5. 10 Назначение линейных размеров на модели отливки
Размеры модели по сравнению с размерами отливки должны быть увеличены на величину линейной усадки. Линейная усадка в зависимости от марки чугуна принимается равной от 0,9 до 1,3. При проведении расчётов обычно принимают среднее значение, например равное 1,1 %. Усадка будет происходить только в горизонтальной плоскости, в вертикальной плоскости она будет затруднена из-за наличия стержня (рисунок 42).
Рисунок 42 – Модель отливки
5. 11 Выбор размеров опок и модельных плит
При определении размеров опок учитываем нахождение в них четырех отливок. Согласно таблице 22 выбираем минимально допустимые расстояния между моделями, элементами литниковой системы и т.д. и в зависимости от массы отливки.
Длина опоки, min: 30 + 202,1 + 40 + 202,1 + 30 = 504,2 мм.
Ширина опоки, min: 30 + 161,6 + 30 + 16 + 30 + 161,6 + 30 = 459,2 мм.
Высота опоки, min: 60 + 80,5 = 140,5 мм.
Тогда размеры опоки в свету принимаем 500×600 мм, а высоту опоки принимаем 150 мм с межцентровым расстоянием втулок и штырей 700 мм (таблица 21).
Для изготовления верхних полуформ выбираем формовочную встряхивающе-прессо-вую машину с амортизацией ударов модели 11 или 21, нижних полуформ – модель 22 (п. 3.10).
Конструктивно размеры модельных плит больше размеров опок на толщину их стенок (10–15мм). Поэтому рабочие размеры модельной плиты (верхней и нижней) составят 530×630 мм.
5. 12 Выбор состава формовочной и стержневой смесей
Песчано-глинистые смеси получили наибольшее распространение в литейном производстве. При изготовлении литейных форм они составляют более 60 % объёма всех применяемых формовочных смесей. Чугунные отливки изготавливают в сырых и сухих песчаных формах, причём первый способ наиболее экономичен благодаря укороченному циклу их изготовления.
Для чугунных отливок массой до 10 кг выбираем следующий состав формовочной смеси (массовые доли, %):
1) Отработанная формовочная смесь 95,000 – 98,800;
2) Свежий кварцевый песок 2,000;
3) Суспензия бентонито-угольная 1,200 – 3,000;
4) Крахмалит 0,015 – 0,030;
5) Влажность 3,100 – 3,500.
Крахмалит вводится в смесь для повышения её газопроницаемости и качества отливок.
Свойства формовочной смеси:
1) Газопроницаемость, ед. 130 – 170;
2) Предел прочности при сжатии, кПа 157 – 186.
Широкое применение для изготовления стержней получили смеси, твердеющие в нагреваемой металлической оснастке. При этом повышается точность изготовления стержней, уменьшается шероховатость поверхности литых заготовок. Снижение литейных припусков позволяет снизить затраты на механическую обработку отливок.
Вследствие получения высокой прочности стержней, основу которых составляют термореактивные смеси, отпадает необходимость в изготовлении каркасов и громоздких, занимающих большие площади, сушильных агрегатах. Также растёт производительность труда из-за автоматизации всех технологических операций и резкого сокращения цикла изготовления стержней (1-5 мин).
На основании вышеизложенного выбираем следующую рецептуру смеси для изготовления стержней в нагреваемой оснастке (массовые доли, %):
1) Сухой кварцевый песок 96,02;
2) Раствор мочевины в фенолоспиртах с массовой долей 20 % 3,84;
3) Керосин или уайт-спирит 0,14.
Свойства стержневой смеси:
1) Предел прочности на разрыв отвержденного образца, МПа 2,5;
2) Живучесть стержневой сырой смеси, ч 4,0.