Изготовление литейных форм



Изготовление литейных форм – формовка – основная и наиболее сложная операция, от которой в значительной степени зависит качество отливки. Из большого многообразия способов формовки в качестве примера разберем формовку простой отливки «Втулка» по самому распространенному методу: формовка в двух опоках. На рисунке 3.8 представлен эскиз отливки и последовательность формовки и сборки. Отливка имеет несложную внешнюю и внутреннюю поверхность. По образу и подобию наружных поверхностей отливок изготавливается модель (пусть в данном случае деревянная). Размеры модели будут несколько большими, чем на отливках: известно, что при затвердевании объем металла уменьшается приблизительно на 1 –2% в зависимости от марки сплава, т.е. наружные размеры модели на 1–2% больше размеров отливки. Кроме того, на тех поверхностях, где необходимо производить механическую обработку, также предусмотрены припуски на несколько миллиметров.

Рис. 3.8 Изготовление формы в двух опоках по разъемной модели: 1 – наколы вентиляционные; 2 – нижняя опока; 3 – нижняя половина модели; 4 – подмодельная плита; 5 – стояк; 6 – выпор; 7 – верхняя половина модели;8 – верхняя опока; 9 – стержень

Если необходима установка стержней, то на модели дополнительно изготавливают «знаки», которые затем служат для установки и фиксации стержней. Обычно в верхней части модели устанавливают «стояк», при помощи которого будет изготовлена в форме полость для подвода жидкого металла и «прибыль» или «выпор» – для выхода газов при заливке и питании жидким металлом отливки в процессе ее кристаллизации. Обычно модели выполняют разъемными по центру симметрии т.е. модели разделяют на две половины: нижнюю и верхнюю.

Стержневой ящик предназначен для изготовления стержня. Эта часть модельного комплекта выполняется или деревянной или металлической. Стержневой ящик представляет собой корпус определенной формы, внутри которого выполнена полость, по конфигурации и размерам полностью отвечающая размерам и формам стержня. Стержневой ящик обычно изготавливается из двух половинок. При изготовлении стержня части ящика собираются, скрепляются специальными скобами, во внутреннюю полость засыпается приготовленная стержневая смесь и уплотняется вручную при помощи пневматических трамбовок или на специальных машинах. После уплотнения стержневой смеси ящик разбирают, аккуратно вынимают изготовленный, но не прочный стержень, укладывают на специальную плиту – «драйер» и сушат или в газовых камерных печах или химическим способом (продувкой углекислотой). После этого стержень становится довольно прочным и не разрушается от действия жидкого металла. Обычно после сушки стержни окрашивают специальными противопригарными красками и подают на участок сборки литейных форм. Таким образом, изготовление стержней всегда происходит раньше, чем изготовление формы.

Изготовление литейной формы в нашем случае производим следующим образом. На гладкую деревянную или металлическую плиту 4 устанавливается нижняя полумодель 3, и опока 2. В опоку насыпается формовочная смесь (облицовочная и наполнительная) и уплотняется специальными пневматическими трамбовками. После уплотнения формовочная смесь представляет собой плотный спрессованный песчаный материал с определенной прочностью (рис. 3.8, б).

После уплотнения излишки формовочной смеси с опоки счищаются линейкой, делаются «душником» вентиляционные наколы 1 для выхода газов при заливке. Приготовленную таким образом нижнюю полуформу поворачивают на 180°, устанавливают на нее верхнюю полумодель 7 с выпором 6 и стояком 5. Линию разъема и модель посыпают графитом (или смесью керосина с графитом), чтобы при изготовлении верхней полуформу формовочная смесь нижней полуформы не соединилась с верхней. Устанавливается верхняя опока 8 с фиксацией по отверстиям специальными фиксаторами (штырями), засыпается и уплотняется аналогичным образом формовочная смесь. Иногда в верхнюю полуформу устанавливают специальные крючки для более надежного крепления уплотненной формовочной смеси (рис. 3.8, в). После уплотнения и очистки излишков смеси делают вентиляционные наколы, верхнюю полуформу снимают и поворачивают, устанавливая на специальную плиту.

Из верхней и нижней полуформ аккуратно вынимают модели 3 и 7, выпор, (прибыль), стояк и элементы литниковой системы. После выемки моделей по разъему в обоих полуформах получили полость, соответствующая наружной геометрии детали. В нижнюю полуформу в «знаки» укладывают стержень 9 и вновь верхнюю опоку аккуратно устанавливают по центрирующим штырям на нижнюю полуформу. Так получается форма в сборе, готовая к заливке жидким металлом (рис. 3.8, г). Собранную таким образом форму устанавливают на свободные площади в цехе (на «плац») и заливают жидким металлом, предварительно установив груз на верхнюю полуформу, чтобы заливаемый металл не смог своей подъемной силой приподнять верхнюю полуформу.

Нами разобран конкретный пример изготовления вручную литейной формы в двух опоках.

В промышленности, в  зависимости от условий производства и от серийности деталей, могут применяться другие способы изготовления форм. При ручной формовке – это формовка в опоках, формовка в стержнях, формовка в почве, формовка по шаблону и т.д.

Но наибольшее применение имеют методы машинной формовки на специальных встряхивающихся машинах, полуавтоматических и автоматических установках. Это улучшает условия работы, повышает производительность труда, сокращает брак отливок и т.д. Формовочные машины устанавливают обычно «в паре»: на одной машине изготавливается нижняя полуформа, на другой – верхняя. Формовочные машины оборудованы поворотными столами, уплотняющими (встряхивающими) механизмами. Извлечение модели из уплотненной формы производится за счет поворота стола или специальными подъемниками. Уплотнение формовочной смеси применяется самое разнообразное: верхнее и нижнее прессование, встряхивание, пескометное уплотнение. В качестве примера разберем схему изготовления формы на встряхивающей формовочной машине (рис. 3.9).

На столе формовочной машины 5 крепится подмодельная плита 1 с моделью 2.

На подмодельную плиту устанавливается опока 3 с наполнительной рамкой 4. Из бункера сверху в опоку насыпается формовочная смесь. Под поршень 6 подается сжатый воздух, поднимающий стол до тех пор, пока не откроется выпускное отверстие 7, через которое сжатый воздух под давлением уходит в атмосферу. Стол при этом резко падает вниз, ударяясь о цилиндр 8.

Благодаря таким повторяющимся многочисленным ударам (10–20 раз) смесь хорошо уплотняется. Сверху опоки уплотнение слабее, поэтому применяется доуплотнение вручную или на машине. При помощи поворотного стола или штифтовых подъемников уплотненная полуформа снимается с подмодельной плиты и процесс повторяется.

Механизировано на машинах изготавливается и большинство стержней. С целью получения наиболее качественной поверхности стержни и формы перед сборкой красят специальными огнеупорными красками. Наиболее крупные формы и стержни очень часто сушат. Основная цель сушки – удаление влаги из высушиваемых форм и стержней и придание им газопроницаемости и прочности.

Похожие записи:
    None Found
Запись опубликована в рубрике Тех. науки. Добавьте в закладки постоянную ссылку.