Моргунов В.Н. Основы конструирования отливок. Параметры точности и припуски на механическую обработку

Подождите немного. Документ загружается.

Выбор класса размерной точности отливки зависит от следую-

щих факторов: способа литья; габаритного размера отливки; типа

литейного сплава; вида термообработки отливки; сложности конст-

рукции отливки; серийности производства. Определяющее влияние

оказывает способ литья. Самую высокую точность имеют отливки,

изготавливаемые литьем под давлением.

На выбор степени коробления отливки оказывают влияние все

перечисленные

выше факторы, но из них определяющее влияние

оказывают:

– многократность использования литейной формы (разовые или

многоразовые); при использовании разовых форм точность значи-

тельно ниже, чем при использовании многоразовых форм;

– значение отношения минимального и максимального размеров

конструктивного элемента отливки; чем меньше это значение, тем

более вероятно значительное коробление данного элемента.

Степень точности поверхности и класс точности массы отлив-

ки определяют в основном те же факторы, которые определяют раз-

мерную точность. Только на точность массы значительное влияние

оказывает не габаритный размер, а масса отливок.

4.2. Назначение класса

размерной точности отливки

4.2.1. Основные факторы,

определяющие выбор класса размерной точности

Как уже отмечалось ранее, ГОСТ 26645–85 устанавливает 22 класса

размерной точности (от 1 до 16 с включением перед классами 3, 5,

7, 11 и 13 классы 3т, 5т, 7т, 9т, 11т и 13т соответственно). Чем выше

численное значение класса размерной точности (КРТ), тем ниже точ-

ность размеров отливки. Выбор и назначение класса размерной точ-

ности зависит от ряда

факторов, которые в значительной мере влия-

ют на разброс размеров отливки при ее изготовлении. К этим факто-

рам относятся (рис. 11): способ литья; габаритные размеры литой

детали; тип применяемого литейного сплава; вид термообработки

отливки; сложность конструкции отливки; серийность производства.

Рис. 11. Факторы, определяющие назначение размерной точности отливки

Определяющими факторами назначения класса размерной точно-

сти являются в первую очередь – способ литья; во вторую – макси-

мальный габаритный размер литой детали; в третью очередь – назна-

ченный линейный сплав для изготовления литой детали.

Влияние способа литья, максимального габаритного размера и

сложности конструкции отливки на точность ее изготовления было

рассмотрено ранее. Влияние

сплава на точность изготовления отли-

вок зависит от его физико-химических и литейных сплавов. Чем вы-

ше температура плавления сплава, чем ниже его жидкотекучесть и

выше значение усадки, тем ниже размерная точность или выше чис-

ленное значение класса размерной точности. Серийность производ-

ства оказывает на точность изготовления отливки следующее влия-

ние

. Чем выше серийность производства отливок, тем меньше раз-

брос размеров изготовленных отливок, т. е. более высокая размерная

точность. Любая термическая обработка отливок снижает точность

их изготовления.

Учитывая и анализируя все факторы, определяющие точность от-

ливки, литейщик-технолог назначает класс размерной точности. В

табл. 20 даны рекомендации по выбору класса размерной точности,

которыми можно руководствоваться при его назначении. Здесь сле-

дует отметить, что класс размерной точности на отливку определяет-

Серийность

производ-

ства

Класс размерной точности и допуски на размеры

Спо-

соб

литья

Габарит-

ный

азме

Сплав

Термооб-

работка

Сложность

конструк-

ии

ся исходя из габаритных размеров литой детали L

mах

, так как отливка

еще не сконструирована.

Как уже отмечалось, на размерную точность отливок большое

влияние оказывает сложность их конструкции. В качестве наглядно-

го примера рассмотрим влияние групп сложности отливок на базо-

вые значения классов размерной точности, при их изготовлении в

песчаных формах средней влажности. В табл. 21 приведены данные

значения классов

размерной точности для отливок, изготавливаемых

из чугуна, стали и цветных сплавов (легкоплавких и тугоплавких).

Например, при изготовлении в песчаных формах отливок с габарит-

ными размерами (L

mах

) от 250 до 630 мм и сложностью 1–2-й групп

базовые значения классов размерной точности в зависимости от

сплава отливки будут следующие:

– для отливок из чугуна, не подвергаемых термообработке, и

цветных легкоплавких сплавов, подвергаемых термообработке –

11-й класс;

– для отливок из чугуна, подвергаемых термообработке –

12-й класс;

– для отливок из стали,

подвергаемых термообработке –

13-й класс.

Отливки с теми же габаритными размерами, но со сложностью

5–6 групп будут иметь базовые значения классов размерной точно-

сти на 2 пункта выше по значению (т. е. точность на 2 пункта ни-

же), а именно:

– для отливки из чугуна, не подвергаемых термообработке, и из

цветных легкоплавких сплавов, подвергаемых

термообработке –

13т класс;

– для отливок из чугуна, подвергаемых термообработке –

13-й класс;

– для отливок из стали, подвергаемых термообработке –

14-й класс.

Таблица 20

Классы размерной точности (рекомендуемые для назначения)

Способ

литья

max

(мм)

ЦЛ

нт

; С

нт

;

ЦТ

нт

; ЦЛ

; ЦТ

Д; ВЖМ

(с применением

плавленого кварца)

До 100

100–250

250–630

3т–6

3–7т

4–7

3–7т

4–7

5т–8

4–7

5т–8

5–9т

5т–8

5–9т

6–9

ВЖМ

(с применением

кварцевых материа-

лов)

До 100

100–250

250–630

3–7

4–8

5т–9т

4–8

5т–9т

5–9

5т–9т

5–9

6–10

5–9

6–10

7т–11т

ВМ

До 100

100–250

250–630

4–8

5т–9т

5–9

5т–9т

5–9

6–10

5–9

6–10

7т–11т

6–10

7т–11т

7–11

НД;

(без песчаных

стержней)

До 100

100–250

250–630

630–1600

1600–4000

5т–9т

5–9

6–10

7т–11т

7–11

5–9

6–10

7т–11т

7–11

8–12

6–10

7т–11т

7–11

8–12

9т–13т

7т–11т

7–11

8–12

9т–13т

9–13

ПГФ (до 2,8% вл.);

ПФ из ХТС (от-

вержд. на оснастке);

К (с песчаными

стержнями);

; ГМ

До 100

100–250

250–630

630–1600

1600–4000

5–10

6–11т

7т–11

7–12

8–13т

6–11т

7т–11

7–12

8–13т

9т–13

7т–11

7–12

8–13т

9т–13

9–13

7–12

8–13т

9т–13

9–13

10–14

ПГФ(2,8–3,5% вл.);

ПФ (отвержд. по

горячей оснастке);

Ц;

ОФ

До 100

100–250

250–630

630–1600

1600–4000

6–11т

7т–11

7–12

8–13т

9т–13

7т–11

7–12

8–13т

9т–13

9–13

7–12

8–13т

9т–13

9–13

10–14

8–13т

9т–13

9–13

10–14

11т–14

Окончание табл. 20

Способ

литья

max

(мм)

ЦЛ

нт

; С

нт

;

ЦТ

нт

; ЦЛ

; ЦТ

ПГФ (3,5–4,5% вл.);

ПФ (сухие, под-

суш.);

ПФ из ХТС

(отвержд. вне осна-

стки без сушки);

ПФ из ЖСС

До 100

100–250

250–630

630–1600

1600–4000

7т–11

7–12

8–13т

9т–13

9–13

7–12

8–13т

9т–13

9–13

10–14

8–13т

9т–13

9–13

10–14

11т–14

9т–13

9–13

10–14

11т–15

11–15

ПГФ (св.4,5% вл. с

низким уровнем

уплотнения)

До 100

100–250

250–630

630–1600

1600–4000

7–12

8–13т

9т–13

9–13

10–14

8–13т

9т–13

9–13

10–14

11т–14

9т–13

9–13

10–14

11т–15

11–15

9–13

10–14

11т–14

11–15

12–16

Обозначения:

1. L

max

– максимальный размер литой детали;

2. ЦЛ и ЦТ – отливки из цветных сплавов легко- и тугоплавких соответственно

(Т

пл

ниже или выше 973 К);

3. Ч и С – отливки из чугуна или стали соответственно;

4. ЦЛ

нт

; ЦТ

нт

; Ч

нт

; С

нт

; ЦЛ

; ЦТ

; Ч

; С

– нетермообрабатываемые или термооб-

рабатываемые отливки;

5. Д – литье под давлением; ВМ – по выплавляемым моделям; НД – под низким

давлением; К – в кокиль; К

– в кокиль облицованный; Ц – центробежное литье;

ОФ – в оболочковую форму; ПГФ и ПФ – в песчаные формы из различных формо-

вочных смесей; ВЖМ – по выжигаемым моделям; ГМ – по газифицируемым моде-

лям.

П р и м е ч а н и я:

1. Меньшие значения классов относятся к простым отливкам; отливкам мень-

ших габаритных размеров и массы; отливкам, изготавливаемых в условиях массово-

го автоматизированного производства.

2. Средние значения классов относятся к отливкам средней сложности; отлив-

кам средних значений размеров и массы; отливкам, изготавливаемым в условиях

механизированного серийного производства.

3. Большие значения классов относятся к отливкам сложной конструкции; от-

ливкам наибольших значений массы и

размеров; отливкам, изготавливаемым в усло-

виях единичного и мелкосерийного производства.

Таблица 21

Базовые значения классов размерной точности

и точности массы отливок, изготовленных в песчано-глинистые

формы (ПГФ) средней влажности

ЦЛ

нт

; ЦТ

нт

ЦЛ

; ЦТ

max

(мм)

Группа

сложности

отливки

Классы точности размеров и массы

До 100

1–2

3–4

5–6

Св.100

До 250

1–2

3–4

5–6

Св. 250

До 630

1–2

3–4

5–6

Св. 630

До 1000

1–2

3–4

5–6

4.2.2. Допуски на линейные размеры

и их назначение

Допуски на линейные размеры (ДРО) конструктивных элементов

отливки зависят:

– от назначенного класса размерной точности (КРТ) отливки;

– от номинального размера конструктивного элемента отливки.

Для обрабатываемых конструктивных элементов отливок всегда

устанавливается симметричное расположение полей размерных до-

пусков относительно номинальной размерной линии (рис. 12). В

данном случае допуск размера на чертеже отливки

не указывается.

Рис. 12. Расположение полей допусков

для обрабатываемых поверхностей отливок:

а – с одной базой; б – с взаимными базами или базой является ось вращения;

) – номинальный размер (диаметр) элемента отливки;

– допуск на отклонение размера элемента отливки

Для необрабатываемых поверхностей в основном назначается

симметричное расположение полей допусков (в данном случае они

не обозначаются на чертеже отливки). При ином расположении по-

лей допусков они указываются на чертеже отливки: либо после но-

минального размера, либо в технических условиях чертежа.

При назначении допусков на отклонение линейных размеров не-

обходимо учитывать следующие

положения:

– допуски на отклонение размеров не учитывают допуски на от-

клонение формы и расположения поверхности отливки (коробления);

– допуски на отклонение размеров элементов отливки, образо-

ванных двумя полуформами или полуформой и стержнем, устанав-

ливают соответствующими классу размерной точности отливки;

– допуски на отклонение размеров, образованных одной частью

линейной формы

или одним стержнем, устанавливают на 1, 2 класса

точнее;

– допуски на отклонение размеров, образованных тремя и более

частями литейной формы, несколькими стержнями, а также допуски

на отклонение толщины стенки, образованной формой и стержнем,

устанавливают на 1, 2 класса грубее.

В таблице 22 даны нормированные значения допусков на откло-

нение размеров отливки в зависимости от класса

размерной точности

и интервала номинальных размеров.

Таблица 22

Допуск на отклонение линейных размеров (ДРО)

элементов отливки (мм), не более

Классы размерной точности Интервал

номинальных

размеров, мм

3т 3 4 5т 5 6 7т 7 8 9т

До 4 0,10 0,12 0,16 0,20 0,24 0,32 0,40 0,50 0,64 0,80

Св.4 до 6 0,11 0,14 0,18 0,22 0,28 0,36 0,44 0,56 0,70 0,90

Св.6 до 10 0,12 0,16 0,20 0,24 0,32 0,40 0,50 0,64 0,80 1,00

Св. 10 до 16 0,14 0,18 0,22 0,28 0,36 0,44 0,56 0,70 0,90 1,10

Св.16 до 25 0,16 0,20 0,24 0,32 0,40 0,50 0,64 0,80 1,00 1,20

Св.25 до 40 0,18 0,22 0,28 0,36 0,44 0,56 0,70 0,90 1,10 1,40

Св.40 до 63 0,20 0,24 0,32 0,40 0,50 0,64 0,80 1,00 1,20 1,60

Св.63 до 100 0,22 0,28 0,36 0,44 0,56 0,70 0,90 1,10 1,40 1,80

Св.100 до 160 0,24 0,32 0,40 0,50 0,64 0,80 1,00 1,20 1,60 2,00

Св.160 до 250 0,28 0,36 0,44 0,56 0,70 0,90 1,10 1,40 1,80 2,20

Св.250 до 400 0,32 0,40 0,50 0,64 0,80 1,00 1,20 1,60 2,00 2,40

Св.400 до 630 – – 0,56 0,70 0,90 1,10 1,40 1,80 2,20 2,80

Св.630 до 1000 – – – 0,80 1,00 1,20 1,60 2,00 2,40 3,20

Св. 1000 до 1600 – – – – – 1,40 1,80 2,20 2,80 3,60

Св.1600 до2500 – – – – – 2,00 2,40 3,20 4,00

Св.2500 до 4000 – – – – – – – 3,20 3,60 4,40

Классы размерной точности Интервал

номинальных

размеров, мм

9 10 11т 11 12 13т 13 14 15 16

До 4 1,00 1,20 1,60 2,00 – – – – – –

Св. 4 до 6 1,10 1,40 1,80 2,20 2,8 – – – – –

Св. 6 до 10 1,20 1,60 2,00 2,40 3,2 4,0 5,0 – – –

Окончание табл. 22

Классы размерной точности Интервал

номинальных

размеров, мм

9 10 11т 11 12 13т 13 14 15 16

Св. 10 до 16 1,40 1,80 2,20 2,80 3,6 4,4 5,6 7 – –

Св. 16 до 25 1,60 2,00 2,40 3,20 4,0 5,0 6,4 8 10 12

Св. 25 до 40 1,80 2,20 2,80 3,60 4,4 5,6 7,0 9 11 14

Св. 40 до 63 2,00 2,40 3,20 4,00 5,0 6,4 8,0 10 12 16

Св. 63 до 100 2,20 2,80 3,60 4,40 5,6 7,0 9,0 11 14 18

Св.100

о 160 2

40 3

20 4

00 5

00 6

010

0 12 16 20

Св. 160 до 250 2,80 3,60 4,40 5,60 7,0 9,0 11,0 14 18 22

Св. 250 до 400 3,20 4,00 5,00 6,40 8,0 10,0 12,0 16 20 24

Св. 400 до 630 3,60 4,40 5,60 7,00 9,0 11,0 14,0 18 22 28

Св. 630 до 1000 4,00 5,00 6,40 8,00 10,0 12,0 16,0 20 24 32

Св. 1000 до 1600 4,40 5,60 7,00 9,00 11,0 14,0 18,0 22 28 36

Св. 1600 до 2500 5,00 6,40 8,00 10,0 12,0 16,0 20,0 24 32 40

Св. 2500 до 4000 5,60 7,00 9,00 11,0 14,0 18,0 22,0 28 36 44

Допуск смещения (ДСО)

Как уже отмечалось, допуски смещения стержня в форме или по

разъемам формы относятся к размерным допускам. Поэтому при ис-

пользовании стержней для изготовления линейной формы допуск

смещения, вызванного перекосом стержня, устанавливают на 1,

2 класса точнее класса размерной точности отливки, а допуск сме-

щения отливки по плоскости разъема формы

в диаметральном вы-

ражении устанавливают на уровне назначенного класса размерной

точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой из

стенок отливки, выходящих на разъем литейной формы или пересе-

кающих данный разъем.

При назначении допуска на смещение отливки, вызванного переко-

сом стержня или смещением полуформ относительно друг друга по

плоскости разъема, в

случае нахождения в данной плоскости достаточ-

но тонкой стенки отливки, технолог-литейщик указывает значение дан-

ного допуска на чертеже отливки в технических условиях согласно тре-

бованиям ГОСТ 26645–85.

4.3. Назначение степени коробления

и допуска на отклонение формы

и расположения поверхности отливки

Как уже отмечалось, точность формы и расположения поверхности

отливки нормируется 11 степенями коробления (от 1 до 11). Чем выше

численное значение степени коробления, тем меньше точность формы.

Степень коробления (СК) назначается единой на все элементы отливок.

ГОСТ 26645–85 разрешает не нормировать точность отклонения фор-

мы отливки и не назначать степень коробления на отливку. В

данном

случае допуск на отклонение формы и расположения поверхности кон-

структивного элемента отливки принимается равным 0,25 от допуска

на отклонение размера данного конструктивного элемента отливки.

Назначение степени коробления производится после анализа спо-

соба литья, в особенности многократности использования литейной

формы, а также максимальных и минимальных размеров отливки.

Способы литья, в которых многократно

используются литейные фор-

мы, позволяют получать более точные отливки по отклонению формы.

Определяющим фактором выбора степени коробления является соот-

ношение минимального и максимального размеров конструктивного

элемента. Чем длиннее конструктивный элемент, чем он тоньше, тем

меньше значение их соотношения, тем больше вероятность коробле-

ния, тем выше значение степени коробления. В табл. 23

представлены

значения степеней коробления, рекомендуемые для назначения, в за-

висимости от отношения минимального и максимального размеров

элемента и применяемой литейной формы.

Допуск на отклонение формы и расположения поверхности

(ДФРО) определяется в зависимости от наибольшего номинального

размера нормируемого участка (конструктивного элемента) литой

детали и назначенной степени коробления.

Для обрабатываемых конструктивных элементов

отливки уста-

навливается симметричное расположение полей допусков на откло-

нение формы и расположения поверхности. Для необрабатываемых

элементов также устанавливается симметричное расположение полей

допусков. В данном случае значение допусков не указывается на

чертеже отливки.