11.4 Сборка формы

Сборка является заключительным и важным этапом в технологическом процессе изготовления литейных форм. Она влияет как на качественные характеристики отливки (точность, отсутствие газовых и песчаных раковин), так и на трудоемкость последующих финишных операций.

Неправильная сборка формы может быть причиной неисправимого брака отливки. Собранная форма должна обеспечивать получение отливки без литейных дефектов с заданными конфигурацией и размерами.

Технологический процесс сборки форм состоит из следующих основных операций: подготовки полуформ и стержней к сборке; накрывания нижней полуформы верхней (спаривание полуформ); установки литниковых и выпорных чаш.

При спаривании полуформ необходимо обеспечивать точность их соединения (центрирование). Центрирование полуформ при их спаривании производится с помощью двух сборочных штырей, размещаемых по оси опоки на сторонах, где расположены цапфы.

11.5 Расчет силы давления металла на опоку, способ загрузки формы

Расплав при заполнении собранной формы оказывает давление на стенки формы и стремиться поднять верхнюю полуформу. Чтобы избежать подъема верхней полуформы и утечки расплава по разъему, форму перед заливкой нагружают грузом или скрепляют полуформы различными способами. Груз обычно отливают из чугуна. Масса груза, определяемая при разработке техпроцесса, вместе с массой верхней опоки должна гасить подъемную силу, действующую на верхнюю полуформу при заливке.

Груз не должен мешать заливке формы. Накладывают груз аккуратно без толчков и ударов, чтобы не повредить форму. Наиболее распространенная схема грузоукладчика непрерывный подвесной цепной конвейер с грузами, синхронно движущийся с литейным конвейером над его заливочным участком. В начале заливочного участку грузы опускаются на собранные формы благодаря изгибу в вертикальной плоскости опорного рельса конвейера с грузами, определяющего траекторию его движения. В конце участка заливки обратный изгиб пути заставляет грузы подниматься - формы разгружаются

Металлостатический набор Н (высота от верхнего уровня заливочной воронки или чаши до плоскости разъема формы) способствует заполнению формы металлом и получению хорошего отпечатка формы на отливке. Одновременно этот напор создает давление металла на форму, что создает необходимость обеспечения определенной прочности формовочной смеси.

Наконец, давление металла на верхнюю полуформу создает подъемную силу.

Подъемная сила увеличивается при наличии в отливке стержня, который стремится всплыть в жидком металле в соответствии с законом Архимеда. Общая подъемная сила может достигать больших значений и приводить к подъему верхней полуформы в конце заливки. В этом случае жидкий металл вытекает по плоскости разъема из формы, отливка уходит в брак, а на заливочном участке может возникнуть аварийная ситуация.

Чтобы избежать этого, необходимо всегда рассчитывать подъемную силу и определять необходимость и массу дополнительного груза, который при необходимости ставится сверху на форму. Вместо груза может применяться также крепление опок друг к другу скобами, болтами, автоматическими зажимами.

Расчет подъемной силы расплава, действующей на верхнюю полуформу, определяется по формуле: Р_р = Н*_м* F_п.о + V_р._ст*(_м - _ст)

где Н - металлостатический напор, м; _м - плотность металла (для стали можно принять 7820 кг/м³); F_п.о - площадь сечения отливки по плоскости разъема в проекции на верхнюю полуформу, м²;. V_р._ст – объем рабочей части стержня, м³.

Площадь проекции отливки и объем рабочей части стержня определяются по чертежу методом условного деления сложного тела на простые элементы подсчетом для этих простых элементов и последующим суммированием полученных величин.

Подъемная сила Р_р в конце заливки может вырастать в 1,2 - 1,5 раза за счет явления гидравлического удара.

Поэтому масса груза определяется так:

где - масса груза для формы, кг; К_г - коэффициент, учитывающий гидравлический удар в момент окончания заполнения формы (обычно К_г = 1,3 – 1,5);

γ_ж.м - плотность жидкого металла (для стали γ_ж.м = 7820 кг/м³); V - объем пространства над отливкой в верхней полуформе до уровня металла в литниковой чаше м³; Q - масса верхней полуформы, кг.

F_п.о=0,037 м², V_рст=0,0023,

Плотность формовочной смеси можно принять равной _п.ф = 2500 кг/м³

Р_р =0,23*7820*0,037 + 0,0023*(7280 – 2500) = 68,862 кг ;

Масса опоки без смеси равна 33,2 кг (ГОСТ 17128-71)

V_ф=V_опоки-V_дет=(0,5*0,4*0,2)-0,0029=0,0371 м³

M_пф= V_ф*_ф=0,0371*2500=92,75 кг.

Масса груза для формы равна :

М_гр = 1,4 (68,862 – 92,75) = -33,44кг

Груз не нужен.