси з виштовхувачами, горизонтально-кувальні машини	5	7
Гарячоштамповочні автомати	1	2

На поверхнях отворів в кованках, виготовлених на горизонтально-кувальних машинах, штампувальний нахил не повинен перевищувати 3°.

Допустимі відхилення штампувальних нахилів встановлюються в межах ± 0,25 від їх номінальної величини.

У виготовлених на штампувальних молотах і пресах без виштовхувачів кованок, що мають елементи у вигляді ребра, виступу, реборди з відношенням їх висоти до ширини більше 2,5, допускається штампувальний нахил до 10° на зовнішній поверхні і до 12° на внутрішній поверхні.

Величина радіусу заокруглення внутрішніх кутів встановлюється за погодженням між виготівником і споживачем, всі радіуси треба намагатися уніфікувати, що зменшує вартість виготовлення штампа.

Призначення напусків розглянуте в п. 3.7.4.

11. Западини і поглиблення в кованці, коли їх осі паралельні напряму руху однієї з рухомих частин штампу, а діаметр або найменший поперечний розмір не менше 30 мм, виконують глибиною до 0,8 їх діаметрів або найменшого поперечного розміру -- при виготовленні на молотах і пресах і до трьох діаметрів -- при виготовленні на горизонтально- кувальних машинах.

В кованці виконують наскрізні отвори при двосторонньому поглибленні, якщо при її виготовленні їх осі паралельні напряму руху однієї з рухомих частин штампу, діаметр наскрізного отвору не менше 30 мм, а товщина кованки в місці пробивки -- не більша діаметра пробивки. При цьому спочатку виготовляють кованку з наміткою заглиблення з перемичкою (рисунок 3.7), яку потім видаляють на обрізному штампі.

Товщина пласкої перемички під послідуючу прошивку (рисунок 3.8, а) визначається залежності від діаметра прошиваного заглиблення D і глибини h прошивки за формулою:

S = 0,45VD - 0,25h - 5 + 0,6Vh(3.14)

Якщо відношення D/h > 4, то для полегшення роздачі металу в сторони застосовується намітка з розкосом (рисунок 3.8, б). Мінімальна товщина перемички в цьому випадку складе Smax = 0,65S, а максимальна Smin = 1,35S, де S розраховується за формулою 3.14. Діаметр пласкої ділянки перемички при цьому складає d = 0,12D, мм.

Радіуси закруглює вершин наміток в попередньому ручаї, а також в остаточному, якщо штампують без попереднього ручая, визначають за формулою:

R = RB + 0,5h + 2мм ,(3.15)

Де Яв - внутрішній радіус заокруглення прийнятий для даної кованки.

У випадках коли товщина кованки у місці пробивки отвору більша діаметру пробиваного отвору, виконують тільки глуху намітку (без прошивки перемички) глибиною не більше 0,8 її діаметра.

3.7.3 Приклади конструювання кованок

Рисунок 3.9 - Зубчасте колесо, одержуване із заготовки-кованки

Приклад 1. Деталь - «Зубчасте колесо»

Штампувальне устаткування -- кривошипний гарячоштампувальний прес. Штамповка в закритих штампах

Нагрів заготовок -- індукційний.

Дані про деталь (див. рисунок 3.9).

Матеріал деталі - сталь 45ХН2МФА: 0,42 - 0,50% С; 0,17 - 0,37% Бі; 0,5 - 0,8% Мп; 0,8 - 1,1% Сг; 1,3 - 1,8% №; 0,2 - 0,3% Мо; 0,10 - 0,18% V.

2. Маса деталі - 1,83 кг.

3. Площину роз'єму передбачаємо пласку (П), розташовану в діаметральній площині заготовки.

4. Визначаємо групу сталі. Згідно таблиці 3.4 група сталі - М2 (МБ=2), оскільки середня масова частка вуглецю в сталі 45ХН2МФА - 0,46%, а сумарна масова частка легуючих елементів - 3,81% (0,27% Бі; 0,65% Мп; 0,95% Сг; 1,55 % №; 0,25% Мо; 0,14 % V).

5. Оскільки штамповка виконується на КГШП у закритих штампах, то згідно таблиці 3.5 клас точності - ТЗ (КТ=3).

6. Розрахунковий коефіцієнт Кр за таблицею 3.6 для деталей типу зубчастих коліс - 1,8, тоді попередня маса кованки:

7. Мкп = Мд х Кр = 1,83 х 1,8 = 3,3кг

8. Розміри фігури описаної навколо кованки (циліндр), мм:

9. діаметр - 134,2 (127,8 х1,05);

10. висота - 41 (39x1,05), де 1,05 -- коефіцієнт.

11. Маса фігури (розрахункова) описаної навколо кованки Мф = 4,550 кг.

12. Оскільки 0,63<0,72, то згідно табл. 3.7 ступінь складності кованки - С1 (БТ = 1).

13. Оскільки маса кованки знаходиться в межах від 3,2 до 5,6 кг,то номер інтервалу згідно таблиці 3.8, N1 = 5.

14. Визначаємо вихідний індекс кованки:

15. ИИ=Ш + (МБ - 1) + (БТ - 1) + 2(КТ - 1)= 5 + (2 - 1) + (1 - 1) + 2(3 - 1)=10

16. Основні припуски на механічну обробку визначаємо за таблицею 3.9, допустимі відхилення за таблицею 3.13.

17. 9 Додаткові припуски враховують:

18. зсув по поверхні штампу, за таблицею 3.10 при масі кованки від 3,2 до 5,6 кг і класі точності ТЗ - 0,3 мм;

19. відхилення від площинності за таблицею 3.11 при найбільшому розмірі кованки від 100 до 160 мм і класі точності ТЗ - 0,3 мм.

Всі розрахунки загальних припусків, розрахунки розмірів та відхилення розмірів кованки заносимо в таблицю 3.21.

Таблиця 3.21 - Загальні припуски на механічну обробку та розміри заготовки

Найменування поверхні	Д	,еталь	Заготовка
	Розмір, мм	Шорсткість Яа, мкм	Припуск, мм	Допустимі відхилення, мм	Розмір, мм
Зовнішня циліндрична поверхня	0127,8	6,3	2(1,6+0,3) =3,8	+1,3 -0,7	0131,6 -0;9
Зовнішня циліндрична поверхня	036	6,3	2(1,4+0,3) =3,4	+0,5 -0,9	032,6 59
Торці	39	1,6	2(1,5+0,3) =3,6	+1,1 -0,5	42,6 Ј
Торці	28	6,3	2(1,5+0,3) =3,6	+1,1 -0,5	31,6-05

деталь заготовка технічний вимога

Рисунок 3.10 - Заготовка-кованка для деталі «Зубчасте колесо»

10. Штамповочні нахили за таблицею

- на зовнішній поверхні -- не більше 5°;

- на внутрішній поверхні -- не більше 7°. Радіус заокруглення зовнішніх кутів - 2,0 мм (мінімальний) приймаємо 3,0 мм за таблицею 3.12.

Допустима величина висоти заусенця, - 3,0 мм (для маси кованки понад 1,0 до 5,6 кг включно).

Допустиме відхилення від площинності і прямолінійності за таблицею 3.17, при найбільшому розмірі кованки від 100 до 160 мм і класі точності ТЗ - 0,6 мм.

Допустиме відхилення від концентричності пробитого отвору відносно зовнішнього контуру за таблицею 3.16, при найбільшому розмірі кованки від 100 до 160 мм і класі точності ТЗ - 0,8 мм.

Допустима величина зміщення по поверхні роз'єму штампу за таблицею 3.14, при масі кованки від 3,2 до 5,6 кг і класі точності ТЗ - 0,6 мм.

Допустима величина залишкового облою за таблицею 3.15, при масі кованки від 3,2 до 5,6 кг і класі точності ТЗ -- 0,8 мм.

Округляємо всі розміри з точністю до 0,5 мм і виконуємо ескіз кованки (див. рисунок 3.10).

Рисунок 3.11 - Зірочка, одержувана із заготовки-кованки

Приклад 2. Деталь - «Зірочка приводу»

Штампувальне устаткування -- кривошипний гарячоштампувальний прес. Штамповка у відкритих штампах.

Нагрів заготовок -- індукційний.

Дані про деталь (див. рисунок 3.11).

Матеріал деталі -- сталь 35: 0,32 - 0,40% С; 0,17 - 0,37% Бі; не більше 0,25% Сг.

1. Маса деталі -- 2,05 кг.

a. Площину роз'єму передбачаємо пласку (П), розташовану в діаметральній площині заготовки.

b. Визначаємо групу сталі. Згідно таблиці 3.4 група сталі - М1 (МБ=1), оскільки середня масова частка вуглецю в сталі 35 -- 0,36%.

c. Оскільки штамповка виконується на КГШП у відкритих штампах, то згідно таблиці 3.5 клас точності - Т4 (КТ=4).

d. Розрахунковий коефіцієнт Кр за таблицею 3.6 для деталей типу маточин і фланців - 1,6, тоді попередня маса кованки:

Мкп = Мд х Кр = 2,05 х 1,6 = 3,28кг

5. Відношення товщини полотна до діаметрального розміру:

Б-ф = 7/(143,2-42)=0,07 Оскільки 0,07<0,20, то ступінь складності кованки - С4 (БТ = 4).

Оскільки маса кованки знаходиться в межах від 3,2 до 5,6 кг,то номер інтервалу згідно таблиці 3.8 N1 = 5.

6. Визначаємо вихідний індекс кованки:

2. ИИ=№ + (МБ - 1) + (БТ - 1) + 2(КТ - 1)= 5 + (1 - 1 )+ (4 - ) +2(4 - 1) = 14

3. Основні припуски на механічну обробку визначаємо за таблицею 3.9, допустимі відхилення за таблицею 3.13.

4. 9 Додаткові припуски враховують:

5. зсув по поверхні штампу, за таблицею 3.10 при масі кованки від 3,2 до 5,6 кг і класі точності Т4 - 0,3 мм;

6. відхилення від площинності за таблицею 3.11 при найбільшому розмірі кованки від 160 до 250 мм і класі точності Т4 - 0,5 мм.

Всі розрахунки загальних припусків, розрахунки розмірів та відхилення розмірів кованки заносимо в таблицю 3.22.

Таблиця 3.22 - Загальні припуски на механічну обробку та розміри заготовки

Найменування поверхні	Деталь	Заготовка
	Розмір, мм	Шорсткість Яа, мкм	Припуск, мм	Допустимі відхилення, мм	Розмір, мм
Зовнішня циліндрична поверхня	0179,25	12,5	2(2,0+0,5+0,3) =5,6	+2,4 -1,2	0185 +0,6
Зовнішня циліндрична поверхня	042	0,8	2(2,2+0,5+0,3) =6,0	+1,8 -1,0	048 +0',9
Торці	38	12,5	2(1,7+0,5) =4,4	+1,8 -1,0	42,5 +0,5
Торці	8,8	12,5	2(1,5+0,5) =4,0	+1,8 -1,0	12,8 +0,5

Рисунок 3.12 - Зірочка, одержувана із заготовки-кованки

10. Штамповочні нахили за таблицею 3.20:

на зовнішній поверхні -- не більше 5°.

Радіус заокруглення зовнішніх кутів - 2,0 мм (мінімальний) приймаємо 3,0 мм за таблицею 3.12.

Допустима величина висоти заусенця, - 3,0 мм (для маси кованки понад 1,0 до 5,6 кг включно).

Допустиме відхилення від площинності та прямолінійності за таблицею 3.16, при найбільшому розмірі кованки від 160 до 250 мм і класі точності Т4 - 0,9 мм.

Допустима величина зміщення по поверхні роз'єму штампу за таблицею 3.14, при масі кованки від 3,2 до 5,6 кг і класі точності Т4 - 0,7 мм.

Допустима величина залишкового облою за таблицею 3.15, при масі кованки від 3,2 до 5,6 кг і класі точності Т4 - 1,0 мм.

Округляємо всі розміри з точністю до 0,5 мм і виконуємо ескіз кованки (див. рисунок 3.12).

Приклад 3. Деталь - «Первинний вал»

Штампувальне устаткування -- горизонтально кувальна машина. Кількість переходів - 4. Нагрів заготовок-полумяний.

Дані про деталь (див. рисунок 3.13):

Матеріал деталі - сталь 15ХГН2ТА: 0,13 - 0,18% С; 0,17 - 0,37% Бі; 0,7 -1,0% Мп; 1,4 - 1,8% №; 0,03 - 0,09% Ті.

1. Маса деталі - 6,6 кг.

a. Площину роз'єму передбачаємо пласку (П).

Рисунок 3.12 - Первинний вал, одержуваний із заготовки-кованки

b. Визначаємо групу сталі. Згідно таблиці 3.4 група сталі - М2 (М8=2), оскільки середня масова частка вуглецю в сталі 15ХГН2ТА - 0,15%, а сумарна масова частка легуючих елементів - 3,37%.

c. Оскільки штамповка виконується на ГКМ, то згідно таблиці 3.5 клас точності - Т5 (КТ=5).

d. Розрахунковий коефіцієнт Кр за таблицею 3.6 для деталей типу зубчастих коліс - 1,8, тоді попередня маса кованки:

2. Мкп = Мд х Кр = 1,83 х 1,8 = 3,3кг (3.22)

a. Ступінь складності кованки - С3 (БТ = 3), оскільки штамповка виконується за чотири переходи.

3. Оскільки маса кованки знаходиться в межах від 5,6 до 10 кг,то номер інтервалу згідно таблиці 3.8, N1 = 6.

a. Визначаємо вихідний індекс кованки:

4. ИИ=Ш + (МБ - 1) + (БТ - 1) + 2(КТ - 1)= 6 + (2 - 1) + (3 - 1) + 2(5 - 1)=17 (3.23)

a. Основні припуски на механічну обробку визначаємо за таблицею 3.9, допустимі відхилення за таблицею 3.13.

i. 9 Додаткові припуски враховують:

5. зсув по поверхні штампу, за таблицею 3.10 при масі кованки від 5,6 до 10 кг і класі точності Т5 - 0,4 мм;

6. відхилення від площинності та прямолінійності за таблицею 3.11 при найбільшому розмірі кованки від 250 до 400 мм і класі точності Т5, стрижня - 0,8 мм, фланця - 0,5 мм. Всі розрахунки загальних припусків, розмірів та відхилення розмірів кованки заносимо в таблицю 3.23.

10. Штамповочні нахили за таблицею 3.20: на внутрішній поверхні -- не більше 7°.

Рисунок 3.13 - Заготовка-кованка для деталі «Первинний вал»

Радіус заокруглення зовнішніх кутів - 4,0 мм за таблицею 3.12.

Допустима величина висоти заусенця в площині роз'єму матриць - 2,4 мм (у кованок, що виготовляються на ГКМ висота заусенця в площині роз' єму матриць не повинна перевищувати величини залишкового облоя по таблиці 3.15).

Допуск довжини стержня - 6 мм (для кованок 5 класу точноситі)

Допустиме відхилення від площинності і прямолінійності - 1,0 мм.

Допустиме відхилення від зігнутост - 1,6мм.

Допустиме відхилення від співвісності діаметра 78,5 - 0,4 мм (допустимі відхилення непробитих отворів (наміток) в кованках приймається не більше 1% від глибини отвору (намітки)).

Допустима величина зміщення по поверхні роз'єму штампу за таблицею 3.14, при масі кованки від 5,6 до 10,0 кг і класі точності Т5 - 1,0 мм.

Округляємо всі розміри з точністю до 0,5 мм і виконуємо ескіз кованки (див. рисунок 3.13).

Таблиця 3.23 - Загальні припуски на механічну обробку та розміри заготовки

Найменування поверхні	Д	,еталь	Заготовка
	Розмір, мм	Шорсткість Яа, мкм	Припуск, мм	Допустимі відхилення, мм	Розмір, мм
Зовнішня циліндрична поверхня	0126	6,3	2(3,0+0,4+0,5) =7,8	+3,0 -1,5	0133,8 +3,5
Внутрішня циліндрична поверхня	086	6,3	2(2,7+0,4+0,5) =7,2	+1,3 -2,7	078,8 +2,37
Зовнішня циліндрична поверхня	060	1,6	2(2,7+0,4+0,5) =7,2	+2,7 -1,3	067,2 +2,37
Зовнішня циліндрична поверхня	045	12,5	2(2,2+0,8) =6,0	Відповідають відхиленням вихідного прутка	051
Торці	52	6,3 та 0,8	3,0+3,3+0,5+0,4 =7,2	+2,7 -1,3	59,2 +27
Торці	50	6,3 та 12,5	3,0+2,4+0,5+0,4 =6,3	+2,7 -1,3	56,3 Ј
Глибина	40	12,5	3,0-2,0+0,5=	+1,2 -2,4	41,5 +24

3.7.4 Принципи конструювання виливків

1. Алгоритм конструювання виливка

a. Визначити класи точності розмірів і мас та ряд припусків в залежності від матеріалу заготовки та методу її отримання.

b. Визначити ступінь жолоблення в залежності від габаритів заготовки.

c. Визначити допуски та допустимі відхилення розмірів виливка в залежності від класу точності розмірів.

d. Визначити загальні припуски на обробку в залежності від ряду припусків.

e. Визначити розміри виливка.

f. Вибрати розташування виливка у формі та лінію її рознімання..

g. Призначити напуски.

h. Призначити ливарні нахили, радіуси та вимоги до розташування та шорсткості поверхонь виливка. Призначити термообробку виливка.

i. Визначити конфігурацію виливка та скласти його ескіз.

j. Визначити об'єм та масу виливка.

i. Клас точності розмірів і мас та ряд припусків виливка визначається за таблицею 3.24. або за /13/ с. 581, у відповідності з обраним способом отримання виливка. При цьому обов'язково треба звертати увагу на примітки наведені в таблиці.

ii. Ступінь жолоблення визначається в залежності від відношення

2. де г - найменший габаритний розмір деталі;

3. Г - найбільший габаритний розмір деталі.

4. При значенні вказаного відношення більшого 0,20 призначається ступінь жолоблення 1.7, при 2,0.0,1 - 2.8 ступінь, при 0,1.0,05 -3.9 ступінь, при відношенні до 0,05 - 4.10 ступінь. Менші значення ступенів жолоблення відносяться до простих виливків із легких кольорових сплавів; більші значення - до складних термооброблюваних виливків із чорних сплавів.

i. Допуски розмірів поверхонь виливка встановлюються за таблицею 3.25 в залежності від обраного класу точності та номінальних розмірів поверхні, а допустимі відхилення на поверхні, що підлягають механічній обробці встановлюються симетричні, на поверхні що не підлягають обробці - одностороннє несиметричне відхилення «в тіло» заготовки.

ii. Загальні припуски на механічну обробку (на сторону!) встановлюються в залежності від вибраних допусків та ряду припуску по таблиці 3.26.

iii. Розміри зовнішніх поверхонь заготовки визначаються додаванням відповідних значень основних та допоміжних припусків, розміри внутрішніх поверхонь - відніманням припусків. Після визначення припусків та допусків розмірів оформлюють таблицю, форма якої зрозуміла з наведених нижче прикладів конструювання виливків.

iv. При визначенні розташування виливка в ливарній порожнині та лінії розніму ливарної форми вивчають схему постановки розмірів на кресленні деталі, визначають базові поверхні та осі, тобто елементи, до яких прив'язана найбільша кількість розмірів, знаходять найбільші габаритні розміри в трьох ортогональних напрямках.

Співвідносять значення габаритних розмірів, виділяють найменший з них і фіксують напрямок, в якому цей розмір проставлено. У вибраному напрямку оцінюють характери зміни площі перерізу деталі, прийнявши для спрощення умову відсутності внутрішніх порожнин. Якщо значення площі перерізу постійне, або поступово змінюється (зростає чи зменшується) то приймають рішення про розміщення виливка в одній напівформі. Якщо зміна площі перерізу носить змінний, не закономірний характер, виливку розміщують в двох чи більше півформах, причому площина розніму повинна перерізати виливку в тій її частині, в якій збільшення (зменшення) площини перерізу змінюється її зменшенням (збільшенням).

Вибирають розміщення виливка в ливарній порожнині відносно лінії її розніму. При виборі місця та лінії розніму форми користуються наступними рекомендаціями:

• Перевага віддається горизонтальному розміщенню площини розніму форми в момент її виготовлення, складання і заливання.

• Форма і модель, по можливості, повинні мати одну поверхню розніму, бажано пласку горизонтальну, зручну для формовки і складання форми.

• Модель повинна вільно вилучатися з форми.

• При формовці в парних опоках потрібно прагнути до того, щоб загальна висота форми була мінімальною.

• Бажано весь виливок чи його більшу частку розміщувати в нижній частині форми, що виключає вплив можливого зсуву чи перекосу верхньої частини форми на якість виливка. Разом з цим полегшує верхню частину форми і скорочує витрати металу на ливарну систему.

• Найбільш відповідальні робочі частини, плоскі поверхні значної протяжності, поверхні, які надалі піддаються механічній обробці, слід, по можливості, розміщувати знизу і в крайньому випадку - похило.

• Форми для виливків, які мають конфігурацію тіл обертання (гільзи, барабани, шпінделі та ін.) з оброблюваними зовнішніми та внутрішніми поверхнями краще формувати в горизонтальному положенні, а заливати металом у вертикальному. Короткі виливки бажано розміщувати вертикально.

• Для виливків, які мають внутрішні порожнини, утворені стрижнями, вибране розташування повинно забезпечувати можливість перевірки розмірів порожнини при складанні та надійне кріплення стрижнів.

• Для запобігання недоливів тонкі стінки виливка слід розміщувати в нижній частині форми, бажано вертикально чи похило, причому шлях току металу до них повинен бути найкоротшим.

• Форми для станин, плит і інших виливків з великим числом ребер жорсткості слід розташовувати так, щоб при заливанні метал можна було спрямувати вздовж стрижнів і виступів форми.

• Важливим є визначення оптимального числа виливків у формі. В умовах одиничного та дрібносерійного виробництва виливків у піскових формах бажано розміщувати в формі один виливок. Для зменшення витрат металу на ливарну систему дозволяється розміщення кількох виливків. За результатами аналізу виконують ескіз розташування виливка в ливарній формі, на якому вказують лінію роз'єму форми.

Таблиця 3.24 - Класи точності розмірів та мас і ряди припусків на механічну обробку виливків для різних способів лиття (ГОСТ 26645-85)

Спосіб лиття	Максимальний розмір виливка, мм	Класи точності розмірів і мас та ряди припусків
		Кольорові сплави з 1;п < 700°	Кольорові сплави з 1;п > 700° та сірий чавун	Ковкий, високоміцний, легований чавун та сталі
Під тиском, в металеві форми	< 100	3т - 5 1	3 - 6 1	4 - 7т 1
	> 100	3 - 6 1	4 - 7т 1	5т - 7 1
В керамічні форми по витопним та випалюваним моделям	< 100	3 - 6 1	4 - 7т 1 - 2	5т - 7 1 - 2
	> 100	4 - 7 1 - 2	5т - 7 1 - 2	5 - 8 1 - 2
В кокіль, під низьким тиском в металеві форми з піщаними стрижнями та без них, в піщані форми, що тверднуть в контакті з оснащенням	< 100	4 - 9 1 - 2	5т - 10 1 - 3	5 - 11 1 - 3
	100 - 630	5т - 10 1 - 3	5 - 11т 1 - 3	6 - 11 2 - 4
	> 630	5 - 11т 1 - 3	6 - 11 2 - 4	7т - 12 2 - 5
В піщані форми, що тверднуть поза контакту з оснащенням, відцентрове лиття, лиття в зварні і сухі піщані форми	< 630	6 - 11 2 - 4	7т - 12 2 - 4	7 - 13 2 - 5
	630 - 4000	7 - 12 2 - 4	8 - 13т 3 - 5	9т - 13 3 - 6
	> 4000	8 - 13т 3 - 5	9т - 13 3 - 6	9 - 14 4 - 6
Примітки: 1. В чисельнику вказані класи точності розмірів та мас, в знаменнику - ряди припусків.Менші значення відносяться до простих виливків, які виготовляють в умовах масового виробництва; більші - до складних виливків, або виготовленим в умовах дрібносерійного чи одиничного виробництва; проміжні - до виливків середньої складності, виготовленим в умовах механізованого серійного виробництва. 2. Клас точності мас слід приймати у відповідності з класом точності виливка.

Таблиця 3.25 - Допуски лінійних розмірів виливків, мм (не більше) (ГОСТ 26645-85)

Номінальний розмір, мм	Допуски розмірів виливків, мм для різних класів точності
	1	2	3т	3	4	5т	5	6	7т	7	8	9т	9	10	11т	11	12	13т	13	14	15	16
До 4	0,06	0,08	0,1	0,12	0,16	0,2	0,24	0,32	0,4	0,5	0,64	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	-	-	-	-	-	-
4 - 8	0,07	0,09	0,11	0,14	0,18	0,22	0,28	0,36	0,44	0,56	0,7	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	-	-			-
7 -10	0,08	0,1	0,12	0,16	0,2	0,24	0,32	0,4	0,5	0,64	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	-	-	-
11-16	0,09	0,11	0,14	0,18	0,22	0,28	0,36	0,44	0,56	0,7	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	-	-	-
17-25	0,1	0,12	0,16	0,2	0,24	0,32	0,4	0,5	0,64	0,8	1,0	1,2	1,6	2,2	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	7,0	-	12
26-40	0,11	0,14	0,18	0,22	0,28	0,36	0,44	0,56	0,7	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	8,0	10	14
41-63	0,12	0,16	0,2	0,24	0,32	0,4	0,5	0,64	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0	9,0	12	16
64-100	0,14	0,18	0,22	0,28	0,36	0,44	0,56	0,7	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	9,0	10	14	18
101-160	0,16	0,2	0,24	0,32	0,4	0,5	0,64	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0	10,0	11	16	20
161-250	-	-	0,28	0,36	0,44	0,56	0,7	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	9,0	11,0	12	18	22
251-400	-	-	0,32	0,4	0,5	0,64	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0	10,0	12,0	14	20	24
401-630	-	-	-	-	0,56	0,7	0,9	1,1	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	9,0	11,0	14,0	16	22	28
631-1000	-	-	-	-	-	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,2	4,0	5,0	6,4	8,0	10,0	12,0	16,0	18	24	32
1001-1600	-	-	-	-	-	-	-	1,4	1,8	2,2	2,8	3,6	4,4	5,6	7,0	9,0	11,0	14,0	18,0	22	28	36

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблиця 3.26 - Основні припуски на механічну обробку виливків, мм (ГОСТ 26645-85)

Допуск		Основний	припуск на сторону, мм, не більше, для ряду
розміру виливка	1	2	3	4	5	6
До 0,12	0,2 - 0,4	-	-	-	-	-
0,13 - 0,16	0,3 - 0,5	0,6 - 0,8	-	-	-	-
0,17 - 0,20	0,4 - 0,6	0,7 - 1,0	1,0 - 1,4	-	-	-
0,21 - 0,24	0,5 - 0,7	0,8 - 1,1	1,1 - 1,5	-	-	-
0,25 - 0,3	0,6 - 0,8	0,9 - 1,2	1,2 - 1,6	1,8 - 2,2	2,6 - 3,0	-
0,31 - 0,4	0,7 - 0,9	1,0 - 1,3	1,4 - 1,8	1,9 - 2,4	2,8 - 3,2	-
0,41 -0,50	0,9 - 1,2	1,1 - 1,4	1,5 - 2,0	2,0 - 2,6	3,0 - 3,4	-
0,51 - 0,6	1,0 - 1,4	1,2 - 1,5	1,6 - 2,2	2,2 - 2,8	3,2 - 3,6	-
0,61 - 0,80	1,1 - 1,5	1,3 - 1,8	1,8 - 2,4	2,4 - 3,0	3,4 - 3,8	4,4 - 5,0
0,81 - 1,01	1,2 - 2,0	1,4 - 2,0	2,0 - 2,8	2,6 - 3,2	3,6 - 4,0	4,5 - 5,5
1,01 - 1,20	1,6 - 2,4	1,6 - 2,4	2,2 - 3,0	2,8 - 3,4	3,8 - 4,2	4,8 - 6,0
1,21 - 1,6	2,0 - 2,8	2,0 - 2,8	2,4 - 3,2	3,0 - 3,8	4,0 - 4,6	5,0 - 6,5
1,61 - 2,00	2,4 - 3,2	2,4 - 3,2	2,8 - 3,6	3,4 - 4,2	4,2 - 5,0	5,5 - 7,0
2,01 - 2,4	2,8 - 3,5	2,8 - 3,5	3,2 - 4,0	3,8 - 4,6	4,6 - 5,5	6,0 - 7,5
2,41 - 3,0	3,4 - 4,5	3,2 - 4,0	3,6 - 4,5	4,2 - 5,0	5,0 - 6,5	6,5 - 8,0
3,01 - 4,0	4,0 - 5,5	3,8 - 5,5	4,2 - 5,5	5,0 - 6,5	5,5 - 7,0	7,0 - 9,0
4,04 - 5,0	5,0 - 7,0	4,4 - 6,0	5,0 - 6,5	5,5 - 7,5	6,0 - 8,0	8,0 - 10,0
5,01 - 6,0	-	5,5 - 7,5	6,0 - 8,0	6,5 - 8,5	7,0 - 9,5	9,0 - 11,0
6,01 - 8,0	-	6,5 - 9,5	7,0 - 10,0	7,5 - 11,0	8,5 - 12,0	10,0 - 13,0
8,01 - 10,0	-	-	9,0 - 12,0	10,0 - 13,0	11,0 - 14,0	12,0 - 15,0
10,01 - 12,0	-	-	10,0 -	11,0 - 14,0	12,0 - 15,0	13,0 - 16,0
			13,0
12,01 - 16,0	-	-	13,0 -	14,0 - 16,0	15,0 - 17,0	16,0 - 19,0
			15,0
16,01 - 20,0	-	-	-	17,0 - 20,0	18,0 - 21,0	19,0 - 22,0
Примітки: 1. Для кожного інтервала значень допусків розмірів в кожному ряду припусків передбачені
два значення основного припуска.
2. Менші значення припуска встановлюють при більш грубих квалітетах точності обробки деталей,
більші значення припусків встановлюють при більш точних квалітетах згідно наступних даних:
Клас точності розмірів виливків:	1 - 3т	3 - 5т	5 - 7	7 - 9т	9 - 16
Квалітет точності розмірів	ІТ9	ІТ9 і	ІТ11 і більш	ІТ12 і більш	ІТ13 і більш
деталей, одержуваних	ігрубший;	більш	грубий;	грубий;	грубий;
механічною обробкою:	ІТ8 і	грубий;	ІТ9 - ІТ10	ІТ9 - ІТ11	ІТ10 - ІТ12
		точніший	ІТ8 - ІТ9
3. При вищих вимогах до точності розмірів оброблюваних поверхонь деталей допускається збільшення
основного пирпуска до найближчого більшого значення з того ж ряду

1. Одержані значення основних припусків відносяться до поверхонь виливка, що знаходяться при заливці збоку або знизу. На верхні при заливці поверхні допускається збільшення припусків до значення, що відповідає наступному ряду припусків.

2. Призначення напусків виконують для спрощення конфігурації заготовки за рахунок призначення технологічного напуску на поверхні, що неможливо отримати литтям. Напуск це надлишок металу на поверхні заготовки, обумовлений необхідністю спростити конфігурацію заготовки для полегшення умов її одержання.

3. Технологічний напуск призначається на всі дрібні елементи поверхонь заготовки, а саме: різьби, пази, проточки, канавки, скоси, фаски, отвори малого діаметру (менше 20 мм для виливків) та інше, що недоцільно, або неможливо отримати в ливарній формі. За результатами аналізу складається ескіз деталі з напусками. Зразок призначення напусків показаний на рисунку 3.14.

4. При виборі ливарних радіусів виділяють спряження поверхонь і для забезпечення плавного переходу поверхонь, зниження концентрації напружень і забезпечення технологічності виливка призначають ливарні радіуси - галтелі. Дані про галтелі подані в таблиці 3.27. Шорсткість поверхонь виливка в залежності від методу його отримання наведено в /15/ с. 41 - 44. Відомості про термообробку виливків в /15/ с. 81 - 82.

Таблиця 3.27 - Радіуси спряження поверхонь виливків з чавуну і сталі

При подальшому конструюванні виливка, в залежності від вимог, які пред'являються до якості поверхні, призначають формувальні та ливарні нахили. Формувальні нахили призначають на вертикальних стінках виливка. Нахили призначають (рисунок 3.15) в залежності від розмірів заглиблень, висоти формоутворюючої поверхні, способа лиття та виду модельного комплекту:

- на оброблювані поверхні виливка поверх припуску на механічну обробку за рахунок збільшення розмірів виливка;

- на необроблювані поверхні виливка, що не спряжені по контуру з іншими деталями;



Рисунок 3.14 - Призначення напусків

Рисунок 3.15 - Призначення ливарних та формувальних нахилів виливків

Значення формувальних та ливарних нахилів, в залежності від матеріалу модельного комплекту та розмірів поверхонь регламентуються ГОСТ 3212-92 і подані у таблиці 3.28.

Таблиця 3.28 - Формувальні нахили (ГОСТ 3212-80)

	Формувальний нахил, у градусах
					При використанні
	При використання піщаних та	сумішей, що	Для лиття по
	глинистих сумішей і	твердіють разом з	витопним
		комплекту		оснащенням та	моделям
Висота основної формоутворюючої поверхні Ьн або Ьв , мм					комплекту
	Металевого чи пластмасового	Дерев'яного	іх хи я й і« § ^ К я & Ј 1 Ј тлф ео Мб Мо	-- * іи	о г о н я' 'в е р е Д	'Я Л я я .ІЗ о нх вр ое со м (Я ° § я Д	а Л Я Я Ј § уе нв « О яп л «
	а < Ь	а > Ь	а <Ь	а > Ь		Я О вс еа лам Ј н 1 8 ^ §
До10	2° 17'	4°34'	2°54'	5°45'	1°43'	3°26'	4°00'	0°30'	1°30'
10 - 18	1°36'	3°11'	1°54'	3°49'	1°16'	2°32'	2°52'	0°20'	1°00'
19 - 30	1°09'	2°40'	1°31'	3°03'	0°57'	1°54'	2°17'	0°15'	0°45'
31 - 50	0°48'	1°42'	1°02'	2°05'	0°41'	1°16'	1°29'	0°15'	0°45'
51 - 80	0°34'	1°13'	0°43'	1°26'	0°30'	0°54'	1°04'	0°10'	0°30'
81 - 120	0°26'	0°54'	0°32'	1°03'	0°23'	0°40'	0°46'	0°10'	0°30'
121 - 180	0°19'	0°38'	0°23'	0°46'	0°17'	0°29'	0°34'	-	-
181 - 250	0°19'	0°37'	0°22'	0° 44'	0°14'	0°28'	0°33'	-	-
251 - 315	0°19'	0°37'	0°22'	0°44'	0°14'	0°27'	0°33'	-	-
316 - 400	0°18'	0°36'	0°21'	0°43'	-	0°26'	0°32'	-	-
401 - 500	0°17'	0°35'	0°21'	0°41'	-	0°26'	0°31'	-	-
501 - 630	0°17'	0°33'	0°19'	0°38'	-	0°24'	0°29'	-	-
631 - 800	0°16'	0°32'	0°19'	0°38'	-	0°24'	0°29'	-	-
801 - 1000	-	-	0°19'	0°38'	-	-	0°29'	-	-

Шорсткість поверхонь виливка, в залежності від методу його отримання наведена в /15/ с. 41 - 44.

Таблиця 3.29 - Граничні відхилення зміщення елементів виливка по площині роз'єму

Відстань між центруючими пристроями форми, мм	Граничні відхилення зміщення, ± мм, не більше, для класів точності розмірів виливків
	1.3	4.5т	5.6	7т.7	8.9т	9.10	11т.11	12.13т	13.14	15.16
До 630	0,24	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0
630.1600	0,30	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4
1600.4000	0,40	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	3,0

Таблиця 3.30 - Граничні відхилення відхилення жолоблення елементів виливка

Інтервал найбільших габаритних розмірів виливка,	Граничні відхилення жолоблення, ± мм, для ступенів
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
До 100	-	-	-	-	-	0,10	0,16	0,24	0,4	0,6
100.160	-	-	-	-	0,10	0,16	0,24	0,40	0,6	1,0
160.240	-	-	-	0,10	0,16	0,24	0,40	0,60	1,0	1,6
240.400	-	-	0,10	0,16	0,24	0,40	0,60	1,00	1,6	2,4
400.630	-	0,10	0,16	0,24	0,40	0,60	1,00	1,60	2,4	4,0
630.1000	0,10	0,16	0,24	0,40	0,60	1,00	1,60	2,40	4,0	6,0
1000.1600	0,16	0,24	0,40	0,60	1,00	1,60	2,40	4,00	6,0	10,0
1600.2400	0,24	0,40	0,60	1,00	1,60	2,40	4,00	6,00	10,0	16,0
2400.4000	0,40	0,60	1,00	1,60	2,40	4,00	6,00	10,00	16,0	24,0

3.7.5 Приклади конструювання виливків

Рисунок 3.16 - Кришка, одержувана із заготовки-виливка

Приклад 1. Деталь - «Кришка» Метод отримання заготовки кокіль.

Дані про деталь (див. рисунок 3.16).

Матеріал деталі - ливарний сплав АЛ3.

1. Визначаємо клас точності розмірів і мас та ряд припусків в залежності від матеріалу заготовки та методу її отримання за таблицею 3.24. Для лиття в кокіль кольорових сплавів із температурою плавління 1п > 700° при максимальному розмірі заготовки < 100 мм, приймаємо ступінь точності розмірів 7, ступінь точності мас 7, ряд припусків 2.

Визначаємо виливка.

Розраховуємо відношення:

Оскільки відношення більше 0,20 (0,295>0,2), приймаємо ступінь жолоблення 6.

Визначаємо допуски на розміри виливка за таблицею 3.25 для 7 класу точності розмірів. Загальні припуски визначаємо за таблицею 3.26 в залежності від обраних допусків для 2 ряду припусків. Розраховуємо розміри виливка. Для розмірів оброблюваних поверхонь призначаємо симетричні відхилення, що дорівнюють половині допусків, для необроблюваних поверхонь - відхилення «в тіло» заготовки. Всі розрахунки допусків, загальних припусків, розмірів та відхилення розмірів виливка заносимо в таблицю 3.31.

Розташування виливка у формі приймаємо горизонтальне, лінія розніму проходитиме через діаметральну площину виливка.

Визначаємо ливарні радіуси за таблицею 3.27. При найбільшому розмірі виливка від 51 до 100 мм (в нашому випадку 97,8) внутрішні радіуси 2 мм, зовнішні радіуси 1 мм. Ливарні нахили призначаємо по таблиці 3.28 при використанні металевих форм, висоті основної формоутворюючої поверхні від 19 до 30 мм (в нашому випадку 28) ливарний нахил 1°54'. Граничне відхилення зміщення елементів виливка по площині роз'єму за таблицею 3.29 при 7 класі точності розмірів виливка і відстані між центруючими пристроями форми до 630 мм становить 0,5 мм. Граничне відхилення відхилення жолоблення елементів виливка за таблицею 3.30 при 6 ступені жолоблення і найбільшому габаритному розмірі виливка до 100 мм становить 0,1 мм.

Таблиця 3.31 - Загальні припуски на механічну обробку та розміри заготовки

Найменування поверхні	Деталь	Заготовка
	Розмір, мм	Допуск, мм	Припуск, мм	Розмір, мм
Зовнішня циліндрична поверхня	095Ы4	1,1	2x1,4 =2,8	097,8±0,55
Внутрішня циліндрична поверхня	038Н1О	1,0	2x1,4 =2,8	035,6±0,50
Внутрішня циліндрична поверхня	069Н1О	1,1	2x1,4 =2,8	066,2±0,55
Торці	28	0,9	1,4	029,4±0,45
Торці	8	0,56	1,4-1,2=0,2	8,2±0,28

Шорсткість поверхонь виливка за /15/ с. 42 60. 9. Виконуємо ескіз виливка (див. рисунок 3.17).

Рисунок 3.17 - Заготовка-виливок, для деталі «Кришка»

1. Рисунок 3.18 - Корпус підшипника, одержуваний із заготовки-виливка

1. Визначаємо клас точності розмірів і мас та ряд припусків в залежності від матеріалу заготовки та методу її отримання за таблицею 3.24. Для лиття в піщані форми сірого чавуну при максимальному розмірі заготовки < 630 мм, приймаємо ступінь точності розмірів 10, ступінь точності мас 10, ряд припусків 3.

2. Визначаємо ступінь жолоблення виливка.

2. Розраховуємо відношення:

3. Оскільки відношення більше 0,20 (0,57>0,2), приймаємо ступінь жолоблення 5.

3,4,5. Визначаємо допуски на розміри виливка за таблицею 3.25 для 10 класу точності розмірів. Загальні припуски визначаємо за таблицею 3.26 в залежності від обраних допусків для 3 ряду припусків. Розраховуємо розміри виливка. Для розмірів оброблюваних поверхонь призначаємо симетричні відхилення, що дорівнюють половині допусків, для необроблюваних поверхонь - одностороннє несиметричне відхилення «в тіло» заготовки. Всі розрахунки допусків, загальних припусків, розмірів та відхилення розмірів виливка заносимо в таблицю 3.32.

Розташування виливка у формі приймаємо горизонтальне, лінія розніму проходитиме через діаметральну площину виливка.

8. Визначаємо ливарні радіуси за таблицею 3.27. При найбільшому розмірі виливка від 101 до 250 мм (в нашому випадку 175) внутрішні радіуси 3 мм, зовнішні радіуси 2 мм. Ливарні нахили призначаємо по таблиці 3.28 при використанні піщаних форм, висоті основної формоутворюючої поверхні від 51 до 80 мм (в нашому випадку 60) та дерев'яного комплекту ливарний нахил 0°43'. Граничне відхилення зміщення елементів виливка по площині роз'єму за таблицею 3.29 при 10 класі точності розмірів виливка і відстані між центруючими пристроями форми до 630 мм становить 0,8 мм. Граничне відхилення відхилення жолоблення елементів виливка за таблицею 3.30 при 5 ступені жолоблення і найбільшому габаритному розмірі виливка від 100 до 160 мм становить 0,1 мм.

Таблиця 3.32 - Загальні припуски на механічну обробку та розміри заготовки

Найменування поверхні	Деталь	Заготовка
	Розмір, мм	Допуск, мм	Припуск, мм	Розмір, мм
Внутрішня циліндрична поверхня	080Н7	2,8	2x4,5 =9,0	071±1,4
Торці	100Ы4	2,8	2x3,6 =7,2	0107,2±1,4
Площина	20 Ь14	2,2	3,2	23,2±1,1

Шорсткість поверхонь виливка за /15/ с. 41 250.

Виливок піддати відпуску при температурі 500.550 °С на протязі 2 годин /14/ с. 82. 9. Виконуємо ескіз виливка (див. рисунок 3.19).

1. Конструювання заготовок з прокату

2. Принцип та приклад конструювання заготовки з прокату вичерпно наведені в /12/ с. 37 - 44. Параметри круглого сортового гарячокатаного прокату (діаметр, довжина прутків, відхилення розмірів) визначаються за ГОСТ 2590.

3. Приклад 1 виконання підрозділу

4. Вибір виду і методу отримання заготовки. Здійснюється для деталі «Корпус приводної втулки», зображеної на рисунку 2.1

Оскільки деталь «Корпус приводної втулки» виготовляється з сірого чавуну, пропонуємо вид заготовки - виливок. Виготовлення деталі передбачене в умовах середньосерійного виробництва, і деталь має відносно невеликі розміри, тому пропонуємо два методи отримання заготовки характерні для даного типу виробництва /14/ с. 41 - 42:

а) лиття в піщані форми з машинним формуванням по металевим моделям;

б) лиття в металеві форми (кокілі).

Лиття в піщані форми з машинним формуванням - один з найбільш простих і дешевих способів одержання виливків з чавуну. При машинному формуванні (ущільненні пресуванням) механізується ущільнення формувальної суміші в опоці і виїмка моделі. Обраний спосіб формування забезпечує просту конструкцію формувальної машини і модельної плити, високу продуктивність. Однак при цьому відбувається нерівномірне ущільнення форм по висоті. Цей спосіб формування застосовують для відносно простих виливків у формах невеликої висоти (150-251) дрібно- та середньосерійному виробництві. До недоліків належить те, що заготовка - виливок, отриманий литтям у піщані форми з машинним формуванням має середню точність форми, відносно великі значення припусків на механічну обробку, невисокий коефіцієнт використання матеріалу. Форма заготовки наближена до форми деталі. Має місце пригорання формувальної суміші до виливка, що викликає необхідність його очистки та додаткових витрат матеріалу на дану операцію. Можливість автоматизації цього методу отримання заготовки - обмежена. Стійкість форми обмежена одним виливком. Формування супроводжується запиленістю, що шкідливо впливає на здоров'я робітників.

Кокільне лиття, як правило, використовують для виготовлення нескладних за конструкцією виливків із чавуну, сталі та кольорових металів у серійному та масовому виробництві. Стійкість металевих форм при дотриманні правильного режиму їхньої експлуатації при литті з чавуну не великих по масі і простих по конфігурації заготовок складає 500-5000 шт. При цьому способі литті заготовка має невеликі припуски на механічну обробку і максимально наближена до готової деталі.

Основні переваги цього методу виготовлення виливка:

- можливість багаторазового використання ливарної форми;

- висока точність форми та розмірів, якісна поверхня заготовки;

- дрібнозерниста структура матеріалу;

- порівняно висока продуктивність;

- низька трудомісткість виготовлення заготовок;

- відсутність необхідності в модельному опорному спорядженні та формувальних сумішах;

- економічність в середньо- та багатосерійному виробництві;

- не вимагає високої кваліфікації працівників;

- потрібні порівняно менші виробничі площі;

- відсутні операції очищення виливків від суміші та ливникової системи;

- придатність до механізації та автоматизації

- Вища екологічність, ніж у попереднього методу.

До недоліків цього методу виготовлення виливків належать:

- висока вартість спорядження, можливість утворення тріщин у виливках;

- чавунні виливки відбілюються;

- неможливість виготовлення тонкостінних виливків через підвищену швидкість їх охолодження та виливків зі значною масою;

- складність виготовлення та висока вартість кокілю.

Для визначення економічної доцільності виготовлення заготовки одним з обраних методів виконуємо конструювання заготовок.

Визначаємо клас точності розмірів і мас та ряд припусків в залежності від матеріалу заготовки та методу її отримання за таблицею 1, /13/ с. 581. Для лиття в піщані форми сірого чавуну при максимальному розмірі заготовки до 630 мм (в нашому випадку 136), приймаємо ступінь точності розмірів 9, ступінь точності мас 9, ряд припусків 3.

Для лиття в кокіль сірого чавуну при максимальному розмірі заготовки від 100 до 630 мм, приймаємо ступінь точності розмірів 7, ступінь точності мас 7, ряд припусків 2.

Визначаємо ступінь жолоблення виливка.

Розраховуємо відношення:

де г - найменший габаритний розмір деталі;

Г - найбільший габаритний розмір деталі.

В нашому випадку Г = 136 мм, г = 128, тоді:

Оскільки відношення більше 0,20 (0,94>0,2), приймаємо ступінь жолоблення 5 для обох заготовок.

Визначаємо допуски на розміри виливка за таблицею 2, /13/ с. 582 для 9 і 7 класів точності розмірів. Загальні припуски визначаємо за таблицею 3, /13/ с. 583 в залежності від обраних допусків для 3 і 2 рядів припусків. Розраховуємо розміри виливка. Для розмірів оброблюваних поверхонь призначаємо симетричні відхилення, що дорівнюють половині допусків, для необроблюваних поверхонь - відхилення «в тіло» заготовки. Всі розрахунки допусків, загальних припусків, розмірів та відхилення розмірів виливка заносимо в таблицю 3.1.

Розташування виливка у формі приймаємо вертикальне, лінія розніму проходитиме через діаметральну площину виливка.

Визначаємо ливарні радіуси за таблицею 3.27. При найбільшому розмірі виливка від 101 до 250 мм (в нашому випадку 97,8) внутрішні радіуси 3 мм, зовнішні радіуси 2 мм. Ливарні нахили призначаємо по таблиці 3.28 при використанні піщаних форм і металевих моделей ливарний нахил 1°26', металевих форм 0°30'. Граничне відхилення зміщення елементів виливка по площині роз'єму за таблицею 3.29 при 9 класі точності розмірів виливка і відстані між центруючими пристроями форми до 630 мм становить 0,8 мм, при 7 ступені точності - 0,5 мм. Граничне відхилення відхилення жолоблення елементів виливка за таблицею 3.30 при 5 ступені жолоблення і найбільшому габаритному розмірі виливка від 160 до 240 мм становить 0,16 мм.

Таблиця 3.1 - Загальні припуски на механічну обробку та розміри заготовок

Найменування поверхні	Деталь	Заготовка
	Розмір, мм	Допуск, мм	Припуск, мм	Розмір, мм
Лиття в піщані форми
Зовнішня циліндрична поверхня	0120И6	2,4	2x4,5 =9	0129±1,2
Внутрішня циліндрична поверхня	095Н14	2,2	2x3,2 =6,4	088,6±1,1
Внутрішня циліндрична поверхня	085Н7	2,2	2x4,0 =8	077±1,1
Внутрішня циліндрична поверхня	075Н7	2,2	2x4,0 =8	066,2±1,1
Торці	28 Ь14	1,8	2,8	31,6±0,9
Торці	128И14	2,4	3,2	131,2±1,2
Лиття в кокіль
Зовнішня циліндрична поверхня	012ОИ6	1,2	2x2,4 =4,8	0124,8±0,6
Внутрішня циліндрична поверхня	095Н14	1,1	2x1,6 =3,2	091,8±0,55
Внутрішня циліндрична поверхня	085Н7	1,1	2x2,4 =4,8	080,2±0,55
Внутрішня циліндрична поверхня	075Н7	1,1	2x2,4 =4,8	070,2±0,55
Торці	28 Ь14	0,9	2,0	30±0,45
Торці	128И14	1,2	1,6	129,6±0,6

Визначаємо маси заготовок отриманих литтям у піщані форми (рисунок 3.1, а) та литтям у металеві форми (рисунок 3.1, б) за допомогою побудови 3D моделей виливків у програмі "АСКОН КОМПАС-3D V10".

а) Лиття в піщані форми

б) Лиття в металеві форми

S = 108569.425259 мм2 V = 901251.332759 мм3 СЧ20 ГОСТ 1412-85 Po = 0.007100 г/мм3 M = 6405.884463 г Xc = 0.000000 мм Yc = 1.209914 мм Zc = -50.602508 мм

Визначаємо маси заготовок з урахуванням технологічних витрат:

тзв = тз(1 + 100%

тз - «чиста» маса заготовки; Пв - процент витрат.

Для виливка, отриманого литтям в піщані форми тз1 = 6,971 кг, приймаємо Пв = 20%. Для виливка, отриманого литтям в металеві форми тз2 = 6,406 кг, приймаємо Пв = 20%.

Тоді:

- маса виливка, отриманого литтям в піщані форми з урахуванням технологічних витрат:

- маса виливка, отриманого литтям в металеві форми з урахуванням технологічних витрат:

Коефіцієнт використання матеріалу:

де тд = 5,32 кг маса деталі за креслеником; тзв - маса заготовки з урахуванням витрат. Для виливка, отриманого литтям в піщані форми:

Для виливка, отриманого литтям в металеві форми:

Визначаємо вартість заготовок з урахуванням витрат, грн:

Цм - ціна матеріалу, грн/т.

Цв - ціна відходів, грн/т.

Приймаємо Цв = 700 грн/т;

Цм1 = 10500 грн/т - ціна матеріалу для лиття в піщані форми;

Цм2 = 12000 грн/т - ціна матеріалу для лиття в металеві форми, тоді:

- вартість заготовки виготовленої литтям в піщані форми:

- вартість заготовки виготовленої литтям в піщані форми:

Економічний ефект від заміни лиття в піщані форми литтям в металеві форми, грн:

- на одну деталь:

- на програму:

Кількість заготовок, що можна буде виготовити із зекономленого матеріалу:

приймаємо п = 2101 шт.

З виконаних розрахунків бачимо, що заготовка отримана литтям в кокіль дешевша заготовки отриманої литтям в піщані форми на 1,979 грн, а коефіцієнт використання матеріалу у неї вище. Тому остаточно приймемо спосіб одержання заготовки - лиття в металеві форми. Шорсткість поверхонь виливка отриманого литтям в кокільза /15/ с. 42 50. Призначаємо термообробку виливка для зняття відбілу - відпал при температурі 850.980 ° на протязі 1 години.

Оформлюємо кресленик виливка отриманого литтям в кокіль (наведено на рисунку 2.4).

3.7.8 Приклад 2 виконання підрозділу

Вибір виду і методу отримання заготовки. Здійснюється для деталі «Напівмуфта», зображеної на рисунку 2.2.

Оскільки деталь «Напівмуфта» виготовляється із сталі, пропонуємо вид заготовки - штампована кованка. Виготовлення деталі передбачене в умовах середньосерійного виробництва із великою програмою випуску у 50 000 шт, деталь має відносно невеликі розміри, допускає штамповку «в торець», тому пропонуємо два методи отримання заготовки характерні для серійного і багатосерійного виробництва з метою їх порівняння /13/ с. 134 - 135:

а) штамповка на кривошипних гарячештампувальних пресах (КГШП) у відкритих штампах (облойна штамповка);

б) штамповка на кривошипних гарячештампувальних пресах (КГШП) у закритих штампах (безоблойна штамповка).

Отримання заготовки на кривошипному горячоштамповочному пресі забезпечують мінімальні припуски на механічну обробку, невеликі відходи металу у стружку, достатньо високий коефіцієнт використання матеріалу. Форма заготовки наближена до форми готової деталі, заготовка має невеликі симетричні радіуси та нахили. Отримання заготовок на пресі високопродуктивний процес.

Штамповка у відкритих штампах характеризується тим, що зазор між верхньою і нижньою частинами штампа являється перемінним і зменшується в процесі деформації метала. В зазор витікає зайвий метал, який утворює облой. Облой являється небажаним відходом, але він необхідний для забезпечення повного заповнення ручаю штампа. Штампи при цьому методі штамповки мають високу стійкість. До переваг також відноситься відсутність необхідності точної відрізки прокату під штамповку. Наявність облою вимагає застосування обрізного преса. До недоліків також належить можливість недоштамповки та середні значення припусків і штампувальних нахилів.

Штамповка в закритих штампах відрізняється тим, що невеликий зазор між верхньою і нижньою частинами штампа забезпечує лише їх взаємну рухливість і в процесі деформації метала залишається постійним. Заготовка отримана закритою штамповкою у більшій мірі наближена до форми готової деталі, має менші припуски і штампувальні нахили, менше жолобиться, штамп краще заповнюється металом і заготовка має однорідну структуру. Відсутність облою звільняє від операції обрізки, в результаті чого знижується трудомісткість штамповки. Цей вид штампів застосовується для порівняно простих деталей, в основному тіл обертання, і вимагає використання точних заготовок з каліброваного прокату чи попередньо оброблених. Стійкість штампів в цьому випадку порівняно низька і вони відрізняються значно більшою вартістю, ніж відкриті.

Для визначення економічної доцільності виготовлення заготовки одним з обраних методів виконуємо конструювання заготовок.

Площину роз'єму передбачаємо пласку (П), розташовану в діаметральній площині заготовки посередині фланця діаметром 120.

Визначаємо групу сталі. Згідно таблиці 3.4 група сталі - М2 (МБ=2) для обох заготовок, оскільки середня масова частка вуглецю в сталі 40 - 0,40%, знаходиться в межах 0,35 % ... 0,65 %.

Оскільки штамповка виконується на КГШП у закритих і відкритих штампах, то згідно таблиці 3.5 класи точності - Т5 і ТЗ відповідно (КТ=5 і КТ=3).

Розрахунковий коефіцієнт Кр за таблицею 3.6 для деталей типу маточин - 1,7, тоді попередня маса кованки:

Мкп = Мд х Кр = 1,68 х 1,7 = 2,856 кг(3.5)

Фігура, описана навколо кованки - циліндр діаметром 120 мм і довжиною 57 мм (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Фігура, описана навколо деталі

Маса фігури (розрахункова) описаної навколо кованки, розрахована за рахунок побудови моделі у програмі "АСКОН КОМПАС-3Б У10" Мф = 5,04 кг, тоді розраховуємо відношення:

М*. = 2856 = 0,56(3.6)

Мф 5,04

Оскільки 0,56 знаходиться в межах 0,32.0,63, то згідно табл. 3.7 ступінь складності кованки - С2 (БТ = 2).

Оскільки маса кованки знаходиться в межах від 3,2 до 5,6 кг,то номер інтервалу згідно таблиці 3.8, N1 = 5 для обох заготовок.

Визначаємо вихідний індекс кованки, отриманої облойною штамповкою:

ИИ=№ + (МБ - 1) + (БТ - 1) + 2(КТ - 1)= 5 + (2 - 1) + (2 - 1) + 2(5 - 1)=15 (3.7)

Для кованки, отриманої безоблойною штамповкою:

ИИ=Ш + (МБ - 1) + (БТ - 1) + 2(КТ - 1)= 5 + (2 - 1) + (2 - 1) + 2(3 - 1)=11

Основні припуски на механічну обробку визначаємо за таблицею 3.9, допустимі відхилення за таблицею 3.13.

Додаткові припуски враховують:

- зсув по поверхні штампу, за таблицею 3.10 при масі кованки від 3,2 до 5,6 кг і класі точності ТЗ - 0,3 мм, при класі точності Т5 - 0,3 мм;

- відхилення від площинності за таблицею 3.11 при найбільшому розмірі кованки від 100 до 160 мм і класі точності ТЗ - 0,3 мм, при класі точності Т5 - 0,5 мм.

Всі розрахунки загальних припусків, розрахунки розмірів та відхилення розмірів кованки заносимо в таблицю 3.21.

Таблиця 3.1 - Загальні припуски на механічну обробку та розміри заготовки

Найменування поверхні	Д	,еталь	Заготовка
	Розмір, мм	Шорсткість Яа, мкм	Припуск, мм	Допустимі відхилення, мм	Розмір, мм
Кованка, виготовлена на КГШП у відкритих штампах
Зовнішня циліндрична поверхня	0120	12,5	2(2,0+0,3) =4,6	+2,4 -1,2	0124,6 +224
Зовнішня циліндрична поверхня	071	6,3	2x2,3 =4,6	+2,1 -1,1	075,6
Торці	57	3,2; 12,5	1,9 + 2,3+2x0,5=5,2	+2,1 -1,1	62,2 +21
Торці	12	12,5; 6,3	1,9+2,0+2x0,5 =4,9	+1,8 -1,0	16,9 58
Внутрішня циліндрична поверхня	040	1,6	2(2,0+0,3) =4,6	+1,0 -1,8	035,4 І0
Кованка, виготовлена на КГШП у закритих штампах
Зовнішня циліндрична поверхня	0120	12,5	2(1,4+0,3) =3,4	+1,4 -0,8	0123,4 +0;4
Зовнішня циліндрична поверхня	071	6,3	2x1,6 =3,2	+1,3 -0,7	075,6 +0,37
Торці	57	3,2; 12,5	1,2 + 1,6+2x0,3=3,4	+1,3 -0,7	60,4 +0,37
Торці	12	12,5; 6,3	1,2+1,5+2x0,3 =3,3	+1,1 -0,5	153 41 15,3 -0,5
Внутрішня циліндрична поверхня	040	1,6	2(1,5+0,3) =3,6	+0,5 -1,1	036,4 +01

Штамповочні нахили за таблицею 3.20: на зовнішній поверхні -- не більше 5°; на внутрішній поверхні -- не більше 7°.

Мінімальний радіус заокруглення зовнішніх кутів за таблицею 3.12, при глибині ручая штампа 25 - 50 мм і масі кованки 1 - 6,3 кг - 2,5 мм, приймаємо 3,0 мм.

Допустима величина висоти заусенця, - 3,0 мм (для маси кованки понад 1,0 до 5,6 кг включно).

Допустиме відхилення від площинності і прямолінійності за таблицею 3.17, при найбільшому розмірі кованки від 100 до 160 мм і класі точності ТЗ - 0,6 мм, при класі точності Т5 - 1,0 мм.

Допустиме відхилення від концентричності пробитого отвору відносно зовнішнього контуру за таблицею 3.16, при найбільшому розмірі кованки від 100 до 160 мм і класі точності ТЗ - 0,8 мм, при класі точності Т5 - 1,5 мм

Допустима величина зміщення по поверхні роз'єму штампу за таблицею 3.14, при масі кованки від 1,8 до 3,2 кг і класі точності ТЗ - 0,5 мм, при класі точності Т5 - 0,7 мм.

Допустима величина залишкового облою за таблицею 3.15, при масі кованки 1,8 до 3,2 кг і класі точності ТЗ -- 0,7 мм, при класі точності Т5 - 0,9 мм.