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

Для большой партии отливок фальшивую опоку делают из гипса, глины или других материалов, и она служит в качестве фи­ гурного подмодельного щитка.

Формовка по модели с отъемными частями почти не отличается от ранее описанных способов. Рассмотрим формовку по модели с отъемными частями, укрепленными на шпильках (рис. 57). Модель с отъемными частями ставится на подмодельный щиток, накрыва­

которые скрепляются между собой с помощью струбцин или спёциальных зажимов. Иногда сборку стержней производят в специаль­ ных кассетах.

§ 5. Машинная формовка

Современные литейные цехи серийного и массового производ­ ства в основном применяют машинную формовку. Ручная формов­ ка производится, как правило, при изготовлении крупных отливок в индивидуальном производстве.

Машинная формовка по сравнению с ручной имеет следующие преимущества: 1) позволяет механизировать уплотнение формы и извлечение модели; 2) не требует высококвалифицированного тру­ да; 3) обеспечивает более высокую прочность и однородность уплот­ нения форм; 4) способствует получению отливок более точных по размерам, одинаковых по весу и с минимальными припусками на обработку; 5) уменьшает брак литья.

Основными технологическими требованиями при машинной

110

формовке являются: 1) изготовление форм в двух опоках; 2) заме­ на всех боковых отъемных частей на модели стержнями; 3) приме­ нение опок с ребрами для удержания формовочной смеси.

Формовочные машины подразделяются на 5 групп: 1) встря­ хивающие;^) прессовые; 3) прессово-встряхивающие; 4) пескодув­ но-прессовые; 5) пескометы.

Встряхивающие машины применяются для формовки относи­ тельно высоких опок (не менее 150—200 мм). Уплотнение смеси на этих машинах производится встряхиванием (рис. 58, а). Опока 1 располагается на модельной плите 3, закрепленной на столе 5. Под действием сжатого воздуха стол поднимается, а затем'падает, уда­ ряясь о массивную опору-корпус 4, что приводит к уплотнению смеси. Число ударов составляет 150—300 в минуту, а высота подъ­ ема встряхивающего стола, 10—100 мм.

Недостатком этой машины является то, что наиболее сильно уплотняются нижние слои Смеси, прилегающие к модели 2. Эта не­ равномерность уплотнения может быть частично устранена допол­ нительной подтрамбовкой или подпрессовкой.

Прессовые машины применяются для формовки низких опок по моделям, не имеющим заметно выступающих частей. Эти машины изготавливаются с нижним или с верхним прессованием. Большее

крепится прессовая колодка 2. Стол 6, на котором укреплена мо­ дельная плита с моделью 5, под действием сжатого воздуха подни­ мается вверх. При этом прессовая колодка углубляется в формовоч­ ную смесь, находящуюся в наполнительной рамке 3, установленной на опоке 4, уплотняя смесь. При верхнем прессовании смесь уплот­ няется неравномерно: наиболее уплотнены верхние слои под прессо­ вой колодкой.

При нижнем прессовании (рис. 58, в) на прессовом столе 5 за­ крепляется модельная плита 4 с установленной на ней моделью 6. Двигаясь в прорези неподвижного формовочного стола 3, модельная плита входит в опоку 2, расположенную между траверсой 1 и сто­ лом 3, и уплотняет смесь 7. При этом наиболее уплотняются нижние слои смеси, прилегающие к модели. Для равномерного заполнения опоки смесью перед прессованием и увеличения подвижности смеси в момент прессования на прессовых машинах иногда устанавлива­ ются вибраторы.

Прессовые машины могут быть пневматическими и гидравли­ ческими. На них могут формоваться опоки высотой не более 200— 250 мм. Машины с верхним прессованием проще при перена­ ладке на другой размер опок, чем машины с нижним прессованием, требующие точной регулировки длины хода прессования.

Прессово-встряхивающие машины более совершенны в срав­ нении со встряхивающими и прессовыми. В этих машинах смесь уплотняется комбинированным способом — встряхиванием с по­ следующей подпрессовкой, что обеспечивает более равномерное распределение плотности набивки формы по высоте.

Ш

а

Рис. 58. Формовочные машины

т

Пескодувно-прессовые машины обладают высокой производи­ тельностью, бесшумны в работе и обеспечивают автоматическое до­ зирование смеси при заполнении опоки. Форма уплотняется за счет кинетической энергии смеси при истечении ее из пескодувного резервуара и последующей подпрессовки (рис. 59).

Операции надувки опоки и прессования выполняются на от­ дельных позициях. На первой позиции (рис. 59, а) опока надувается смесью из пескодувного резервуара 1, представляющего цилиндри­ ческий сосуд, снабженный снизу плитой 3 с отверстиями для исте­

опок) устанавливаются на тележках и могут перекатываться вдоль фронта опок, подготовленные к засыпке.

Машинная формовка ранее применялась только в массовом и крупносерийном. производстве. Применение ее в мелкосерийном и единичном производстве сдерживалось по причине частой смены

113

модельных плит и настройки формовочных машин при -переходе на другую модельную плиту. В последнее время это затруднение ликвидировано с помощью использования координатных модель­ ных плит и унификации опок.

Координатная модельная плита постоянно крепится на формо­ вочной машине. Она имеет сетку отверстий, по которым произво­ дится быстрая смена моделей на каждую отливку.

Внедрению машинной формовки в индивидуальном и мелко­ серийном производстве также способствует переход на формовоч­ ные машины, в которых модельная плита не крепится к столу вин­ тами, а фиксируется в конических гнездах.

Рис. 60. Уплотнение смеси пескометом:

Безопочная формовка может применяться для изготовления мелких отливок. Она производится на встряхивающих машинах с допрессовкой, в съемных опоках, изготовленных из легких сплавов.

Процесс выполняется в следующем порядке. На столе маши­ ны (рис. 61, а) устанавливают верхнюю опоку в опрокинутом поло­ жении и на нее кладут двустороннюю модельную плиту. На модель­ ную плиту ставят нижнюю опоку, засыпают в нее смесь и уплотняют встряхиванием. После этого опоку поворачивают на 180° и ставят на подопочный щиток; в верхнюю опоку засыпают смесь и уплот­ няют встряхиванием и последующим прессованием (рис. 61, б). Да­ лее следует прорезание стояка, съем верхней опоки, удаление мо­ дели (рис. 61, е) и сборка формы (рис. 61, г). При необходимости перед сборкой формы устанавливаются стержни. После этого опо­ ка снимается, а форма на подопочном щитке ставится на конвейер для заливки. Перед заливкой на форму надевают жакет (рис. 61, б) и сверху кладут груз для предотвращения подъема верхней поло­ вины формы под давлением жидкого металла.

Для предотвращения сдвига верхней полуформы относительно нижней, а также во избежание прорыва металла по разъему формы модельные плиты для безопочной формовки обычно делаются с уступом-замком высотой 10 мм и уклоном 45°.

114

Механизация извлечения моделей из форм. Формовочные ма­ шины предназначены для механизации не только уплотнения смеси, но и освобождения уплотненных опок от моделей. Модели из полуформ удаляются несколькими способами.

При штифтовом съеме (рис. 62) уплотненная полуформа по­ средством четырех штифтов 4, расположенных по углам опоки 1,

115

снимается с модельной плиты 3, прикрепленной к столу 5 формо­ вочной машины. На рис. 62, а показано положение штифтов до съема, а на рис. 62, б — после съема полуформы. Для прохода штифтов в модельной плите 3 имеются отверстия, или вырезы. От­ деление модели 2 от формы на машинах со штифтовым съемом опок применяется только при формовке простых и невысоких мо-

1 О

— ^ W

Рис. 63. Машина с протяжной плитой

116

делей с пологими боковыми поверхностями, так как кромки глубо­ ких полостей при съеме опоки легко могут обвалиться.

Высокие модели или модели с вертикальными стенками отде­ ляются на машинах с протяжными плитами. У этих машин (рис. 63, а) модель 1 опускается вместе с опускным столом 2, а заформованная опока остается на протяжной плите 3. Существуют конструкции машин (рис. 63, б), у которых стол 2 с модельной плитой 1 остается неподвижным, а протяжная плита 3 с установленной на ней опокой поднимается вверх при помощи штифтов 4. Благодаря протяжной плите предотвращается опасность обвала смеси в форме. После протяжки модели опоку вручную или при помощи подъемника сни­ мают с машины.

Отделение модели от формы на машинах с поворотной плитой (рис. 64, а) или перекидным столом (рис. 64, б) обычно применяет­ ся при изготовлении форм с массивными земляными «выступами» и при формовке нижних опок. Перед отделением модели 2 от фор­ мы опока 1 поворачивается на 180° и кладется на приемное устрой­ ство, которое в поворотных машинах находится непосредственно под плитой, а у перекидных вынесено в сторону.

§ 6. Изготовление стержней

Фасонные стержни изготавливаются обычно в стержневых ящиках. Стержневой ящик чаще всего состоит из двух половин, соединяемых шипами. В полость собранного ящика набивается стержневая смесь. Для лучшего отвода газов в стержнях делают вентиляционные каналы. Повышение прочности стержней достига­ ется заформовыванием в них арматурных каркасов из отожженной стальной проволоки или литого серого чугуна.

Арматура должна обеспечивать необходимую прочность и жесткость стержня, не препятствовать усадке отливки, а также'лег­ ко удаляться из отливки при выбивке стержня. Прямые или дуго­ образные вентиляционные каналы могут накалываться душником (иглой). Криволинейные каналы образуются путем закладывания в стержень при его изготовлении соломенных жгутов, восковых фи­ тилей, шнуров, которые во время сушки выжигаются или выплавля­ ются. В стержнях, склеиваемых из двух половинок, вентиляцион­ ные каналы образуются при вдавливании особых вентиляционных плит.

Процесс изготовления стержней складывается из трех основ­ ных операций: формовки, сушки и отделки. Формовка производится вручную или на специальных машинах.

Рассмотрим изготовление вручную простейшего цилиндриче­ ского стержня по деревянному стержневому ящику, состоящему из двух половин (рис. 65, а). Половинки ящика центрируются по штифтам 4, установленным на плоскости разъема, и скрепляются струбциной 1. После этого ящик набивается стержневой смесью с торца при помощи ручной трамбовки и по центру набитого стерж­ ня делается накол иглой. Затем ящик ставится на сушильную пли­

117

ту 2, остукивается со всех сторон деревянным молотком и разбира­ ется. Готовый стержень 3 остается на плите, а ящик используется для изготовления очередного стержня. Готовые стержни па плите уносятся в сушильную печь.

Стержни сложной конфигурации изготавливаются путем на­ бивки каждой половины стержневого ящика и последующей склей­ ки обеих половин после их сушки.

большие стержни, имеющие форму тел вращения, изготавлива­ ются наметаллическом каркасе, которым обычно служит барабан

Рис. 65. Изготовление стержня

из листового металла (рис. 65, б). Для увеличения податливости такого стержня при усадке залитого металла на барабан 1 укла­ дывают соломенный жгут 2. Нанесенный слой глины зачищают шаблоном 3 нужного профиля.

Небольшие цилиндрические стержни могут изготавливаться на мундштучных машинах (рис. 66). Стержневая смесь из бункера 2 выжимается поршнем 3 через мундштук 1. Перемещение поршня влево и вправо осуществляется приводом 4. За каждый оборот кривошипа 4 поршень <3 совершает двойной ход и выталкивает из мундштука очередной стержень. Неподвижная игла 5 формует в стержне вентиляционный канал. Сырой стержень поступает на су­ шильную плиту (драйер) 6, помещенную перед мундштуком маши­ ны, и вместе с плитой передается на сушку. На такой машине с руч­ ным приводом можно получить в час до 12 пог. м стержней диамет­ ром до 50 мм.

После сушки стержень подается на специальный станок для разрезки на части. Концы стержня, образующие знаковые части, за­ тачиваются на конус на наждачном станке.

Для небольших фасонных стержней в крупносерийном и мас­ совом производстве применяют прессовые машины, в которых стер-

»18

женъ прессуется в специальном стержневом ящике, состоящем из двух половин.

Крупные стержни формуются на обычных пневматических фор­ мовочных машинах с поворотным или перекидным столом.

Наиболее распространенным методом машинной формовки крупных стержней является формовка путем встряхивания. Для мелких и средних стержней применяются пескодувные машины, обладающие высокой производительностью и более удобные в

Рис. 66. Мундштучная машина

эксплуатации. Разновидностью их являются пескострельные стерж­ невые машины.

Пескострельная машина (рис. 67) состоит из станины, на ко­ торой смонтированы прижимной стол 6, пескодувный резервуар 3 с шибером 1 и загрузочный резервуар 2. Стержневой ящик 5 уста­ навливается на прижимном столе при помощи пневматических за­ жимов 7. Пескодувный резервуар имеет внизу надувную плиту 4 с отверстием 9 для надува смеси. Воздух из ящика отводится через специальные вентиляционные отверстия — венты 8. Уплотнение смеси достигается за счет кинетической энергии ее струи и перепада давления воздуха в ящике на входе и выходе.

Для изготовления средних и крупных стержней иногда приме­ няют пескометы. Процесс формовки стержней на пескометах ничем не отличается от пескометной набивки форм.

При массовом производстве стержни изготавливаются на по­ точных линиях: Такая линия может состоять из пескодувных машин и вытяжных станков, соединенных рольгангами, монорельсами и конвейерами.

Сушатся стержни при температуре 200—240° в специальных су­

а конвейерные (вертикальные и горизонтальные) — в массовом про­ изводстве, где преобладают мелкие и средние стержни. Топливом для сушил служит мазут или газ.

Сушка стержней отнимает много времени (не менее двух ча­ сов) и связана с большими транспортными работами. Поэтому в последние годы в литейных цехах широко внедряются быстротвердеющие жидкостекольные стержневые смеси, не требующие тепло­

119