Литье. исправлено (ТКМ в электронном виде), страница 15

Основные правила нанесения размеров литых деталей следующие:

1) необрабатываемые поверхности следует привязывать к литейной черновой базе непосредственно или с помощью других размеров;

2) вторую базу механической обработки следует закоординировать относительно черновой литейной базы;

3) все остальные размеры механически обрабатываемых поверхностей – закоординировать относительно второй базы механической обработки непосредственно или с помощью других размеров.

Привязывать литейные размеры к размерам механически обрабатываемых поверхностей и наоборот недопустимо, за исключением случая, когда литейная база и база механической обработки совпадают (осевые базы).

Приведенные правила необходимо соблюдать для всех трех координатных осей отливки.

Р
ис.6.26. Простановка размеров на литой детали.

На рис.6.26 приведены варианты нанесения размеров литой детали. Нанесение размеров по виду а неверно. Расстояние между обрабатываемыми плоскостями. привязанными к черным поверхностям суммой размеров 15, 175 и 10 мм, в данном случае колеблется в широких пределах вместе с колебаниями размеров черных поверхностей. Например, если при первой операции механической обработки обрабатывать нижнюю плоскость с шероховатостью 2,5, то при обработке верхней плоскости только что обработанная плоскость должна служить технологической базой. В этом случае точность размера 10 выдержать невозможно из-за большой погрешности базирования, равной сумме допусков на размеры 15 и175.

Такая же ошибка допущена в конструкции б, где расстояние между обрабатываемыми поверхностями задано суммой размеров 185 и 15 мм.

При нанесении размеров по виду в расстояние между обрабатываемыми плоскостями (200 мм) выдерживается в необходимых узких пределах (в пре­делах допуска на механическую обработку, который меньше чем допуск на любой литой размер). Ошибка заключается в том, что черные поверхности привя­заны к смежным обрабатываемым плоскостям (размеры 15 и 10 мм). Выдержать такую координацию практически невозможно опять же из-за погрешности базирования; которая при обработке верхней плоскости в размер 10 равна сумме допусков на размеры 15 и 200., что значительно больше допуска на размер 10.

На виде г ошибка усугублена тем, что толщина верхней горизонтальной стенки (заданная в предыду­щих случаях непосредственно размером 5 мм) опре­делена высотой внутренней полости, заданной отно­сительно обрабатываемой нижней плоскости (размер 185 мм). Таким образом, вводится еще один источник неточности. Толщина стенки будет колебаться в широких пределах.

В системе нанесения размеров по виду д положение нижней обрабатываемой плоскости задано двумя размерами – от верхней черной поверхности детали (размер 190 мм) и от верхней черной поверхности фланца (размер 15 мм). Выдержать такую координацию практически невозможно.

На виде е показана правильная система простановки размеров. В каче­стве черновой базы выбрана верхняя, необрабаты­ваемая поверхность фланца. К ней размером 15 мм привязана база механической обработки (нижняя плоскость фланца). К базе механической обработки привязана обрабатываемая верхняя плоскость (раз­мер 200 мм). Верхняя черная поверхность, координи­руется от литейной базы (размер 175 мм) и от нее – толщина верхней стенки (размер 5 мм).

Расстояние между верхней обрабатываемой пло­скостью и верхней черной стенкой становится замы­кающим звеном размерной цени и служит компенсатором отклонений расположения поверхностей, получаемых литьем. Поскольку величина к на чертеже не оговорена, ее не принимают в расчет при контроле детали. Разумеется, номинальное значение к должно быть больше максимально возможного смещения верхней стенки в результате неточности литья.

Примеры неправильного и правильного нанесения размеров на литых деталях приведены на рис.6.27 и 6.28 (неправильно нанесенные раз­меры заключены в прямоугольные рамки).

Рис.6.27. Примеры неправильного и правильного нанесения размеров на литых деталях.

Р
ис.6.28. Правильное и неправильное нанесение размеров на бобышках.

5.Точность размеров отливок

Точность размеров деталей, изготовляемых литьем под давлением, необходимо рассматривать в двух аспектах: во-первых, с точки зрение требований, гарантирующих нормальную работу механизмов пресс-формы и, во-вторых, с точки зрения технологических возможностей достижения минимальных колебаний размеров отливок. Точность размеров реальной отливки оценивается соответствием их номинальным размерам, указанным на чертеже.

Наибольший экономический эффект при изготовлении отливок достигается в тех случаях, когда отливка после удаления из пресс-формы почти не подвергается механической обработке. Вместе с тем решение вопроса о необходимости механической обработки возможно только на основе знания точности, которую можно получить в процессе литья под давлением. Количественным критерием точности должна служить наибольшая величина отклонений действительных размеров отливки от значений размеров, заданных конструктором.

В научно-технической литературе по литью под давлением вопросам точности размеров отливок уделено значительное внимание. Однако литературные данные довольно противоречивы из-за различия методик построения системы допусков. Это приводит к тому, что рекомендуемые в работах [33, 38] допуски на один и тот же размер отливки имеют значительные расхождения, в связи с чем во многих случаях при назначении допусков приходится учитывать производственный опыт.

В тех случаях, когда какой либо размер отливки с требуемой точностью невозможно получить литьем под давлением или экономически неоправданно из-за удорожания стоимости пресс-формы, назначают припуск на механическую обработку, который колеблется от 0,3 до 0,8 мм. В особых случаях допускается припуск на механическую обработку до 1,2 мм. Иногда, чтобы получить отливку требуемой точности без механической обработки, увеличивают затраты на изготовление пресс-фромы. Деталь пресс-фромы, оформляющую этот размер, делают в виде быстросменной вставки, что позволяет после испытания пресс-формы и измерения пробных отливок заменить ее или довести размер.

Факторы, влияющие на точность размеров отливок. При литье под давлением к факторам, вызывающим погрешности размеров отливок относят следующие: точность изготовления оформляющей полости пресс-формы; износ поверхностей пресс-формы; колебания усадки сплава; точность перемещения и сопряжения подвижных частей пресс-формы; деформация отливки при ее извлечении из формы.

Конструктор должен помнить, что точность изготовления оформляющей полости зависит от конфигурации отливки. Например, элементы формы образованные плоскостями, цилиндрическими и коническими поверхностями могут быть выполнены по пятому квалитету точности. Размеры, координирующие более сложные геометрические поверхности второго порядка могут быть выполнены по шестому квалитету с применением ручного труда. Очевидно, что это удорожает форму и снижает точность отливки.

Износ поверхности оформляющей полости формы происходит в результате царапания поверхности формы движущимся сплавом, термодинамическим ударом по поверхности при охлаждении отливки, химического взаимодействия сплава и материала формы. Износ выражается в образовании на поверхности формы трещин и сетки разгара. Дефект исправляется зачисткой формы на 0,05-0,1 мм. После нескольких зачисток форму приходится списывать. Здесь также износ формы зависит от конфигурации отливки. Меньше изнашиваются конические внутренние поверхности, любые поверхности с большим уклоном, стержни изнашиваются быстрее, чем полости. Наибольший износ происходит под действием алюминиевых и медных сплавов, наименьший – магниевых.

Колебания усадки сплава зависят от совокупности таких факторов, как стабильность технологического процесса, типа сплава, толщины стенок отливки, места подвода питателей, Конструкция детали определяет два вида усадки: затрудненную – для внутренних полостей и отверстий детали и свободную – для наружных поверхностей детали.

Все названные факторы являются случайными, приводят к рассеиванию размеров отливки и влияние их на точность очень трудно учитывать.

Для практических целей конструктору можно рекомендовать средние величины расчетных коэффициентов усадки (таб.23), разбив все отливки на две группы: с толщиной стенки до 3 мм и свыше 3 мм.

Таблица 23. Расчетные коэффициенты усадки.

Точность перемещения и сопряжения подвижных частей пресс-формы влияет на точность отливок, которые из-за сложности конфигурации располагаются в обеих полуформах. Наибольшую точность размеров можно получить, если они оформляются одной частью формы и не зависят от плоскости разъема.

Деформация отливки при извлечении из пресс-формы зависит от конфигурации самой детали (отливки) и во многом определяется правильно выбранными уклонами и конусностью. В тонкостенных отливках конструктор должен предусматривать утолщения, на которые будут давить толкатели.

Классификация размеров отливок, изготавливаемых литьем под давлением основана на расположении отливок в форме. По этому признаку все размеры отливок можно разбить на три группы размеров, оформляемых: 1) в одной части формы, 2) в подвижной и неподвижной полуформах, 3) подвижными деталями формы. Кроме того по общим конструктивным признакам все названные размеры делятся на четыре группы: 1) охватываемые, 2) охватывющие, 3) открытые, 4) радиусы, фаски и расстояния между осями (рис.6.29)

Р
ис.6.29. Классификация размеров отливок.

Для литья под давлением очень важно не уменьшать без необходимости допуски на размеры (особенно на свободные размеры), так малые допуски повышают стоимость изготовления и сокращают срок службы формы.

Для практической работы в помощь конструктору с учетом влияния рассмотренных выше факторов приводятся дополнительные данные о допускаемых отклонениях в зависимости от конфигурации детали и положения ее различных элементов в форме, которые сведены в таблицу (см.табл.24) применительно к размерам формы, изображенной на рис.6.30.

Таблица 24. Предельные допускаемые отклонения на размеры отливок из сплавов алюминиевых, магниевых и цинковых, изготовленных способом литья под давлением (рис.6.30) [128, 129].

Отверстия и щели. В формах для литья под давлением можно заливать отверстия относительно небольшого диаметра (порядка 1-3 мм). Данные, касающиеся минимальных диаметров литых отверстий, а также длины сле­пых и сквозных отверстий, были приведены в табл. 15. По мере возможности отверстия следует применять недлинные, большого диаметра и расставлять их на небольшом расстоянии одно от другого.

Рис.6.30. Обозначения размеров формы для литья под давлением (допускаемые отклонения на размеры даны в табл.24).

89