CC BY
12
УДК 621.74
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ С УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЙ СВАРИВАЕМОСТЬЮ
И. П. Вовчук1, О. В. Шишватова Научный руководитель - Л. А. Оборин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: 1ivainn@mail.ru
Литейным производством называется технологический процесс изготовления фасонных деталей или заготовок. После затвердевания бывший расплавленный металл (расплав) принимает очертания формы и называется отливкой.
Ключевые слова: конструкция отливки, внешние контуры литой детали.
TECHNOLOGICAL METHODS FOR PRODUCING CAST BLANKS WITH SATISFACTORY WELDABILITY
I. P. Vovchuk1, O. V. Shishvatova
Scientific Supervisor - L. A. Oborin
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: 1ivainn@mail.ru
Foundry production called manufacturing process fittings and workpieces. After curing, the former molten metal (melt) receives outline form and is called casting.
Keywords: casting design, the outer contours of the molded part.
Любую машину (машину-двигатель, машину-преобразователь, машину-орудие) собирают из деталей (элементарных частей), изготовленных без применения сборочных операций и приспособлений. Надежность и долговечность машины зависит от качества деталей, из которых она собрана. Основные дефекты литой заготовки поры и рыхлоты, выраженные усадки металла при кристаллизации. Качество детали в основном определяется заготовкой, которую получают тем или иным методом: литьем; сваркой; обработкой резанием или обработкой давлением: ковкой, объемной или листовой штамповкой) [1].
В современном машиностроении детали (заготовки) делают из металлов и сплавов, а также из неметаллических (пластмасс, резины, древесины, керамики) и порошковых материалов. Основными характеристиками свариваемости сталей является их склонность к образованию трещин и механические свойства сварного шва [2]. Свариваемость свойство металлов или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки неразъемное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. Удовлетворительная свариваемость должна обеспечивать соответствие сварного соединения определенным техническим требованиям. Поскольку такие требования весьма разнообразны, различными могут быть и показатели, принимаемые для оценки свариваемости. В связи с этим существует ряд испытаний для оценки свариваемости [3].
Правильно выбрать заготовку - это значит определить рациональный метод ее получения, установить припуски на механическую обработку каждой из обрабатываемых поверхностей, указать размеры заготовки и установить допуски на неточность их изготовления, назначить уклоны и технические условия на выполнение заготовки. Конструкция отливки считается технологичной, если
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
она отвечает требованиям литейного производства и техническим условиям изготовления [2]. К требованиям литейного производства относят: возможность изготовления отливки высокого качества доступными методами и приемами литейной технологии с учетом имеющегося оборудования.
Конструкция отливки должна отвечать служебным требованиям детали, технологии ее изготовления, технологии механической обработки и эстетическим требованиям. Внешние контуры литой детали должны представлять собой сочетание простых и прямолинейных контуров, сочленяемых плавными криволинейными переходами. Необходимо стремиться к уменьшению габаритных размеров и особенно высоты детали, устранению выступающих частей, больших тонких ребер, глубоких впадин и поднутрений, затрудняющих изготовление литейной формы. Внутренние полости литых деталей следует конструировать открытыми, без поднутрений, что позволит изготовить отливку без применения стержней [1]. Если при изготовлении отливки обойтись без стержней невозможно, то при конструировании литой детали необходимо предусматривать отверстия и окна максимальных размеров в достаточном числе для обеспечения устойчивости стержней в литейной форме, точности их установки, легкого удаления стержней и каркасов из отливки при ее очистке. Стенка литой детали объединяет все ее рабочие элементы (гнезда подшипников, фланцы, поверхности скольжения и качения и др.), придает в значительной степени требуемую конфигурацию, жесткость и прочность [1].
Стенка литой детали объединяет все ее рабочие элементы (гнезда подшипников, фланцы, поверхности скольжения и качения и др.), придает в значительной степени требуемую конфигурацию, жесткость и прочность. Выбор минимально допустимой толщины стенки отливки определяют размеры и сложность отливки, а также литейные свойства сплава [1]. Характерной особенностью многих отливок является сочетание массивных направляющих с относительно тонкими стенками, применение ребер жесткости и разветвленных внутренних полостей, разделенных перегородками. Для предупреждения возникновения усадочных раковин и трещин в отливках должны быть правильно выполнены переходы от одного сечения к другому [3].
Ребра жесткости создают местные скопления металла, вызывающие образование усадочных раковин и трещин. Для устранения этого дефекта необходимо Х-образные сечения заменять Т-образными, а соединения ребер со стенками отливки располагать под прямым углом. При пересечении в одной точке нескольких ребер рекомендуется делать кольцевое ребро и присоединять к нему радиальные ребра на достаточном расстоянии друг от друга. Толщина ребер обычно составляет 0,8 толщины стенки отливки. Для предупреждения образования усадочных раковин в массивных отливках, из сплавов имеющих повышенную усадку при конструировании должен быть применен принцип направленного или одновременного затвердевания. При направленном затвердевании толщина стенки отливки плавно увеличивается снизу вверх. Кристаллизация металла происходит от тонких сечений отливки, расположенных в нижней части формы, к более массивным сечениям, располагающимся в верхней части формы. При одновременном твердении сечения отливок имеют одинаковую толщину, как в нижней, так и в верхней части детали [2].
Иногда бывает целесообразным крупные и сложные литые конструкции разделить на более простые элементы или детали с последующим соединением их между собой сваркой, болтовыми соединениями и другими способами. При этом рекомендуется упрощать наиболее сложные и крупные детали и усложнять наиболее простые из стыкуемых деталей. Выступающие части корпусных деталей делают съемными. Для повышения жесткости, уменьшения массы и сокращения объема механической обработки объединяют несколько простых деталей в одну. Конструкция литой детали должна обеспечивать возможность получения ее габаритных размеров, сечений и массы с заданной точностью [1]. Для этого необходимо предусматривать конструктивные уклоны на необрабатываемых поверхностях. Отдельные бобышки и приливы необходимо объединять в один общий прилив и доводить его до плоскости разъема или основания.
Для облегчения пригонки сопрягаемых деталей в ее конструкции предусматривают пояски, от-бортовку и т. п., что позволяет компенсировать допустимые отклонения в размерах отливки. Представленное конструкторско-технологическое решения минимизируют образование пор и рыхлот. Позволят формировать равновесную структуру литой детали, что благоприятно влияет на получение качественного сварного шва.
Библиографические ссылки
1. Килов А. С., Попов А. В., Недыхалов В. А. Производство заготовок. Литье : учеб. пособие. Кн. 3. Проектирование и производство отливок (литых заготовок). Оренбург : ГОУ ОГУ, 2004. 171 с.
2. Технологическое обеспечение изготовления качественных деталей машин методом литья по выплавляемым моделям : учеб. пособие / Л. А. Оборин, В. А. Колмыков ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. 106 с.
3. Научно-технологические основы производства литых деталей по выплавляемым моделям для силовых установок летательных аппаратов : монография. 2-е изд., доп. /Л. А. Оборин ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 242 с.
© Вовчук И. П., Шишватова О. В., 2016
