Детали различного назначения

Характеристикой чугуна, преимущественно определяющей работоспособность деталей этой группы, является временное сопротивление. Прочность таких деталей, как корпуса зажимных и поводковых патронов, кронштейны и др., непосредственно определяет их работоспособность. Техническими условиями для отливок этих деталей рекомендуется чугун высших марок (так, для корпусов патронов — не ниже марки СЧ32-52). Получить прочные и плотные детали гидроаппаратуры, к которой предъявляют требования прочности, плотности и износостойкости, также невозможно без применения чугуна высоких марок, например СЧ28-48, СЧ32-52. Поскольку высокие значения прочности и плотности отливок достигаются при перлитной структуре и равномерно распределенных включениях графита средних размеров, то требования износостойкости обеспечиваются в этих случаях в значительной степени автоматически.

Необходимо отметить, что работоспособность деталей гидроаппаратуры и, в частности, их плотность зависят не только от временного сопротивления чугуна, но и от литейных дефектов (раковин, усадочной пористости, непровара жеребеек и др.). Эти вопросы в книге не рассматриваются, однако они заставляют обращать особое внимание на выбор технологического варианта литья.

Рис. 1. Влияние толщины стенки отливки на изменение временного сопротивления чугуна:

1 — СЧ15-32; 2 — СЧ21-40; 3 — СЧ28-48; 4 — СЧ32-52

Чугун для изготовления таких деталей, как станины и салазки с накладными направляющими, корпуса шпиндельных бабок, коробок подач и др., выбирают по величине временного сопротивления исходя из условий получения необходимой жесткости и стабильности геометрической формы детали. Во многих случаях для этих деталей оказывается приемлемым чугун СЧ15-32 или СЧ21-40.

Таким образом, технические условия предусматривают для изготовления деталей

различного назначения чугун марок СЧ15-32 и выше. Однако при назначении конструктором марки чугуна для конкретных деталей возникают затруднения, связанные с общеизвестной чувствительностью чугуна к скорости охлаждения.

В большинстве случаев пользуются зависимостями, экспериментально установленными для определенных отливок, например зависимостями для отливок массой до 1000 кг (рис. 1). Но необходимо учитывать, что эти и аналогичные данные весьма ориентировочные, так как на скорость охлаждения и истинную прочность помимо толщины стенки влияют следующие факторы:

параметр, который можно охарактеризовать как объемную массу отливки, т. е. отношение массы к объему, определяемому по габаритным размерам отливки;

общая масса отливки;

технологические параметры, характеризующие интенсивность отвода теплоты в период кристаллизации и охлаждения отливки в форме.

Из-за сложности процессов, связанных с формированием прочностных свойств чугуна, предложить какие-либо универсальные зависимости не представляется возможным. Конструктор должен выбирать чугун соответствующей марки с учетом имеющихся данных и особенностей влияния различных факторов. В дальнейшем по мере накопления экспериментальных данных появится возможность давать рекомендации по величине коэффициентов, характеризующих изменение прочности в различных сечениях типовых отливок станков.