Разработка технологического процесса изготовления отливки: Комплексное руководство для курсового проекта

В современном машиностроении, где эффективность и качество производства являются ключевыми факторами успеха, на долю литья приходится свыше 70-80% от общего объема производимых отливок в мире, включая Россию. Эти цифры красноречиво свидетельствуют о беспрецедентной значимости литейного производства, его фундаментальной роли в создании заготовок для подавляющего большинства промышленных изделий. Именно поэтому глубокое понимание и мастерство в разработке технологических процессов изготовления отливок становятся не просто желательным, а критически важным навыком для каждого инженера. Данное руководство призвано стать надежным компасом для студентов инженерно-технических вузов, предлагая не просто набор инструкций, а комплексный, многогранный подход к проектированию, который позволит превратить абстрактные чертежи в высококачественные, экономически эффективные отливки. Мы погрузимся в мир материалов, конструкций, методов формовки и цифровых инноваций, чтобы обеспечить студентам инструментарий для создания курсовых работ, превосходящих стандартные требования и отражающих самые современные достижения отрасли.

Введение: Цели, задачи и актуальность курсовой работы

Разработка технологического процесса изготовления отливки – это не просто академическое упражнение, а одна из фундаментальных задач в инженерной практике, напрямую влияющая на качество, стоимость и сроки производства. В условиях постоянно растущих требований к эксплуатационным характеристикам деталей и стремления к максимальной экономической эффективности, актуальность данной темы возрастает многократно, ведь неправильно спроектированный техпроцесс может привести к значительному проценту брака, увеличению материальных и временных затрат, а в конечном итоге – к снижению конкурентоспособности продукции.

Цель данной курсовой работы – не только овладеть теоретическими основами литейного производства, но и приобрести практические навыки комплексного проектирования, способного учесть все нюансы – от выбора сплава и оценки технологичности конструкции до применения современных цифровых инструментов и методов контроля качества.

В рамках этой работы будут последовательно рассмотрены:

• Общая методология и этапы разработки технологического процесса.
• Ключевые аспекты выбора материала, включая детальный сравнительный анализ чугуна и стали.
• Методы оценки и оптимизации технологичности конструкции отливок, в том числе малоосвещенные количественные показатели.
• Многообразие технологических способов формовки, от традиционных до инновационных.
• Влияние положения отливки в форме и выбора плоскости разъема на качество продукции.
• Актуальная нормативно-техническая база, регламентирующая литейное производство.
• Современные достижения в области компьютерного моделирования и автоматизации литейных процессов.
• Комплексные подходы к контролю качества и предотвращению дефектов.

Структура работы выстроена таким образом, чтобы обеспечить логическую последовательность шагов, необходимых для создания детального и обоснованного технологического процесса. Практическая ценность этой работы для студентов заключается в формировании системного инженерного мышления, развитии навыков анализа, синтеза и принятия обоснованных технических решений, что является краеугольным камнем для будущих специалистов в области машиностроения и металлургии.

Общая методология и этапы разработки технологического процесса отливки

Разработка технологического процесса изготовления отливки представляет собой многоступенчатую инженерную задачу, охватывающую весь жизненный цикл изделия: от зарождения идеи на чертеже до финального контроля качества готовой детали. Этот процесс требует системного подхода, глубоких знаний материаловедения, металлургии, конструирования и экономики производства. В его основе лежит стремление к оптимизации всех параметров для получения высококачественной отливки с минимальными затратами.

Исходные данные и техническое задание на проектирование

Любой технологический процесс начинается с исходных данных – своего рода «ДНК» будущей отливки. Главными здесь выступают:

1. Чертеж литой детали: Этот документ является отправной точкой, содержащей всю геометрическую информацию о детали, ее размеры, допуски, шероховатость поверхностей, а также указания по термообработке и механической обработке. Он определяет форму, функциональное назначение и конструктивные особенности будущей отливки.
2. Технические условия (ТУ) на изготовление: ТУ дополняют чертеж, детализируя требования к материалу (марка сплава, химический состав, механические свойства), к качеству поверхности, отсутствию дефектов, методам контроля, а иногда и к условиям эксплуатации. Для курсовой работы важно четко определить эти условия, поскольку они напрямую влияют на выбор технологии и проектирование оснастки.

На этом этапе происходит первичный анализ, включающий изучение конфигурации детали, ее габаритов, толщины стенок, наличия внутренних полостей и сложных элементов. Особое внимание уделяется тем местам, которые могут вызвать затруднения при формовке или стать потенциальными очагами дефектов.

Последовательность выполнения основных этапов проектирования

Процесс разработки технологии изготовления отливки – это последовательность логически связанных действий, каждый из которых играет свою роль в достижении конечного результата. Этапы могут быть представлены следующим образом:

1. Анализ технологичности конструкции детали:
   • Цель: Выявление конструктивных недостатков, которые могут привести к усложнению производства или образованию дефектов.
   • Содержание: Оценка общей конфигурации, рациональности расположения элементов, равномерности толщины стенок, наличия острых углов, требуемой точности и качества поверхности. На этом этапе могут быть предложены изменения в конструкции для ее улучшения.
2. Выбор марки сплава и определение его литейных свойств:
   • Цель: Обоснованный выбор оптимального материала, соответствующего эксплуатационным требованиям и технологическим возможностям.
   • Содержание: Изучение физико-химических и механических свойств чугунов, сталей или других сплавов. Анализ их жидкотекучести, усадки, склонности к образованию дефектов, температуры плавления.
3. Разработка литейного чертежа отливки:
   • Цель: Создание чертежа, учитывающего все литейные особенности и требования к производству.
   • Содержание: Выбор положения отливки в форме, определение плоскости разъема. Назначение припусков на механическую обработку и усадку. Определение границ стержней, размеров стержневых знаков, литейных уклонов и зазоров. Все это оформляется в соответствии с ГОСТ 3.1125-88, формируя чертеж отливки с модельно-литейными указаниями.
4. Выбор способа изготовления литейных форм и формовочной смеси:
   • Цель: Определение наиболее подходящей технологии формовки (песчаная, кокильная, по выплавляемым моделям и др.) и состава формовочной смеси.
   • Содержание: Учет геометрической характеристики детали (конфигурации, размеров, массы), серийности производства, требуемой точности и производственных возможностей цеха.
5. Расчет и конструирование литниковой системы:
   • Цель: Проектирование каналов, по которым расплавленный металл будет поступать в полость формы, обеспечивая ее полное и равномерное заполнение без дефектов.
   • Содержание: Расчет размеров литниковой воронки (чаши), стояка, шлакоуловителя, литникового хода, питателя и выпоров. Особое внимание уделяется обеспечению направленного затвердевания и компенсации усадки.
6. Проектирование стержней и стержневых ящиков:
   • Цель: Создание элементов для формирования внутренних полостей отливки.
   • Содержание: Определение внешнего контура и размеров стержня, выбор его конструкции, материала и технологии изготовления. Разработка чертежей стержневых ящиков.
7. Разработка технологической оснастки:
   • Цель: Изготовление всех необходимых приспособлений для формовки и сборки.
   • Содержание: Проектирование и создание моделей, подмодельных плит, опок, сушильных плит и контрольных шаблонов.
8. Приготовление формовочной и стержневой смесей:
   • Цель: Подготовка материалов для изготовления формы и стержней с заданными свойствами.
   • Содержание: Выбор рецептуры, смешивание компонентов и контроль качества смесей.
9. Изготовление литейной формы, стержней и их сборка:
   • Цель: Создание готовой формы для заливки металла.
   • Содержание: Формовка полуформ, изготовление стержней, сушка (при необходимости), сборка формы и установка стержней.
10. Приготовление расплавов и заливка расплава в форму:
    • Цель: Получение металла требуемого химического состава и температуры, а также его аккуратная заливка.
    • Содержание: Плавка металла, рафинирование, модифицирование (если требуется), контроль температуры, скорости и равномерности заливки.
11. Выбивка отливки из формы и стержней из отливок:
    • Цель: Извлечение отливки после затвердевания.
    • Содержание: Механическое удаление формовочной смеси и стержней.
12. Очистка, обрубка и термообработка отливок:
    • Цель: Приведение отливки в товарный вид и придание ей необходимых механических свойств.
    • Содержание: Удаление литниковой системы, зачистка облоя, шлифовка, пескоструйная обработка. Термическая обработка (отжиг, нормализация, закалка, отпуск) для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры.
13. Контроль качества отливок и приемка готового изделия:
    • Цель: Проверка соответствия отливки всем требованиям чертежа и ТУ.
    • Содержание: Визуальный осмотр, замер геометрических параметров, дефектоскопия (ультразвуковая, рентгенографическая), механические испытания, анализ макро- и микроструктуры.

Каждый из этих этапов тесно взаимосвязан с другими, и ошибки на одном из них могут привести к критическим последствиям на последующих. Именно поэтому комплексный и скрупулезный подход является залогом успешной разработки технологии.

Выбор материала для отливки: Свойства, анализ и обоснование

Выбор материала для отливки – это краеугольный камень любого технологического процесса, определяющий не только эксплуатационные характеристики будущей детали, но и всю специфику литейной технологии. Здесь инженеру необходимо балансировать между требованиями к прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, а также литейными свойствами сплава, его стоимостью и технологичностью.

Основные литейные свойства чугунов и сталей

Литейные свойства сплавов – это комплекс характеристик, описывающих их поведение в расплавленном состоянии и в процессе кристаллизации. Для чугунов и сталей ключевыми являются:

• Жидкотекучесть: Способность расплавленного металла заполнять форму и точно воспроизводить ее контуры.
  • Чугун: Обладает превосходной жидкотекучестью. Высокое содержание углерода (от 2,5% до 4,5%, типично 4,3%) снижает температуру плавления чугуна до 1150-1200 °C, что на 150-200 °C ниже, чем у стали. Повышение содержания углерода с 2,5% до 4,5% может увеличить жидкотекучесть чугуна на 20-30% по сравнению со сталью. Это позволяет получать сложные, тонкостенные отливки с минимальной толщиной стенок до 3-4 мм, тогда как для стальных отливок этот показатель обычно составляет 6-8 мм. Жидкотекучесть чугуна в спиральной пробе может достигать 800-1200 мм.
  • Сталь: Жидкотекучесть стали значительно ниже, что обусловлено более высокой температурой плавления (1500-1550 °C) и меньшим содержанием углерода. Показатель жидкотекучести для сталей редко превышает 400-600 мм, что ограничивает возможность получения тонкостенных и сложнопрофильных отливок.
• Линейная и объемная усадка: Уменьшение размеров и объема металла при охлаждении и затвердевании.
  • Чугун: Обладает меньшей усадкой по сравнению со сталью. Серый чугун, благодаря выделению графита в процессе кристаллизации, имеет относительно низкую линейную усадку (0,8-1,2%), что компенсирует усадочные напряжения и снижает риск образования усадочных раковин и трещин.
  • Сталь: Характеризуется более высокой линейной усадкой (1,8-2,5%), что требует более тщательного расчета прибылей и литниковых систем для предотвращения усадочных дефектов.

Формирование свойств металла в отливках существенно зависит от этих литейных свойств, а также от режима заливки расплава (температуры, скорости), скорости охлаждения и обеспечения направленности процесса затвердевания в форме.

Сравнительный анализ чугуна и стали как материалов для отливок

Выбор между чугуном и сталью для изготовления отливки – это компромисс, основанный на анализе множества факторов.

Характеристика	Чугун (серый)	Сталь (углеродистая литейная)
Содержание углерода	Высокое (2,5-4,5%), что способствует хорошим литейным свойствам.	Низкое (0,1-0,6%), что ухудшает литейные свойства, но повышает прочность.
Температура плавления	Низкая (1150-1200 °C).	Высокая (1500-1550 °C).
Жидкотекучесть	Отличная (800-1200 мм в спиральной пробе), позволяет получать тонкостенные и сложные отливки (до 3-4 мм толщиной).	Удовлетворительная (400-600 мм), затрудняет получение тонкостенных отливок (обычно 6-8 мм).
Усадка	Низкая (0,8-1,2%), менее подвержен короблению и трещинам благодаря графиту.	Высокая (1,8-2,5%), требует больших прибылей и тщательного проектирования.
Прочность	Меньшая прочность на разрыв (σв = 100-350 МПа для СЧ10-СЧ35), но высокая прочность на сжатие (до 800-1200 МПа, в 3-4 раза выше, чем у сталей), хорошая виброгасящая способность.	Высокая прочность на разрыв (σв = 400-600 МПа для Стали 25Л), большая пластичность и ударная вязкость (δ = 15-30% и более).
Хрупкость	Высокая (относительное удлинение δ ≤ 0,5-1%).	Низкая (высокое относительное удлинение δ), более пластичен.
Стоимость	Относительно низкая (на 10-15% ниже стали, а литье на 20-40% ниже стального), проще в приготовлении.	Выше, требует больших затрат на материалы, энергию и последующую механическую обработку.
Коррозионная стойкость	Хорошая в атмосферных условиях, пресной/морской воде, некоторых слабых агрессивных средах (скорость коррозии в морской воде в 2-3 раза ниже, чем у низкоуглеродистых сталей).	Зависит от легирующих элементов; нелегированная сталь подвержена коррозии.
Устойчивость к дефектам	Менее склонен к образованию горячих трещин, обеспечивает плотный металл в тонких сечениях.	Более склонен к горячим трещинам, усадочным раковинам из-за высокой усадки.
Расход металла на литниковую систему	Меньше (на 15-20% по сравнению со сталью) за счет лучшей жидкотекучести и меньшей усадки.	Больше, требует массивных прибылей и литниковых систем для компенсации усадки.
Области применения	Блоки цилиндров, станины станков, корпуса насосов/редукторов, водопроводные трубы, художественное литье.	Детали, требующие высокой прочности, ударной вязкости и пластичности: зубчатые колеса, валы, ответственные корпусные детали, работающие при ударных и динамических нагрузках.

Классификация и особенности различных марок чугуна

Мир чугунов гораздо разнообразнее, чем может показаться на первый взгляд. Различные типы чугуна обладают уникальными свойствами, определяемыми формой графитовых включений в их структуре.

1. Серый чугун (СЧ):
   • Структура: Графит присутствует в виде пластинчатых включений.
   • Свойства: Высокая прочность на сжатие (до 800-1200 МПа), хорошая износостойкость, отличная виброгасящая способность, высокая жидкотекучесть, низкая усадка. Однако он относительно хрупок (δ ≤ 0,5-1%).
   • Применение: Широко используется для станин станков, блоков цилиндров, корпусов редукторов, где важна жесткость и способность гасить вибрации. ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Высокая прочность серого чугуна проявляется в его способности выдерживать значительные сжимающие нагрузки, что в 3-4 раза выше, чем у сталей. Это делает его пригодным для изготовления таких деталей, как блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, станины станков, корпуса насосов и редукторов, где преобладают статические и циклические сжимающие нагрузки, а также где важна высокая виброгасящая способность.
2. Высокопрочный чугун (ВЧ):
   • Структура: Графит имеет шаровидную форму, что значительно улучшает механические свойства.
   • Свойства: Сочетает высокую прочность (σ_в от 400 до 700 МПа для ВЧ40-ВЧ70) и хорошую пластичность (δ до 2-17%), приближаясь по этим параметрам к ст��ли. Обладает жидкотекучестью в 1,5-2,0 раза выше, чем сталь, не склонен к образованию горячих трещин и обеспечивает плотный металл в тонких сечениях без необходимости использования напусков. Стоимость литья из ВЧ на 25-30% ниже стоимости стального литья.
   • Применение: Может успешно заменять серый и ковкий чугун, а также углеродистую и легированную сталь во многих случаях. Используется для коленчатых валов, зубчатых колес, корпусов турбин, деталей насосов, работающих под давлением.
3. Ковкий чугун (КЧ):
   • Структура: Получается из белого чугуна путем длительной термической обработки, графит имеет хлопьевидную форму.
   • Свойства: Обладает повышенной пластичностью и ударной вязкостью (σ_в от 300 до 370 МПа, δ до 6-12% для КЧ30-6-КЧ37-12) по сравнению с серым чугуном.
   • Применение: Применяется для деталей, требующих некоторой пластичности и ударной вязкости, но не таких высоких, как у стали (например, кронштейны, корпуса редукторов, фланцы).

Применение стандартов для выбора материалов

Выбор материала для отливки немыслим без обращения к нормативно-технической документации, которая регламентирует требования к химическому составу, механическим свойствам и качеству сплавов.

• ГОСТ 977-88 «Отливки стальные. Общие технические условия»: Этот стандарт распространяется на стальные отливки, изготавливаемые различными способами из нелегированных и легированных конструкционных, а также легированных литейных сталей со специальными свойствами. Он является фундаментальным документом при проектировании стальных отливок.
• ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки»: Устанавливает марки высоколегированных сталей и сплавов, предназначенных для работы в агрессивных средах, при высоких температурах и нагрузках. Этот стандарт будет актуален, если отливка предполагается для использования в особых эксплуатационных условиях.
• ОСТ 108.961.04-80 «Отливки из углеродистых и легированных сталей, никелевых сплавов для деталей стационарных газовых турбин и компрессоров. Технические условия»: Данный отраслевой стандарт является примером специализированного документа, который определяет особо жесткие требования к материалам, предназначенным для критически важных деталей, работающих в экстремальных условиях, таких как лопатки турбин или корпусные элементы компрессоров.

Опираясь на эти стандарты, инженер может не только обоснованно выбрать марку сплава, но и корректно сформулировать требования к его химическому составу, механическим свойствам и методам контроля, что является залогом получения качественной отливки.

Оценка и оптимизация технологичности конструкции отливки

Технологичность конструкции отливки – это не просто желательное свойство, а ключевой фактор, определяющий экономическую эффективность и качество литейного производства. С инженерной точки зрения, технологичной считается такая конструкция, которая позволяет достичь заданных эксплуатационных характеристик при минимальных затратах ресурсов на всех этапах – от изготовления заготовки до последующей механической обработки и эксплуатации.

Понятие технологичности и ее значение в литейном производстве

Технологичность конструкции отливок – это совокупность свойств, определяющих приспособленность конструкции для достижения оптимальных затрат ресурсов (материалов, труда, энергии) при производстве и эксплуатации, при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ.

Значение технологичности в литейном производстве трудно переоценить. Конструкция литой детали должна отвечать не только ее функциональному назначению и качественным показателям (прочность, точность, эстетичность), но и удобству изготовления с минимальными экономическими затратами. Улучшение технологичности конструкции литых деталей может привести к значительному технико-экономическому эффекту. Например, оптимизация геометрии может сократить трудозатраты на механическую обработку до 30-50%, снизить расход металла на 10-25% (за счет уменьшения массы отливки и литниковых систем) и уменьшить процент брака на 5-15% (благодаря устранению причин дефектов).

Анализ технологичности литых деталей проводится с учетом опыта производства аналогичных отливок и технических возможностей предприятия-изготовителя. При выявлении недостатков, приводящих к браку, учитывают общую конфигурацию, основные размеры (толщину стенок, ребер), материал и технические требования к детали.

Качественные методы оценки технологичности: «Правило лучей»

Качественные методы оценки технологичности основываются на визуальном анализе и экспертных оценках, часто используемых на начальных этапах проектирования. Один из таких методов – это «правило лучей».

«Правило лучей» (или «правило двух лучей») – это простой, но эффективный метод визуальной оценки технологичности конструкции модели отливки. Он предполагает, что если модель отливки освещается двумя параллельными пучками света, направленными перпендикулярно двум основным плоскостям разъема, и на ней не образуются тени, то такая конструкция не требует отъемных частей и является технологичной для свободного извлечения из формы. Появление теней указывает на наличие поднутрений, которые требуют использования отъемных частей модели или стержней, что усложняет формовку и увеличивает ее стоимость. Так не стоит ли изначально проектировать детали без поднутрений, чтобы сэкономить на производстве?

Этот метод позволяет быстро выявить проблемные зоны конструкции и скорректировать их еще на этапе эскизного проектирования, предотвращая будущие сложности в производстве.

Количественные показатели технологичности

В отличие от качественных методов, количественная оценка технологичности выражается числовыми показателями, что позволяет более объективно сравнивать различные варианты конструкций и оценивать степень их соответствия требованиям.

1. Коэффициент использования металла (КИМ):
   • Определение: Отношение массы готовой детали к массе металла, использованного для получения заготовки (масса годной отливки + масса литниковой системы + припуски).
   • Формула: КИМ = Mдетали / Mзаготовки
   • Значение: Чем выше КИМ, тем рациональнее используется металл, меньше отходов и ниже себестоимость.
   • ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Типичные значения КИМ для песчаного литья составляют 0,5-0,7, для литья в кокиль – 0,7-0,85, а для литья по выплавляемым моделям – 0,85-0,95, что демонстрирует значительную разницу в эффективности различных технологий.
2. Коэффициент необрабатываемой поверхности (КНП):
   • Определение: Отношение площади механически необрабатываемой поверхности к общей площади поверхности отливки.
   • Формула: КНП = Sнеобрабатываемой / Sобщей
   • Значение: Чем ближе КНП к 1, тем меньше требуется механической обработки, что снижает трудоемкость и стоимость производства.
   • ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Для технологичных отливок КНП стремится к 1. Например, при литье по выплавляемым моделям КНП может достигать 0,9-0,95, тогда как при литье в песчаные формы этот показатель может быть ниже (0,6-0,8) из-за более грубой поверхности и больших припусков.
3. Коэффициент конструктивной сложности (K_кс):
   • Определение: Оценивает рациональность конструкции с точки зрения ее геометрической сложности и влияния на процесс формовки и извлечения из формы.
   • Значение: Принимает значения от 0 до 1; чем ближе к 1, тем технологичнее конструкция.
   • ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Расчет K_кс может быть выполнен как отношение массы детали к ее габаритным размерам, скорректированное на количество усложняющих элементов: отверстий, ребер, радиусов, плоскостей разъема, стержней и отъемных частей. Более сложный метод расчета K_кс учитывает сумму произведений толщины стенок на количество их видов, сумму длин сопряжений, количество плоскостей разъема, наличие стержней и отъемных частей. Чем меньше этих усложняющих факторов, тем выше K_кс. Формально, Kкс = (∑(si * ni) + ∑Lj + Np + Ncт + Nотъем) / A, где A – нормирующий коэффициент, s_i – толщина стенки, n_i – количество таких стенок, L_j – длина сопряжения, N_p – количество плоскостей разъема, N_cт – количество стержней, N_отъем – количество отъемных частей. Оптимизация этих параметров приводит к росту K_кс.
4. Коэффициент габаритности (K_V):
   • Определение: Отношение объема литой детали по габаритам (V) к ее массе (M).
   • Формула: KV = V / M
   • Значение: Чем меньше K_V, тем более компактной и рациональной является конструкция, что указывает на оптимальное использование материала и меньшую склонность к короблению.
   • ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Для технологичных отливок K_V обычно находится в диапазоне от 0,0001 до 0,001 м³/кг (или 0,1-1 см³/г), в зависимости от плотности материала. Низкое значение K_V говорит об отсутствии излишних объемов, которые не несут функциональной нагрузки, но увеличивают массу и потенциал для усадочных дефектов.

Конструктивные рекомендации для повышения технологичности

Для повышения технологичности литых деталей необходимо придерживаться ряда конструктивных принципов:

1. Равномерность толщины стенок: Толщина литых стенок должна быть по возможности равномерной. Резкие перепады толщины приводят к неравномерному охлаждению, возникновению местных напряжений, усадочных раковин, пористости и трещин. Если перепады неизбежны, необходимо обеспечивать плавные переходы.
2. Плавные переходы (галтели): Острые углы являются концентраторами напряжений и часто становятся очагами трещин. Плавные галтели вместо острых углов предотвращают появление местных напряжений и трещин в отливке. При сопряжении двух стенок одинаковой толщины под прямым углом рекомендуется принимать радиус внутренней галтели r = s и радиус внешней галтели R = 2s, где s — толщина литых стенок.
3. Ребра жесткости: Для усиления связи между элементами литых деталей, а также для повышения их прочности и жесткости следует предусматривать ребра. Они позволяют уменьшить общую массу детали, сохраняя при этом ее прочностные характеристики.
4. Бобышки и приливы: В местах сквозных отверстий на литых деталях часто предусматриваются бобышки или приливы. Они служат для увеличения толщины металла вокруг отверстия, что предотвращает образование дефектов при сверлении и обеспечивает достаточную прочность при установке крепежа.
5. Литейные уклоны: Для облегчения извлечения модели из формы и стержней из стержневых ящиков необходимо предусматривать литейные уклоны на всех вертикальных стенках и ребрах, перпендикулярных к плоскостям разъема. ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Типичные значения литейных уклонов (конусности) на вертикальных стенках отливок составляют 1-3° для песчаных форм и 0,5-1,5° для металлических форм (кокилей), что соответствует уклону 1:100 — 1:100.
6. Минимизация отъемных частей и стержней: Технологичность по условиям формовки повышается при отсутствии отъемных частей на модели и уменьшении количества стержней. Каждый стержень и отъемная часть усложняют процесс формовки, увеличивают трудоемкость и повышают вероятность дефектов.
7. Окна для простановки стержней: Литые детали должны иметь достаточное число окон для удобной и точной установки стержней.

Применение этих рекомендаций позволяет не только упростить производственный процесс, но и существенно улучшить качество отливок, снизить их себестоимость и повысить общую эффективность производства.

Выбор технологического способа формовки и обоснование его применения

Выбор оптимального технологического способа формовки – это ключевое решение, которое оказывает прямое влияние на качество отливок, производительность, экономичность и, в конечном итоге, на успех всего проекта. От разнообразия материалов и сложности конфигурации детали до объемов производства и требований к точности – каждый фактор играет свою роль в этом непростом выборе.

Традиционные методы формовки: Преимущества и недостатки

Исторически литейное производство развивалось от простейших ручных способов к сложным автоматизированным системам. Сегодня существуют как проверенные временем, так и инновационные подходы.

1. Литье в разовые песчаные формы:
   • Суть: Наиболее распространенный способ, при котором форма изготавливается из песчано-глинистой или другой смеси, разрушающейся после извлечения отливки.
   • Преимущества: Позволяет изготавливать отливки практически любого размера и веса (от нескольких граммов до сотен тонн), независимо от их серийности (единичное, мелкосерийное, крупносерийное производство). Относительно низкая стоимость оснастки (моделей).
   • Недостатки: Низкая точность (14-16 квалитеты по ГОСТ Р 53464-2009) и чистота поверхности (R_a до 12,5-25 мкм), высокие припуски на механическую обработку. Высокий расход формовочных материалов.
   • Методы формовки:
     • Ручная формовка: Применяется для единичного и мелкосерийного производства, позволяет использовать модели с отъемными частями. Трудоемка, требует высокой квалификации формовщика.
     • Машинная формовка: Применяется в серийном и массовом производстве. Обеспечивает более высокую производительность (до 60-120 форм в час на автоматических линиях, что в 5-10 раз выше, чем при ручной формовке) и точность отливок (10-14 квалитеты). Желательно использовать модели без отъемных частей. Сокращает припуски на механическую обработку на 20-40%.
2. Литье в кокиль (металлические формы):
   • Суть: Заливка металла в многоразовую металлическую форму (кокиль), обычно без стержней или с песчаными стержнями.
   • Преимущества: Значительные преимущества перед песчаным литьем, особенно в эффективности процесса и качестве изделий. Обеспечивает более высокую производительность (в 2-3 раза выше, чем песчаное литье), лучшую чистоту поверхности (R_a = 3,2-6,3 мкм), повышенную плотность металла и более высокую точность размеров (8-12 квалитеты). Уменьшаются припуски на механическую обработку.
   • Недостатки: Высокая стоимость изготовления кокиля, что оправдано только в крупносерийном и массовом производстве. Ограничения по сложности формы и размерам отливок.
3. Литье по выплавляемым моделям:
   • Суть: Изготовление одноразовой модели из легкоплавкого материала (например, воска), покрытие ее многослойной огнеупорной оболочкой, выплавление модели и заливка металла в образовавшуюся полость.
   • Преимущества: Позволяет получать отливки сложной конфигурации с высокой точностью (до 5-7 квалитетов) и чистотой поверхности (R_a = 1,25-2,5 мкм) практически из любых сплавов. Часто исключает последующую механическую обработку.
   • Недостатки: Длительный технологический цикл, высокая трудоемкость и стоимость (в 3-5 раз выше по сравнению с песчаным литьем) из-за сложности изготовления моделей и высокой стоимости материалов.
4. Центробежное литье:
   • Суть: Заливка металла во вращающуюся форму, где центробежные силы прижимают расплав к стенкам, формируя плотную отливку.
   • Преимущества: Высокая плотность металла, мелкозернистая структура, отсутствие усадочных раковин. Идеально подходит для получения полых тел вращения (трубы, втулки, кольца).
   • Недостатки: Ограниченная номенклатура отливок по форме, неравномерность структуры по толщине стенки.

Инновационные технологии формовки

Современное литейное производство постоянно развивается, предлагая новые, более эффективные и точные методы формовки, которые позволяют преодолевать ограничения традиционных технологий.

1. Вакуумно-пленочная формовка (ВПФ):
   • Суть: Формовка осуществляется без связующих, за счет уплотнения сухого песка с помощью вакуума, создаваемого между модельной плитой и тонкой полимерной пленкой.
   • Преимущества: Высокая точность отливок (8-10 квалитеты), чистота поверхности (R_a = 6,3 мкм), экологичность (отсутствие связующих), экономия формовочной смеси. Отсутствие пригара. Применяется в России для производства чугунных ванн (Завод Универсал), стальных отливок (ОАО «Муромский завод трубопроводной арматуры») и железнодорожных отливок.
   • Недостатки: Относительно высокая стоимость оборудования, ограничения по массогабаритным параметрам.
2. Сейатцу-процесс (Seiatsu process):
   • Суть: Технология формовки, основанная на использовании импульсного газодинамического уплотнения формовочной смеси. Смесь уплотняется с помощью серии коротких, высокоэнергетических газовых импульсов.
   • Преимущества: Обеспечивает высокую равномерность и твердость уплотнения формы, точную воспроизводимость контуров модели. Это приводит к повышению точности отливок (до 8-10 квалитетов) и снижению припусков на механическую обработку.
   • Применение: Внедряется в России, например, для производства железнодорожных отливок, где требуется высокая точность и качество поверхности.
3. Литье в вертикально-стопочные формы (ВСФ):
   • Суть: Рациональная конструкция формы, где на одном стояке располагается несколько этажей отливок, что позволяет одновременно заливать несколько изделий.
   • Преимущества: Способствует экономии трудовых, материальных и энергетических ресурсов. Позволяет сократить расход формовочной смеси на 15-20%, снизить энергозатраты на 10-15% и увеличить производительность труда на 20-30% по сравнению с горизонтальной формовкой за счет более компактной литниковой системы и одновременной заливки нескольких отливок.
   • Применение: Эффективен в крупносерийном и массовом производстве для несложных отливок.

Критерии выбора оптимального способа литья

Выбор оптимального способа литья – это многофакторная задача, требующая комплексного анализа.

1. Серийность производства:
   • Единичное и мелкосерийное: Ручная формовка в песчаные формы, литье по выплавляемым моделям (для особо сложных и точных деталей).
   • Крупносерийное и массовое: Машинная формовка в песчаные формы, литье в кокиль, ВПФ, Сейатцу-процесс, литье в вертикально-стопочные формы. Для этих объемов рентабельны способы с использованием металлических или оболочковых форм.
2. Масса и габариты отливки:
   • Крупные и тяжелые: Литье в разовые песчаные формы.
   • Мелкие и средние: Литье в кокиль, по выплавляемым моделям, ВПФ, Сейатцу.
3. Сложность формы:
   • Простые: Литье в кокиль, ВСФ.
   • Сложные, с внутренними полостями: Литье в песчаные формы (со стержнями), литье по выплавляемым моделям, ВПФ (при возможности).
4. Требуемые точность геометрических показателей и качество поверхности:
   • Высокая точность и чистота: Литье по выплавляемым моделям, ВПФ, Сейатцу, литье в кокиль.
   • Средняя и низкая точность: Литье в песчаные формы.
5. Технологические свойства материала отливки:
   • Чугун: Хорошо подходит для песчаных форм, кокиля, ВПФ, ВСФ из-за высокой жидкотекучести и низкой усадки.
   • Сталь: Требует более осторожного подхода, часто применяются песчаные формы с усиленными литниковыми системами и прибылями, ВПФ.
6. Экономичность (себестоимость) отливки и продолжительность технологического цикла:
   • Более дешевые способы: песчаное литье.
   • Более дорогие, но высокоточные и эффективные: литье по выплавляемым моделям (высокая себестоимость, длительный цикл), ВПФ, Сейатцу, литье в кокиль (окупаемость при больших сериях).
7. Производственные возможности литейного цеха: Наличие необходимого оборудования (формовочных машин, плавильных агрегатов, систем регенерации смесей), квалификация персонала.
8. Особые требования к механическим, химическим и специальным свойствам литой детали: Прочность, термостойкость, герметичность, коррозионная стойкость. Например, для деталей аэрокосмического назначения требуются высокоточные методы.

Комплексный анализ этих критериев позволяет выбрать наиболее рациональный и экономически обоснованный способ литья, который обеспечит получение отливки требуемого качества в заданных объемах.

Положение отливки в форме и выбор плоскости разъема

Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема модели и формы является одним из начальных и определяющих этапов разработки технологии. Этот, казалось бы, простой шаг на самом деле имеет колоссальное влияние на качество получаемой отливки, трудоемкость изготовления формы и, как следствие, на общую экономику процесса. Ошибки на этом этапе могут привести к значительному проценту брака (до 10-15%) и повысить трудоемкость изготовления отливки на 5-20%.

Принципы выбора положения отливки и плоскости разъема

Основная цель при выборе положения отливки и плоскости разъема – обеспечить максимально простое и точное извлечение модели из формы, а также создать оптимальные условия для заполнения формы расплавом и направленного затвердевания.

1. Конфигурация детали: Плоскости разъема выбираются с учетом конфигурации детали, особенно тех ее элементов, которые могут препятствовать свободному извлечению модели из полуформы. Необходимо избегать поднутрений, которые требуют использования отъемных частей модели или увеличения количества стержней.
2. Минимизация плоскостей разъема: Чем меньше плоскостей разъема, тем проще и дешевле изготовление формы, меньше риск образования облоя и смещения полуформ. В идеале – одна плоскость разъема.
3. Расположение массивных частей: Массивные части отливки, требующие подпитки жидким металлом для компенсации усадки, должны располагаться в верхней части формы или иметь возможность подключения прибылей.
4. Симметрия: Если отливка симметрична, плоскость разъема желательно проводить по оси симметрии, что упрощает проектирование и формовку.
5. Острые углы и кромки: Следует избегать расположения острых углов и кромок детали на плоскости разъема, так как они могут быть повреждены при извлечении модели или обломаться при заливке.

Влияние положения отливки на качество заполнения формы и кристаллизацию

Положение отливки в форме – это не только вопрос удобства формовки, но и критически важный фактор для гидродинамики процесса заливки и металлургии кристаллизации.

1. Равномерность заполнения формы металлом:
   • Неправильный выбор положения может привести к турбулентности потока, образованию воздушных ловушек, газовой пористости и неслитин.
   • Для обеспечения равномерного потока металла и предотвращения турбулентности при заливке критически важна правильная конструкция литников и стояков, а также такое положение отливки, при котором металл плавно поступает во все части формы, заполняя их снизу вверх.
2. Направленное затвердевание:
   • Для предотвращения усадочных дефектов (раковин и пористости) важно, чтобы кристаллизующийся слой отливки постоянно находился в контакте с жидким металлом, который подается из прибылей. Это достигается за счет обеспечения направленного затвердевания – от наиболее удаленных и тонких сечений к более массивным, расположенным ближе к прибыли.
   • Положение отливки должно способствовать созданию температурного градиента, при котором массивные части охлаждаются медленнее и служат источником жидкого металла для тонких сечений. Использование охладителей (холодильников) позволяет эффективно контролировать скорость затвердевания металла, предотвращая дефекты усадки, особенно в массивных частях.

Предотвращение дефектов, связанных с плоскостью разъема

Неправильный выбор плоскости разъема – это прямой путь к ряду характерных литейных дефектов.

1. «Залив» или «облой»: Тонкие выступы по линии разъема формы, образующиеся, когда жидкий металл проникает в зазоры между полуформами. Неправильный выбор плоскости разъема, неплотное прилегание полуформ, износ модельного комплекта – все это способствует образованию облоя, требующего дополнительной дорогостоящей механической зачистки.
2. «Неслитина»: Дефект, характеризующийся произвольной формы отверстием или сквозной щелью, возникает из-за неслияния потоков металла с пониженной жидкотекучестью. Это может быть вызвано слишком длинным путем потока металла, недостаточной температурой заливки или неправильно выбранной плоскостью разъема, которая препятствует свободному слиянию потоков.
3. Усадочные раковины и пористость: Уменьшение объема металла в процессе охлаждения и кристаллизации приводит к образованию усадочных раковин (крупных пустот) и пористости (множественных мелких пор). Неправильное положение отливки, не обеспечивающее направленного затвердевания и подпитки из прибылей, усугубляет эти дефекты. Неравномерное сжатие металла во время затвердевания может вызвать также искажение формы или внутренние пустоты (открытая или закрытая усадка).
4. Горячие трещины: Возникают, когда торможение усадки в отливке приводит к внутренним напряжениям, превышающим прочность металла при высоких температурах (в «хрупком» температурном интервале). Причины включают резкие изменения толщины поперечного сечения, медленное локальное затвердевание, плохую конструкцию системы отливки, неравномерное охлаждение и неправильную конструкцию сливного стояка.
5. Холодные трещины: Образуются при непрерывном охлаждении отливки до комнатной температуры, если растягивающее напряжение превышает предел прочности. Обычно связаны с высоким внутренним напряжением, возникающим из-за неравномерного охлаждения, сложной геометрии или слишком жесткой формы.
6. Разностенность: Неравномерная толщина стенок отливки, являющаяся результатом неправильной установки или смещения стержней при заливке формы.
7. Коробление: Искажение размеров и конфигурации отливки, вызванное ее изгибом вследствие недостаточной податливости формы и стержней при усадке, а также большими внутренними напряжениями из-за неравномерного затвердевания. Для его предотвращения рекомендуется добиваться меньшей разностенности и применять холодильники для массивных частей.
8. Газовая пористость: Проявляется в виде мелких раковин, образующихся из-за выделения растворенных газов из металла при затвердевании. Причинами могут быть повышенная влажность формы, плохая вентиляция, низкая температура металла и его насыщенность газами.

Оптимизация литниковых систем и прибылей

Масса литниковой системы и занимаемая ею площадь на модельной плите также оказывают значительное влияние на экономику литейного процесса. Масса литниковой системы может составлять от 30% до 100% (иногда до 200%) от массы годной отливки, а ее площадь на модельной плите может занимать до 50-70% от общей площади. Это напрямую влияет на расход металла, энергозатраты на переплавку и общую себестоимость отливки, увеличивая ее на 15-30%.

Оптимальное проектирование литниковых систем и прибылей должно:

• Обеспечить полное и спокойное заполнение формы металлом.
• Создать условия для направленного затвердевания.
• Минимизировать количество металла, идущего в литниковую систему, без ущерба для качества.
• Учитывать положение отливки, чтобы прибыли могли эффективно подпитывать усадочные зоны.

Таким образом, выбор положения отливки и плоскости разъема – это комплексная задача, требующая глубокого понимания физических процессов литья и их влияния на формирование качества изделия.

Нормативно-техническая база литейного производства

В литейном производстве, как и в любой другой высокотехнологичной отрасли, качество и безопасность продукции строго регламентируются нормативно-технической документацией. ГОСТы (Государственные стандарты) и ОСТы (Отраслевые стандарты) являются не просто рекомендациями, а обязательными к исполнению документами, которые гарантируют взаимозаменяемость деталей, предсказуемость свойств материалов и единообразие подходов к проектированию и контролю.

Требования к стальным отливкам и высоколегированным сплавам

Для обеспечения качества литых изделий из различных сплавов существуют специализированные стандарты:

• ГОСТ 977-88 «Отливки стальные. Общие технические условия»: Этот фундаментальный стандарт является обязательным для всех стальных отливок, производимых различными способами литья. Он охватывает нелегированные и легированные конструкционные, а также легированные литейные стали со специальными свойствами. В нем прописаны требования к химическому составу, механическим свойствам, допускам, термообработке, а также методы контроля качества.
• ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки»: Данный стандарт устанавливает марки высоколегированных сталей и сплавов, предназначенных для работы в особо жестких условиях – при высоких температурах, в агрессивных средах, под воздействием коррозии. Он актуален для отливок, используемых в химической промышленности, энергетике, авиации.
• ОСТ 108.961.04-80 «Отливки из углеродистых и легированных сталей, никелевых сплавов для деталей стационарных газовых турбин и компрессоров. Технические условия»: Как пример отраслевого стандарта, этот документ детализирует специфические требования к отливкам для критически важных деталей газотурбинных двигателей и компрессоров. Он содержит особые указания по материалам, контролю качества (включая неразрушающие методы), допускам и термообработке, обеспечивающие надежность работы в условиях высоких нагрузок и температур.

Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку

Один из наиболее важных аспектов проектирования отливок – это правильное назначение допусков и припусков, которые регламентируются специальными стандартами:

• ГОСТ Р 53464-2009 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку»: Этот стандарт является основным документом, устанавливающим требования к допускам размеров, формы, расположения и неровностей поверхности, а также к допускам массы и припускам на обработку для отливок из различных металлов и сплавов, изготовленных всеми способами литья. Он пришел на смену ГОСТ 26645-85, который также регламентировал эти параметры.

  Классы точности (квалитеты): В литейном производстве, согласно ГОСТ Р 53464-2009 и ГОСТ 26645-85, точность отливок определяется квалитетами, обозначаемыми числами от 1 до 16. Меньшее число соответствует более высокой точности (например, квалитет 8 – высокая точность, квалитет 16 – низкая).

  • Допуски размеров, формируемых одной частью литейной формы или одним стержнем: Устанавливаются на 1-2 класса точнее. Это связано с тем, что такие поверхности зависят от точности одной модельной поверхности или одного стержня. Для них могут быть назначены допуски по 8-12 квалитету.
  • Допуски размеров, формируемых тремя и более частями литейной формы, несколькими стержнями или подвижными элементами, а также допуски толщины стенок: Устанавливаются на 1-2 класса грубее. Сложность формования и взаимное расположение нескольких элементов увеличивают погрешность. Для таких размеров допуски могут назначаться по 12-16 квалитету.
• Назначение припусков на механическую обработку:
  • Минимальный литейный припуск на сторону: Назначается для устранения неровностей и дефектов литой поверхности (например, раковин, пригара, шероховатости). Он зависит от квалитета точности, массы отливки и способа литья. ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Для отливок из чугуна массой до 100 кг, изготовленных в песчаных формах, минимальный припуск может составлять от 2 до 5 мм на сторону. Для более точных методов литья (например, в кокиль) минимальный припуск может быть уменьшен до 0,5-1,5 мм.
  • Общий припуск на механическую обработку: Назначается для устранения погрешностей размеров, формы и расположения, неровностей и дефектов обрабатываемой поверхности. Он определяется суммой минимального припуска, допуска на размер и допуска на расположение поверхностей. ДЕТАЛИЗАЦИЯ: Согласно ГОСТ Р 53464-2009, для чугунных отливок массой до 100 кг, изготовленных в песчаных формах, общий припуск может варьироваться от 4 до 12 мм на сторону.

  Номинальный размер: Номинальный размер необрабатываемых поверхностей отливки должен быть равен номинальному размеру детали. Для обрабатываемых поверхностей он равен сумме среднего размера детали и общего припуска на обработку.

Требования к модельной оснастке и технологическим указаниям

Для обеспечения корректного изготовления форм и стержней существуют стандарты, регламентирующие модельные комплекты:

• ГОСТ 3212-92 «Комплекты модельные. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров»: Этот стандарт устанавливает требования к конструкции и размерам модельной оснастки (моделей, стержневых ящиков), в том числе к величине формовочных уклонов, размерам и форме стержневых знаков, а также допускам на размеры элементов модельных комплектов.
• ГОСТ 3.1125-88 «Единая система конструкторской документации. Правила выполнения рабочих чертежей отливок»: Предусматривает нанесение на чертеж детали технологических указаний, необходимых для изготовления модельного комплекта, формы и стержня. Таким образом, на основе чертежа детали создается чертеж отливки с модельно-литейными указаниями, который является ключевым документом для литейного цеха.

Классификация дефектов отливок по ГОСТ 19200–80

Для унификации терминологии и подходов к контролю качества литейных дефектов разработан специальный стандарт:

• ГОСТ 19200–80 «Отливки из черных и цветных металлов и сплавов. Термины и определения дефектов»: Классифицирует все возможные дефекты отливок, разделяя их на пять основных групп:
  1. Несоответствие по геометрии: Дефекты формы и размеров (например, неточность размеров, коробление, смещение, неслитина).
  2. Дефекты поверхности: Изъяны, расположенные на поверхности отливки (например, пригар, залив/облой, наросты, раковины).
  3. Несплошности в теле отливки: Внутренние дефекты, нарушающие целостность металла (например, усадочные раковины и пористость, газовые раковины, трещины).
  4. Включения: Инородные частицы в теле или на поверхности отливки (например, шлаковые, песчаные, оксидные включения).
  5. Несоответствие по структуре: Дефекты, связанные с отклонением от требуемой макро- и микроструктуры металла (например, крупнозернистая структура, отбел в чугуне).

Соблюдение всех этих стандартов – это не просто бюрократическая процедура, а фундаментальная основа для производства качественных, надежных и экономически эффективных отливок.

Проектирование элементов литейной технологии и оснастки

После того как выбран материал и определен способ формовки, наступает этап детального проектирования. Это сердце технологического процесса, где теоретические знания трансформируются в конкретные инженерные решения, направленные на создание оптимальной литейной формы и обеспечение качественного заполнения расплавом.

Разработка литейного чертежа отливки

Литейный чертеж отливки – это мост между конструкторским замыслом и производственной реальностью. Он создается на основе чертежа детали, но с учетом всех особенностей литейного процесса.

1. Назначение припусков на усадку сплава:
   • Все металлы и сплавы при охлаждении и затвердевании уменьшаются в объеме. Чтобы готовая отливка имела требуемые размеры, на литейном чертеже все размеры увеличиваются на величину линейной усадки сплава. Например, для серого чугуна усадка составляет 0,8-1,2%, для стали – 1,8-2,5%.
   • Это означает, что модель отливки, по которой будет делаться форма, должна быть больше самой отливки на величину усадки.
2. Назначение припусков на механическую обработку:
   • Для поверхностей, которые будут подвергаться механической обработке, на литейном чертеже указываются припуски. Их величина определяется в соответствии с ГОСТ Р 53464-2009, учитывая способ литья, массу отливки, квалитет точности и марку сплава.
   • Припуски необходимы для удаления дефектного поверхностного слоя, неровностей и погрешностей формы.
3. Определение границ стержней, размеров их знаков, величин уклонов и зазоров:
   • Стержни: Служат для формирования внутренних полостей и поднутрений. Их границы четко обозначаются на чертеже.
   • Стержневые знаки: Выступы на стержне, которые входят в соответствующие углубления в форме (стержневые гнезда) и фиксируют стержень в требуемом положении. Их размеры должны обеспечивать надежное центрирование стержня и компенсацию температурного расширения.
   • Литейные уклоны: Для облегчения извлечения модели из формы и стержней из стержневых ящиков, все вертикальные поверхности модели и стержней должны иметь уклон. Типичные значения уклонов составляют 1-3° для песчаных форм.
   • Зазоры: Предусматриваются между различными элементами оснастки для обеспечения сборки и предотвращения заклинивания.
4. Технологические указания: В соответствии с ГОСТ 3.1125-88, на литейный чертеж наносят все необходимые технологические указания для изготовления модельного комплекта, формы и стержней. Это может включать информацию о материалах оснастки, методах формовки, требованиях к качеству поверхности и др.

Расчет и конструирование литниковой системы

Литниковая система – это «кровеносная система» формы, обеспечивающая подачу расплавленного металла в полость отливки. Ее правильное проектирование критически важно для получения качественной отливки без дефектов.

Элементы литниковой системы:

• Литниковая воронка (чаша): Приемник расплава, предотвращающий разбрызгивание и направляющий металл в стояк.
• Стояк: Вертикальный канал, по которому металл поступает из воронки.
• Шлакоуловитель: Канал или полость для отделения шлака и других неметаллических включений.
• Литниковый ход (горизонтальный канал): Передает металл от стояка к питателям.
• Питатель: Каналы, соединяющие литниковый ход с полостью отливки, через которые металл непосредственно поступает в нее.
• Выпор (вентиляционный стояк): Служит для отвода газов из полости формы и контроля заполнения формы.
• Прибыли: Массивные резервуары с жидким металлом, предназначенные для подпитки отливки в процессе кристаллизации и компенсации усадки.

Методика расчета: Расчет элементов литниковой системы осуществляется на основе гидродинамических принципов, обеспечивающих спокойное, без турбулентности, заполнение формы.

1. Определение времени заливки (τ): Зависит от массы отливки, толщины стенок, марки сплава и способа литья.
2. Расчет площади сечения стояка (F_ст): Fст = M / (ρ · μ · τ · √(2gH)), где:
   • M – масса отливки с учетом прибылей и литниковой системы, кг.
   • ρ – плотность расплавленного металла, кг/м³.
   • μ – коэффициент расхода (0,3-0,6, зависит от конструкции стояка).
   • τ – время заливки, с.
   • g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²).
   • H – эффективный металлостатический напор (высота столба жидкого металла над питателем), м.
3. Соотношение площадей элементов литниковой системы: Для каждого сплава и способа литья существуют рекомендованные соотношения площадей.
   • Для чугуна: F_{литниковая воронка} : F_стояк : F_{шлакоуловитель} : F_{питатель} = (3-4) : 1 : (1,5-2) : (1-1,2).
   • Для высокопрочного чугуна: Литниковая система может быть более сложной, с более развитыми элементами для обеспечения направленного затвердевания и минимизации дефектов.
4. Расчет прибылей: Размеры и расположение прибылей рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить компенсацию усадки в самых массивных и теплонапряженных частях отливки. Объем прибыли должен быть достаточным для полного заполнения усадочных полостей.

Проектирование стержней и стержневых ящиков

Стержни – это неотъемлемая часть литейной формы для создания внутренних полостей, отверстий, уступов, которые невозможно сформировать моделью.

1. Определение внешнего контура и размеров стержня: Контур стержня соответствует внутренней поверхности отливки. Размеры стержня должны учитывать усадку сплава и зазоры для его установки.
2. Выбор конструкции стержня: Зависит от его размеров, сложности, массы и требований к прочности. Могут быть цельные, составные, полые.
3. Выбор материала стержня: Чаще всего используются стержневые смеси на основе кварцевого песка со связующими. Материал должен обладать достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью (для предотвращения горячих трещин) и выбиваемостью.
4. Проектирование стержневых ящиков: Это оснастка для изготовления стержней. Они должны быть прочными, износостойкими, обеспечивать точное формирование стержня и легкое его извлечение.

Разработка технологической оснастки: модели, опоки, шаблоны

Технологическая оснастка – это весь набор инструментов и приспособлений, необходимых для изготовления отливки.

1. Модели: Точные копии отливки (с учетом усадки и припусков на обработку), по которым формируется полость в литейной форме. Изготавливаются из дерева, металла, пластика, пенополистирола.
2. Подмодельные плиты: Основание, на котором крепятся модели и элементы литниковой системы. Обеспечивают точность установки и удобство формовки.
3. Опоки: Металлические рамы, в которых уплотняется формовочная смесь для создания полуформ. Должны быть жесткими, точными и удобными для сборки.
4. Сушильные плиты: Используются для сушки стержней и форм, изготовленных из влажных смесей.
5. Контрольные шаблоны: Приспособления для проверки размеров и формы моделей, стержней и готовых отливок.

Каждый элемент оснастки должен быть спроектирован с высокой точностью и изготовлен из подходящих материалов, чтобы обеспечить повторяемость процесса и стабильное качество отливок. Оптимизация этой оснастки – залог минимизации брака и повышения производительности.

Современные инновации и цифровые технологии в литейном производстве

Современное литейное производство находится на пороге новой революции, движимой цифровыми технологиями и инновационными методами. Эти достижения не просто улучшают отдельные этапы, а кардинально меняют весь процесс, делая его более точным, экономичным и предсказуемым. Слепая зона конкурентов в этой области открывает перед нами уникальную возможность для демонстрации передовых знаний.

Компьютерное моделирование литейных процессов (САМ ЛП)

Компьютерное моделирование литейных процессов (САМ ЛП) – это не просто модное слово, а мощнейший инструмент, представляющий собой вычислительную технику для моделирования и анализа процесса литья металлов. Это своего рода «виртуальный литейный цех», позволяющий инженерам «заглянуть» внутрь изделия и процесса еще до начала фактического производства.

• Функциональность: САМ ЛП позволяет прогнозировать и визуализировать поток расплавленного металла, паттерны кристаллизации, теплообмен, распределение напряжений и, самое главное, потенциальные дефекты в отливке (усадочные раковины, пористость, трещины, неслитины, газовые включения).
• Оптимизация и преимущества:
  • Оптимизация дизайна форм: Позволяет корректировать геометрию отливки и литниково-питающей системы, чтобы избежать дефектов.
  • Сокращение расхода материалов: За счет точного расчета литниковых систем и прибылей, системы САМ ЛП позволяют минимизировать количество металла, идущего в отходы. Применение САМ ЛП позволяет сократить расход металла на 10-20%.
  • Улучшение качества конечного продукта: Прогнозирование и устранение дефектов на стадии проектирования приводит к снижению брака. По данным разработчиков и пользователей, СКМ ЛП «ПолигонСофт» позволяет снизить процент брака отливок на 20-40%.
  • Минимизация просчетов и ошибок: Виртуальные испытания заменяют дорогостоящие натурные эксперименты, сокращая количество итераций «проб и ошибок».
  • Снижение финансовых и временных затрат: Оптимизация процесса на ранних стадиях сокращает время на разработку и запуск производства новых отливок на 30-50%, а финансовые затраты на доработку и исправление брака на 15-25%. Наблюдается рост производительности труда литейщиков до 10-20% за счет оптимизации технологических процессов.
• Отечественные системы:
  • «ПолигонСофт» (ООО «Фокад», Санкт-Петербург): Профессиональный инструмент для прогноза и анализа причин возникновения дефектов на стадии проектирования литейной формы и литниково-питающей системы. Позволяет моделировать различные способы литья (песчаные формы, кокиль, литье под давлением, центробежное литье).
  • LVMFlow (ЗАО «НПО МКМ», Ижевск): Предоставляет возможность детально моделировать заполнение полости формы расплавом, что обеспечивает получение более точных результатов и глубокий анализ влияния различных литниково-питающих систем, а также расчет напряженно-деформированного состояния отливки при охлаждении.
• Метод конечных элементов (FEM): Для литья деталей аэрокосмического назначения со сложной геометрией и тонкими стенками, например, лопаток газотурбинного двигателя, часто используются программные продукты, основанные на методе конечных элементов, такие как Pro-Cast. FEM позволяет очень точно моделировать сложные тепловые и механические процессы.

3D-технологии для изготовления моделей

Аддитивные технологии (3D-печать) совершили настоящий прорыв в изготовлении модельной оснастки, особенно для мелкосерийного и единичного производства.

• Применение: Используются для получения пенополистирольных моделей, которые затем применяются в литье по газифицируемым моделям (ЛГМ).
• Преимущества:
  • Скорость: Значительно сокращают время изготовления моделей (на 70-90% по сравнению с традиционными методами, такими как механическая обработка дерева или пластика).
  • Сложность геометрии: Позволяют создавать модели любой сложности без ограничений геометрии, что невозможно или крайне дорого при традиционных методах.
  • Экономия: Снижают стоимость модельной оснастки при мелкосерийном и единичном производстве до 50%, так как отпадает необходимость в дорогостоящих пресс-формах.

Автоматизация литейных процессов

Автоматизация – это следующий шаг после моделирования, переводящий оптимальные решения в реальное производство с минимальным участием человека.

• Автоматические формовочные линии: Позволяют изготавливать большое количество форм с высокой точностью при малом числе обслуживающего персонала. Современные линии способны производить до 150-300 форм в час с точностью отливок до 8-11 квалитетов, сокращая персонал в 2-3 раза.
• Заливочные автоматы: Автоматизируют процесс заливки расплава в формы, обеспечивая стабильную температуру, скорость и равномерность потока, что минимизирует человеческий фактор и снижает риск дефектов.

Новые материалы и защитные покрытия

Инновации касаются не только оборудования, но и расходных материалов, используемых в литейном производстве.

• Защитные покрытия: Применение современных противопригарных покрытий (на основе циркона, графита или оксида алюминия) на поверхности форм и стержней является эффективным методом повышения качества выпускаемых изделий.
• Преимущества покрытий: Позволяют улучшить чистоту поверхности отливок (до R_a = 3,2-6,3 мкм), предотвратить пригар и химическое взаимодействие расплава с формой, а также снизить процент дефектов, связанных с поверхностью, на 10-15%.
• Новые технологии формовки (повторение и углубление):
  • Вакуумно-пленочная формовка (ВПФ): Как уже упоминалось, ВПФ активно применяется в России для производства чугунных ванн, стальных и железнодорожных отливок, обеспечивая высокую чистоту поверхности и точность.
  • Сейатцу-процесс: Технология импульсного газодинамического уплотнения, повышающая точность и качество поверхности отливок до 8-10 квалитетов, что приводит к снижению припусков на механическую обработку.
  • Литье в вертикально-стопочные формы (ВСФ): Отличаются рациональной конструкцией и способствуют экономии ресурсов, сокращая расход формовочной смеси на 15-20%, энергозатраты на 10-15% и увеличивая производительность труда на 20-30%.

Все эти инновации и цифровые технологии не просто повышают эффективность литейного производства, но и открывают новые горизонты для создания деталей со сложнейшей геометрией и уникальными свойствами, ранее недостижимыми традиционными методами.

Контроль качества отливок и предотвращение дефектов

Качество отливки – это сумма всех усилий, приложенных на каждом этапе технологического процесса. Даже самая продуманная технология может дать сбой, если не будет налажен эффективный контроль и разработаны комплексные стратегии предотвращения дефектов. Дефекты отливок – это не просто производственные огрехи, а потенциальные источники отказа детали в эксплуатации, приводящие к серьезным экономическим потерям и угрозе безопасности.

Классификация и причины возникновения дефектов отливок

Для систематизации работы по контролю качества и предотвращению дефектов используется классификация по ГОСТ 19200–80, которая разделяет дефекты на пять основных групп. Однако для инженера важно не только знать классификацию, но и понимать причины возникновения наиболее распространенных из них:

1. Горячие трещины:
   • Описание: Разрывы металла, возникающие в процессе затвердевания отливки, когда металл еще находится в «хрупком» температурном интервале.
   • Причины: Резкие изменения толщины поперечного сечения, медленное локальное затвердевание, плохая конструкция литниковой системы (не обеспечивающая направленного затвердевания), неравномерное охлаждение, а также слишком жесткие формы и стержни, препятствующие свободной усадке металла.
2. Холодные трещины:
   • Описание: Разрывы, образующиеся при охлаждении отливки до комнатной температуры, когда растягивающее напряжение превышает предел прочности металла.
   • Причины: Возникают из-за высоких внутренних напряжений, вызванных неравномерным охлаждением, сложной геометрией отливки, а также недостаточной податливостью формы и стержней при усадке.
3. Коробление:
   • Описание: Искажение размеров и конфигурации отливки, вызванное ее изгибом.
   • Причины: Недостаточная податливость формы и стержней при усадке, большие внутренние напряжения из-за неравномерного затвердевания и охлаждения, разностенность отливки.
4. Газовая пористость:
   • Описание: Мелкие раковины сферической формы, образующиеся из-за выделения растворенных газов (водорода, азота, кислорода) из металла при затвердевании.
   • Причины: Повышенная влажность формовочной или стержневой смеси, плохая вентиляция формы, низкая температура заливки металла, его насыщенность газами из-за некачественной плавки или рафинирования.
5. Неслитины:
   • Описание: Дефект в виде произвольной формы отверстия или сквозной щели, образующийся из-за неслияния потоков металла в форме.
   • Причины: Недостаточная жидкотекучесть сплава, низкая температура заливки, слишком длинный путь потока металла, неправильная конструкция литниковой системы или слишком тонкие сечения формы.
6. «Залив» или «облой»:
   • Описание: Тонкие выступы по линии разъема формы.
   • Причины: Неточная сборка формы, износ модельного комплекта, недостаточная плотность формовки в районе плоскости разъема, неправильный выбор плоскости разъема.
7. Разностенность:
   • Описание: Неравномерная толщина стенок отливки.
   • Причины: Неправильная установка стержней, их смещение при заливке, неточность изготовления стержневых ящиков.
8. Усадочные раковины и пористость:
   • Описание: Крупные пустоты (раковины) или мелкие поры в теле отливки, образующиеся из-за уменьшения объема металла при затвердевании.
   • Причины: Недостаточная подпитка отливки жидким металлом из прибылей, отсутствие направленного затвердевания.

Методы контроля и мониторинга на производстве

Эффективный контроль качества – это многоуровневая система, включающая мониторинг на протяжении всего процесса литья.

1. Контрольные точки: Установление критических контрольных точек на протяжении всего процесса литья для раннего обнаружения дефектов. Например:
   • Контроль качества формовочных и стержневых смесей: Влажность, газопроницаемость, прочность.
   • Контроль модельной оснастки: Точность размеров, состояние поверхности.
   • Контроль температуры металла перед заливкой: Пирометрические измерения.
   • Контроль химического состава расплава: Экспресс-анализ на спектрометре.
2. Мониторинг заливки и затвердевания:
   • Визуальный контроль скорости и равномерности заливки.
   • Использование термопар для контроля температурных полей в форме, особенно в массивных частях.
   • Применение компьютерного моделирования (САМ ЛП) для виртуального мониторинга процесса и прогнозирования дефектов.
3. Неразрушающий контроль готовых отливок:
   • Визуальный осмотр: Выявление поверхностных дефектов (облой, заливы, раковины, трещины).
   • Замер геометрических параметров: Контроль размеров и формы с использованием измерительных инструментов, шаблонов, 3D-сканеров.
   • Дефектоскопия:
     • Ультразвуковая дефектоскопия: Обнаружение внутренних несплошностей (раковин, пор, трещин).
     • Рентгенографическая дефектоскопия: Визуализация внутренних дефектов.
     • Магнитопорошковая и капиллярная дефектоскопия: Обнаружение поверхностных и подповерхностных трещин.
4. Разрушающий контроль:
   • Механические испытания: Определение прочности на разрыв, предела текучести, относительного удлинения, ударной вязкости на образцах, вырезанных из отливок.
   • Металлографический анализ: Изучение макро- и микроструктуры металла для выявления структурных дефектов, качества модифицирования.

Стратегии предотвращения дефектов

Предотвращение дефектов – это всегда более эффективный подход, чем их последующее исправление.

1. Оптимизация конструкции отливки:
   • Равномерная толщина стенок: Минимизация разностенности для предотвращения коробления и горячих трещин.
   • Плавные переходы (галтели): Устранение концентраторов напряжений.
   • Литейные уклоны и минимальное количество стержней: Упрощение формовки и снижение риска смещения.
2. Правильное проектирование литниковых систем и прибылей:
   • Обеспечение направленного затвердевания: проектирование системы так, чтобы массивные части отливки затвердевали последними и подпитывались из прибылей.
   • Расчет размеров прибылей: Для компенсации объемной усадки.
   • Использование охладителей (холодильников): Металлические или графитовые вставки в форме, которые ускоряют охлаждение массивных частей, способствуя направленному затвердеванию и предотвращая усадочные раковины.
3. Контроль материалов:
   • Качество формовочных смесей: Поддержание оптимальной влажности, газопроницаемости и прочности для предотвращения газовой пористости и пригара.
   • Качество исходного металла: Тщательный выбор шихты, рафинирование и дегазация расплава для предотвращения газовой пористости и включений.
4. Контроль технологических параметров:
   • Температура и скорость заливки: Поддержание оптимальных параметров для обеспечения полной заполняемости формы и предотвращения неслитин и горячих трещин.
   • Условия охлаждения: Контроль скорости охлаждения отливки в форме и после выбивки для предотвращения холодных трещин и коробления.
5. Точность изготовления оснастки:
   • Высокое качество модельного комплекта и стержневых ящиков для обеспечения геометрической точности отливок и минимизации облоя и разностенности.
   • Регулярная проверка и ремонт оснастки.

Комплексный подход, включающий анализ конструктивных особенностей, применение современного моделирования, строгий контроль на всех этапах и активное использование превентивных мер, является залогом производства высококачественных отливок и минимизации производственных потерь.

Заключение

Разработка технологического процесса изготовления отливки – это сложная, многоступенчатая задача, требующая глубоких знаний, системного подхода и готовности к междисциплинарному анализу. В рамках данного руководства мы прошли путь от самых азов – анализа исходных данных и выбора материала – до тонкостей проектирования оснастки, контроля качества и внедрения инновационных цифровых технологий.

Мы выяснили, что оптимальный выбор материала, будь то чугун с его высокой жидкотекучестью и низкой усадкой, или сталь с ее превосходной прочностью, определяется не только функциональными требованиями к детали, но и технологическими особенностями литейного процесса. Детальный сравнительный анализ, подкрепленный знанием ГОСТов, является фундаментом для такого выбора.

Оценка технологичности конструкции, как качественными, так и количественными методами, показала, насколько важна рациональная геометрия для минимизации затрат и предотвращения дефектов. Принципы равномерной толщины стенок, плавных переходов и литейных уклонов – это не просто рекомендации, а обязательные условия для создания «дружественной» к литью детали.

Мы рассмотрели широкий спектр технологических способов формовки – от традиционного литья в песчаные формы до передовых ВПФ и Сейатцу-процесса, подчеркнув, что выбор метода всегда является компромиссом между серийностью, сложностью, точностью и экономичностью. Особое внимание было уделено влиянию положения отливки в форме и плоскости разъема на качество заполнения и кристаллизации, а также на предотвращение таких дефектов, как облой, усадочные раковины и трещины.

Критически важным элементом современного литейного производства являются нормативно-технические документы. ГОСТы и ОСТы не только устанавливают требования к материалам, допускам и припускам, но и классифицируют дефекты, обеспечивая единый язык для всей отрасли.

Наконец, мы погрузились в мир инноваций, где компьютерное моделирование (САМ ЛП), 3D-технологии, автоматические линии и новые защитные покрытия меняют лицо литейного производства, делая его более эффективным, предсказуемым и высокотехнологичным.

Обобщая, можно констатировать, что успешная разработка технологического процесса изготовления отливки – это результат комплексного подхода, где каждый этап глубоко проработан и взаимосвязан с остальными. Только такой подход позволяет студенту создать курсовую работу, которая не просто демонстрирует теоретические знания, но и отражает актуальные вызовы и достижения современной литейной промышленности, формируя будущего инженера, способного создавать высококачественные и конкурентоспособные изделия.

Список использованной литературы

1. Афонькин М.Г., Магницкий М.В. Производство заготовок в машиностроении. Ленинград: Машиностроение, 1987.
2. Литейное производство: Учебник / Под общ. ред. А.М. Михайлова. Москва: Машиностроение, 1987. 256 с.
3. Методические указания и задания к выполнению курсовой работы по разделу «Литейное производство» для студентов всех форм обучения машиностроительных специальностей. Екатеринбург, 2014.
4. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. Кн. 1 / Под ред. П.Н. Учаева. Москва: Машиностроение, 1988. 560 с.
5. Руденко П.А., Харламов Ю.А., Плескач В.М. Проектирование и производство заготовок в машиностроении. Киев: Высшая школа, 1991.
6. ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок. Москва: Издательство стандартов, 1988. 20 с.
7. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку. Москва: Издательство стандартов, 1986. 18 с.
8. ГОСТ 3112-80. Комплекты модельные. Стержневые знаки. Основные размеры. Москва: Издательство стандартов, 1981. 12 с.
9. ГОСТ 3606-80. Комплекты модельные. Стержневые знаки. Основные размеры. Москва: Издательство стандартов, 1980. 24 с.
10. Худокормов Д.Н. Производство отливок из чугуна: Учебное пособие. Минск: Высш. шк., 1987. 199 с.
11. Оценка технологичности отливок. URL: https://texmetprom.ru/lit_proizv/tehnologichnost_otlivok.html (дата обращения: 05.11.2025).
12. Технологичность конструкции отливок. URL: https://metallicheckiy-portal.ru/articles/liteinoe_proizvodstvo/tehnologichnost_konstrukcii_otlivok (дата обращения: 05.11.2025).
13. Технология отливки. URL: https://liteinoe-proizvodstvo.ru/litie/tehnologia_otlivki/ (дата обращения: 05.11.2025).
14. Понятие о технологичности литых деталей. URL: https://stroitelstvo-mashin.ru/litejnyj-ceh/modelnoe-delo/ponjatie-o-tehnologichnosti-lityh-detalej.html (дата обращения: 05.11.2025).
15. Этапы технологического процесса изготовления отливки. URL: https://tech.tsu.tula.ru/wp-content/uploads/2018/10/lekciya-13-tehnologicheskie-kompleksy-zagotovitelnogo-proizvodstva.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
16. ГОСТы. URL: https://www.sulz.ru/gosts/ (дата обращения: 05.11.2025).
17. ГОСТ 977-88. Отливки стальные. Общие технические условия. URL: https://litei.ru/gost-977-88-otlivki-stalnye-obshchie-tehnicheskie-usloviya (дата обращения: 05.11.2025).
18. Оценка технологичности конструкций литых деталей. URL: http://elib.altstu.ru/elib/downloads/d_2015/2015_03/2015-03-17_064-067_3_7.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
19. Анализ свойств и структуры металлов и сплавов для изготовления отливок. URL: https://metallicheckiy-portal.ru/articles/liteinoe_proizvodstvo/svoistva_metallov_dlya_litia (дата обращения: 05.11.2025).
20. Организация технологического процесса изготовления отливок из серого чугуна. URL: https://docviewer.yandex.ru/view/0/%D0%9E%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B0%20%D0%B8%D0%B7%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%BE%D1%82%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%BA.doc (дата обращения: 05.11.2025).
21. Модернизация литейного производства России для производства железнодорожных отливок внедрением инновационных технологий Сейатцу и Вакуум-процесс. URL: https://www.litkons.com/articles/modernizacija-litejnogo-proizvodstva-rossii-dlya-proizvodstva-zheleznodorozhnyh-otlivok-vnedreniem-innovacionnyh-tehnologij-sejacu-i-vacuum-process (дата обращения: 05.11.2025).
22. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку (с Изменением 1). URL: https://docs.cntd.ru/document/gost-26645-85 (дата обращения: 05.11.2025).
23. ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА : учебник. URL: https://znanium.com/catalog/document?id=432906 (дата обращения: 05.11.2025).
24. Технологичность литых деталей. URL: https://cherch.ru/tehnologichnost-lityx-detalej/ (дата обращения: 05.11.2025).
25. ГОСТы металлов для литья. URL: https://gk-lp.ru/gost-lit/ (дата обращения: 05.11.2025).
26. Выбор рационального способа изготовления отливок. URL: http://elib.altstu.ru/elib/downloads/d_2015/2015_02/2015-02-10_015-022_3_16.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
27. ФОРМОВОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА. URL: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/61908/1/978-5-7996-2244-6_2017.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
28. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ФОРМА. URL: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/2265/1/mu_tg_2012_01.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
29. 50 литейных дефектов в отливках. URL: https://litprom.ru/defects.html (дата обращения: 05.11.2025).
30. Моделирование литейных процессов: что выбрать? URL: https://sapr.ru/article/11790 (дата обращения: 05.11.2025).
31. Новые литейные технологии. URL: https://nlt-group.ru/ (дата обращения: 05.11.2025).
32. Дефекты отливок и их исправление. URL: https://materialoved.ru/lit_proizv/21-lit_def.html (дата обращения: 05.11.2025).
33. Преимущества и недостатки чугуна как материала для литья. URL: https://www.moskovskoe-litie.ru/news/preimushchestva-i-nedostatki-chuguna-kak-materiala-dlya-litja (дата обращения: 05.11.2025).
34. Каковы преимущества литья из серого чугуна в промышленности? URL: https://litprom.ru/news/kakovy-preimushchestva-litya-iz-serogo-chuguna-v-promyshlennosti.html (дата обращения: 05.11.2025).
35. Технология литейного производства : учебник. URL: http://elar.rsvpu.ru/handle/978-5-8050-0641-9 (дата обращения: 05.11.2025).
36. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ. URL: https://sites.google.com/site/litijnoeproizvodstvo/home/razrabotka-tehnologii-izgotovlenia-otlivki (дата обращения: 05.11.2025).
37. Основные литейные свойства промышленных чугунов. URL: https://metallicheckiy-portal.ru/articles/liteinoe_proizvodstvo/lit_sv_chug (дата обращения: 05.11.2025).
38. ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА : практикум. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/103192/tekhnologiya_liteynogo_proizvodstva.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
39. Влияние химического состава чугуна на его механические свойства. URL: https://www.litkons.com/articles/vliyanie-himicheskogo-sostava-chuguna-na-ego-mehanicheskie-svojstva (дата обращения: 05.11.2025).
40. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО : учебное пособие. URL: https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/2607/1/text_082.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
41. Современные технологии литейного производства. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-tehnologii-liteynogo-proizvodstva (дата обращения: 05.11.2025).
42. Моделирование процессов литья. URL: https://repo.ssau.ru/bitstream/UCHEBNIKI/Modelirovanie-protsessov-litya-Strygin-VN-El-ucheb-posobie-27958/1/Strygin_VN_Modelirovanie_processov_litya.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
43. Основы конструирования литых деталей. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/38174/osnovy_konstruirovaniya_litykh_detaley.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
44. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ В РАЗОВОЙ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТОЙ ФОРМЕ. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_20392651_90708573.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
45. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/144131551.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
46. Статьи об инновациях в производстве. URL: https://www.litkons.com/articles/innovacii-v-proizvodstve (дата обращения: 05.11.2025).
47. Моделирование литейных процессов – современные вычислительные технологии. URL: https://cad.ru/press/articles/modelirovanie-liteynyh-protsessov-sovremennye-vychislitelnye-tekhnologii/ (дата обращения: 05.11.2025).
48. Система компьютерного моделирования литейных процессов «ПолигонСофт». URL: https://poligonsoft.ru/o-sisteme-poligonsoft/ (дата обращения: 05.11.2025).
49. Основы конструирования отливок. Параметры точности и припуски на механическую обработку. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_19478496_59419409.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
50. Технология литейной формы. URL: http://repo.vorstu.ru/th/tech/lib/docs/13593.pdf (дата обращения: 05.11.2025).
51. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodologiya-otsenki-tehnologichnosti-izdeliy-mashinostroeniya (дата обращения: 05.11.2025).
52. Дефекты литья по выплавляемым моделям и способы их предотвращения. URL: https://litprom.ru/articles/defects-of-investment-casting-and-methods-of-their-prevention.html (дата обращения: 05.11.2025).
53. Многомерная модель выбора способа литья для получения отливок из алюминиевых сплавов. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mnogomernaya-model-vybora-sposoba-litya-dlya-polucheniya-otlivok-iz-alyuminievyh-splavov (дата обращения: 05.11.2025).
54. 5 вещей, которые нужно знать о дефектах литья по выплавляемым моделям. URL: https://litprom.ru/articles/5-veshchey-kotorye-nuzhno-znat-o-defektah-litya-po-vyplavlyaemym-modelyam.html (дата обращения: 05.11.2025).