Ручная формовка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ручная формовка

Ручная формовка может производиться в опоках и в почве, по модели и по шаблону. Инструментами для формовки являются лопаты, трамбовки (ручные или пневматические), карасики -- для прорезания каналов и отделки формы, крючки для извлечения из формы осыпавшейся формовочной смеси, гладилки -- для выглаживания формы, душники для образования в форме отверстий для выхода газов, а также другие инструменты и приспособления.

Формовка в двух опоках по разъемной модели. Опоки представляют собою ящики без дна из чугуна, стали или алюминиевых сплавов. По форме они могут быть прямоугольными, круглыми или фасонными, в зависимости от очертания отливок. Для удерживания формовочной смеси крупные опоки снабжаются внутренними перегородками; мелкие опоки перегородок не имеют, и формовочная смесь удерживается стенками опоки и буртиками 3. Соединение опок производится с помощью штырей, которые вставляются в отверстия приливов 2. Подъем и переноска мелких опок осуществляется с помощью скоб, крупных (крановых)--с помощью цапф.

На подмодельную доску кладут половину модели, имеющую формовочные уклоны на вертикальных поверхностях, и ставят нижнюю опоку. Модель припудривают припылом, затем через сито покрывают облицовочной формовочной смесью слоем 20--мм; этот слой уплотняют руками, после чего в опоку набрасывают наполнительную формовочную смесь и утрамбовывают ее доопределенной плотности. Избыток земли удаляют линейкой и в формовочной смеси душником накалывают отверстия для отвода газов. Этим заканчивается формовка нижней опоки.

Далее нижнюю опоку накрывают второй подмодельной доской и переворачивают, после чего первую подмодельную доску снимают и поверхность разъема формы посыпают разделительным песком. На заформованную половину модели накладывают вторую половину, направляя шипы последней в гнезда первой. Затем верхнюю опоку ставят на нижнюю и положение ее фиксируют штырями, которые вставляют в отверстия приливов.

Для образования литника и выпора применяют отдельные модели. Наполнение верхней опоки формовочными смесями производится так же, как нижней. Когда набивка верхней опоки закончена и проколоты отверстия для отвода газов, модели литника и выпора вынимают, прорезают литниковый канал и, осторожно произведя расколотку, извлекают из формы половинки модели. После этого с помощью карасиков и гладилок производят подправку формы там, где оборвалась смесь, крючками удаляют осыпавшуюся смесь и полость формы покрывают формовочной краской (при формовке всухую) или припыливают молотым древесным углем (при формовке всырую). В знаки нижней половина формы кладут стержень, после чего форму собирают и она готова к ааливке.

Отливка втулки с необрубленным литником и выпором

При массовом производстве мелких отливок применяют съемные и разъемные опоки размеоом до 300 X 600 мм. При помощи одного комплекта таких опок можно изготовить большое количество форм.

Формовка в двух опоках по неразъемной модели. Изготовление разъемных моделей сложно и дорого. Поэтому часто прибегают к формовке по целой модели с применением особых приемов формовки; например, с подрезкой формовочной смеси.

При формовке с подрезкой модель кладут на подмодельную доску и заформовывают в нижнюю опоку, затем опоку переворачивают и срезают ту часть смеси, которая препятствует извлечению модели из опоки (фиг. 113, б.) Далее, на нижнюю опоку ставят верхнюю, поверхность формовочной смеси в нижней опоке посыпают разделительным песком, ставят модели для литника и выпора и производят набивку верхней опоки обычным порядком. Затем производится разборка формы, и модель легко вынимается.

Отливки сложной конфигурации иногда не представляется возможным заформовать в двух опоках. В этих случаях прибегают к формовке в трех, четырех и более опоках. Модели для таких отливок имеют несколько плоскостей разъема.

Увеличение количества опок усложняет операцию формовки и ухудшает качество литья. Поэтому всегда стремятся производить формовку в наименьшем возможном количестве опок и придавать модели наименьшее количество разъемов.

Ручная формовка применяется при мелкосерийном производстве и при изготовлении крупных отливок.

Модель помещают на подмодельную доску, на которую ставят первую (нижнюю) опоку, и слегка присыпают ликоподием или древесноугольной пылью из мешочка или мелким песком, чтобы к ней не приставала формовочная смесь. Потом модель и подмодельную доску в опоке засеивают тонким слоем облицовочной (примыкающей к модели) смеси, а затем наполнительной (заполняющей опоку) смесью и первые слои обжимают вокруг модели руками. Заполнив опоку, смесь утрамбовывают трамбовкой.

Слабо набитая форма недостаточно прочна и может разрушиться жидким металлом при заполнении. Слишком плотная набивка снижает газопроницаемость формы и вызывает брак отливки по газовым раковинам.

После уплотнения избыток смеси срезают линейкой, вровень с кромкой опоки; для увеличения газопроницаемости в форме накалывают иглой каналы и переворачивают опоку моделью вверх, наложив предварительно на нее доску (вторую подмодельную). Сняв первую подмодельную доску, на нижнюю опоку устанавливают верхнюю опоку, перед этим сглаживают гладилкой разъем, присыпают его песком и обдувают с него избыток песка. Модель присыпают ликоподием, углем или песком и в нижнюю половину формы ставят модель литника. Потом засеивают облицовочную смесь и набивают верхнюю опоку в том же порядке, как и нижнюю. Вокруг литника смесь должна быть уплотнена достаточно хорошо, чтобы ее не размыло струей металла при заливке.

Вынув модель литника, вырезают литниковую чашу, накалывают душником газовые каналы, и опоки раскрываются. Приглаживают смесь по краям модели в плоскости разъема и прорезают литниковый канал и питатель между литником и полостью формы. Смочив мокрой кистью смесь по краям модели и слегка расколотив модель в стороны, осторожно вынимают ее с помощью подъема. Сделав, если потребуется, необходимые исправления после удаления модели, форму припыливают. Затем, обдув форму, нижнюю опоку накрывают верхней. После этого форма готова к заливке. Если литье производиться в сухую форму, то предварительно обе опоки раздельно помещают в сушило. После сушки собирают форму и заливают.

Различные виды формовки

Формовка простой модели. Для этого процесса характерна такая последовательность операций:

* Модели кладут на подмодельную доску лицевой стороной вверх и припыливают ликоподием (чтобы смесь лучше отделялась от модели). Затем кладут нижнюю опоку разъемом вниз так, чтобы модель оказалась в центре просвета опоки (смещение модели к одной стороне нежелательно, так как металл может при заливке продавить тонкую стенку).

* На модель насевают тонкий слой облицовочной земли 25--30 мм. Затем насыпают наполнительную смесь слоем 50--80 мм. Смесь уплотняют острым концом трамбовки (по модели ударять нельзя). Набивка должна быть равномерной, определенной плотности. Очень плотно набивать нельзя, так как уменьшается газопроницаемость и податливость. Верхний слой земли снимают счищалкой

Душником накалывают каналы для увеличения газопроницаемости, но наколы не должны доходить до модели, так как тогда в эти каналы будет затекать металл и портить вид отливки.

* Опоку покрывают второй подмодельной доской и вместе с ней быстро переворачивают и снимают подмодельную доску.

* Поверхность разъема у краев модели приглаживают гладилкой для увеличения прочности; большие формы засыпают тонким слоем разделительного песка, с модели песок сдувают, а для мелких форм применяют ликоподий.

* Накрывают верхнюю опоку, надевают ее на штыри, при этом не должно быть качки.

* Модель засевают слоем облицовочной земли, а затем насыпают слоями и уплотняют наполнительную смесь. Излишек смеси срезают линейкой и накалывают душники.

* Осторожно, без рывков и перекосов снимают верхнюю опоку, перевертывают ее и ставят на подмодельную доску.

* Аккуратно вынимают модель и заправляют форму, прорезают ланцетом литниковую систему. Приглаживать плоскость разъема опок нельзя, так как получатся зазоры, куда может утечь металл при заливке.

* Вновь собирают опоки, скрепляют их и ставят в сушило для просушки.

* После просушки опоки раскрывают, удаляют осыпавшиеся части и исправляют.

Для того чтобы металл не пригорал к форме, перед заливкой ее внутреннюю поверхность или покрывают сажей (коптят) или окрашивают специальными формовочными красками (чернилами), состоящими из угольной пыли или графита, размешанного в воде; опоки закрывают.

Металл плавят и заливают.

Формовка по разъемной модели. Для удобства формовки модели часто делают разъемными на две половинки. При этом выполняют операции:

* На подмодельную доску кладут половинку модели без шипов, покрывают нижней опокой и набивают обычным способом,

* Нижнюю опоку переворачивают, кладут вторую половинку модели с шипами, следя за тем, чтобы она плотно соединилась с первой половинкой.

* Устанавливают верхнюю опоку и заформовывают.

Формовка с фальшивой опокой. Если модель имеет фигурную поверхность и не может быть уложена всеми частями на подмодельную доску, применяют или способ с подрезкой (он дорог и сложен при серийном изготовлении форм), или формовку с фальшивой опокой, не участвующей в процессе заливки формы и являющейся временным приспособлением для формовки, представляя собой как бы фигурную подмодельную доску.

Фальшивые опоки изготовляют или из той же земли, но с более плотной набивкой, или из более прочных веществ -- глины, гипса, цемента (при серийной формовке). Глиняная фальшивая опока выдерживает 10--15 формовок, гипс или цемент -- до 100.

Кусковая формовка. Наиболее сложные модели художественных отливок не имеют необходимых уклонов на боковых стенках. Часто на боковых стенках имеются рисунки, впадины и выступы; такие модели нельзя отформовать вышеописанными способами; декоративные скульптурные фигуры и т. п. (рис. 94 и 95) формуют кусковым способом. При кусковой формовке всю модель обставляют отдельными кусками, сделанными из формовочной смеси.

Если модель очень сложная по своей форме, то ее делят на части и каждую часть отливают отдельно, а после отливки и механической обработки их соединяют в одно целое.

Процесс формовки состоит из следующих операций:

* Изготовляют фальшивую опоку путем вдавливания модели в рыхло насыпанную формовочную смесь.

* Модель укладывают на фальшивую опоку так, чтобы наиболее неровная поверхность модели с выступами и углублениями была наверху. Например, при формовке модели головы ее укладывают лицом вверх. Всю поверхность фальшивой опоки и уложенной на нее модели припыливают ликоподием.

* Модель заформовывают, набивая отдельные куски. При этом стремятся число кусков делать возможно меньшим, так, чтобы каждый кусок охватывал возможно большую часть поверхности модели, но в то же время необходимо учитывать и располагать их так, чтобы куски хорошо отнимались от модели.

* Устанавливают нижнюю опоку (разъемом вниз), поверхность кусков припыливают и набивают опоку доверху.

* Набитую нижнюю опоку переворачивают вместе с фальшивой опокой, которую снимают. Поверхность разъема и тыльную часть модели припыливают.

* Устанавливают верхнюю опоку и набивают ее, как и нижнюю. Сначала устанавливают необходимое число кусков, а затем заполняют ее доверху.

* Снимают набитую верхнюю опоку так, чтобы куски остались на модели и, перевернув опоку, ставят ее рядом на верстаке.

* Специальной вилкой или иглой куски отнимают от модели в порядке, обратном их набивке, и укладывают на соответствующие места в опоке.

* Поверхность разъема нижней опоки и выступающую часть модели вновь припыливают, устанавливают на нее деревянную рамку, равную размерам опоки, и заполняют ее формовочной смесью. Прикрыв рамку со смесью подмодельной доской, ее перевертывают вместе с нижней опокой.

Снимают нижнюю опоку так, чтобы модель с прилегающими к ней кусками осталась на смеси в рамке, а опоку переворачивают и ставят рядом на верстак. Затем отнимают куски так же, как это было описано выше, и укладывают их каждый на свое место в нижней опоке.

Все эти операции выполняют с большой осторожностью, так как куски, изготовленные из формовочной смеси, очень хрупки и легко повреждаются от толчков и ударов.

Для образования полости в отливке изготовляют стержень. При отливке уникальных изделий кусковой формовкой стержень изготовляют непосредственно в форме. Для этого нижнюю опоку с готовой кусковой формой припыливают ликоподием и наполняют формовочной землей, уплотняя ее руками. Это делают очень осторожно, чтобы не повредить кусков, образующих форму. Затем изготовляют каркас стержня из железной перфорированной трубки и, обмазав его белой глиной, укладывают на нижнюю опоку так, чтобы концы каркаса (знаки) опирались на стенки формы. После этого опять насыпают формовочную смесь горкой выше краев и придают ей примерное очертание полости готовой формы, размещенной в верхней опоке. Верхнюю опоку припыливают ликоподием и несколько раз покрывают и уплотняют ею насыпанную горкой формовочную смесь.

В результате в форме образуется земляной стержень. С полученного стержня ланцетом срезают слой земли, равный желаемой толщине будущей отливки. Для того чтобы слой был более равномерным, поверхность стержня предварительно накалывают на глубину среза специальной наколкой, после чего легко срезают слой земли на глубину накола. Готовый просушенный стержень укрепляют в полости формы. При этом следят, чтобы он не сместился, так как перекос или смещение стержня неизбежно приводит к браку. Сложные стержни при тонкостенном литье иногда укрепляют в полости формы специальными жеребейками, которые обеспечивают прочную фиксацию стержня в полости формы и препятствуют его смещению в процессе заливки.

При формовке архитектурного литья, представляющего собой крупные уникальные художественные изделия (части фонтанов, постаменты памятников и т. п.), применяют шаблонную формовку, которая производится без моделей, при помощи специальных шаблонов.

Различают два вида шаблонной формовки:

1. Формовка крупных тел вращения (чашеобразные, цилиндрические и конические формы).

2. Формовка прямоугольных форм (призматические).

Формовка крупных тел вращения производится в следующем порядке: в полу литейной мастерской роют яму; на ее дно укладывают массивный подпятник, в котором закрепляют вертикальный шпиндель. Яму засыпают формовочной смесью; на шпиндель посредством специальной муфты укрепляют рукав, а к нему шаблон, соответствующий наружному очертанию отливки. Вокруг шпинделя накладывают и уплотняют формовочную смесь. Поворачивая шаблон вокруг шпинделя, из уплотненной земли вытачивают модель, соответствующую наружным очертаниям будущего изделия. Затем снимают рукав с шаблоном и устанавливают крановую опоку, отмечая ее положение (забивая по ее углам колышки).

Земляную модель (болван) покрывают листами бумаги, а опоку набивают формовочной смесью и утрамбовывают. Готовую опоку при помощи мостового крана снимают с модели и отводят в сторону, затем на шпинделе вновь укрепляют рукав, но уже с другим шаблоном, соответствующим внутренней поверхности отливки. Вращая шаблон, с земляного болвана срезают слой земли, и он приобретает очертания, соответствующие внутренней поверхности отливки. После этого осторожно, при помощи тали, удаляют шпиндель и отверстие от него заделывают формовочной смесью. Затем вновь опускают опоку и устанавливают ее по колышкам. Нарастив литниковую чашу и загрузив опоку тяжелым грузом, чтобы ее не подняло при заливке, мостовым краном подводят ковш с расплавленным металлом и производят заливку.

При формовке овальных изделий на шпинделе укрепляют специальную шайбу, на которой имеется направляющая канавка. Рукав, к которому крепится шаблон, делается раздвижным и, кроме того, он имеет специальную стойку с роликом на конце, который входит в направляющую канавку шайбы. При вращении вокруг шпинделя шаблон описывает в плане овал, то, удаляясь, то, приближаясь к центру, подчиняясь движению ролика по направляющей канавке. Все остальные операции приготовления формы аналогичны описанным выше.

При формовке прямоугольных и призматических изделий применяются протяжные шаблоны, которые передвигаются по специальным направляющим рамам. Формовка крупных изделий по шаблонам значительно экономичнее формовки по моделям.

Простые плоские односторонние изделия больших размеров (например, чугунные плиты), не требующие точности размеров и чистоты поверхности, можно отливать в формы, приготовленные непосредственно в полу литейной мастерской. Такое литье носит название почвенной формовки, В полу мастерской роют яму; на ее дно насыпают слой шлака, и слой наполнительной утрамбованной формовочной смеси. Сверху насыпают слой облицовочной смеси и в него ударами молотка осаживают модель плиты. Горизонтальность модели проверяют по уровню. Затем вокруг плиты в почве прорезают канавку, которую соединяют питателями с полостью формы. Модель осторожно, с помощью подъемов, извлекают из формы. Осыпавшиеся края формы заправляют и заглаживают, после чего форма готова для ее заливки чугуном или алюминиевым сплавом. Если изделие двустороннее, тогда рельеф одной стороны модели заформовывают в почве, а для отпечатка рельефа другой стороны применяют крановую опоку (как при шаблонной формовке); такой прием называют закрытой почвенной формовкой.

В современных условиях для облегчения процессов формовки, на производстве трудоемкие ручные операции выполняют с применением различных приспособлений и машин

формовка опока модель втулка

Характеристика особенностей почвенной формовки

Формовка в почве -- это процесс изготовления отливок в песчаном полу формовочного отделения. К достоинствам этого способа следует отнести возможность получения отливок без использования парных опок и специального оборудования. К недостаткам способа относят невысокую точность отливок, трудоемкость изготовления ям в полу цеха и газоотводной постели, необходимость применения квалифицированного труда.

Формовку в почве используют в единичном пли мелкосерийном производстве для изготовления двух различных групп отливок.

Во-первых, такой способ применяют для производства отливок простой конфигурации и небольшой высоты. К ним относят каркасы стержней, заготовки деталей машин простой конфигурации -- диски, кольца, плиты. Эти отливки получают в так называемых открытых формах. Открытая форма состоит из нижней полуформы. Отливки, получаемые в открытых формах, могут иметь неровную поверхность со шлаковыми и песчаными включениями.

Во-вторых, способ формовки в почве используют при изготовлении отливок ответственного назначения, сложной конфигурации, имеющих большие габаритные размеры и массу до 100 т и более. Крупные отливки получают в закрытых почвенных формах; нижнюю полуформу выполняют при этом в почве, а верхнюю-- в опоке. Поверхность разъема может быть плоской или фасонной.

Классификация почвенной формовки. В литейных цехах применяют две разновидности способа формовки в почве: формовку по мягкой и твердой постели.

Мягкая постель -- это слой слабоуплотненной формовочной смеси, в которую вдавливают модель с последующей подтрамбовкой слабых участков.

Твердая постель представляет собой слой сильноуплотненной формовочной смеси, для упрочнения которого заформовывают кирпичи или чугунные плиты.

Кессонная формовка. Наиболее целесообразно устраивать ямы с бетонированными стенками. Такие ямы называют кессонами. В одном кессоне может быть устроено несколько форм для различных отливок, кессон при этом разделяют на части чугунными балками или плитами. Если требуется изготовить отливку с высотой меньше глубины кессона, на его дно укладывают чугунные плиты. Затем устраивают твердую постель.

Порядок операций при изготовлении формы в кессоне следующий. Удаляют из ямы формовочную смесь, стенки ямы смачивают водой. Дно ямы должно быть плотно утрамбовано. Совершенно недопустимы пустоты и рыхлости. Если по технологии предусматривается шлаковая или керамзитовая постель, то па утрамбованную формовочную смесь на дне ямы необходимо уложить слой шлака или керамзита, насыпать древесной стружки или соломы и утрамбовать сверху формовочной смесью слоем 100--120 мм. Затем устанавливают газоотводные трубы диаметром 100--150 мм с таким расчетом, чтобы нижний конец трубы входил в слой шлака, а верхний выходил на поверхность выше уровня пола на 150--200 мм. Количество труб должно быть не менее одной на 3 м2 площади постели. Сверху трубы должны быть закрыты ветошью, паклей.

В готовой постели делают наколы иглой O 6--10 мм до шлаковой прослойки на расстоянии 40--50 мм друг от друга. Отверстия наколов затирают гладилкой. Если технологией предусмотрена кирпичная постель, то дно ямы необходимо выровнять и проверить по рамному ватерпасу, уложить кирпичи на ребра с расстоянием друг от друга 30--40 мм, забить промежутки между кирпичами шлаком, а сверху формовочной смесью или глиной. Если технологией постель не предусмотрена, то дно ямы засыпают наполнительной смесью и утрамбовывают ее. Толщина слоя составляет 150--250 мм в зависимости от высоты и массы отливки. Перед установкой в кессон модель очищают от приставшей формовочной смеси и пыли, модель устанавливают горизонтально, нагружают равномерно и достаточно плотно, подбивают смесь в имеющихся углублениях. Модель облицовывают смесью толщиной, указанной в технологической инструкции. Наполнительную смесь уплотняют слоями по 100--150 мм.

Форма должна быть уплотнена равномерно по всей модели; плотность смеси 70--75 ед. по твердомеру. Во время уплотнения формы производят прокладку металлических крючков вокруг модели с шагом 100--200 мм по каждому слою или через слои. По мере заполнения формы смесью изготовляют шамотными трубками литниковую систему; при этом необходимо следить за плотностью их соединения. Верхние концы сифонных трубок должны быть закрыты паклей. После уплотнения подготавливают плоскость разъема, посыпая ее разделительным песком. Фиксацию верхней опоки производят металлическими кольями или штырями. Устанавливают модели выпоров, стояка или сифонные трубки. Уплотнение смеси в верхней опоке производят от стенок ребер опоки к середине. Плотность смеси должна быть равномерной по всей поверхности. В верхней опоке устанавливают крючки, смоченные жидкой глиной или жидким стеклом. Крючки не должны доходить до поверхности модели на 20--30 мм.

После изготовления верхней полуформы снимают излишнюю смесь, выполняют наколы и извлекают модели выпоров. Затем снимают верхнюю опоку, кантуют ее, ставят на подставку. Удаляют модель и отъемные части, смочив предварительно кромки формы водой. Отъемные части удаляют по мере отделки формы. Исправляют дефектные места, продувают литниковую систему и полость формы, прошпиливают и окрашивают.

Чугун серый

Сплав железа с графитом, который присутствует в виде пластинчатого или волокнистого графита

Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров.

Кроме углерода, серый чугун всегда содержит в себе другие элементы. Важнейшие из них это кремний и марганец. В большинстве марок серого чугуна содержание углерода лежит в пределах 2,4-3,8 %, кремния 1-4 % и марганца до 1,4 %.

Размещено на Allbest.ru