Литейный модельный комплект

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция № 13. Литейный модельный комплект

Лекция № 13. Литейный модельный комплект.

1. Модели

2. Стержневые ящики

3. Опоки

4. Формовочный инструмент

1) Модели

Модельная оснастка

Инструменты и приспособления, используемые в технологическом процессе получения отливки, называют литейной оснасткой. Часть литейной оснастки, необходимой для изготовления литейной формы, составляет формовочный комплект. Инструменты и приспособления, необходимые для получения в форме отпечатка модели и устройства каналов для заполнения полости формы расплавленным металлом, называют модельным комплектом, или модельной оснасткой. В комплект модельной оснастки входят: модель, модельные плиты, стержневые ящики, модели литниковой системы, формовочные и контрольные шаблоны, фасонные плиты для сушки стержней -- драйеры

Модели и требования, предъявляемые к ним

Моделью называют приспособление дли получения в литейной форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливаемого изделия. Модель должна удовлетворять следующим требованиям.

1. Модель должна быть прочной, ие должна разрушаться, изменять свои размеры и форму при уплотнении вокруг нее в опоке формовочной смеси.

2. Модель должна быть такой, чтобы формовщик мог свободно извлекать ее из формы, ие повредив стенок последней. Для этого модель должна иметь боковые стенки с уклонами. Такие уклоны стенок модели называют формовочными уклонами. Величина формовочных уклонов зависит от материала модели, высоты ее стенок и способов формовки. Внутренние стенки моделей должны иметь большие уклоны, чем наружные, у деревянных моделей они больше, чем у металлических, при ручной формовке больше, чем при машинной.

3. Модели художественных отливок должны иметь хорошо обработанную, плотную поверхность. В противном случае модель при ее извлечении из формы может разрушить стенки формы Кроме того, модели с рисунком на поверхности должны иметь четкий рельеф с соответствующими формовочными уклонами.

4. Художественные изделия обычно сложны по своей форме, поэтому их модели должны быть сделаны так, чтобы обеспечивать простоту и легкость процесса изготовления по ним литейных форм. В местах, наиболее трудных для формовки, модели должны иметь разъемы, отъемные части, а для пустотелых отливок -- соответствующие знаки для крепления стержней.

5 Модель художественной отливки должна быть легкой, поэтому модели крупных отливок, для уменьшения их массы, делают пустотелыми. Легкая, правильно изготовленная модель гарантирует хорошее качество изготовляемых по ней форм и отливок, способствует увеличению производительности труда формовщика.

6. Модель должна иметь такие размеры, чтобы отлитые по ней изделия соответствовали заданным размерам. Дело в том, что прн охлаждении залитого в форму металла происходит уменьшение его объема, а следовательно, и линейных размеров отливки, т. е. происходит усадка отливки. В результате усадки размеры отливки получаются меньше размеров модели. Следовательно, размеры модели должны быть больше размеров отливки на столько, на сколько уменьшатся размеры отливки при охлаждении. Такое увеличение размеров модели против размеров отливки называют припуском на усадку.

Если отливки художественных изделий подвергают механической обработке, то их размеры при этом уменьшают еще и на толщину слоя снимаемого с них металла. Поэтому для получения изделия заданных размеров после механической обработки необходимо, чтобы отливка, а значит, и модель имели припуск на обработку.

Таким образом, размеры модели должны быть больше размеров готового изделия иа величины припусков иа усадку и обработку.

7. Деревянные модели должны быть окрашены, слой краски на модели предохраняет ее от воздействия влаги, улучшает качество поверхности.

8. Модели следует изготовлять из наиболее дешевых в данных условиях материалов и с наименьшим расходом последних.

Виды моделей.

В зависимости от сложности и способа изготовления литейной формы модели художественных и архитектурных отливок могут быть неразъемными, разъемными, с отъемными частями и знаками для пустотелых отливок.

Неразъемные модели. В производстве встречаются художественные отливки, на поверхности которых нет сложных выступов и больших углублений, затрудняющих извлечение их моделей из форм. Такие модели по своей форме представляют собой точные копии отливаемых изделий и называются неразъемными.

Разъемные модели. Модели более сложных отлнвок, боковые стенки которых имеют наклоны в разных направлениях, нельзя извлечь из формы, не повредив ее стенки. Поэтому модели таких отливок делают разъемными, линия их разъема должна проходить в плоскости разъема формы. В этом случае части модели извлекают из формы отдельно: одну -- из верхней полуформы, другую-- из нижней. Части разъемной модели при формовке соединяют между собой шипами. Обычно шипы укрепляют на плоскости разъема верхней половины модели, в нижней половине (соответственно размерам и расположению шипов верхней) делают гнезда. Шипы должны входить в гнезда так, чтобы части модели не могли смещаться одна относительно другой. Смещение частей модели влечет за собой брак отливки -- перекос. Такой брак часто встречается у крупных архитектурных отливок (решеток, колонн, поручней, балясин), когда шипы, как и саму” модель, делают деревянными. Для предупреждения подобного недостатка в моделях крупных отливок соединительные шнпы и гнезда лучше делать металлическими.

Модели с отъемными частями. На практике часто встречаются отлнвки, у которых выступающие части расположены так, что оии мешают свободному извлечению модели из формы. Для удобства изготовления литейной формы выступающие иа боковой поверхности модели части делают отъемными, а модели в целом называют моделями с отъемными частями. Крепление отъемных частей иа поверхности модели и способы извлечения их из формы показаны на рис. 19. Отъемные части на модели делают так, чтобы при извлечении модели из формы или снятии формы с нее отъемные части могли оставаться в форме. Затем их извлекают из формы, используя освободившееся от моделей пространство в полости формы.

Существуют следующие способы крепления отъемных частей на модели: шпильками, винтами или шипами в виде «-ласточкина хвоста». Модели для пустотелых отливок. На рис. 20 изображена модель для отливки подставки. В отличие от модели массивной отливкн эта модель с торцов имеет специальные выступы, необходимые для образования в форме гнезд--знаков, куда вставляется песчаный стержень, образующий внутреннюю полость отливки.

Число знаков и их расположение на модели для пустотелой отливки зависит от конфигурации ее полости. Когда полость в отлнвке имеет выход с двух сторон (втулки, трубы, колонны и т. д.), знаки на модели делают также с двух сторон. Если полость в отливке выходит с одной стороны, соответственно и знак на модели делают с одвой стороны. Форма н размеры знаков на модели должны соответствовать форме и размерам знаков стержня, вставляемого в форму, с небольшим зазором для удобства его установки.

В отливке художественных изделий типа бюстов н статуэток внутренние полости часто не имеют выхода на поверхность (глухие полости). Поэтому знаки на таких моделях нельзя делать большими, так как это приводит к разрушению поверхности отливки. На моделях отливок с глухими полостями диаметр знаков делают равным диаметру каркаса стержня.

Материалы для изготовления моделей.

Деревянные модели. Для изготовления таких моделей используют древесину следующих пород деревьев: сосны, березы, бука, груши, ореха. Сосна вследствие значительного содержания в ией смолистых веществ мало впитывает влагу и меньше подвержена короблению, поэтому ее применяют в основном для моделей крупных архитектурных отливок, не имеющих на поверхности тонких украшений. Такие модели в процессе формовки продолжительное время находятся в сырой формовочной смеси, больше подвержены воздействию влагн, чем модели малых размеров. Модели, прн изготовлении которых требуется их обработка на токарных станках, чаше всего делают из березы, так как она обладает большой прочностью, легко обрабатывается на станке. Деревянные модели от продолжительного соприкосновения с сы-54 рой формовочной смесью разбухают, а при высыхании коробятся {, трескаются. При формовке их острые кромки быстро изнашиваются, теряют четкость формы, на поверхности появляются вмятины, и модель становится непригодной для дальнейшей работы. Особенно быстро изнашиваются модели с резной поверхностью, мелкими выступами и с незначительной толщиной стенок. Такие модели при многократном использовании требуют частого ремонта или замены новыми. Изготовление нескольких деревянных моделей повышает стоимость отливок, поэтому при массовом производстве применение деревянных моделей невыгодно.

Металлические модели. Прн изготовлении большого числа литейных форм удобнее и выгоднее применять металлические модели, которые изготовляют из чугуна, бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. Металлические модели по сравнению с деревянными имеют ряд преимуществ: не коробятся, хорошо сохраняют свою форму, имеют прочную, чистую поверхность и значительно большую долговечность.

Металлические модели гарантируют длительное сохранение воплощенного в них оригинала художественного произведения. Например, известный Каслинский завод художественного литья на Урале располагает металлическими моделями, изготовленными более 80 лет назад.

Чугунные модели. Чугун является дешевым и в то же время достаточно прочным материалом, поэтому чугунные модели нашли широкое применение. Из чугуна изготовляют большие простые модели, не имеющие на поверхности мелких выступов (модели садовых решеток, поручней, постаментов, колонн, скульптурных групп).

Применение чугуна для изготовления мелких со сложной поверхностью моделей художественных отливок ограничивается тем, что чугун хрупкий, поверхности сложных моделей, изготовляемых из него, быстро выкрашиваются. Кроме того, чугун подвержен коррозии и плохо паяется.

В настоящее время в практике литейных цехов известны способы обработки поверхностей моделей, позволяющие уменьшить влияние некоторых отрицательных факторов. Например, для уменьшения коррозии чугунные модели рекомендуется выдерживать в кислотной ванне в течение 10--15 ч с последующей промывкой в известковой воде, сушкой и тщательной протиркой. Для получения чистой и гладкой поверхности модели нагревают До 30--40 °С, натирают в три приема воском или олифой. После остывания поверхность модели зачищают мелкой шлифовальной шкуркой и протирают. Получить хорошую поверхность чугунной модели можно и путем трехкратного натирания ее густым щелочным лаком и тщательной зачистки мелкой шлифовальной шкуркой после высыхания.

Латунные и бронзовые модели. Латунь и бронза являются лучшими материалами для изготовления мелких и сложных моделей художественных отлнвок. Латунные н бронзовые модели не ржавеют, хорошо воспринимают и сохраняют чеканку на их поверхности. Хорошо обработанные латунные и бронзовые модели имеют чистую, гладкую н плотную поверхность. В процессе формовки к поверхности таких моделей формовочная смесь не прилипает.

Модели хорошо вынимаются из формы, оставляя на ее стенках чистый и ясный отпечаток. Эта особенность бронзовых и латунных моделей позволяет применять сложный способ изготовления литейных форм -- кусковую формовку. Кроме того, такие модели хорошо паяются, что дает возможность изготовлять из них сложные модели по частям и после окончательной их отделки собирать. Из латуни и бронзы обычно делают модели небольших ажурных и кабинетных отливок, а также модели, которые необходимо хранить продолжительный срок.

Алюминиевые модели. Преимуществом моделей из алюминиевых сплавов по сравнению с другими металлическими моделями является их незначительная масса. Кроме того, алюминиевые модели, как и латунные, не ржавеют, поэтому их часто применяют в современном литейном производстве. К недостаткам алюминиевых моделей следует отнести меньшую, чем у моделей нз чугуна, латуни и бронзы, твердость поверхности. Поэтому поверхность их быстро изнашивается, на ней остаются следы наколов формы вентиляционной иглой, а при кусковой формовке-- следы подрезки кусков. Ремонтировать и восстанавливать алюминиевые модели трудно, так как алюминий плохо поддается пайке. Этот недостаток алюминиевых сплавов ограничивает возможности их широкого применения прн изготовлении моделей художественных отливок.

литейщик оснастка отливка

2) Стержневые ящики

Стержневые ящики - необходимый инвентарь литейщика. Их используют для изготовления больших партий стержней, чаще делают из песчано-глинистых смесей.

Литейный стержень по внешнему виду напоминает штырь. С его помощью при литье делают необходимые отверстия и задают нужные контуры будущей отливке. В форме его закрепляют на специально сделанном для этого выступе, который в процессе производства отливки входит в соответствующую ему впадину.

Стержневой ящик, ящик, в котором изготовляются литейные стержни, образующие отверстия и полости в отливке. По конструкции С. я. делятся на неразъёмные (вытряхные) и разъёмные. Выбор типа С. я. зависит от формы и размеров стержня, метода его изготовления (ручная или машинная формовка) и вида производства. С. я. делают из древесины, стали, чугуна, алюминиевых сплавов, пластмассы и иногда из гипса.

3) Опоки

Литейная форма состоит из двух полуформ-опок, служащих для того, чтобы удерживать смесь при ее уплотнении, а также при перемещении и закреплении полуформ (рис. 162).

Рис. 162. Литейная форма: а, б - полуформы-опоки; в - крестовины опок; г - штырь; д - литниковая чаша; е - холодильник; ж - полость формы.

Опоки, как правило, заполняют смесью из неорганичеких (кварцевый песок, глина) и органических (уголь, опилки) материалов. На боковой стороне опок необходимо сделать цапфы или небольшие ручки для удобства транспортировки.

Опоки по внешнему виду напоминают деревянные или металлические рамки (рис. 163, 164).

Рис. 163. Деревянная опока для ручной формовки.

Рис. 164. Опока из фасонного проката.

Предназначены они для уплотнения формовочной смеси при ручном изготовлении литейных форм и потому должны быть очень прочными и достаточно легкими.

При ручной формовке рекомендуют использовать небольшие по размерам и массе (до 30 кг - без смеси, до 60 кг - со смесью) опоки, которые впоследствии можно будет достаточно легко перемещать.

При литье в домашних условиях очень важно правильно выбрать опоку необходимого размера, чтобы при ее использовании не произошло разрушения формы. При выборе и установке опоки нужно учитывать следующие параметры:

- расстояние между полостью формы и стенкой мелкой опоки должно составлять 30-50 мм, крупной - от 100 до 150 мм;

- расстояние от стержневого знака до боковой стенки опоки не должно превышать 50 мм;

- расстояние от модели до верхней или нижней поверхности мелкой опоки должно быть 40-60 мм, средней опоки - 60-120 мм, крупной - более 100 мм;

- расстояние от нижнего знака стержня до нижней части опоки может составлять от 20 до 120 мм;

- от верхнего знака стержня до верхней части опоки следует выдерживать расстояние в 50-120 мм;

- при формовке сразу нескольких отливок в одной опоке расстояние между полостями формы должно быть не менее 20-25 мм для тонкостенных и невысоких отливок и 30-50 мм при изготовлении форм с высокими и толстыми стенками.

4) Формовочный инструмент

Применяется в основном при ручной формовке (См. Формовка) для набивки, отделки и исправления форм и стержней. Для рытья ям при почвенной формовке, насыпки смеси в опоки, а также для др. вспомогательных операций применяется лопата. Для уплотнения смеси используются ручная и пневматическая набойки-трамбовки, для удаления избытка смеси с набитой полуформы - линейка-сгребалка и для накола вентиляционных каналов - стальная игла - душник. При извлечении модели применяются пеньковая кисть (для смачивания водой краев формы), винтовой крюк и молоток соответственно для подъёма и расталкивания модели. Исправление и отделка полости формы производятся с помощью плоской и фасонных гладилок, ложечки, полозка, ланцета и крючка, а окраска рабочей поверхности - пеньковой или волосяной кистью. При машинной формовке применяются лопата, пневматаческая трамбовка, душник, молоток и плоская гладилка.

Формовочный инструмент: 1 -- ручные набойки-трамбовки; 2 -- пневматическая трамбовка; 3 -- душники; 4 -- винтовой подъём; 5 -- плоская и фасонная гладилки; 6 -- ложечка; 7 -- полозок; 8 -- ланцет; 9 -- крючок.

Сита предназначены для, просеивания формовочной смеси. Сита имеют чаще прямоугольную, реже -- круглую форму. Корпус сит деревянный. Металлическая сетка сита имеет размер ячеек 2--6 мм. При заполнении опок смесью используют плоские или совковые лопаты.

Наиболее распространена пневмотрамбовка ТР-4; ее масса 8,5 кг, длина 1070 мм, число ударов бойка 1200 в минуту, расход сжатого воздуха 0,7 м3/мин. Пневматическая трамбовка имеет ствол, распределительное устройство, головку с пусковым механизмом, рукоятку, штуцер под резиновый шланг и поршень с конусом, на который крепят набивочные и трамбовочные башмаки. Они могут быть самой различной формы: круглой, квадратной или прямоугольной.

Для проверки горизонтального положения моделей, форм, правильности монтажа шаблонов применяют уровень (ватерпас).

Заглаживание плоских участков формы производят гладилками, заправку углов -- угловыми гладилками. Ланцеты служат для приглаживания и исправления формы, в том числе неплоских поверхностей. Частицы формовочной смеси, упавшие в полость формы, извлекают крючками.

Перед извлечением модели из формы смесь, окружающую ее, смачивают влажной кистью, чтобы на короткое время увеличить пластичность смеси в острых кромках. Это предотвращает обвал и разрушение смеси при движении модели вверх. Литниковые ходы прорезают при помощи специальных ножей. Для сгребания смеси при засыпке облицовочной смеси в сито используют скребки и совки.

Для заглаживания литниковых ходов применяют фигурные ложки. Вентиляционные каналы накалывают стальными иглами разных диаметров: для малых форм Ш 3--5 мм, для крупных --Ш 7--10 мм.

Модели расталкивают деревянными киянками, крупные -- металлическими. Сметают комочки смеси щетками.

Уплотнение формовочной смеси в опоке производят ручными трамбовками, которые отличаются по длине: для уплотнения небольших опок применяют короткие, а для уплотнения смеси в крупных формах -- длинные. При уплотнении смеси в объеме опоки используют трамбовку с острым концом, а при уплотнении в поверхностном слое -- с плоским бойком.

Крючки используют для укрепления верхней полуформы, для предотвращения обвалов свисающих болванов. Крючки готовят из низкоуглеродистой стальной проволоки различного диаметра. Они имеют изогнутую форму, своей нижней частью поддерживают смесь. Крючки навешивают на крестовины опок, для лучшего сцепления с формовочной смесью их обмазывают жидкой формовочной глиной.

Деревянные колышки применяют для укрепления смеси в основном в невысоких верхних полуформах. Перед установкой их также обмазывают формовочной глиной.

Выступающие части формы, переходы от тонких сечений к толстым, углы формы и болваны укрепляют литейными гвоздями или шпильками.

Каркасы применяют в качестве арматуры стержней. Они могут быть проволочными или литыми. Проволочные каркасы готовят из низкоуглеродистой стали. Диаметр проволоки зависит от размеров стержня.

Для нанесения на поверхность формы и стержней красок применяют пульверизаторы, для обдува форм перед сборкой-- пневматическне сопла.

По назначению формовочный инструмент и приспособления разделяют на следующие группы: для заполнения опоки формовочной смесью и уплотнения смеси, для извлечения модели и отделки формы, для сборки форм.

Размещено на Allbest.ru