Производство и механическая обработка заготовок. Литые заготовки

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Производство 
и механическая обработка 
заготовок

Литые заготовки

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано 
методическим советом УрФУ для студентов, 
обучающихся по направлению подготовки 
«Конструкторско-технологическое обеспечение 
машиностроительных производств 
(уровень бакалавриата)»

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2016

УДК 621.74(075.8)
ББК 34.61я73
           П80

Составитель С. И. Фоминых
Рецензенты:
завкафедрой технологии машиностроения Новоуральского технологического института Национального исследовательского ядерного университета МИФИ канд. 
техн. наук, доц. В. В. Закураев;
главный технолог ПАО МЗИК О. Г. Кулькаманов

Научный редактор доц., канд. техн. наук М. Д. Харчук

П80
    Производство и механическая обработка заготовок. Литые заготовки : учебнометодическое пособие / сост. С. И. Фоминых. — Екатеринбург : Изд-во Урал.  
ун-та, 2016. — 88 с.

ISBN 978-5-7996-1815-5

Данная работа содержит методические указания по выполнению практической 
работы. Основой содержания работы является выбор и обоснование рационального способа производства литой заготовки, снижающего трудоемкость механической обработки, а также разработка ее рабочего чертежа, включающая назначение напусков, расчет припусков на механическую обработку и обеспечивающая 
технологичность конструкции изделия.

Библиогр.: 31 назв. Рис. 5. Табл. 26. Прил. 3.

УДК 621.74(075.8)
ББК 34.61я73

Учебное издание

Производство и механическая обработка заготовок
Литые заготовки

Составитель  Фоминых Сергей Иванович

Редактор И. В. Коршунова
Верстка О. П. Игнатьевой

Подписано в печать 23.08.2016. Формат 70×100/16. Бумага писчая. Печать цифровая. Гарнитура Newton.
Уч.-изд. л. 4,3. Усл. печ. л. 7,1. Тираж 250 экз. Заказ 301

Издательство Уральского университета 
Редакционно-издательский отдел ИПЦ УрФУ
620049, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5. Тел.: 8(343)375-48-25, 375-46-85, 374-19-41. E-mail: rio@urfu.ru

Отпечатано в Издательско-полиграфическом центре УрФУ
620075, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4. Тел.: 8(343) 350-56-64, 350-90-13. Факс: 8(343) 358-93-06
E-mail: press-urfu@mail.ru

ISBN 978-5-7996-1815-5 
© Уральский федеральный
 
     университет, 2016

Список сокращений

вр1, вр2 — вид размера отливки

еVA — пленка повышенной эластичности для вакуум-пленочной 
формовки

квт — коэффициент весовой точности
кгб — коэффициент габаритности заготовки
ким — коэффициент использования материала
км — класс точности массы
кр — класс точности размеров

Лвм — литье по выплавляемым моделям
Лгм — литье по газифицируемым моделям
Лнд — литье под низким давлением
ЛПд — литье под давлением
ЛПс — литниково-питающая система

ПгФ — песчано-глинистая форма

рП — ряд припусков

свЛ — специальные виды литья
ск — степень точности по короблению
сП — степень точности поверхности

тсм — допуск смещения по плоскости разъема формы

хтс — холодно-твердеющие смеси

ШЖм — штамповка жидкого металла

ЭШЛ — электрошлаковое литье

Словарь терминов

автофордж-процесс — литье-штамповка
альфер-процесс — литье биметаллических поршней
альфин-процесс — литье биметаллических поршней
армирование отливки — установка арматуры в форму и заливка ее 
металлом, как правило, без образования металлических связей

биметаллическая отливка — заготовка из разных металлов или сплавов с образованием металлической связи между ними
болван — выступающий элемент литейной формы
болван встречный — элемент литейной формы, формирующий полость совместно со стержнем

вакуум-пленочная формовка — изготовление литейной формы из сухого песка и эластичной полимерной пленки вакуумированием
выбивка — извлечение отливки из формы
выжиманием литье — литье с выжиманием расплава между подвижными частями формы до необходимой толщины стенки отливки
выкатывание сферы — метод проверки обеспечения направленного 
затвердевания в отливке (сфера, вписанная в контур сечения отливки, 
должна свободно выкатываться вверх при ее увеличении)
выпор — канал литейной формы для удаления газов
выход годного — отношение масс отливки и залитого расплава, т. е. 
одна из составляющих баланса металла, соответствующая количеству 
годных отливок, получаемых из металлозавалки; выражается в процентах

газифицируемые модели — модели из пенопласта, сгорающего (газифицирующегося) при заливке сплава
галтовка — метод очистки заготовок галтелями в галтовочном барабане

Словарь терминов

дефектный слой — поверхностный слой заготовки повышенной 
твердости, измененного химического состава, удаляемый при обработке (см. литейная корочка)

кокиль — литейная форма из металла
кристаллизатор — формообразующее устройство при непрерывном литье
кронинг — процесс (см. оболочковое литье)

Ликвация — микро- и макронеравномерность химического состава сплава в отливке
Литейная корочка (корка) — поверхностный слой отливки, свойства 
которого отличаются от свойств основного металла
Литник — канал ЛПС, непосредственно подающий расплав в полость формы
Литниковая чаша — чаша для подачи заливаемого расплава в форму

модельная оснастка (модели) — оснастка для формирования полости в литейных формах

напуск — дополнительный объем материала в отливке, предусматриваемый для обеспечения технологичности и качества получаемой 
отливки (уклоны, радиусы закруглений, закрываемые пазы, отверстия)
недолив — неполное заполнение формы металлом

оболочковое литье — литье в оболочковые (чаще песчано-смоляные) формы (кронинг-процесс)
обрубка — отделение литниковой системы и прибылей от отливки
опока — оснастка для изготовления литейной формы
отбел — образование белого чугуна в отливке
отъемная часть модели — часть модели, остающаяся в форме при 
извлечении основы модели из формы и извлекаемая отдельно

Податливость формы — способность литейной формы деформироваться при усадке затвердевающего металла
Подрыв кокиля — отодвигание части кокиля от затвердевающей отливки

Словарь терминов

Правило теней — правило проверки рационального положения плоскости разъема литейной формы
Прибыль — дополнительный объем расплава (полость в форме), 
располагаемый над массивной частью отливки для компенсации усадки расплава
Пригар — поверхностный механический или химический дефект 
отливки
Припуск — дополнительный слой материала на отливке, предусматриваемый для обеспечения требований к качеству детали, получаемой из отливки путем механической обработки

раслит-процесс — литье с применением рассредоточенной литниковой системы
рео-литье — литье в твердожидком (кашеобразном) состоянии

спай — стык затвердевших потоков металла (дефект)
стержень — отъемная часть литейной формы, оформляющая преимущественно внутренние поверхности отливки
стояк — канал ЛПС

Усадка — уменьшение размеров и объема металла при затвердевании

черновые базы — базы первой операции механической обработки

Шоу-процесс — литье в керамические формы

1. Общие положения

Ц

ель практической работы — овладеть основами конструирования исходных заготовок, выбором рационального способа их получения, обеспечивающего минимальный объем 
механической обработки, низкую материалоемкость и себестоимость 
производства заготовок.
В процессе выполнения практической работы студенты обосновывают выбор способа производства, определяют показатели точности 
и качества поверхности, припуски и допуски на механическую обработку отливок, технологических напусков и оформляют чертеж заготовки с учетом других требований технологии литья; разрабатывают 
маршрутную схему технологического процесса производства заготовки и обработки детали.
задания на выполнение практической работы выдаются каждому 
студенту индивидуально. Задание, варианты контрольных заданий 
с чертежами деталей даны в прил. 1 и 2. Допускается по согласованию 
с преподавателем использование других чертежей.
При выполнении практической работы проводится анализ технологичности конструкции детали по следующим основным направлениям:

1. Соответствие выбора материала назначению и условиям работы детали. Замена материала на более дешевый и технологичный материал. Использование новых прогрессивных материалов, например 
сплавов, менее легированных никелем, хромом, вольфрамом и другими элементами, чугунов, алюминиевых сплавов, биметаллов.

2. Сокращение трудоемкости механической обработки. Требования 
к точности и шероховатости поверхностей. Целесообразность назначения протяженности точно и чисто обработанных поверхностей, возможность сокращения их размеров и обработки нескольких поверхностей на проход без перестановки режущего инструмента. Возможность 

1. Общие положения

изменения конструктивных элементов детали в целях упрощения геометрических форм, обеспечение свободного доступа инструмента 
к обрабатываемым поверхностям, удобство врезания и выхода инструмента.

3. Стандартизация и унификация элементов конструкции детали. 
Однотипность отверстий, резьб, толщины стенок, ребер и перемычек, 
уклонов. Минимальное число значений радиусов закруглений и переходов, применяемых в одной детали, взятое из ряда предпочтительных размеров по ГОСТу.
Унификация элементов конструкции детали приводит к сокращению номенклатуры режущего и мерительного инструмента при механической обработке и снижению трудоемкости изготовления технологической оснастки.

2. Методические указания  
по выполнению практической работы

2.1. Выбор и обоснование способа производства заготовок

2.1.1. тип производства

Серийность выпуска деталей — один из главных показателей при 
выборе способа производства заготовок. По серийности различают 
следующие типы производства: единичное, мелкосерийное, серийное, 
крупносерийное и массовое. Для определения типа производства отливок из черных сплавов можно использовать данные по объему выпуска деталей и их массе (табл. 1).

Таблица 1
годовое число отливок одного наименования, шт.

Масса
детали,
кг

Производство

единичное
мелко- 
серийное
серийное
крупно- 
серийное
массовое

Менее 1
До 700
701–8000
8001–40000
40001–250000
 250001
1–8
500
501–6000
6001–30000
30001–200000
200001
 8–20
300
301–3000
3001–15000
15001–100000
100001
20–50
200
201–2500
2501–10000
10001–60000
60001
 50–100
150
151–2000
2001–8700
 8701–53000
53001
100–250
95
 96–1400
1401–7000
 7001–37500
37501
250–500
75
 76–1000
1001–4500
 4501–25000
25001
 500–1000
50
 51–600
601–3000
3001–20000
20001
1000–2000
40
 41–400
 401–2000
2001–13500
13501
2000–5000
20
 21–150
151–550
 551–4500
≥4501