§ 3. Модельный комплект и принципы его изготовления.

Одной из важнейших операций в технологическом процессе литейного производства является изготовление литейных форм и стержней.

Для изготовления литейной формы необходимо иметь модельный комплект, состоящий из моделей, стержневых ящиков, модельных плит и др. приспособлений.

Конструкция модели должна обеспечить извлечение её из формы. Поверхность модели должна быть гладкой, чистой, чтобы при выемке её из формы она легко отделялась от формовочной смеси. Модель должна быть прочной, не изменяться в размерах, противостоять влиянию влаги формовочной смеси.

При изготовлении моделей и стержневых ящиков учитывают технологию формовки и изготовления стержней, литейные свойства металла и последующую механическую обработку детали.

По чертежу детали изготовляют модель и стержневой ящик.

Предварительно все размеры детали по чертежу увеличивают на величину литейной усадки сплава, из которого изготовляют отливку. Для этого в модельных цехах есть специальные линейки с учётом усадки. Для чугунного и цветного литья усадка составляет 1 – 2%, для стального – 1,5 – 2%.

Чертёж отливки делается по чертежу детали, на который наносят:

• припуск на мех. обработку;

• технологический припуск;

• технологические указания на изготовление отливки;

• другие специальные требования к отливке.

Припуск на мех. обработку – дополнительный слой металла на сторону, который удаляют при мех. обработке для получения заданной точности и качества поверхности детали.

Припуск задаётся ГОСТом и составляет для чугуна 0,7 – 5 мм, для алюминия – 0,7 – 2 мм.

На чертеже припуск штрихуют или обводят красным карандашом.

Технологический припуск – упрощает и облегчает процесс изготовления отливки. К нему относятся:

• литейные уклоны – для удобства извлечения модели из формы без разрушения и свободного удаления стержня из ящика (1º…3º, 1…8 мм);

• напуски – для упрощения изготовления, напр. отверстия малых диаметров которые можно просверлить;

• приливы – для удобства крепления детали при мех. обработке или транспортировке, удаляются при мех. обработке;

• рёбра и стяжки – для предохранения отливки от коробления при остывании или термообработке. Удаляют при мех. обработке.

• галтели – закругления внутреннего угла для плавного перехода сопрягаемых стенок. Предотвращают концентрацию напряжений, образование трещин в углах, уменьшение осыпания формовочной смеси при извлечении модели. По ГОСТу радиусы галтелей от 1 до 40 мм в зависимости от толщины сопрягаемых стенок

, мм

К технологическим указаниям относятся:

• линия разъёма модели с учётом низа и верха по расположению её в форме

• точность и шероховатость поверхности отливки;

• линия разъёма стержня;

• место подвода питателя.

Их выполняют цветным карандашом. Стержни устанавливают в специальные гнёзда и закрепляют замками для предотвращения смещения при давлении заливаемого металла. На чертеже стержни штрихуют по контуру и нумеруют в той последовательности в какой устанавливают в форме.

Материалом для моделей и стержневых ящиков в индивидуальном и мелкосерийном производстве в большинстве случаев является древесина, иногда гипс и цемент, в массовом производстве – алюминиевые сплавы и пластмассы.

Деревянные изготавливают из сравнительно сухого (до 10% влаги) плотного материала во избежание коробления и поводки их от потери собственной влаги.

Деревянные модели разделяют на 3 класса. Модели 1 класса изготавливают из бука, ореха и применяют для ручной и машинной формовки.

Для получения небольшого количества отливок используют модели 2 класса – из берёзы и липы и модели 3 класса – из сосны и ели.

Для того, чтобы они не впитывали влагу из формовочной смеси и окружающего воздуха, модели покрывают специальным лаком. Модели окрашивают и лакируют в определённые цвета. Поверхности моделей, которые соответствуют поверхностям отливок, не подвергающимся механической обработке, окрашивают в синий цвет – для стального литья, в красный для чугунного и в желтый – для цветного. Если отливки подвергаются механической обработке, то основной фон соответствующих поверхностей моделей покрывают чёрными круглыми точками. Отъёмные части моделей окантовывают чёрной полосой, стержневые знаки на моделях окрашивают в чёрный цвет.

Преимущества деревянных моделей – лёгкая обрабатываемость и дешевизна, а недостатки – деформируемость и склонность к растрескиванию.

Для металлических моделей применяют чугун, бронзу, латунь, алюминий и его сплавы. Стоимость металлических моделей значительно выше деревянных, но она служит во много раз дольше (по ней можно изготовить до нескольких десятков тысяч форм), кроме того металлические модели обеспечивают получение отливок с более точными размерами.

Для создания земляной формы применяют опоки. Опоки предназна­чены для удержания песчаной смеси, придания земляной форме достаточной жесткости и прочности при изготовлении, транспортировке и заливке металлом. Опоки изготавливают из стали, чугуна, сплавов алюминия. В зависимости от размеров и очертания отливок опоки имеют круглую, квадратную и прямоугольную форму.

Для изготовления земляных форм и песчаных стержней применяют формовочные инструменты, которые можно разделить на 3 группы:

1. инструменты используемые для наполнения и упрочнения формовочной смеси в опоке (лопаты, ручные и пневматические трамбовки);

2. инструменты предназначенные для извлечения модели из земляной формы (крючки, подъёмы и др.);

3. инструменты для отделки поверхности формы, исправления повреждений, прорезания литниковых каналов (гладилки, ложечки, пульверизаторы).