Тема 1.3. Изготовление отливок в песчаных формах

Тема 1.3.1 Общие сведения о литейных формах. Конструкция и элементы песчаной литейной формы.

Вопросы:

1. Упрощенная схема технологического процесса полу­чения литых заготовок в песчаных формах.

2. Общие сведения о литейных формах.

3. Конструкция и элементы песчаной литейной формы. Элементы литни­ковой системы. Требования, предъявляемые к литейным формам.

1. Отливки изготовляют в литейном цехе. Последовательность опе­раций производства отливки показана на схеме 1.

Отливки получают в литейной форме (рис.3, ж), полость которой соответствует конфигурации отливки (рис. 3, з). Для придания полости литейной формы конфигурации отливки применяют деревянную или металлическую модель (рис. 3, б); при помощи модели делают отпечаток в формовочной смеси, помещенной в рамках, так называемых опоках 1 и 2 (рис. 3, в)

Схема технологического процесса изготовления отливки

Для получения в отливках отверстий внутренних полостей в форму помещают стержень 5 (рис. 3, г), конфигурация которого соответствует внутренней полости отливки. Стержни изготовляют в стержневых ящиках (рис. 3, д) из стержневых смесей, состоящих из песка и связующих материалов, сообщающим высушенным стержням необходимую прочность. Модели и стержни изготовляют со стержневыми знаками (рис. 3, б) называют выступающие в модели и в стержне части, не образующие непосредственно конфигурации отливки. Знаки на модели образуют в форме полости, в которые помещают знаковые части стержня. При помощи знаков стержень укрепляется и фиксируется в форме.

Рассмотрим последовательность изготовления отливки в песчаной форме.

В модельном цехе по чертежу детали (рис. 3, а) изготовляют из древесины или металла модель и стержневой ящик. Для удобства изготовления литейной формы и стержня модель (рис. 3, б) и стерж­невой ящик (рис. 3, д) делают разъемными.

В формовочном отделении из формовочной смеси по модели из­готовляют литейную форму. Для этого на плиту 3 ставят половину модели и засыпают смесь в опоку 2 и уплотняют ее. Опоку перевора­чивают, на заформованную половину модели, ставят вторую ее половину (рис. 3, в) и модель литниковой системы 4, которая образует каналы для заливки металла в форму. Затем ставят вторую опоку 1, засыпают в нее формовочную смесь и уплотняют. Далее поднимают верхнюю полуформу, извлекают из обеих полуформ по­ловинки модели (рис. 3, г), устанавливают в форму стержень 5 и накрывают верхнюю полуформу (рис. 3, ж).

В стержневом отделении по стержневому ящику (рис. 3, д) из стержневой смеси изготовляют стержень (рис. 3, е). Для повыше­ния прочности стержней их сушат в сушильных печах.

Рис. 3 Последовательность изготовления отливки

В плавильном отделении в специальных плавильных печах рас­плавляют металл и заливают его в формы. После затвердевания металла в форме образуется отливка (рис. 39, з), которую извлекают, разрушая форму.

В очистном отделении из отливок выбивают стержни, отбивают или отрезают литниковую систему 4 (рис. 39, з), очищают отливку от пригоревшей формовочной смеси, зачищают остатки литника и при необходимости термически обрабатывают. После очистки и контроля отливку направляют в механический цех для обработки или на склад готовой продукции.

2. Литейные формы изготавливаются из различных материалов и в зависимости от свойств последних могут использоваться только один раз или многократно. Формы, используемые для получения одной отливки, называются разовыми (эти формы разрушаются при извлечении из них отливки). Формы, используемые для получе­ния сотен и тысяч отливок, называются, постоянными (они обычно выполняются металлическими). Некоторое применение находят полупостоянные формы, изготавливаемые из высокоогнеупорных материалов и используемые несколько десятков раз.

Разовые формы изготавливаются из песчано-глинистых, песчано-смоляных и песчано- керамических смесей. Такие формы могут выполняться объёмными (большой толщины) или оболочко­выми (небольшой толщины). Как правило, формы из песчано-гли­нистых смесей делаются объемными, а из песчано-смоляных и песчано-керамических – оболочковыми. Литье в песчано-глинистые формы является наиболее распространенным.

Разовые формы изготовляют из формовоч­ной (песчаной) смеси. Для примера рассмотрим формовку короткой трубы в двух опоках. Опока представ­ляет собой жесткую рамку, в которой изго­товляют форму.

Разовые формы изго­товляют при помощи де­ревянных или металлических моделей, которые удаляют из опок после заполнения их формовочной смесью. Разъемная модель в большинстве своём состоит из двух половинок и имеет знаки (вы­ступы) с торцовых сторон для того, чтобы подготовить место под стержень. Модель позволяет получать только внешние очертания фасонной отливки; внутренние полости, сквозные отверстия и впа­дины в отливке получаются с помощью стержней. Стержни устанав­ливают в форме при ее сборке. В собранной форме образуется про­странство между полуформами и стержнями, которое заполняется жидким металлом. После затвердевания металла в форме стержни выбивают, и в отливке остаются сквозные отверстия или выем­ки. Стержень получается из стержневой смеси в сборном ящи­ке.

3. Собранная под заливку форма (рис.4) состоит из верхней полуформы в опоке 1, нижней полуформы в опоке 2, стержня 3, чаши 4 для при­емки жидкого металла, соединенной с системой каналов для под­вода жидкого металла в полость формы. Литниковая система состоит из стояка 5, шлаковика 8 и питателей 9. В форме имеются вспомо­гательные каналы и вентиляционный канал 7, предназначенные для отвода газов из стержня. Ребра 6 удерживают землю в опоке.

Рис. 4 Изготовление короткой чугунной трубы

Литниковой системой называются каналы в форме, для подачи в нее расплавленного металла, а также удаления шлака, попадающего в форму вместе с металлом. Литниковая система обычно состоит из следующих элементов: литниковой чаши, стояка, шлакоуловителя, питателя и выпора.

Литейная форма должна обладать прочностью (выдерживать силовые нагрузки), газопроницаемостью (пропускать газы, образующиеся в литейной форме), податливостью (уменьшаться в объеме при усадке отливки), огне­упорностью (не оплавляться под действием тепла жидкого металла) и др.