Модельный комплект
Модельный комплект служит для формирования полости под отливку в песчаной литейной форме. В модельный комплект входят модель и стержневые ящики. Модельный комплект изготавливают из пиломатериалов хвойных (ель, сосна) или твердых пород дерева (береза, бук, дуб), пластмасс и металлических сплавов. Металлические литейные сплавы (чугун, силумин) применяют в массовом производстве, а хвойные пиломатериалы используют в единичном и мелкосерийном. В серийном производстве модельные комплекты изготавливают из твердых пород дерева, пластмасс и сплавов.
Деревянные комплекты выполняют из пиломатериалов (доски, бруски) путем сплачивания, склеивания предварительно вырезанных заготовок. С целью уменьшения коробления заготовки чередуют по расположению волокон (вдоль и поперек).
Окончательную обработку деревянных и металлических комплектов осуществляют на станках. Предусмотрено девять классов точности модельных комплектов, взаимосвязанных с классами размерной точности отливок. Допуски размеров модельного комплекта в 10—15 раз меньше соответствующих допусков размеров отливок.
Для снижения поглощения древесиной влаги и для исключения прилипания формовочной смеси деревянные модельные комплекты грунтуют, шпатлют и красят эмалями серого, красного или желтого цвета соответственно для отливок из стали, чугуна или цветных сплавов. Знаковые части покрывают эмалью черного цвета.
Металлические комплекты получают литьем, поэтому их выполняют тонкостенными, а повышают прочность и жесткость за счет ребер жесткости. Толщина стенки на литых комплектах составляет 6—15 мм.
Модель служит для получения полости в форме. Конфигурация модели соответствует внешним очертаниям отливки, а размеры модели больше размеров отливки на величину линейной усадки сплава.
Линейная усадка серого чугуна составляет около 1%, стали— 2%, силумина— 0,8—1,2%, бронзы— 1—1,5%. Линейная усадка зависит не только от типа сплава, но и от податливости формы, сложности отливки, наличия ребер жесткости [3].
Конструкции разъемных моделей для получения осесимметричнои детали (см. рис. 1.2, а) изображены на рис. 1.11. Деревянная модель (а) состоит из двух частей, соединенных шипами. Такую модель применяют при ручной формовке.
В случае машинной формовки модель представляет собой две (в данном случае одинаковые) полумодели (б), которые имеют резьбовые и штифтовые отверстия для закрепления на соответствующей модельной плите (изображена тонкими линиями). Полумодели закрепляют на модельных плитах по координатам относительно центрирующих штырей с тем, чтобы отпечатки в
нижней и верхней частях формы, полученные на двух разных машинах, совпали. На модельных плитах может закрепляться не одна, а несколько моделей, чтобы получить форму не на одну, а на 2—4 отливки. Кроме того, на модельных плитах закрепляют модели литниковой системы (питателей, шлакоуловителей).
Деревянные модели могут быть и более сложными с несколькими разъемами (см. 1.4), но они дороже, менее точны, создают дополнительные сложности при формовке. Иногда для получения выступов на отливках используют отъемные части моделей (рис. 1.11, в). Отъемные части 1 соединяют с основной моделью 2 шпильками или пазами типа "ласточкин хвост". Извлекают отъемную часть из полости формы после удаления основной части модели. Применение отъемных частей модели резко снижает производительность труда, повышает вероятность разрушения формы, и поэтому их следует избегать за счет создания техно логичной конструкции детали.
Стержневые ящики служат для получения стержней. Процесс изготовления стержней включает в себя набивку ящика стержневой смесью, съем ящика с сырого стержня на сушильной плите, транспортировку стержней в сушильную камеру. Только после сушки стержень является сравнительно прочным, его можно переносить, перевозить, перекладывать, устанавливать в форму или собирать с другими стержнями.
Конструктивно стержневые ящики могут быть вытряхными (рис. 1.12, а) и разъемными (рис. 1.12, б). Вытряхные ящики применяют для простых стержней и для получения половин стержней, которые склеивают после сушки. Стержень должен иметь плоскую поверхность, которой его выкладывают на сушильную плиту.
Разъемные ящики соединяются с помощью шипов, дюбелей, скоб и замков. Ящики допускают кантовку вместе со стержневой смесью. Разнимают ящик после размещения на сушильной плите. Стержень остается на плите и с ней подается на сушку, поэтому размеры стержня и его опорной поверхности должны гарантировать его устойчивость. Стержневые ящики могут содержать отъемные вкладыши, иметь не один, а несколько разъемов (см. 4.1).
Для очень многих внутренних полостей отливок используют не один, а несколько стержней, которые получают в простых ящиках, а затем склеивают или собирают после сушки. При сборке стержней друг с другом предпочтительно иметь фиксаторы, например, коническое углубление в одном и выступ в другом стержне.
В процессе набивки стержневой смеси в ящик закладывают металлические (проволочные) каркасы, повышающие прочность стержня. Газоотводные каналы выполняют с помощью удаляемых металлических стержней или путем закладки жгутов соломы, металлической стружки, фитилей и вентиляционных шнуров для сложных стержней.
Иногда стержни получают из самотвердеющих смесей, когда затвердевание крепителя осуществляется непосредственно в ящиках, например, путем продувки углекислым газом. В этом случае производительность труда значительно ниже.
Модели и стержневые ящики имеют знаковые части, для оформления посадочных мест в форме и соответствующего знака стержня. Знаки должны обеспечивать устойчивое положение стержня в форме и предотвращать его всплытие. Различают знаки
вертикальные (рис. 1.13, а) и горизонтальные (рис. 1.13, б, в). Горизонтальные - могут фиксировать стержень не только по вертикали (а), но и по горизонтали (в). Поперечное сечение знаков может быть как круглым, так и прямоугольным, трапециевидным и т. п. В этих случаях стержень фиксируется по углу относительно оси.
Точность фиксации стержня в форме обеспечивается конфигурацией и размерами знаков и соответствующими размерами знаковых частей модели и стержневого ящика. Основные размеры знаков определяют по ГОСТ 3212-92. Частично размеры сведены в табл. 1.7. Высоту верхнего вертикального знака допускается уменьшать в два раза по сравнению с нижним.
Формовочные уклоны на знаках составляют: а - 10, 7,6, 5°; β = 15, 10, 8, 6° при высоте знаков до 30, 50, 120, 315 мм соответственно. У более высоких знаков углы уменьшаются до 4—2°.
Зазоры между стержнем и формой S1, S2 равны 0,2—5 мм. Меньшие значения соответствуют металлическим комплектам для мелких отливок, а большие—деревянным комплектам в случае крупных отливок.
уклоны. Эти же уклоны будут и на соответствующих поверхностях отливки и детали.
Числовые значения формовочных уклонов по ГОСТ 3212-92 зависят от типа модельного комплекта, способа литья и высоты участка поверхности, на которую назначают уклон. В табл. 1. 8 приведены формовочные уклоны модельных комплектов для литья в песчаных формах. В скобках указаны значения углов для основных формообразующих поверхностей в углублениях моделей, когда высота углубления не превышает его ширину или диаметр.
