Особенности проектирования отливок

Из всего выше сказанного вытекает, что проектирование литых изделий имеет свои особенности, которые необходимо учитывать для получения качественного изделия. При проектировании отливок нужно придерживаться следующих правил:

‑ стенки отливок должны иметь по возможности одинаковую и равномерную толщину, величина которой определяется видом объекта и материала отливки;

‑ переходы между стенками отливки должны быть плавными, сами стенки не должны иметь резких изломов, только плавные переходы. Сопряжение стенок под острыми углами нецелесообразно;

‑ нужно избегать скопления металла, утолщений и массивов, образующих горячие узлы. На участках, где массивы неизбежны, следуют технологически обеспечить ускоренное охлаждение;

‑ участки соединения стенок с массивами иногда целесообразно укреплять ребрами;

‑ ребра жесткости и охлаждающие должны быть расположены ниже обрабатываемой рядом с ними поверхности на 3 – 6 мм;

‑конфигурация детали должна обеспечивать простой разъем литейной формы, что позволяет применять в поточных линиях литейные машины, осуществлять автоматизацию и механизацию литейных работ;

‑ тепловые напряжения в деталях следует устранять специальной стабилизирующей термической обработкой. Например, чугунные отливки подвергают искусственному старению, выдерживая их 5 – 6 часов при температуре 500 – 550°С, с последующим медленным охлаждением в печи. Окончательную механическую обработку проводят после старения.

Экструзия является особым методом получения деталей, который во многом сходен с литьем. Он хорошо реализуется при использовании легкоплавких материалов, в частности алюминия. Под экструзией понимают выдавливание из рабочего цилиндра нагретого до пластического состояния металла через отверстие матрицы. В отверстие матрицы вводят специальные профильные вставки, которые называются дорны. Дорны могут иметь сложную форму, что позволяет получить соответствующее изделие. Особенно хорош данный метод для получения длинных трубчатых конструкций.

Метод экструзии позволяет получать станину электрической машины требуемой длины вместе с ребрами охлаждения. Фактически станину отрезают от общей заготовки, что очень удобно при производстве электрических машин с одинаковым наружным диаметром сердечника статора, но разной длины. Это используется при производстве асинхронных двигателей небольшой мощности, станина которых выполняется из алюминия.

Сходство с процессами литья заключается в требовании высокой температуры для осуществления процесса, усадке после остывания и возможном короблении изделия, необходимости дальнейшей механической обработки посадочных поверхностей.

Литейные базы

Литейной или черновой базой называют поверхность или ось, относительно которой производят первую операцию механической обработки. Поверхностная черновая база представляет собой необрабатываемую поверхность достаточной протяженности, параллельную или перпендикулярную к поверхности, механически обрабатываемой при первой операции. Конфигурация черновой базы должна обеспечивать удобное и устойчивое крепление детали при механической обработке. Затяжка детали по базе не должна вызывать коробления заготовки. На рис. 2.6 показано расположение баз и обрабатываемых поверхностей щита подшипникового.

Рис. 2.6. Виды черновых баз:

 – черновая база (поверхностная база 1, осевая 2;

– база механической обработки (осевая база);

 – удаление металла при первой механической обработке;

 – последовательность операций при механической обработке детали

Для черновой базы нельзя использовать поверхность, подвергаемую механической обработке. Однако, при дальнейшей обработке детали черновая поверхностная база может быть безвозвратно уничтожена механической обработкой относительно другой базы установки детали на станке. От базы механической обработки координируют все остальные механически обрабатываемые поверхности.

В общем случае литейных баз должно быть три – по одной для каждой из осей пространственной системы координат. Осевыми базами являются оси отверстий. Поверхностная база, перпендикулярная базовой оси плоскость, определяет размеры детали вдоль базовой оси. Таким образом, основными являются поверхностные базы. Осевые базы могут быть только у тел вращения.

Тела вращения имеют только две базы: осевую, совпадающую с осью тела вращения, и высотную, определяющую размеры вдоль оси. При механической обработке заготовки фиксируют чаще всего по осям отверстий и по поверхностной базе. При наличии осевых баз у детали литейные базы и базы механической обработки совмещаются. Общей базой служит ось отверстия, выбранного в качестве базового.