Формы и расположения поверхностей отливки

 

Причины возникновения погрешностей размеров отливок многообразны. Однако процесс их формирования является идентичным для всех способов литья, поскольку сами погрешности размеров формируются на всех этапах получения отливки: изготовление модельно-стержневой оснастки; изготовление полуформ и стержней; сборка литейных форм и стержней; взаимодействие отливки и формы с момента заливки до момента выбивки; выбивка форм; финишные операции и термообработка отливок.

При изготовлении отливки формирование погрешностей её различных поверхностей взаимосвязано, поскольку используется один инструмент - литейная форма. Однако необходимо учитывать, что различные размеры отливки имеют неодинаковую точность [4].

У всех отливок, изготавливаемых различными способами литья, имеются размеры, пересекающие плоскость разъёма модели и формы и выходящие на плоскость разъёма (размеры D₁, D₂, L₁, L₂, b₃, b₄ на рис.2а,б,в). Именно точность таких размеров отражается в общей надписи на чертежах в соответствии с ГОСТ 26645-85. Присвоим этому виду размеров обозначение ВР 2 (В-вид, Р - размер).

Точность размеров, образованных одной полуформой или одним стержнем (обозначение ВР1), на один-два класса точнее размеров ВР2 (на рис.2а,б размеры ВР1 – d₁, d₂, H₁, L₃).

Точность размеров, образованных тремя и более частями формы, несколькими стержнями или подвижными элементами формы, а также толщин стенок (обозначение ВР3), на один-два класса грубее размеров ВР2 (на рис.2а,б,в размеры ВР3 – h₁, h₂, h₃, h₄, h₅, b₁, b₂).

Термины и определения допусков формы и расположения поверхностей приведены в ГОСТ 24642-81. К отклонениям формы поверхностей относят отклонения от прямолинейности, плоскостности, от заданного криволинейного профиля, от заданной криволинейной поверхности, а также отклонения от цилиндричности и круглости. К отклонениям расположения относятся отклонения параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, позиционное отклонение и отклонение от пересечения осей.

Основной причиной возникновения погрешностей формы является коробление отливок в процессе охлаждения в литейной форме и после выбивки из-за неоднородности температур по несимметричному сечению или из-за разностенности, вследствие которых в отливке возникают неоднородные напряжения и неоднородные пластические деформации. При этом коробление, например, бруса постоянного сечения при заданном распределении (разности) температур обратно пропорционально высоте сечения и прямо пропорционально длине сечения, а форма сечения не влияет на искривление.

Другой причиной возникновения погрешностей формы в отливках является искривление отливок в процессе термообработки, которое происходит вследствие снятия неоднородных по сечению отливки остаточных напряжений, неоднородного протекания фазовых превращений при термообработке и пластических деформаций изгиба под действием собственной силы тяжести и силы тяжести других отливок при неправильной их укладке.

Контроль коробления производят путем измерения стрелы прогиба f по схеме, приведенной на рис. 3.

 

 

 

а) б)

 

Р и с. 3. Схемы коробления фланца (а) и цилиндра (б) отливки

Наиболее характерным отклонением расположения в отливках является смещение по плоскости разъёма. Наибольшие величины смещения наблюдаются при изготовлении песчано - глинистых форм по модельным плитам верха и низа. Допуск смещения по плоскости разъёма отливки равен разности между предельными отклонениями положений частей отливки, формируемых в разных полуформах, от номинального положения: Т_см = D_max – D_min (рис. 4).

 

Р и с. 4. Схема контроля допуска смещения

 

Примером позиционного допуска может служить допуск расположения осей отверстий относительно баз механической обработки, а также позиционный допуск при обработке внутренней поверхности (рис.5).

В первом случае позиционный допуск размеров определяется как вероятностная сумма половин допусков на расстояния L₁ и L₂ от баз 1 и 2 до оси обрабатываемого отверстия:

.

 

Во втором случае позиционный допуск определяется половиной допуска на наружный диаметр отливки, т.е. . При обработке наружного диаметра относительно внутренней базовой поверхности позиционный допуск будет равен половине допуска на внутренний диаметр, т.е. .