3. Проектування та виготовлення модельних комплектiв

Процес одержання відливки починається в модельному цеху заводу або модельному відділенні ливарного цеху (якщо на підприємстві відсутній спеціалізований модельний цех). Користаючись кресленням модельно-ливарної технологічної розробки, робітник-модельник виготовляє модельне оснащення— пристосування, необхідні для виробництва форм і стержнів.

Набір модельного оснащення називають модельним комплектом. Склад модельного комплекту залежить від методу (ручний, машинний) виготовлення форм, а також складності одержуваних відливок. При ручному формуванні в нього входять модель, підмодельний щиток і стержневі ящики, а при машинному дві модельні плити (для роздільного виготовлення нижніх і верхніх напівформ) і стержневі ящики. Число вхідних у модельний комплект стержневих ящиків залежить від складності відливок: при одержанні нескладних відливок (фланців, плит, кришок і т.п.) модельний комплект включає один-два ящики, а при виробництві складних відливок (станин металорізальних верстатів і т.п. деталей) їхнє число може досягати декількох десятків.

Крім моделей, модельних плит і стержневих ящиків у модельні комплекти можуть входити формувальні, стержневі і контрольні шаблони, кондуктори, а також моделі елементів ливникових систем і живлення відливок.

М оделі

Моделі служать для одержання в ливарних формах порожнин, які мають форму і розміри, близькі до обрисів одержуваних відливок, і призначених для прийому заливаємого у форму розплаву.

Нероз'ємні моделі (мал. 3.1, а) служать для виробництва нескладних по конфігурації відливок, які можуть бути заформовані в одній половині форми.

Роз’ємні моделі (мал. 3.1, б) застосовують при виробництві відливок більш складної і різноманітної конфігурації. Формування по таких моделях ведеться в двох, а іноді і трьох опоках. Частини роз’ємних моделей з'єднуються дерев'яними чи металевими шипами 1

М оделі з від’ємними частинами (мал. 3.1, в) використовують при формуванні відливок, які мають піднутрення та перешкоджають вилученню моделі з форми. Від’ємні частини приєднуються до моделей шпильками (мал. 3.2, а) або накладками зі скосами, які прийнято називати «ластівчин хвіст» (мал. 3.2, б).

Модель не є точною копією виробу, який відливається, тому що відображає зовнішні обриси заготовки. Отвори порожнини, западини і поглиблення значних розмірів при литві звичайно одержують за допомогою стержнів, а дрібні – при наступній механічній обробці відливок.

П ри виробництві особливо великих відливок (деталі гідравлічних турбін і т.п.), маса яких досягає 200 т і більш, формування ведуть по скелетних моделях (мал. 3.3). Зовнішні обриси такої моделі виконують дерев'яними фасонними брусами, а також формувальною сумішшю, якою набивають пустотілу середину і проміжки між поверхневими елементами дерев'яного каркаса. Застосування каркасних моделей заощаджує деревину і полегшує транспортні операції, а також дозволяє різко знизити цикл одержання відливок.

Поряд з моделями як пристосування для виготовлення форм застосовують шаблони. Формувальні шаблон – це плоскі дерев'яні шкребки з прямолінійною чи фасонною крайкою, яка ріже. Застосовують при безмодельному (шаблоновому) виготовленні ливарних форм, призначених для одержання одиничних великих відливок, які мають форму тіл обертання (шківи, чаші, казани і т.п.).

Модельні плити

При машинному формуванні моделі закріплюють на ретельно оброблених модельних плитах, які відливаються з чавуна або сталі. При виготовленні форми на двох машинах застосовують однобічні модельні плити (мал. 3.4, а), а при безопочній формовці дрібних відливок на одній машині – двосторонні (мал. 3.4, б). Дуже складні відливки з малими ухилами вертикальних стінок (колеса з литим зубом, корпуса ребристих радіаторів і ін.) формуют із застосуванням протяжливих плит (мал. 3.4, в), які мають спеціально вирізані отвори і точно відповідають зовнішньому контуру моделі. При вилученню моделі з напівформи опускається тільки нижня частина плити 6, а краї верхньої (протяжливої) плити 5 утримують суміш в опоці, охороняючи її від обвалу.

­ По способі з'єднання моделі з модельною плитою модельні плити підрозділяються на збірні, суцільнолиті і координатні. Виготовлені окремо моделі закріплюють на збірних плитах болтами і шпильками. На суцільнолитих плитах модель відлита заодно з модельною плитою. Координатні модельні плити (див. мал. 3.4, а) мають велике число отворів, розміщених строго певним чином, що використовують для монтажу моделей і елементів ливникової системи.

В умовах дрібносерійного виробництва, коли часто змінюють модельні плити на формувальних машинах, дуже вигідне використання модельних плит зі змінними дерев'яними вкладишами і з закріпленими на них дерев'яними моделями 3 (мал. 3.4). В умовах масового і крупносерійного виробництва застосовують модельні плити з моделями з алюмінієвий сплавів (мал. 3.5.).

При монтажі великих модельних плит, з метою зниження маси, застосовують дерев'яні моделі, найбільш зношувальні частини яких забезпечуються металевою окантовкою з листової сталі. З тією ж метою на поверхні дерев'яних моделей наносять тонкий (товщиною 0,3—0,4 мм) шар цинку або алюмінію

Стержневі ящики

Ці пристосування, які служать для виготовлення стержнів, по конструктивних особливостях поділяються на цільні, роз’ємні і витряхні.

Цільні ящики (мал. 3.5, а) застосовують при виготовленні стержнів простої конфігурації з великими ухилами на бічних поверхнях, що обумовлює їхнє легке вилучення із ящика.

Р оз’ємні ящики (мал. 3.5, б, в) є найбільш розповсюдженими і застосовуються при виготовленні стержнів найрізноманітнішої конфігурації. При виробництві дуже складних стержнів роз’ємні ящики забезпечують окремими частинами.

Витряхні ящики (мал. 3.6, а) застосовують при виготовленні великих і складних по конфігурації стержнів. Ящик складається з корпуса 1 і чотирьох вкладишів 3, які вставляються в нього. Маючи великий ухил, вкладиші легко витрушуються з корпуса разом з набитим із суміші стержнем і легко від нього відокремлюються переміщенням убік. У витряхних ящикх можна робити стержні зі зворотними ухилами, виступами і западинами на бічних поверхнях. Відсутність необхідності розштовхування стержня перед його вилученням із ящика обумовлює високу точність розмірів стержнів, а отже, і відливок. Для зручності перекидання (кантування) корпус ящика з однієї сторони забезпечують сегментами 2.

У залежності від необхідної кількості стержнів стержневі ящики виготовляють з дерева або алюмінієвих сплавів. З огляду на малу зносостійкість алюмінієвих сплавів, площина рознімання (сторону набивання суміші) металевих ящиків покривають сталевими накладками 3 (див. мал. 3.5), які прикріплюють до корпуса гвинтами. Перед набиванням суміші частини д ерев'яних роз’ємних ящиків скріплюють скобами 1 або струбцинами, а металевих— болтами з гайками 2.

Поряд зі стержневими ящиками, як пристосування для виготовлення стержнів, застосовують шаблони. Останні являють собою плоскі дерев'яні шкребки з прямолінійною чи фасонною крайкою, яка ріже. Їх застосовують при виготовленні великих і середніх стержнів, які мають форму тіл обертання, при одержанні відливок патрубків, труб, вентилів і інших подібних деталей водопровідних і паропровідних мереж.