Модельный комплект для изготовления литых форм
Для изготовления литых форм необходимо иметь модельный комплект, состоящий из моделей и стержневых ящиков, а также модельные плиты и другие приспособления.
Конструкция модели должна обеспечить легкость выемки ее из формы. Поверхность модели должна быть гладкой, чистой, чтобы при выемке ее из формы она легко отделялась от формовочной смеси. Модель должна быть прочной, не изменяться в размерах, противостоять влиянию влаги формовочной смеси, в которой модель находится в период формовки.
Материалом для моделей и стержневых ящиков в индивидуальном и мелкосерийном производстве в большинстве случаев служит древесина, иногда гипс и цемент, а для массового производства— алюминиевые сплавы и пластмассы.
При изготовлении моделей и стержневых ящиков учитывают: технологию формовки и изготовления стержней, литейные свойства металла и последующую механическую обработку отливки.
По чертежу детали (рис. 1, а) изготовляют модель (рис. 1, в) и стержневой ящик (рис. 1, г). Предварительно все размеры чертежа детали увеличивают на величину линейной усадки сплава, из которого изготовляются отливки.
Если отливка подвергается механической обработке, то размеры модели увеличиваются, по сравнению с чертежом детали, на величину припуска на механическую обработку. Предусматривают припуск на механическую обработку (рис. 1, б) в тех местах, где на чертеже детали имеются условные знаки обработки V (рис. 1, а).Размер припуска на механическую обработку колеблется от 2 до 20 мм. Наибольший припуск на механическую обработку предусматривают для более крупных отливок, изготовляемых при ручной формовке и для сплавов, имеющих большую усадку.
Для удобства изготовления литейных форм и стержней, а также беспрепятственного извлечения моделей из форм или освобождения стержневых ящиков от стержней, модели и стержневые ящики делают разъемными. Вертикальные стенки моделей делаются с уклоном в направлении извлечения их из формы. У небольших моделей уклоны делают 2—4°. Большие модели обычно имеют уклон 0°30’—0°45′.
Рис. 1. Изготовление модели и стержневого ящика
В углах, образуемых плоскостями или поверхностями станок модели (детали), делают закругления, называемые галтелями. По ГОСТ 2716—44 радиус галтели берется в пределах от 1/5 до ⅓ средней арифметической величины толщин стенок отливок, образующих угол. Весьма существенную роль в получении качественной отливки имеют конфигурация и размер стержневого знака на модели. При конструировании формы знака необходимо обеспечить устойчивость стержня в форме.
Деревянные модели и стержневые ящики делаются из отдельных заготовок. Заготовки склеиваются из нескольких кусков (рис. 1, г), причем куски располагают так, чтобы долевые волокна древесины располагались в разных направлениях. Модели, изготовленные из таких заготовок, имеют большую прочность, меньше коробятся и имеют стабильные размеры.
Для изготовления деревянных моделей применяются деревообрабатывающие станки: циркулярные и ленточные пилы, фуговочные и рейсмусовые (строгальные) станки, фрезерные, токарные и шлифовальные станки и т. д.
В индивидуальном производстве применяются координатные модельные плиты (рис. 2, а) или рамки (рис. 2, б), которые устанавливаются на стол формовочной машины. Координатные металлические плиты 3 имеют большое число отверстий 4, размещенных определенным образом, благодаря чему можно осуществлять быстрое закрепление штырями 1 и смену деревянных моделей 2.
Рис. 2. Легко сменяемые модели: а-координатная плита; б — модельная рамка; в — многопозиционная модельная плита с быстросменными модельными плитками
В металлическую рамку 1 (рис. 2, б) устанавливается деревянная модель 3 и закрепляется болтами 2.Применяются также многопозиционные быстросменные модельные рамки (рис. 2, в). На металлической модельной рамке 1 закрепляются штыри 2 и 6 для центрирования опок. В рамку устанавливаются деревянные модели 3, 7 и 8, а также модели литниковой системы 4 и 5. Модели крепятся упорными винтами 8 и болтами через отверстия 9.
Стержневые ящики изготовляются из древесины (рис. 1, г) или металлическими (рис. 3, а); а по конструкции могут быть неразъемными (рис. 3, а) или разъемными (рис. 3, б).
В неразъемном ящике (рис. 3, а) могут быть отъемные части 1, которые устанавливаются в ящике. Справа на рис. 3, а показана схема удаления отъемной части из стержня. Разъемный стержневой ящик, приведенный на рис. 42, б, применяется для изготовления стержней на пескодувных машинах. В верхней половине 1 имеются вдувные втулки 2. В нижней половине 3 запрессованы шайбы 4 и вентили 5. Верхняя и нижняя части ящиков Соединяются при помощи втулок и штырей.
Для применения стержневых машин в индивидуальном и мелкосерийном производстве используются унифицированные стержневые ящики с быстросменными частями (рис. 3, в).
Унифицированный стержневой ящик состоит из металлического корпуса ящика 7 и сменных унифицированных деревянных частей: вставных стенок 2, вкладышей 3, дна 4 и узлов крепления 5, образующих форму стержня. Наиболее изнашиваемые места в ящике бронируются металлическими накладками. В таких приспособлениях можно собирать одновременно обе половины стержневого ящика.
Стоимость металлических моделей и стержневых ящиков значительно дороже деревянных, но в массовом производстве это вполне окупается, так как металлическая модель служит во много раз дольше, чем деревянная (по ней можно изготовить до нескольких десятков тысяч формовок). Помимо долговечности металлические модели обеспечивают получение отливок с более точными размерами.Металлические модели в большинстве случаев отливают при помощи деревянных моделей (промоделей), которые изготовляются с учетом суммарной усадки металла отливки и металла модели и суммарного припуска на механическую обработку.
При изготовлении форм на машинах вместо отдельных моделей пользуются так называемыми модельными плитами. Модельная плита, изображенная на рис. 4, а, называется монтированной. На металлической строганой плите 1 жестко укреплены металлические модели отливок 2 и модели литниковой системы 3. Опока 4 во время формовки фиксируется на плите штырями 5, входящими в центрирующие отверстия плиты.
В отличие от этой конструкции на рис. 4, б изображена монолитная модельная плита. На ней модели не смонтированы, а отлиты вместе с самой плитой.
Рис. 3. Стержневые ящики: а — неразъемный металлический стержневой ящик; б — разъемный металлический ящик для пескодувной машины; в — быстросменный универсальный стержневой ящик
Различают также односторонние модельные плиты, по которым можно формовать только одну половину формы и двусторонние, приспособленные для изготовления обеих половин. Модельная плита, представленная на рис. 4, а, является односторонней, а на рис. 4, б — двусторонней. Монолитные плиты применяют для моделей чаще сложной конфигурации и обычно отливают из алюминиевого сплава. Плиту после отливки подвергают механической обработке.
Рис. 4. Модельные плиты: а — односторонняя монтированная; б — двухсторонняя литая
Формовка по модельным плитам обеспечивает большую точность и лучшее качество отливок и является более производительной. Металлические стержневые ящики изготовляют двумя способами: цельнолитыми с последующей незначительной механической обработкой или механической обработкой на специальных металлообрабатывающих копировальных станках.
Модельные плиты из пластических масс обладают рядом преимуществ по сравнению с металлическими. Они более дешевые в изготовлении, более легкие и имеют более чистую поверхность.
