При выборё общей конструкции литой детали следует различать два положения. Первое - выявление возможности изменения конструкции литой детали в связи с изменениями в общей компоновке машины. Второе положение, не связанное с предыдущим, это определение конструкции литой детали при условии уже вполне установленной общей компоновки машины, в которую рассматриваемая литая деталь входит как один, из элементов.
Компоновка машины, безусловно, определяет общую конструкцию литой детали, но еще ничего не дает для выбора технологии ее изготовления.
Конструкция литой детали должна быть не только достаточно прочной и надежной при эксплуатации, но и технологичной, т. е. наиболее легко выполнимой и дешевой при существующих производственных условиях.
Указанные требования в основном определяют выбор конструкции литых деталей. Этот выбор должен быть согласован с теми конкретными производственными условиями, в которых будет осуществляться изготовление литых деталей. Именно поэтому, рассматривая целесообразность замены литых деталей сварными, штампованными или комбинированными, или выбирая технологию изготовления литых деталей, нужно в каждом конкретном случае находить самостоятельное решение. При этом необходимо учитывать не только принципиальные возможности применения той или иной технологии, но и реальную возможность ее осуществления: инструментальную базу, машинный парк, производственные площади, а в некоторых случаях и квалификацию исполнителей, связывая это и с серийностью выпуска деталей, а следовательно, и со стоимостью. Нельзя, например, принимать решение об изготовлении детали литьем под давлением, если нет возможности изготовить для этого пресс-форму или если требуется изготовить лишь несколько сотен отливок, не говоря уже о тех случаях, когда деталь по своей конструкции не может быть отлита в металлическую форму с одни м разъемом. Неправильным было бы и решение о создании крупногабаритной комбинированной отливки, если для ее выполнения нет соответствующего оборудования в литейном и механическом цехах или исполнителей нужной квалификации.
Указанные обстоятельства надо учитывать даже в тех случаях, когда изготовление проектируемой машины и литых деталей для нее не связано с конкретным заводом; очевидно, в таком случае при проектировании должна оцениваться общая производственная обстановка.
Проектирование сварно-литых деталей стало обоснованным только после разработки и внедрения надежных способов сварки, так же как изготовление точных отливок под давлением связано не только с развитием самого способа литья, но и с созданием необходимых для этого машин. Оторванность конструкций от реальных возможностей технологии изготовления делает их по меньшей мере чрезмерно дорогими.
Вместе с тем выбор технологии изготовления литых деталей, и в связи с этим выбор их конструкции не должен полностью основываться на имеющемся опыте работы. Технология изготовления литых деталей непрерывно прогрессирует. Старые технологические процессы совершенствуются, разрабатываются и внедряются новые процессы. Одновременно совершенствуются «смежные», «конкурирующие» технологические процессы - штамповка, сварка; внедряются новые материалы, новые способы обработки. Все это должно находить отражение при решении вопроса о применении литых деталей, их конструкции и технологии изготовления. Конструкция литых деталей должна основываться на использовании всех достижений литейной техники, и потому конструкции, еще недавно наиболее технологичные, могут потребовать изменений, чтобы соответствовать экономически более обоснованной технологии сегодняшнего дня.
Конструкция литых деталей, связанная с технологией их изготовления, не может быть постоянной. Таким образом при сохранении общих требований к конструкции литых деталей (таких, как наибольшая простота конфигурации, наиболее полное использование свойств металла, наименьший вес) требования, связанные с технологией их изготовления, могут и должны меняться в соответствии с ее развитием.
Одним из основных преимуществ «комбинированных» литых деталей является уменьшение веса конструкции, обусловленное устранением стыковых площадок и фланцев, а также сокращение объема механической обработки. В отдельных случаях такое сокращение составляет 30-40%. Все это, вместе с другими преимуществами, стимулирует конструкторов к более широкому применению комбинированных отливок. Однако следует иметь в виду, что при чрезмерном усложнении отливок производственные трудности, связанные с изготовлением крупногабаритных и тяжелых отливок, возрастают быстрее, чем полученные преимущества; это ограничивает применение таких отливок. Изготовление комбинированных крупногабаритных отливок требует не только специального литейного оборудования, но и крупных специальных станков для механической обработки, тяжелых подъемно-транспортных устройств, больших площадей и, кроме того, длительной отработки самой технологии литья. Стоимость изготовления моделей подобных отливок доходит до 30% от стоимости производства самих отливок (при индивидуальном производстве).
Стальные крупногабаритные комбинированные отливки в настоящее время с успехом заменяются сварно-литыми, внедрение которых стало возможным в связи с разработкой новых надежных способов сварки.
Значительно большее распространение имеют сложные комбинированные отливки с ограниченными габаритными размерами. Например, при литье под давлением значительный эффект достигается при изготовлении тонкостенных и сложных отливок; при этом чем сложнее конструкция литой детали, тем больший производственный эффект удается получить при переходе на литье под давлением. Примером такой сложной комбинированной отливки может служить шестицилиндровый блок автомотора длиной 1100 мм и весом в 32 кГ, отливаемый со 147 отверстиями различного размера. Сложные комбинированные отливки успешно производятся также способом литья по выплавляемым моделям. Наибольшие выгоды получаются при выполнении именно сложных отливок, так как при этом способе имеются большие возможности для уменьшения веса деталей и резкого снижения объема последующей механической обработки.
При разработке конструкций литых деталей необходимо разграничить их как по габаритам, так и по требующемуся для их изготовления сплаву. Современные мощные машины для литья под давлением позволяют отливать детали с наибольшими размерами 1200 X 600 мм и с толщиной стенок 2-3 мм. Основными сплавами, применяемыми для изготовления отливок под давлением, являются алюминиевые, магниевые и цинковые; в меньшем объеме применяются медные сплавы, а отливка стальных деталей, несмотря на удачные опыты серийного производства, все же находится пока в стадии опыта. Наибольший вес отливок из алюминиевых сплавов 35 кГ, из медных - 8 кГ. Указанные условия определяют границы для получения сложных комбинированных отливок способом литья под давлением. Способом литья по выплавляемым моделям в настоящее время отливаются детали с наибольшим размером до 500 мм и весом до 100 кГ. Этим способом получают детали из любых марок стали, чугуна и сплавов цветных металлов (кроме магниевых). Толщина стенки, с учетом относительно небольших размеров отливок, практически не ограничивается. Таким образом, могут быть определены границы применения способа литья по выплавляемым моделям.
В целом разработка сложных комбинированных конструкций литых деталей должна быть признана целесообразной для деталей с относительно небольшими габаритами и при условии крупносерийного или массового производства. Вопрос о создании тяжелых и крупных конструкций литых деталей должен быть подвергнут в каждом отдельном случае внимательному анализу не только с точки зрения прочности и жесткости получаемых деталей, их сравнительной стоимости, но и с точки зрения оценки производственных возможностей их изготовления и механической обработки. Опубликовано: 2014.08.31 Обновлено: 2014.09.10 |
