Литейное производство. 
Материаловедение и технология конструкционных материалов. 
Штамповочное и литейное производство

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ЛИТЬЯ

Понятие литейного производства

Литейным производством называют процесс получения заготовок или деталей из металлов и сплавов, находящихся в жидком состоянии. Заготовки, полученные методом литья, называют отливками. В литейном производстве используют различные виды технологических процессов получения отливок. Различия между ними определяют главным образом характер материалов, из которых получают литейные формы, способ изготовления форм и условия заливки.

Литейные формы изготавливают из различных материалов. Чаще всего отливки получают в литейных формах, изготовленных из формовочных и стержневых смесей, основой которых является кварцевый песок. Для придания смесям необходимых свойств в их состав вводят также глину, разнообразные связующие материалы, воду и другие добавки. Одна из основных операций изготовления таких литейных форм заключается в уплотнении смесей.

В отличие от литья в обычных песчаных формах, все остальные технологические процессы получения отливок часто называют специальными видами литья. К ним относят литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям, литье в металлические формы, литье под давлением, центробежное литье.

Способ литья в обычные песчаные формы наиболее распространен, его применяют для получения отливок из всех литейных сплавов с широким диапазоном в отношении размеров и веса. Специальные виды литья не обладают универсальностью, но позволяют получать отливки с более высокой точностью и меньшей шероховатостью поверхности, а также обеспечивают экономию металла.

Литье как метод получения заготовок обладает следующими достоинствами:

• • возможностью получения отливок из большинства конструкционных сплавов, часть из которых непригодна для обработки давлением. В последнем случае литье является единственно возможным методом получения заготовок;
• • возможностью получения фасонных отливок, имеющих не только сложные внешние формы, но и сложную конфигурацию внутренних полостей;
• • возможностью получения отливок с массой от нескольких граммов до нескольких сот тонн и с различными сечениями элементов (0,5…500 мм и более);
• • литье не требует применения таких сложных, энергоемких и дорогих машин и формообразующих инструментов (штампов), какие необходимы для пластического деформирования металла;
• • по сравнению с методом обработки металлов давлением, литье во многих случаях оказывается более экономичным.

Вместе с тем метод литья имеет и свои недостатки, которые учитывают в конкретных случаях изготовления заготовок:

• • трудность, а иногда и невозможность, получения заготовок с необходимой точностью размеров и заданной шероховатостью поверхностей;
• • неоднородность структуры и свойств материала по сечениям отливок.

В целом в машиностроении масса литых деталей в различных машинах и оборудовании составляет около 50 % их общей массы. В отдельных отраслях машиностроения (дизели, металлорежущие станки) масса литых деталей составляет иногда 75…80%. Таким образом, литье является очень широко распространенным методом получения фасонных заготовок для деталей самых разнообразных машин.

По конструкции и назначению литые детали машин принято подразделять на следующие группы:

• • 1-я группа: корпусные коробчатые детали закрытого типа, в которых монтируются рабочие механизмы. К таким деталям относят станины большинства металлорежущих станков, корпусы двигателей, цилиндры насосов и др. Вне зависимости от характера производства, такие детали изготавливают только способом литья, так как они обычно имеют сложную конфигурацию внутренних полостей;
• • 2-я группа: корпусные коробчатые детали открытого типа, на которых монтируют рабочие механизмы и двигатели. К таким деталям относят простые станины, рамы, основания, плиты. В серийном и массовом производстве подобные детали получают обычно методом литья. В индивидуальном и мелкосерийном производстве детали этой группы иногда бывает экономичнее получать способом сварки из нескольких простых элементов (проката);
• • 3-я группа: детали, связывающие отдельные узлы машины, и частично выполняющие функции деталей 1-й и 2-й групп, но имеющие меньшие размеры. К таким деталям могут быть отнесены различного рода кронштейны, траверсы, шарниры, стойки, столы, салазки, суппорты, коробки и др. Отдельные виды деталей этой группы в индивидуальном и мелкосерийном производстве экономичнее получать способом сварки из отдельных простых элементов (проката);
• • 4-я группа: отдельные детали узлов машин — маховики, шестерни, колеса, рычаги, вилки, ступицы, барабаны, тройники и т. д. — в индивидуальном и мелкосерийном производстве обычно изготавливают методом литья. В серийном и массовом производстве их часто целесообразнее получать высокопроизводительным методом объемной штамповки, который к тому же обеспечивает более высокую прочность.

Литые детали машин также классифицируют по виду сплавов (чугунное, стальное и цветное литье), по массе и размерам (мелкое, среднее и крупное) и т. д.