Литье – это способ изготовления фасонных заготовок деталей посредством заливки расплавленного материала в приготовленную форму с требуемой конфигурацией полости.
В литейном производстве лидером является литье в песчано-глинистые формы, что обусловлено простой и дешевизной процесса, в результате которого получают отливки и простой, и очень сложной формы. Процесс получения отливки состоит из следующих операций:
После вышеперечисленных операций заготовка подвергается термической обработке и, в большинстве случаев, отправляется на механическую обработку для снятия припуска и получения точных размеров. Материалы, которые используются в процессе изготовления отливок, должны обладать хорошими литейными свойствами: невысокая температура плавления, жидкотекучесть, низкая склонность к образованию трещин, небольшая литейная усадка и низкая склонность к поглощению газов.
В процессе проектирования литой заготовки должны выполняться следующие требования:
Исходными данными для проектирования литой заготовки являются чертеж готовой детали, ее назначение, материал детали и сведения о годовой программе выпуска. В первую очередь при проектировании оценивается технологичность заготовки. С этой целью изучаются конструкции детали и возможности упрощения ее конфигурации. Оценивается возможность получения внутренних полостей с учетом того, что увеличение числа стержней способствует увеличению трудоемкости изготовления и сборки, вероятности появления брака. Одновременное с этим оценивается и в случае необходимости корректируются толщина стенок, их сопряжения и переходы, а также ребра жесткости. В процессе проектирования должны соблюдаться правила обеспечения технологичности заготовки, устанавливаться класс точности размеров и массы. Потом определяются минимально допустимая толщина стенок, которая выбирается в зависимости от материала отливки, способа литья, размеров, конфигурации, назначения, технологических и механических свойств отливки. Необходимые жесткость и прочность стенок отливки обеспечивается благодаря использованию ребер жесткости.
Минимальная толщина стенок выбирается таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая расчетная прочность и удовлетворялись требования технологии выбранного способа литья. Минимальная толщина стенок отливки рассчитывается следующим образом:
$ N = (2*l+ b+ h)/3$
где: l - длина заготовки; b - ширина заготовки; h - высота заготовки.
Если значение N больше 8, то для стальных отливок минимальная толщина выбирается 40 миллиметров, а для чугунных - 30 миллиметров. Если величина N не более 0,1, то толщина стенок принимается: для алюминиевых сплавов - 2 миллиметра, для медных и оловянных сплавов – 2,5 миллиметра, для безоловянныx сплавов - 4 миллиметра.
Напуски могут быть назначены на тех участках заготовки, где впадины, отверстия и полости трудно или невозможно получить литьем. В случае необходимости потом они механически удаляются. Минимальный диаметр отверстий, которые выполняются литьем, выбирается так, чтобы избежать сильного перегрева и пригара стерня в стенкам отверстия. Вероятность спекания стержневой смеси и пригара определяется массой окружающего металла, поэтому минимальный размер литых отверстий зависит от толщины стенки и рассчитывается по формуле:
$dmin = d0+0.1*S$
где d0 - исходный диаметр; S - толщина стенки.
Допуски на линейные размеры отливок назначаются в зависимости от класса точности и номинального размера - ГОСТ 26645 - 85. Припуски на механическую обработку делятся на дополнительные и основные. Основные выбираются в зависимости от допуска на соответствующий размер отливки. Дополнительный припуск необходим для компенсации отклонений расположения составляющих отливки.