Степень точности поверхности (СП)

Степень точности поверхности является обобщенным показателем качества поверхности.

Шероховатость поверхности отливок существенно отличается от шероховатости механически обработанной поверхности, которая имеет сравнительно упорядоченное строение в виде чередующихся выступов и впадин - следов режущего инструмента. Шероховатость литой поверхности является неупорядоченной с хаотическим расположением выступов и впадин, их различной формой и взаимным расположением. Качество поверхности для многих отливок является одним из су­щественных показателей. Оно имеет наибольшее значение для отливок, используемых почти без механической обработки (ЛПД, литье по выплавляемым моделям и т.д.). В этих случаях необхо­димым является контроль шероховатости поверхности.

Практика литья в различные формы показывает, что даже при ис­пользовании самых прецизионных методов литья не удается получить поверхности с шероховатостью R_a<0,63 мкм. Поэтому для оценки каче­ства литых поверхностей применяют высотный параметр R_z. Данные по шероховатости литых поверхностей при разных методах литья приведе­ны в табл. 4.3.

Качество поверхности определяется следующими факторами:

1. Зерновым составом и степенью однородности формовочных материалов, дисперсностью покрытий и красок;

2. родом и температурой заливки сплава, давлением (напора) металла, газового режима, продолжительности затвердевания отливки (толщина стенки, масса отливки), от химического сродства окислов заливаемого сплава и окислов, входящих в состав формовочной смеси, от теплофизических свойств смеси,

3. качеством поверхности модельной оснастки,

4. методом уплотнения смеси, способом литья и т.д.

Кроме того, шероховатость зависит от качества очистки поверхности отливки.

Таблица 4.3

Шероховатость R_z поверхностей отливок, полученных

Различными способами литья

 

Способ литья	максимальный размер отливки, мм	Rz Поверхности отливки, мкм
Цветные сплавы с температурой плавления, ^0С	Ковкий, высокопрочный и легированный чугун, сталь
Ниже 700	Выше 700, Серый чугун
Под давлением	До 100 Св. 100	6.3-1.6 12.5-3.2	12.5-3.2 20.0-6.3	20.0-6.3 20.0-10.0
В керамические формы, по выплавляемым моделям	До 100 Св. 100	12.5-3.2 25.0-6.3	25.0-10.0 32.0-10.0	32.0-10.0 40.0-12.5
В кокиль и под давлением, в металлические формы без песчаных стержней и с ними, в песчаные формы, отверждаемые в контакте с оснасткой	До 100 100-630 Св. 630	20-10.0 32.0-16.0 40.0-20.0	32.0-16.0 40.0-20.0 50.0-25.0	40.0-20.0 50.0-25.0 63.0-32.0
в песчаные формы, отверждаемые вне контакта с оснасткой, в сырые и сухие песчаные формы	До 630 630-4000 Св. 4000	80.0-40.0 100.0-50.0 125.0-63.0	100.0-50.0 125.0-63.0 200.0-125.0	125.0-63.0 200.0-125.0 св. 200.0

 

При контроле шероховатости поверхности влияние дефектов (пригара, оксидных плен, ужимин и т.д.) должно быть исключено, так как по ГОСТ 2789-73 [9] требования к шероховатости на дефекты не распространяются. Требования по наличию дефектов указываются в технических условиях.

Для контроля шероховатости поверхности отливок в настоящее время применяются эталоны шероховатости (ГОСТ 25142-82 [10]).

Шероховатость поверхности отливок увеличивает номинальный размер и массу отливок и их погрешности. При этом в расчетных величинах размера и массы отливки шероховатость, как правило, не учитывается. Вместе с тем, при литье в песчано-глинистые формы шероховатость может играть существенную роль в формировании размера и массы отливок.

Степень точности поверхности определяется по таблице 4. 4. (ГОСТ Р 53464-2009 таблица В.1)

Она также как и класс размерной точности отливки зависит от вида технологического процесса, от наибольшего размера отливки и от типа сплава.

Таблица 4.4.

Степень точности поверхности

 

Технологический процесс литья	Наибольший габаритный размер отливки, мм	Тип сплава
цветные легкие нетермообрабатываемые сплавы	Не ТО черные и цв.туго-плавкие сплавы и ТО цв. легкие сплавы	ТО чугунные и цв.туго-плавкие сплавы	ТО стальные сплавы
степени точности отливки
Литье по Газ моделям в песч. формы Литье в ПГС сырые формы из низковлажных (до 2.8%) высокопрочных (более 160 кПа или 1.6 кг/см^3) смесей, с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц Литье в песчаные отвержденные сухие или подсушенные формы, окрашенные покрытиями на водной основе, нанесенными пульверизацией или окунанием Литье в кокиль с песчаными стержнями	до 100 ˃100 - 250 ˃250 - 630 ˃630 - 1600 ˃1600 - 4000	7-14 8-15 9-16 10-17 11-18	8-15 9-16 10-17 11-18 12-19	9-16 10-17 11-18 12-19 13-19	10-17 11-18 12-19 13-19 14-20
литье в ПГС сырые формы из смесей с влажностью от 2.8 до 3.5% и прочностью от 120 до 160кПа (от 1.2 до 1.6 кг/см^3) со среднем уровнем уплотнения до твердости не ниже 80 единиц. Литье в песчаные отвержденные сухие или подсушенные формы, окрашенные покрытиями на водной основе, нанесенными кистью или самовысыхающимися покрытиями, нанесенными пульверизацией или окунанием	до 100 св. 100 до 250 св. 250 до 630 св. 630 до 1600 св. 1600-4000 св.4000-10000	8-15 9-16 10-17 11-18 12-19 13-19	9-16 10-17 11-18 12-19 13-19 14-20	10-17 11-18 12-19 13-19 14-20 15-20	11-18 12-19 13-19 14-20 15-20 16-21
литье в сырые формы из смесей с влажностью от 3.5 до 4.5% и прочностью от 60 до120 кПа (от 0.6 до 1.2 кг/см^3) со среднем уровнем уплотнения до твердости не ниже 70 единиц. Литье в песчаные отвержденные сухие или подсушенные формы, окрашенные самовысыхающими или самотвердеющими покрытиями, нанесенными кистью	до 100 св. 100-250 св. 250-630 св. 630-1600 св. 1600-4000 св.4000-10000	9-16 10-17 11-18 12-19 13-19 14-20	10-17 11-18 12-19 13-19 14-20 15-20	11-18 12-19 13-19 14-20 15-20 16-21	12-19 13-19 14-20 15-20 16-21 17-21
литье в ПГС сырые формы из высоко-влажных (более 4.5%) низко-прочных (до 60 кПа или 0.6 кг/см^3) смесей с низким уровнем уплотнения до твердости ниже 70 единиц. Литье в песчаные отвержденные сухие или подсушенные неокрашенные формы. Литье в формы из ЖСС	до 100 св. 100 до 250 св. 250 до 630 св. 630 до 1600 св. 1600 до 4000 св.4000 до 10000 св. 10000	10-17 11-18 12-19 13-19 14-20 15-20 16-21	11-18 12-19 13-19 14-20 15-20 16-21 17-21	12-19 13-19 14-20 15-20 16-21 17-21 18-22	13-19 14-20 15-20 16-21 17-21 18-22 19-22
Литье под давлением в металлические формы	до 100 св. 100 до 250 св. 250 до 630	2-6 3-7 4-8	3-7 4-8 5-9	4-8 5-9 6-10	5-9 6-10 7-11
Литье в керамические формы литье по выжигаемым и выплавляемым моделям	до 100 св. 100 до 250 св. 250 до 630	3-8 4-9 5-10	4-9 5-10 6-11	5-10 6-11 7-12	6-11 7-12 8-13
Оболочковые формы из термореактивных смесей. Литье в облицованный кокиль, литье в вакуумно-пленочные песчаные формы	до 100 св. 100 до 250 св. 250 до 630	6-12 7-13 8-14	7-13 8-14 9-15	8-14 9-15 10-16	9-15 10-16 11-17
литье под низким давлением и в кокиль без песчаных стержней, центробежное литье в металлические формы	до 100 св. 100 до 250 св. 250 до 630	4-9 5-10 6-11	5-10 6-11 7-12	7-11 7-12 8-13	7-12 8-13 9-14

 

В таблице указаны диапазоны классов размерной точности отливок, обеспечиваемых различными технологическими процессами литья.

Меньшие значения относятся к простым отливкам и условиям массового автоматизированного производства, большие—к сложным отливкам в условиях единичного и мелкосерийного производства, средние—к отливкам средней сложности и условиям механизированного серийного производства

Допустимая величина шероховатости регламентируется для поверхностей, не подвергающихся механической обработке, путем обозначения допуска неровности поверхности для всей детали в правом верхнем углу чертежа и (или) для отдельных поверхностей, где требуются повышенные характеристики по чистоте поверхности. Примеры обозначения шероховатости поверхности приведена на рис.4.3.

Конструктором могут назначаться три знака шероховатости:

1. Если вид обработки поверхности не устанавливается конструктором (знак, показанный на рис. 4.3 -1)

2. В случае, если поверхность обрабатывается механическим способом (точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т.п.) (знак, указанный на рис. 4.3.-2).

Рис. 4.3. Примеры обозначения шероховатости поверхности [12]

 

3. Обозначение шероховатости поверхности, образуемой без снятия слоя металла, например литьем, ковкой, штамповкой, прокаткой и т.п. (знак, показанный на рис. 4.3.-3)

Рис. 4.4. Примеры специфических случаев обозначения шероховатости.

 

В 2 случае при полной обработке поверхности на все поверхности назначаются припуски на механическую обработку. В этом случае определение степени точности поверхности отливки может не производиться.

Во 1-м и 3-м случаях вначале необходимо проверить возможность достижения требуемой шероховатости поверхности литьем при заданном технологическом процессе. По таблице 4.5, где по степени точности поверхности определяется значение шероховатости поверхности соответствующее технологическому процессу, применяемому для изготовления отливки.

Таблица 4.5

Соответствие между шероховатостью и степеням точности поверхностей отливок.

 

Шероховатость поверхности	Значение шероховатости для степеней точности поверхности отливки
Rа, мкм, не более	2.0	2.5	3.2	4.0	5.0	6.3	8.0	10.0	12.5	16.0	20.0
Высота неровно -стей профиля Rz,мкм не более			12,5

 

Шероховатость поверхности	Значение шероховатости для степеней точности поверхности отливки
Rа, мкм, не более								-	-	-	-
Высота неровно-стей профиля Rz,мкм не более

 

R_а – среднее арифметическое отклонение профиля

 

Если шероховатость поверхности меньше заданного конструктором значения, то это означает, что технологический процесс изготовления отливки выбран правильно. При значении шероховатости большем, чем задано на чертеже, необходимо заменить способ литья, на обеспечивающий более высокую чистоту поверхности. При невозможности данной операции обрабатывать все поверхности механическим путем.

 

Класс точности массы (КМ)

 

Масса является обобщенной характеристикой качества технологического процесса изготовления отливок, а ее отклонения являются показателем отклонений размеров и плотности металла в отливках. Погрешности объема определяются отклонениями от норм линейных размеров, формы, расположения, шероховатости и неровности поверхностей. Погрешности плотности определяются типом сплава (отклонения по химическому составу) газонасыщенностью, характером кристаллизации, условиями питания и т.п.

Класс точности масс определяется по таблице 4.6. (ГОСТ Р 53464-2009 таблица Д.1)

Таблица 4.6

Классы точности массы отливок

 

Технологический процесс литья	Номинальная масса отливки кг	Тип сплава
цветные легкие нетермообрабатываемые сплавы	Не ТО черные и цв.туго-плавкие сплавы и ТО цв. легкие сплавы	ТО чугунные и цв.туго-плавкие сплавы	ТО стальные сплавы
Класс точности массы отливки
литье в ПГС сырые формы из низковлажных (до 2.8%) высокопрочных (более 160 кПа или 1.6 кг/см^3) смесей, с высоким и однородным уплотнением до твердости не ниже 90 единиц Литье по газифицируемым моделям в песчаные формы. Литье в формы отверждаемые в контакте с холодной оснасткой. Литье под низким давлением и в кокиль с песчаными стержнями. Литье в облицованный кокиль	до 1 св. 1-10 св. 10-100 св. 100-1000 св. 1000-10000 св.10000-100000	4-11 5т-12 5-13т 6-13 7т-14 7-15	5т-12 5-13т 6-13 7т-14 7-15 8-15	5-13т 6-13 7т-14 7-15 8-15 9т-16	6-13 7т-14 7-15 8-15 9т-15 9-16
литье в ПГС сырые формы из смесей с влажностью от 2.8 до 3.5% и прочностью от 120 до 60 кПа (от 1.2 до 1.6 кг/см^3) со среднем уровнем уплотнения до твердости не ниже 80 единиц. Литье центробежное (внутренние поверхности) Литье в формы, отверждаемые в контакте с горячей оснасткой Вакуумно-пленочное литье	до 1 св. 1-10 св. 10-100 св. 100-1000 св. 1000-10000 св.10000-100000	5т-12 5-13т 6-13 7т-14 7-15 8-15	5-13т 6-13 7т-14 7-15 8-15 9т-16	6-13 7т-14 7-15 8-15 9т-16 9-16	7т-14 7-15 8-15 9т-15 9-16 10-16
литье в песчано-глинистые сырые формы из смесей с влажностью от 3.5 до 4.5% и прочностью от 60 до120 кПа (от 0.6 до 1.2 кг/см^3) со среднем уровнем уплотнения до твердости не ниже 70 единиц. Литье в формы, отверждаемые вне контакта с оснасткой без тепловой сушки Литье в формы из ЖСС Литье в ПГС подсушенные и сухие формы Литье в оболочковые формы из термореактивных смесей	до 1 св. 1-10 св. 10-100 св. 100-1000 св. 1000-10000 св.10000-100000	5-13т 6-13 7т-14 7-15 8-15 9т-16	6-13 7т-14 7-15 8-15 9т-16 10-16	7т-14 7-15 8-15 9т-16 9-16 10-16	7-15 8-15 9т-16 9-16 10-16 11т-16
литье в песчано-глинистые сырые формы из высоко-влажных (более 4.5%) низко- прочных (до 60 кПа или 0.6 кг/см^3) смесей с низким уровнем уплотнения до твердости ниже 70 единиц.	до 1 св. 1-10 св. 10-100 св. 100-1000 св. 1000-10000 св.10000-100000	6-13 7т-14 7-15 8-15 9т-16 9-16 10-16	7т-14 7-15 8-15 9т-16 9-16 10-16 11т-16	7-15 8-15 9т-16 9-16 10-16 11т-16 11-16	8-15 9т-16 9-16 10-16 11т-16 11-16 12-16
Литье под давлением в металлические формы и по выжигаемым моделям с применением малотерморасширяющихся огнеупорных материалов-плавленого кварца, корунда и т.п.	до 1 св. 1-10 св. 10-100	1-7 2-8 3т-9т	2-8 3т-9т 3-9	3т-9т 3-9 4-10	3-9 4-10 5т-11т
Литье по выжигаемым моделям с применением кварцевых огнеупорных материалов	до 1 св. 1-10 св. 10-100	2-9т 3т-9 3-10	3т-9 3-10 4-11т	3-10 4-11т 5т-11	4-11т 5т-11 5-12
Литье по выплавляемым моделям с применением кварцевых огнеупорных материалов	до 1 св. 1-10 св. 10-100	3т-9 3-10 4-11т	3-10 4-11т 5т-11	4-11т 5т-11 5-12	5т-11 5-12 6-13т
литье под низким давлением и в кокиль без песчаных стержней	до 1 св. 1-10 св. 10-100 св. 100-1000 св. 1000-10000	3-10 4-11т 5т-11 5-12 6-13т	4-11т 5т-11 5-12 6-13т 7-13	5т-11 5-12 6-13т 7т-13 7-14	5-12 6-13т 7т-13 7-14 8-15

 

4.6. Допуск смещения (Т_см)

Допуск смещения элемента отливки устанавливается по таблице 4.1 (ГОСТ Р 53464-2009 таблица 1) по плоскости разъема в диаметральном выражении – равен разности предельных отклонений положений частей элемента отливки, формируемых в разных полуформах от номинального положения (рис. 4.5).

Допуск смешения отливки по плоскости разъема в диаметральном выражении устанавливают на уровне класса размерной точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок отливки, выходящих на разъем или пересекающего его.

Наиболее характерным отклонением расположения в отливках является смещение по плоскости разъема.

Т_см=D_max-D_min

 

Рис. 4.5. Смещение по плоскости разъема отливки.

 

 

Таблица 4.7.

 

Допуски линейных размеров отливок (на сторону), мм (ГОСТ Р 53464-2009 таблица 1)

 

Номиналь-ный размер, мм	Допуски размеров отливок, мм, не более, для класса точности
		3т			5т			7т
до 4 4-6 7-10 11-16 17-25 26-40 40-63 64-100 101-160 161-250 251-400 401-630 631-1000 1001-1600 1601-2500 2501-4000 4001-6300 6301-10000	0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.14 0.16 - - - - - - - - -	0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 - - - - - - - - -	0.10 0.11 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.28 0.32 - - - - - - -	0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 - - - - - - -	0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 0.44 0.50 0.56 - - - - - -	0.20 0.22 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 0.44 0.50 0.56 0.64 0.70 0.80 - - - - -	0.24 0.28 0.32 0.36 0.40 0.44 0.50 0.56 0.64 0.70 0.80 0.90 1.00 - - - - -	0.32 0.36 0.40 0.44 0.50 0.56 0.64 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.40 - - - -	0.40 0.44 0.50 0.56 0.64 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 - - -	0.50 0.56 0.64 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 3.20 - -	0.64 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.80 3.20 3.60 - -
	9т			11т			13т
до 4 4-6 7-10 11-16 17-25 26-40 40-63 64-100 101-160 161-250 251-400 401-630 631-1000 1001-1600 1601-2500 2501-4000 4001-6300 6301-10000	0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 5.0	1.0 1.1 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 5.0 5.6 6.4 8.0	1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 5.0 5.6 6.4 7.0 8.0 10.0	1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 5.0 5.6 6.4 7.0 8.0 9.0 10.0 12.0	2.0 2.2 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 5.0 5.6 6.4 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 16.0	- 2.8 3.2 3.6 4.0 4.4 5.0 5.6 6.4 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 14.0 16.0 20.0	- - 4.0 4.4 5.0 5.6 6.4 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 24.0	- - 5.0 5.6 6.4 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 32.0	- - -	- - - -	- - - -