книги из ГПНТБ / Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие

глина в пылевидном состоянии. Бентонит подается в смешивающее устройство только в сухом виде.

Горелая смесь может быть повторно использована после ее охлаждения, отделения металлических примесей, размельчения и просеивания. Полное удаление металлических включений обеспечи­ вается двойной сепарацией (с отбором металла снизу и сверху по­ тока смеси) при помощи магнитного ленточного сепаратора, уста­ новленного дополнительно к магнитному барабану.

в и д Я

3 2 1

Рис. 48. Полигональное сито

Для получения угольной пріли каменный уголь пропускается че­ рез валковую дробилку, а затем поступает в шаровую или молотко­ вую мельницу.

Удаляемые обычно в отвал земляные отходы могут быть снова использованы для приготовления смесей, если подвергнуть их реге­ нерации, имеющей целью удаленйе из бросовой смеси негодных и инородных частиц, больших или меньших, чем нормальные зерна песка. Регенерация производится двумя способами — мокрым и электростатическим.

Мокрая регенерация, применяемая обычно при гидравлической выбивке и очистке отливок, состоит в перетирании и удалении мел­ ких фракций из мокрой смеси, проходящей через систему кониче­ ских и спиральных классификаторов.

Электростатическая сепарация осуществляется в электронном сепараторе. После размельчения до размера комков не свыше 3 мм и просеивания частички смеси, очищенной от металлических вклю­ чений, пропускаются через электрическое поле. Получив заряд, час­ тички отклоняются от траектории свободного падения в зависимо­ сти от размеров на различные расстояния и поэтому попадают в различные отсеки классификаторов. Это позволяет полностью уда­ лить мелкие фракции и пыль, которые собираются винтовым кон­ вейером и затем пневмотранспортом удаляются в бункер за пре­ делы цеха.

Для достижения высокого качества смесей необходима точная дозировка исходных материалов, тщательное перемешивание их и

100

вылеживание готовых смесей в течение определенного времени. Для дозировки применяются весовые и объемные дозаторы. Последние рекомендуются только для жидких компонентов — крепителей и воды.

Для смешивания используются машины трех типов: бегуны с вертикальными катками (модели 112), бегуны с обрезиненными горизонтальными катками (модели 115) и шнековые смесители.

Рис. 49. Смешивающие машины

Бегуны с вертикальными катками (рис. 49, а) пршодны для любых смесей, особенно для стержневых и облицовочных. Недоста­ ток их — низкая производительность.

Бегуны с горизонтальными катками (рис. 49, б) имеют резино­ вую облицовку чаши и резиновые ободы катков. Это позволяет по­ высить скорость качения катков и увеличить производительность в 3—5 раз по сравнению с бегунами типа 112. Наличие вентилятора позволяет дополнительно охлаждать смесь и обеспыливать ее. Бегу­ ны этого типа рекомендуются для приготовления единой формовоч­ ной смеси сырой формовки, особенно в крупных конвейерных цехах.

101

Шнековый смеситель (рис. 49, в) представляет собой желоб, в котором вращаются в разные стороны два вала с лопатками. Со­ ставные части смеси подаются в желоб с одной стороны, а готовая смесь выдается через отверстие в дне желоба — с другой. Смеси­ тель обеспечивает равномерное распределение составляющих и хо­ рошее их перемешивание, но не создает оболочки вокруг зерен изза отсутствия перетирающего действия. Поэтому такие смеси при­ годны только в качестве наполнительных.

Рис. 50. Аэратор

Вылеживание готовой смеси имеет целью выровнять ее влаж­ ность по всему объему. Время вылеживашия зависит от содержания глины. Для тощих смесей (2—3% глины) делают бункеры с ем­ костью, обеспечивающей вылеживание смеси за 2—3 ч; для жирных смесей (10—12% глины) бункеры имеют емкость, достаточную для хранения смеси 5—8 ч.

Перед набивкой формы готовая смесь должна быть дополни­ тельно разрыхлена. Это обеспечивает более однородную плотность набивки и повышает газопроницаемость. Наибольшую производи­ тельность при разрыхлении (до 50 м3/ч) дает аэратор (рис. 50). В нем смесь разрыхляется при помощи вращающихся лопаток 2, отбрасывающих смесь на ряд железных прутьев или висящих це­ пей 3. Смесь непрерывно подается в бункер 1 и после разрыхления поступает в выпускное отверстие 4.

§ 4. Способы ручной формовки

Назначение и виды формовки. Формовкой называется комп­ лекс операций по изготовлению из формовочных материалов литей­ ных форм, способных выдержать воздействие расплавленного металла и сообщить ему свои очертания. В общем случае форма слу­ жит для образования наружных очертаний, а стержень — внутрен­ них полостей отливки. В частных случаях возможно выполнение внутренних полостей формой, наружных — стержнями.

102

Форма может быть сырой или сухой. Сырая форма применя­ ется в основном для мелких отливок, сухая — для средних и круп­ ных. Стержень во всех случаях выполняется сухим с целью полу­ чения высокой прочности, достаточной для выдерживания ферростатического напора металла при заливке и обеспечивающей возмож­ ность транспортировки без нарушения целостности и искажения геометрии.

Существует несколько способов формовки: 1) формовка в поч­ ве; 2) формовка в опоках; 3) безопочная формовка; 4) формовка в стержнях.

Формовка может производиться вручную и на специальных формовочных машинах. Ручная в основном применяется при фор­ мовке в почве и в стержнях. Формовка в опоках и безопочная боль­ шей частью производятся на машинах.

Инструменты и приспособления для формовки. Применяемый при формовке инструмент служит в основном для вскапывания, перемешивания, просеивания, выравнивания и уплотнения формо­ вочной смеси, а также исправления литейных форм. По назначению его можно разделить на следующие группы (рис. 51);

1) инструмент для набивки форм: лопаты для вскапывания смеси и наполнения формы (з), сита для просеивания смеси (и), ручные (а) и пневматические (л) трамбовки для уплотнения смеси

вопоке;

2)инструмент для отделки форм: гладилки плоские и угловые для выглаживания поверхности формы после удаления из нее мо­

дели (б), ланцеты для подрезания земли и вырезывания кана­ лов (в), крючки и ложки для удаления из формы оставшейся сме­ си (г, д) ;

3) инструмент для различных работ: подъемы с заострением на конце (для деревянных моделей) и с резьбой (для металличе­ ских моделей), служащие для извлечения модели из формовочной смеси (е), душники (длинные прямые или изогнутые иглы) для накола формы с целью увеличения газопроницаемости (ж) и пень­ ковая кисточка для смачивания формы перед выемкой из нее мо­ дели или при исправлении повреждения (к).

При машинной формовке в полностью механизированном ли­ тейном цехе пользование указанным инструментом исключается.

Формовка в почве. Формовкой в почве называется процесс изготовления форм на земляном плацу формовочного отделения. Литейные формы в почве делаются открытыми и закрытыми.

Открытая формовка применяется для неответственных отливок с плоской верхней поверхностью. Работа начинается с приготовле­ ния постели. Для этого на формовочном плацу вырывают яму, от­ верстие которой несколько больше размера проекции модели, а глубина больше высоты модели (на лопату).

В приготовленную яму (рис. 52, а) укладывается ровным сло­ ем кокс 1 (твердая постель), а на кокс—.полученная при выкапы­ вании ямы формовочная смесь 2 (обычно старый формовочный материал). Коксовая постель устраивается для лучшего удаления

10.1

из формы газов, выделяющихся при отливке. Для этой же цели и для лучшего охлаждения отливки в постель могут укладываться трубы 4 и накалываться каналы 3.

При отливках небольшой толщины (плиты), не могущих выде­ лить значительного количества газов, коксовой постели можно не делать (мягкая постель).

На подготовленную постель 1 (рис. 52, б) кладут модель 3 ли­ цевой стороной книзу и осторожно осаживают ее. Горизонталь­ ность верхней плоскости осаженной модели проверяют уровнем.

Рис. 51. Формовочный инструмент

По бокам до верхней кромки модель обкладывают формовочной смесью и утрамбовывают. Смесь очищают в уровень с моделью и поверхность заглаживают. Затем вырезают литниковое углубле­ ние под чашу и от него прорезают канал 4 для прохода металла в форму. На противоположной стороне модели проделывают такой же канал с приямком 2 для слива из формы лишнего металла. Для повышения газопроницаемости душником накалывают каналы 7. После выемки модели и отделки форму припыливают и заливают

104

металлом через литниковую чашу 5, выполняемую в небольшой приставной опоке б или стержне. Поверхность залитого металла сразу же посыпают мелким древесноугольным порошком и поверх него сухой землей.

При закрытой формовке верх образованной в почве формы перекрывают заформованной опокой. Этот вид формовки, приме­ няемый для крупных отливок, производят, как правило, по твердой постели (рис. 52, в). После заформовывания модели плоскости разъема формы приглаживают и присыпают сухим разделительным

песком. Заформованную модель накрывают опокой 1, устанавли­ вают модели стояка и выпора 2 и набивают верхнюю часть формы 3.

После набивки опоки и накалывания в ней вентиляционных каналов прорезают литниковую чашу 4 и вытаскивают модели сто­ яков и выпоров. Затем верхнюю опоку снимают, удаляют модель, отделывают форму, углы и выступающие места укрепляют шпиль­ ками (прошпиливают), посыпают угольным порошком и нижнюю часть формы накрывают верхней опокой. Во избежание перекосов форму накрывают по направляющим колышкам 5, которые вбива­ ют в постель перед формовкой верхней опоки. Собранная форма нагружается, и затем полость формы 6 заливается жидким метал­ лом. Отвод газов осуществляется дополнительно по трубам 7.

Формовка по шаблону вращения. При изготовлении индивиду­ альных отливок иногда оказывается технически целесообразным и экономически выгодным применение шаблонов (рис. 53).

После установки стального шпинделя (оси) 1 (рис. 53, а) с надетым па него шаблоном I насыпают вокруг опоры постель 4 и прокладывают наружу газоотводную трубу 3. Затем накладывают сверху формовочную смесь 2 соответственно форме шаблона и ут­ рамбовывают ее. Поворачивая шаблон и снимая излишек смеси, получают поверхность земляной модели, соответствующую наруж­ ной поверхности отливки. Эту поверхность посыпают разделитель­ ным песком или покрывают тонкой бумагой, сверху накладывают опоку 5, ставят модель литникового стояка и заформовывают опоку

105

(рис. 53, б). После набивки и снятия опоки на шпиндель надевают

смесью. Опокой 5 перекрывают нижнюю часть формы и производят заливку (рис. 53, г).

Формовка в опоках. В зависимости от сложности отливки и масштабов выпуска различают несколько видов опочной формовки.

Рис. 53. Формовка по шаблону

Формовка в двух опоках производится как по цельной, так и по разъемной модели и очень широко распространена в литейных цехах машиностроительных заводов. Мелкие модели можно фор­ мовать в одной опоке сразу по несколько штук. Расстояние между отдельными моделями берется 20—25 мм и от края опок — 20— 30 мм. Отливку целесообразно размещать в нижней опоке, а кана­ лы литниковой системы и выпоры — в верхней.

При формовке по цельной модели (рис. 54) необходимо соблю­ дать следующий порядок операций. Модель очищают от формовоч­ ной смеси, припыливают и кладут гладкой поверхностью на под­ модельную доску (рис. 54, б). Затем на подмодельную доску ставят нижнюю опоку, через сито насеивают слой облицовочной смеси, после чего в несколько приемов слоями толщиной 50—70 мм засы­ пают наполнительную смесь и утрамбовывают ее. Излишек смеси сверху опоки срезают линейкой и душником делают наколы /, не до­ ходящие до модели на 10—15 мм (рис. 54, в).

Набитую опоку поворачивают на 180° и ставят на выровнен­ ную поверхность почвы или на верстак. Затем плоскость разъема опок заглаживают гладилкой, посыпают разделительным песком и

модель накрывают верхней опокой. После этого в верхней опоке размещают модели стояка и выпоров с таким расчетом, чтобы они были достаточно удалены от стенок и крестовин опоки (рис. 54, г). После уплотнения смеси в верхней опоке и извлечения из формы модели стояка и выпоров опоку поднимают и кладут на ребро или поворачивают на 180°.

Рис. 54. Формовка по цельной модели в двух опоках:'

а —отливка; 6 — д — операции формовки

формы. После удаления модели форму исправляют, обдувают и лрипыливают; при необходимости ставят стержни. Затем верхнюю опоку по штырям осторожно устанавливают на нижнюю (рис. 54, д).

Точное центрирование при спаривании опок производится с помощью контрольных штырей, вставляемых в отверстия центри­ рующих ушков. Различают два способа спаривания опок — «шты­ рем» или «на штырь». В первом случае штыри вставляются в ушки верхних опок и проходят в отверстия втулок нижней опоки. Этот способ применяется преимущественно в.индивидуальном производ­ стве. При сборке опок «на штырь» контрольные штыри удержива­ ются в ушках нижней опоки, а верхняя опока «садится» на штыри своими центрирующими отверстиями. Этот способ является преиму­ щественным для серийного и массового производства.

Во избежание прорыва металла через плоскость разъема во время заливки опоки скрепляют металлическими скобами,, накла­ дыванием груза или другим способом. Центрирующие штыри после спаривания опок вынимают и пользуются ими для центрирования следующей пары опок.

При формовке в двух опоках по разъемной модели на подмо­ дельную плиту устанавливают нижнюю часть модели лицевой сто­ роной кверху и на эту же доску ставят нижнюю опоку плоскостью разъема вниз. Модель, предварительно протертую керосином, при-

107

пыливают припылом и засеивают тонким слоем (15—20 мм) обли­ цовочной смеси. Затем заполняют опоку наполнительной смесью и утрамбовывают вначале клиновой трамбовкой (набойкой) по уг­ лам, а затем плоской трамбовкой по всей поверхности. Набитую опоку накалывают душником, переворачивают на 180° и ставят на выровненный слой земли на плацу. На нижнюю половину модели кладут верхнюю половину и плоскость разъема формы посыпают сухим разделительным песком. После этого на нижнюю опоку ста­ вят верхнюю, припыливают модель, устанавливают модели литни-

Рис. 55. Формовка с подрезкой:

а — отливка; б — г — операции формовки

ков и заформовываюг верхнюю опоку в таком же порядке, как и нижнюю. После накалывания душником вентиляционных каналов вытаскивают из верхней опоки модели стояка, выпоров и прибылей и расширяют верхнюю часть стояка в виде чаши.

Затем снимают верхнюю опоку, Останавливают ее плоскостью разъема вверх, прорезают питатели на нижней полуформе и сма­ чивают кромки обоих полуформ в местах соприкосновения их с половинками моделей для предупреждения осыпания формовочной смеси при выемке модели. После этого, расшатав половинки мо­ дели, вынимают их подъемником из полуформ, исправляют воз­ можные повреждения, припыливают и приглаживают поверхности, устанавливают стержень и, наконец, собирают форму для заливки, опуская верхнюю опоку на нижнюю по направляющим штырям.

Модели сложных отливок иногда требуют большого количества плоскостей разъема, так как при одной плоскости разъема удале­ ние отдельных частей Модели невозможно. В этом случае приме­ няют формовку в трех или более опоках.

Формовка с подрезкой применяется в том случае, когда разъем формы не плоский, а криволинейный (рис. 55). Неразъемную мо­ дель кладут на подмодельный щиток и заформовывают в нижней опоке (рис. 55, б). Затем нижнюю опоку поворачивают на 180° и при помощи ланцета или гладилки подрезают плоскость разъема (рис. 55, а),

108

Подрезать необходимо до частей модели, мешающих свобод­ ному удалению ее из формы. После подрезки в форме получается выемка, стенки которой делаются пологими, чтобы земляной вы­ ступ («болван»), образующийся при изготовлении верхней полуфор­ мы, легче вынимался. После этого плоскость разъема заглаживают и посыпают разделительным песком. Далее на нижнюю опоку ста­ вят верхнюю, устанавливают модели литниковой системы и набива­ ют верхнюю опоку. Формовку верхней полуформы производят обычным способом. При съеме верхней опоки необходимо соблю-

0

Рис. 56. Формовка с фальшивой опокой:

а — отливка; б — д — операции формовки

дать осторожность, чтобы земляной «болван», образованный кон­ туром подрезки, не обвалился. Затем модель из нижней опоки уда ляют, форму отделывают и собирают для заливки (рис. 55, г). Ме­ тод формовки с подрезкой применяется при изготовлении неболь­ шого количества отливок.

Формовка с фальшивой опокой (рис. 56) является разновид­ ностью формовки с подрезкой. Фальшивая опока служит в качест­ ве фасонного подмоделыюго щитка и участвует только в процес­ се формовки. На подмодельный щиток ставят опоку, насыпают в нее формовочную смесь и плотно набивают. Излишек смеси среза­ ют линейкой, опоку поворачивают на 180° и кладут разъемом квер­ ху. Поверхность разъема заглаживают, в форме делают углубление, подобное очертаниям модели, в которое легкими ударами деревян­ ного молотка в несколько приемов осаживают модель (рис. 56, б), затем модель расталкивают и вынимают. Поверхность отпечатка модели посыпают разделительным песком, после чего модель снова укладывают в форму. На эту так называемую фальшивую опок) устанавливают опоку низа, в которой производят формовку нижней полуформы (рис. 56, е). После набивки обе опоки поворачивают на 180° и снимают фальшивую опоку. Модель при этом остается в нижней опоке (рис. 56, г). Дальше процесс изготовления формы осуществляется так же, как при формовке по разъемной модели (рис. 56, д).

109