12. Выбор способа литья

При выборе способа изготовления отливки определяющими факторами являются технические требования, предъявляемые к изделию, и технико-экономические показатели (себестоимость детали в изготовлении, экономически оправданная серийность и др.), учитывающие расход металла, стоимость оборудования и технической оснастки.

Важную роль при выборе способа литья играет серийность производства. Размер серии и тип производства в зависимости от массы отливок можно определить по табл. 13.1. Отливки по массе подразделяют на мелкие (до 100 кг), средние (101 – 1000 кг), крупные (1001 – 5000 кг) и очень крупные (свыше 5000 кг). В единичном, мелкосерийном и серийном производствах отливки часто изготавливаются литьем в песчаные формы, по выплавляемым моделям. В крупносерийном и массовом производствах применяют литье под давлением, в кокиль, в оболочковые формы, центробежное литье, литье в сырые песчаные формы, изготавливаемые на формовочных машинах или автоматических линиях, и др.

В табл. 13.2 приводятся данные для выбора способа литья в зависимости от требований к отливкам (габариты отливок, точность их размеров, чистота поверхности), а также возможностей способа литья (серийность производства, коэффициент использования металла, процент выхода годных изделий, себестоимость процесса литья). При выборе способа литья надо обязательно учитывать его возможности по обеспечению нужной конфигурации отливки, требуемого качества структуры металла и уровня механических и специальных эксплуатационных свойств.

Таблица 13.1. Годовой выпуск отливок в зависимости от их массы и серийности производства

Тип

серийности

производства		 Масса отливки, кг
<20 20 — 100 101 –

500		 501 –

1000		 1001 –

5000		 5001 –

10000		 >10000
Годовой выпуск отливок одного наименования, шт
Единичное <300 <150 <75 <50 <20 <10 <5
Мелкосерий-

ное		 300 –

3000		 150 –

2000		 75 –

1000		 50 – 600 20 – 100 10 – 50 5 – 25
Серийное 3000 –

35000		 2000 –

15000		 1000 –

6000		 600 –

3000		 100 –

300		 50 – 150 25 – 75
Крупносе-

рийное		 35000 –

200000		 15000 –

100000		 6000 –

40000		 3000 –

20000		 300 –

4000		 150 –

1000		 >75
Массовое >200000 >100000 >40000 >20000 >4000 >1000 —

Выбранный способ литья должен обеспечить качественное литье для данного сплава и при проведении последующей термической обработки отливок.

Отметим, что минимальные толщины стенок отливок можно получать лишь на сплавах с оптимальными физико-химическими и литейными свойствами. Иначе эти значения будут существенно больше.

Трудность выбора способа литья вызвана тем, что нередко отливка может быть изготовлена сразу несколькими способами, которые обеспечивают требуемые свойства литой детали. В этом случае решающими факторами, обусловливающими выбор рационального способа литья, являются серийность производства и экономичность процесса. Эти факторы (см. табл. 13.1 и 13.2), наряду с техническими характеристиками способа литья, могут помочь правильно выбрать технологический процесс литья.

Таблица 13.2. Технические возможности и сравнительные показатели различных способов литья

Показатель Способ литья1
П Д К В О Ц
Максимальная масса

отливок, кг		 250000 50 2000 100 200 50000
Максимальный размер отливки, м 20 1,2 2 1 1,5 10
Максимальная толщина

стенки отливки, мм		 3 0,5 2,2 0,5 1,5 4
Класс размерной  точности

отливок2		 5 – 16 3т – 9 5т – 13 3т – 11 7т – 15 6 — 15
Квалитет по

ГОСТ 25346 – 893		 13 11 12 – 13 11 14 13 — 14
Степень точности поверхности отливки4 7 – 22 2 – 11 4 – 14 3 – 13 6 – 17 4 — 14
Шероховатость

поверхности (Rₐ), мкм		 8 – 100’ 2,5 – 20 4 – 40 3,2 – 32 6,3 – 80 4 — 40
Минимальный припуск на обработку (на сторону), мм 0,3 – 6 0,2 – 0,5 0,3 – 1 0,1 – 0,6 0,4 – 2 0,3 — 1
Литейные уклоны, град. 0,5 – 3 0,5 – 1 0,5 – 1,2 1 – 2 1 – 2 3 — 6
Коэффициент использования

металла, %		 60 – 70 90 – 95 75 – 80 90 – 95 80 – 95 70 — 90
Выход годного, % 30 – 50 50 – 65 40 – 60 30 – 60 50 – 60 90 — 100
Относительная себестоимость

1т отливок		 1,0 1,8 – 2 1,2 – 1,5 2,5 – 3 1,5 – 2 0,6 – 0,7
Экономически оправданная серийность, шт. Без огр. 1000 400 – 800 1000 200 – 500 100 — 1000
Преобладающие типы

серийности производства5		 Ед, Мс,

С, Кс		 Кс, Мас С, Кс, Мас Ед, Мс, С С, Кс, Мас С, Кс, Мас
Преобладающие разновид-

ности отливок по массе6		 М, Ср,

Кр, Окр		 М М, Ср М М, Ср М, Ср,

Кр, Окр

Примечания:

  1. Способы литья: П – в песчаные формы, Д – под давлением, К – в кокиль, В – по выплавляемым         моделям, О – в оболочковые формы, Ц – центробежное литье.
  2. Согласно ГОСТ 26645 – 85 с изменением №1, 1989г
  3. Номер квалитета (ГОСТ 25346 – 89) определялся по классу наибольшей размерной точности  отливки (ГОСТ 26645 – 85) для каждого способа литья путем сопоставления значений допусков.
  4. Согласно ГОСТ 26645 – 85 с изменением №1, 1989г
  5. Ед – единичное, Мс – мелкосерийное, С – серийное, Кс – рупносерийное, Мас – массовое.
  6. М – мелкие, Ср – средние, Кр – крупные, Окр – очень крупные.