Сравнительная оценка способов литья и рекомендации по их выбору

Разработка процесса изготовления отливки начинается с анализа техно­логичности конструкции детали с учетом факторов и требований, изложен­ных в § 16.1 и 16.2. При выборе способа изготовления отливки определяю­щими факторами являются как технические требования, предъявляемые к изделию, так и технико-экономические показатели (КИМ, себестоимость детали в изготовлении, экономически оправданная серийность и др.), учиты­вающие расход металла, стоимость оборудования и технологической оснаст­ки. Важную роль при выборе способа литья играет серийность производства. Размер серии и тип производства в зависимости от массы отливок можно определить по табл. 16.13. В единичном, мелкосерийном и серийном произ­водствах отливки часто изготавливаются литьем в песчаные формы, по

Таблица 16.13. Данные по годовому выпуску отливок в зависимости от их массы и серийности производства

Тип серийности производства	Масса отливки, кг
<20	20—100	101— 500	501— 1000	1001— 5000	5001— 10000	>10000
Годовой выпуск отливок одного наименования, шт.
Единичное	<300	<150	<75	<50	<20	<10	<5
Мелкосерий-	300—	150—	75—	50—600	20—100	10—50	5—25
ное
Серийное	3000—	2000—	1000—	600—	100—	50—150	25—75
Крупносе-	35000—	15000—	6000—	3000—	300—	150—	>75
рийное
Массовое	>200000	>100000	> 40000	> 20000	>4000	>1000	—

Отливки по массе подразделяют на мелкие (до 100 кг), средние (101—1000 кг), крупные (1001—5000 кг) и очень крупные (свыше 5000 кг).

выплавляемым моделям. В крупносерийном и массовом производствах применяют литье под давлением, в кокиль, в оболочковые формы, центро­бежное литье, литье в сырые песчаные формы, изготавливаемые на формо­вочных машинах или автоматических линиях, и др. В таблице 16.14 приво­дятся данные для выбора способа литья в зависимости от требований к от­ливкам (габариты отливок, точность их размеров, чистота поверхности), а также возможностей способа литья (серийность производства, коэффициент использования металла, процент выхода годных изделий, себестоимость процесса литья). При выборе способа литья надо обязательно учитывать его возможности по обеспечению нужной конфигурации отливки, требуемого качества структуры металла и уровня механических и специальных эксплуа­тационных свойств. Важно, чтобы способ литья мог обеспечить качествен­ное литье из выбранного конструктором сплава, а также проведения (если есть необходимость) последующей термической обработки отливок. Эти вопросы рассматриваются подробно в гл. 13—15. Естественно, что в табл. 16.13 и 16.14 сведены обобщенные сугубо ориентировочные данные с боль­шим диапазоном разброса характеристик, без учета свойств выбранного ли­тейного сплава и режима процесса литья конкретной детали. Так, минималь­ные толщины стенок отливок, представленные в табл. 16.14, можно получать лишь на сплавах с оптимальными физико-химическими и литейными свойст­вами. Иначе эти значения будут существенно больше. При этом приведенные в табл. 16.4 характеристики точности размеров и качества поверхности отли­вок не являются свидетельством наивысших достижений способа, а скорее

Таблица 16.14. Технические возможности и сравнительные показатели различных способов литья

Показатель	Способ литья
П	д	К	В	О	ц
Максимальная масса отливок, кг
Максимальный размер отливки,м		1,2			1,5
Минимальная толщина стенки отливки, мм		0,5	2,2	0,5	1,5
Класс размерной точности 2 ОТЛИВОК	5—16	Зт—9	5т—13	Зт—11	7т—15	6—15
КвалитетпоГОСТ 25346—893			12—13			13—14
Степень точности поверхности отливки	7—22	2—11	4—14	3—13	6—17	4—14
Шероховатость поверхности (ДД мкм	8—1004	2,5—20	4—40	3,2—32	6,3—80	4—40
Минимальный припуск на обработку (на сторону), мм	0,3—6	0,2-0,5	0,3—1	0,1—0,6	0,4—2	0,3—1
Литейные уклоны, град	0,5—3	0,5—1	0,5—1,2	1—2	1—2	3—6
Коэффициент использова­ния металла, %	60—70	90—95	75—80	90—95	80—95	70—90
Выход годного, %	30—50	50—65	40—60	30—60	50—60	90—100
Относительная себестои­мость 1т отливок	1,0	1,8—2	1,2-1,5	2,5—3	1,5—2,0	0,6—0,7
Экономически оправданная серийность, шт.	Без огр.		400— 800		200— 500	100— 1000
Преобладающие типы се- рииности производства	Ед,Мс, С,Кс	Кс, Мае	С,Кс, Мае	Ед, Мс, С	С,Кс, Мае	С,Кс, Мае
Преобладающие разновиднос­ти (группы) отливок по массе	МСр, Кр, Окр	М	М,Ср	М	М,Ср	М,Ср, Кр,Окр

Способы литья. П — в песчаные формы, Д — под давлением, К — в кокиль, В — по вы­плавляемым моделям, О — в оболочковые формы, Ц — центробежное литье.

² Согласно ГОСТ 26645—85 с изменением №1,1989 г.

³ Номер квалитета (ГОСТ 25346—89) определялся по классу наибольшей размерной точности
отливки (ГОСТ 26645—85) для каждого способа литья путем сопоставления значений допусков.

⁴ Более 100 мкм.

⁵ Ед — единичное, Мс — мелкосерийное, С — серийное, Кс — крупносерийное, Мае — массовое.

⁶ М — мелкие, Ср — средние, Кр — крупные, Окр — очень крупные.

лишь гарантированными ГОСТом оценочными параметрами. Например, при литье по выплавляемым моделям шероховатость поверхности отливок в ряде случаев может достигать Rg = 1,25 мкм (при гарантированных ГОСТ 26645—85 Rg = 3,2 мкм), а точность размеров соответствовать 8—10-му квалитетам при тестированном классе размерной точности Зт, эквивалентном 11-му квалите-ту (по ГОСТ 25346—89). В то же время в ГОСТ 26645—85 проводится оп­ределенная градация по группам сплавов, материалу литейных форм, разме­ру отливок, использованию термической обработки и т. д. (см. § 16.1). Труд­ность выбора способа литья вызвана тем, что нередко отливка может быть изготовлена сразу несколькими способами, которые обеспечивают требуе­мые свойства литой детали. В этом случае решающими факторами, обуслов­ливающими выбор рационального способа литья, являются серийность про­изводства и экономичность процесса. Эти факторы (см. табл. 16.13 и 16.14), наряду с техническими характеристиками способа литья, могут помочь пра­вильно выбрать технологический процесс литья.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные требования к отливкам?

2. Как оценивается качество поверхности отливок?

3. В чем сущность специальных требований к отливкам?

4. Какую конструкцию отливки называют технологичной?

5. Как обеспечивается оптимальная геометрия отливки и ее элементов?

6. Какие способы литья позволяют получать крупногабаритные отливки?