Как придать металлу нужную форму

Какой способ лучше? Возьмем, например, такую важную деталь любого двигателя, как коленчатый вал.

Коленчатые валы можно изготовлять литьем с последующей обточкой и шлифованием шеек вала. Их можно ковать и штамповать и доводить до точных размеров опять-таки обточкой и шлифовкой. Те же валы можно изготовить из заготовок способом резания на токарных и шлифовальных станках. Какой же способ обработки лучше?

В течение тысячелетий соревнуются между собою эти способы обработки: резание, давление, литье. И ни один из них не взял окончательно верх над другими. В XX веке к ним присоединился еще один способ придания металлу формы — электросварка. Все эти четыре способа успешно развиваются.

Если все виды заготовок (по массе), применяющихся в машиностроении, принять за 100%, то соотношение между различными способами их изготовления в последние годы оказывается таким: отливки — 43,1 %, сварные конструкции — 38,6%, штампованные заготовки— 8,4%, поковки — 4,5%, фасонный прокат — 3,0%, неметаллические заготовки — 2,4%. Это соотношение называется структурой потребления заготовок в машиностроении.

Из приведенных цифр видно, что более новые способы изготовления заготовок — штамповка и сварка — не сумели отвоевать пальму первенства у старого древнего способа литья.

Чем же это объяснить? Мы уже говорили, что каждый из способов изготовления заготовок имеет свои достоинства и недостатки.

У литья есть такие преимущества, которых у других способов нет.

Ковать и штамповать можно только такие металлы, которые обладают свойством пластичности. Чугун и литейная бронза непластичны. Обработке давлением они не поддаются. А литейные их свойства превосходны. Литью поддаются любые металлы, а обработке давлением и резанием — далеко не все.

Далее. Штамповать, например, можно изделия ограниченных размеров. На обычный токарный станок заготовку длиной 20—30 м тоже не поставишь. А подковать блоху сумел разве только знаменитый, по повести Н. С. Лескова, кузнец Левша. А вот литье в этом отношении универсально. Литейщики изготовляют детали массой от долей грамма до 300—460 тонн! Размерами от 1 см до 30 м! Толщиною от 0,5 мм до 0,5 м!

Это еще не все. Кузнец, как и токарь, может изготовить сравнительно простое по форме изделие. Но кто кроме литейщика возьмется осуществить такое сложное изделие, как, например, радиатор для мотоциклетного мотора, блок тракторного или авиационного мотора, секцию отопительной батареи? Никто. Только литьем удается получить весьма сложные по конфигурации изделия.

Какой способ дешевле? Мы уже говорили, что машины состоят из 40—95% литых деталей (по массе). А вот стоимость этих деталей составляет только 20— 25% стоимости машин. Из этого следует, что литье — это самый экономичный, самый дешевый способ производства деталей машин.

Возьмем такой любопытный пример. На заводе «Русский дизель» коленчатые валы для дизелей сначала ковали, а потом стали отливать. Масса кованой заготовки для одного вала составляла 6,3 т, а литой — только 2,1 т. На изготовление одного вала при ковке затрачивалось 1145 человеко-часов, а при литье — только 694. В результате стоимость кованого вала составляла 410 руб., а литого — только 112 руб.

Какой способ экономичнее? Литьем можно сделать заготовку весьма близкой по форме к форме будущей детали. А другими способами этого достичь нельзя. Поэтому, когда заготовку отделывают окончательно на металлорежущих станках, потери металла на стружку оказываются далеко не одинаковыми. Минимальные потери на стружку штампованных деталей составляют 70%, а литых — только 22%. Значит литье не только самый дешевый вид производства заготовок, но еще и способ, позволяющий сэкономить большое количество металла, что для народного хозяйства имеет большое значение. Ведь некоторые детали изготовляют из заготовок, которые в 6 раз тяжелее готовой детали!

Отношение массы готовых деталей к массе заготовок для них называется коэффициентом использования металла. При прокатке он составляет лишь 0,36, при ковке — 0,38, а при литье — 0,80!

Следует добавить, еще, что литые детали оказываются, как правило, более долговечными. К тому же, на 38
постройку литейных цехов затрачивается меньше средств, чем на сооружение кузнечных и штамповочных цехов.

Вот те преимущества, которые позволили древнему литейному производству развиваться на новой технической основе, не уступая своих позиций другим способам производства заготовок.