§ 5. Формовка по шаблонам

Рассмотренные выше способы изготовления литейных форм по модели не всегда выгодны и удобны. Например, для отливки фон­танной чаши диаметром 2 м и высотой 0,5 м изготовление модели потребует много времени.

Для изготовления литейных форм крупных единичных отли­вок, поверхность которых представляет собой тело вращения и может быть образована вращением вокруг оси ее образующей, удобнее пользоваться не моделью, а специальными приспособле­ниями — шаблонами. Шаблоны вращения (рис. 105, б) изготов­ляют из доски. Они имеют вырез, представляющий собой по раз­мерам и форме полупрофиль отливаемого изделия (рис. 105, а). Причем шаблон Н имеет вырез, соответствующий размерам и фор­ме наружной поверхности отливаемого изделия, шаблон В —раз­мерам и форме его внутренней поверхности. Поэтому шаблон Н называют наружным, шаблон В — внутренним. Разность раз­меров выреза наружного и внутреннего шаблона равна толщине стенки отливки.

С помощью шаблонов можно изготовлять литейные формы для отливок с прямоугольным сечением. Шаблоны при изготовлении литейных форм таких изделий не вращают вокруг шпинделя при­способления, а протягивают вдоль направляющей рамки. Поэ­тому такие шаблоны называют протяжными.

Формовка по шаблону вращения. В процессе формовки для вращения шаблонов применяют специальное приспособление, состоящее из четырех частей (рис. 106, а). Первая часть — под­пятник / — имеет вид опорной плиты с конической втулкой, в центре которой сделано отверстие для установки шпинделя. Вторая часть — шпиндель 2 — имеет стальной стержень. Нижний конец его делается в виде конуса и при сборке приспособления

б)

220

Рис. 105. Фонтанная чаша и шаблон для изготовления ее литейной формы

Рис. 106. Приспособление для формовки по шаблону вращения

вставляется в отверстие втулки подпятника. Третья часть — наде­ваемый на шпиндель рукав 3, к нему болтами крепят шаблон 5. Отверстие втулки рукава и втулки подпятника делают с выточками в середине (для уменьшения трения при вращении рукава на шпинделе и шпинделя в подпятнике). Четвертой частью приспо­собления является опорное кольцо 4, которое крепится на шпин­деле. Оно удерживает рукав с шаблоном на шпинделе на заданной высоте. При вращении рукава с шаблоном вокруг шпинделя шаб­лон обтачивает уплотненную под ним формовочную смесь в виде болвана или углубления по профилю, соответствующему очерта­нию поверхности отливки.

В связи с тем, что по шаблону изготовляют литейные формы для больших отливок и в небольшом количестве, чаще всего при­меняют комбинированную формовку, т. е. нижнюю часть формы изготовляют в почве, верхнюю в опоке. • Формовка по шаблону включает следующие операции:

1. Подготовка почвы (постели) для формовки и установка приспособления для вращения шаблона.

2. Вытачивание болвана — «песчаной модели» — в почве для формовки верхней части литейной формы.

3. Формовка верхней части формы на «песчаной модели».

4. Изготовление нижней части формы — срезание поверхности «песчаной модели» внутренним шаблоном на толщину тела от­ ливаемого изделия.

5. Сборка формы и подготовка ее к заливке.

При изготовлении по шаблону литейных форм для овальных отливок применяют приспособления для вращения шаблона не­сколько иной конструкции. В отличие от предыдущего (см. рис. 106, а) это приспособление (рис. 106, б) вместо опорного кольца 4 на шпинделе имеет фасонную шайбу с канавкой 8, име­ющей профиль отливаемого изделия. Рукав 3 шаблона имеет про­резь, в которую вставляется основание держателя шаблона 5 со стойкой 6; на конце последней укреплен ролик 7. Таким обра­зом, шаблон, закрепленный на держателе, при вращении может

221

одновременно перемещаться в прорези рукава по радиусу, описы­вая траекторию, задаваемую канавкой 8.

При подготовке приспособления к работе на шпиндель, уста­новленный в подпятнике, надевают фасонную шайбу, которую укрепляют на нем как опорное кольцо на высоте, равной высоте отливаемого изделия. Сверху шайбы на шпиндель надевают рукав со вставленным в него держателем шаблона. При установке рукава ролик стойки держателя шаблона должен входить в ка­навку фасонной шайбы. При вращении рукава вокруг шпинделя ролик будет двигаться в направляющей канавки шайбы, как в ко­пире, а шаблон будет повторять эту траекторию движения при вытачивании поверхности формы отливки. Все остальные операции изготовления литейной формы аналогичны описанным при фор­мовке по шаблону чаши фонтана.

Рассмотрим процесс формовки по шаблону чаши фонтана (см. рис. 105, а). Для изготовления формы применяют два шаб­лона — наружный и внутренний. Формовку начинают с подго­товки почвы. Для этого в почве роют яму размером несколько больше подпятника. Дно ямы плотно и ровно утрамбовывают. В середине ямы устанавливают подпятник, приспособления для вращения шаблона. В подпятник вставляют шпиндель, на шпин­дель надевают опорное кольцо и рукав с шаблоном. Проверяют правильность установки приспособления. Для этого, закрепив на шпинделе опорное кольцо, на рукав шаблона устанавливают уровень.

Поворачивая рукав в различных направлениях, проверяют вертикальность положения шпинделя. Обнаруженную неточность устраняют осаживанием подпятника в нужном месте. Правильно и прочно установленное приспособление может служить для не­скольких формовок, однако проверять его следует перед изго­товлением каждой новой формы. После проверки приспособления устанавливают наружный шаблон в рабочее положение. При этом шаблон укрепляют на рукаве так, чтобы верхняя кромка его вы­реза была над плоскостью краев ямы на высоте 0,5 м, а нижняя часть выреза отстояла от шпинделя на расстоянии 1 м (радиус чаши).

Сняв со шпинделя рукав с шаблоном, яму плотно утрамбовы­вают вровень с ее краями. Вокруг шпинделя до уровня верхнего края опорного кольца насыпают и уплотняют формовочную смесь в виде болвана (рис. 107, а). Внутренний слой его изготовляют из кокса для увеличения газопроницаемости наполнительной смеси и наружный —из облицовочной смеси.

Вращая надетый на шпиндель рукав с шаблоном Н, обтачивают уплотненный болван. Он должен иметь форму и размеры наружной поверхности отливаемой чаши (рис. 107, б). После обточки бол­вана рукав с шаблоном снимают. На поверхности болвана с по­мощью специального протяжного шаблончика К (рис. 107, в) вырезают, хорошо заглаживают и закрашивают графитом ле-

222

в)

Рис. 107. Формовка по шаблону чаши фонтана

пестки наружной поверхности отливаемой чаши. Затем по гото­вому болвану, как по модели, формуют опоку (рис. 107, г). По­ложение опоки фиксируется колышками, вбитыми в почву у сте­нок опоки. Заформованную опоку по колышкам, как по штырям, снимают и отделывают. Отверстие, оставшееся в опоке от шпинделя заделывают.

На шпиндель надевают рукав с прикрепленным шаблоном В, имеющим профиль внутренней поверхности отливаемой чаши (рис. 107, д). Вращая рукав с шаблоном вокруг шпинделя, обта­чивают болван, снимая с него слой, равный толщине стенки буду­щей отливки. Поверхность выточенного болвана хорошо загла­живают, припыливают графитом. Снятую опоку по колышкам устанавливают на место. На поверхности опоки, на отверстиях стояков и выпоров, делают наращалки. Разрез готовой литейной формы фонтанной чаши показан на рис. 107, е.

При формовке по шаблону пустотелые отливки получают не только в формах с песчаным болваном, но и со стержнями. В этом случае для получения в литейной форме знаков для крепления стержня в профиле шаблона предусматривают профиль стержневых знаков или стержневые знаки заформовывают в форме дополни­тельно по моделям.

223

Рис. 108. Формовка по протяжному шаблону

Формовка по протяжному шаблону. Протяжные шаблоны в отличие от шаблонов вращения имеют полный профиль сечения отливаемого изделия. Протяжка шаблонов по уплотненному из формовочной смеси болвану производится по специальной направ­ляющей рамке (рис. 108).

Процесс формовки по протяжному шаблону следующий:

1. Установка направляющей рамки, внутренние размеры кото­ рой должны соответствовать размерам будущей отливки.

2. Изготовление внутри рамки болвана из формовочной смеси.

3. Установка на рамке шаблона и удаление лишней смеси с уплотненного болвана шаблоном А (для получения песчаной мо­ дели отливаемого изделия).

4. Формовка на болване, как по модели верхней опоки.

5. Снятие заформованной опоки и ее отделка.

6. Удаление с поверхности песчаной модели шаблоном Б слоя смеси, равного толщине стенки будущей отливки.

7. Отделка болвана и накрывание его верхней полуформой. Полученную форму готовят для заливки.

Таким образом, с помощью шаблонов можно изготовлять ли­тейные формы для различных крупных изделий, профиль сечения которых не изменяется по длине.

Изготовление стержней по шаблону. При изготовлении пусто­телых архитектурных отливок (колонн, фонарных столбов), име­ющих форму тел вращения, и других подобных изделий с полостью применяют стержни. Такие большие стержни неудобно и невыгодно изготовлять в стержневых ящиках: ящик будет тяжелым и неудоб­ным в работе. Поэтому стержни больших размеров чаще всего из­готовляют по шаблонам. Стержни, как и формы, изготовляют путем обтачивания и протягивания.

Изготовление стержней по шаблону способом обтачивания. Способом обтачивания изго­товляют стержни, имеющие форму тел вращения. Шаблон / (рис. 109) делают из доски, его вырез равен половине профиля стержня. При изготовлении большого числа стержней на рабочей кромке шаблона укрепляют металлическую планку 4 для умень­шения истирания (изнашивания) при обтачивании стержня.

Для изготовления стержня по шаблону способом обтачивания применяют специальное приспособление (рис. 109, а), состоящее из двух стоек 2 с треугольными вырезами на торцах. Эти вырезы предназначены для укладки каркаса 3, представляющего собой

224

Приложение ОБРАЗЦЫ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОК

Фрагмент памятника мастеру формовки художественного литья В. Ф. Торокину

II

Конь с попоной

Медведь у пня

II!

IV

Кутузов и Багратион

Рис. tOS. Изготовление стержней по шаблону;

a — способом обтачивания; б — способом протягивания

трубу с отверстиями на поверхности для вывода газов из стержня. В процессе изготовления стержня на каркас, смазанный глиной наматывают соломенный жгут, который обеспечивает легкость, газопроницаемость и податливость стержня при усадке отливки. Число слоев жгута на трубе должно быть таким, чтобы толщина слоя глины, наносимого на его поверхность, была 15—30 мм в за­висимости от размеров стержня.

После навивки соломенного жгута на его поверхность, вращая каркас специальным приводом или ручкой, наносят слой жирной глины. Излишек глины срезают кромкой шаблона, укрепленного на стойках и придвинутого к стержню. Покрыв соломенный жгут первым слоем глины, стержень снимают со стоек и сушат. После этого стержень снова устанавливают на станок, очищают его по­верхность щеткой, слегка смачивают водой, заделывают образо­вавшиеся при сушке трещины и наносят на него как и в первый раз слой, но из более тощей стержневой смеси и снова обтачи­вают, проверяя его размеры специальными шаблонами. Затем поверхность стержня окончательно отделывают и стержень сушат.

Для повышения огнеупорности поверхность стержня после сушки и в горячем состоянии красят специальными формовочными красками, в состав которых чаще всего вхоят графит, глина и связующие вещества. После окраски стерженьелегка подсушивают,

Изготовление стержней по шаблону способом протягивания. Этот способ используют при изготовлении единичных, пустотелых отливок с полостью, име­ющей прямоугольное, полуовальное или полукруглое сечение. В этом случае стержень получают путем протягивания шаблона вдоль предварительно уплотненного болвана стержневой смеси по специальной направляющей рамке. Протяжной шаблон в от­личие от шаблона обтачивания имеет полный профиль изготовля­емого стержня. Протяжной шаблон /, протягивание шаблона по уплотненной стержневой смеси 2 и готовый стержень 3 изображены на рис. 109, 6.