Выбор оптимальной толщины стенок отливки

Толщину стенки детали устанавливает конструктор исходя из необходимости обеспечения достаточной жесткости, прочности и других служебных свойств.

При выборе оптимальных толщин стенок необходимо учитывать литейные свойства чугуна, а также снижение прочностных свойств чугуна при увеличении толщины стенки отливки. Выбор толщины стенки определяется также размерами и сложностью отливки, влияющими на условия заполнения формы металлом.

Следовательно, оптимальная толщина стенки наиболее существенно зависит от состава сплава и габаритных размеров отливки (табл. 28). Для обеспечения условий равномерного затвердевания отливки толщину внутренних стенок и ребер, охлаждающихся медленнее, принимают обычно на 10—20% меньше толщины наружных стенок..

Рекомендации ЭНИМСа по выбору толщины стенок различных чугунных станин, приведенные в табл. 29, несколько занижены по сравнению с данными табл. 28. Данные, приведенные в табл. 29, являются результатом прочностных расчетов, в которых не всегда учитывают технологические особенности (например, состав сплава), поэтому их следует рассматривать как минимально допустимые.

Приведенные рекомендации нельзя считать универсальными. Анализ показывает, что в различных литейных цехах для аналогичных отливок устанавливают различные, с точки зрения технологичности,, минимально допустимые толщины стенок. Очевидно, что такие факторы, как повышение перегрева чугуна и температуры заливки, эффективное модифицирование, скоростная заливка форм и т. д., позволяют значительно уменьшить толщину стенок отливки без опасности получения брака.

Толщина стенок в одной отливке должна быть по возможности одного-двух близких размеров и соответствовать высоте стандартных жеребеек (ГОСТ 9062—59). Это упрощает процессы сборки форм и подготовки производства.

Выполнение переходов сечений

Характерной особенностью станочных отливок типа станин, кареток, суппортов и др. деталей является сочетание массивных направляющих с относительно тонкими стенками, широкое применение ребер жесткости, разветвленных внутренних полостей, разделенных перегородками. Поэтому исключительно важное значение имеет правильное выполнение переходов от тонких к массивным частям. Все угловые сопряжения стенок выполняют с помощью внешних и внутренних радиусов закруглений. Радиусы закругления угловых сопряжений стенок одинаковой толщины s выполняют из одного центра, причем внутренний радиус принимают равным толщине стенки r = s, а наружный R = 2s.

Примеры переходов от массивных к тонким сечениям приведены на рис. 82.

При различной толщине соединяемых стенок, если соотношение их толщины меньше 1,75, переходы выполняют радиусами закруглений из разных центров. Наружный радиус принимают равным 1/2 суммы толщин сопрягаемых стенок, а внутренний радиус —1/4 суммы толщин сопрягаемых стенок. Если соотношение толщин сопрягаемых стенок больше 1,75, то переход рекомендуется выполнять с помощью сочетания клина с галтелью.

Рис. 82. Рекомендуемые переходы от массивных к тонким сечениям отливок при соотношении толщин стенок:

Толщина стенки отливки должна включать припуски на механическую обработку и другие технологические отступления от чертежного размера детали, а также отверстия, пазы и выточки, не выполняемые в отливке и вследствие этого увеличивающие скопления металла.

Усиливающие отбортовки, ребра и перемычки

В стенках литых деталей, внутренних полостях и перемычках обычно предусматривают окна различного размера, предназначенные для крепления стержней, удаления газов, очистки внутренних полостей отливок. Поэтому, как указывалось выше, размеры окон должны быть максимально возможными. Однако окна при малых размерах перемычек между ними ослабляют сечения и в ряде случаев приводят к возникновению трещин в отливках. Для усиления окон и отверстий края их необходимо усиливать отбортовками (см. рис. 74,6). Размеры односторонних и двусторонних отбортовок, рекомендуемые для станочных отливок, приведены в табл. 30, а размеры перемычек между окнами — в табл. 31.

Ребра жесткости создают местные скопления металла, вызывающие образование усадочных пороков и трещин. Чтобы устранить последнее, пересечения ребер должны обеспечивать по возможности минимальные скопления металла. С этой целью рекомендуется Х-образные пересечения заменять Т-образными, соединять ребра со стенками отливок под прямым углом.

В случае пересечения в одной точке нескольких ребер рекомендуется делать кольцевое ребро и присоединять к нему радиальные ребра на достаточном расстоянии друг от друга.