Питання для самостійного пророблення

1. Залежно від чого визначається клас міцності дерев'яного модельного комплекту?

2. Що собою уявляє норма стійкості модельного комплекту?

3. Які види пиломатеріалів застосовуються при виготовленні моделей?

4. Які існують способи з'єднання модельних заготівель?

5. Які існують способи з'єднання і скріплення половин стрижневого ящика?

6. Якими способами можна виконувати галтелі? Від чого залежить вибір способу виконання галтелей?

6 Металеві модельні комплекти

6.1 Вибір матеріалу для виготовлення металевого модельного комплекту

Металеві моделі застосовуються головним чином у багатосерійному і масовому виробництвах. Основна перевага металевих модельних комплектів - довговічність, точність і висока якість робочої поверхні.

Найчастіше моделі виготовляють із литих заготівель. Виготовлення литих заготівель проводиться в ливарних формах, виготовлених по так званим промоделях або майстер - моделях. Промоделлю називають дерев'яну або гіпсову модель, по якій виготовляють форми для виливка металевих моделей. Майстер - моделлю називають металеву модель, по якій роблять форми для виливка металевих моделей із припуском тільки на зачищення. Припуски на механічну обробку модельних заготівель задаються на промоделях по таким же правилами, як і для звичайних виливків. Припуск на ливарну усадку приймається подвійним, котрий складається з усадки сплаву заготівлі і усадки сплаву основного виливка.

Припуск на ливарну усадку дерев'яних моделей, які виготовляються для виливка майстер - моделі, приймається потрійним, він складається з усадки сплаву відлитої металевої промоделі, усадки сплаву майстер - моделі і усадки основного виливка.

Металеві моделі і їх частини можуть виготовлятися з наступних матеріалів:

• алюмінієвих сплавів марок АЛ24, АЛ25, АЛ26, АК5М2, АК9, АМ5, АК5М7 і ін.

• сірих чавунів не нижче за марку СЧ 15;

• бронзи і латуней;

• вуглецевої сталі.

Найбільше застосування при виготовленні модельних комплектів знаходять сплави на основі алюмінію. Вони мають малу щільність і легко обробляються різальним інструментом. До недоліків моделей з алюмінієвих сплавів варто віднести малу стійкість проти зносу.

При формуванні в опоках і при виготовленні оболонкових форм застосовуються чавунні моделі. Стійкість чавуну на зношування значно вище, ніж стійкість алюмінієвих сплавів. Крім того, чавунні моделі дають гарний відбиток у формі. Головними недоліками моделей із сірого чавуну є більша щільність і схильність до корозії.

Сталеві моделі застосовуються, головним чином, при литті в оболонкові форми і мають такі ж недоліки, як і чавунні.

Бронзові і латунні моделі по якості відбитка, що дається ними у формі, є найкращими, такі моделі стійки проти корозії, легко обробляються різальним інструментом але дуже важкі.

6.2 Конструктивні елементи металевих модельних комплектів

Металеві моделі можуть бути як суцільними, так і порожнистими. Суцільні моделі допускається виготовляти при невеликих габаритних розмірах (до 50х50 мм) і висоті до 30 мм. В інших випадках металеві моделі виконуються порожнистими.

При проектуванні порожнистих моделей повинна бути передбачена відповідна міцність і жорсткість їхньої конструкції, яка забезпечується відповідною товщиною стінок, бортами і ребрами жорсткості. Товщина стінок моделей, ширина бортів і товщина ребер жорсткості призначається залежно від застосовуваного сплаву модельного комплекту і середнього габаритного розміру моделі відповідно до ГОСТ 13138 - 87 (рис. 6.1, табл. 6.1).

Рисунок 6.1 – Металева модель

Таблиця 6.1 – Розміри стінок, ребер і бортів металевих моделей

Середній габаритний розмір моделі, мм	Товщина стінки моделей t, мм		r, мм	Товщина бортів моделей h, мм		Ширина бортів моделей b, мм
	Алюміні-євий сплав	Чавун		Алюміні-євий сплав	Чавун	Алюміні-євий сплав	Чавун
1	2	3	4	5	6	7	8
До 250			5
Понад 250…400			8

Продовження таблиці 6.1

1	2	3	4	5	6	7	8
Понад 40…630			8
Понад 630…1000			10
Понад 100…1600		-	10
Понад 1600		-	12

Допускається для моделей із середнім габаритним розміром до 630 мм і при висоті Н до 100 мм борти не робити.

Ребра жорсткості в моделі можуть доходити до рівня площини рознімання моделі, бути трохи піднятими над рівнем площини рознімання моделі і бути оформлені у вигляді арок.

У моделей з великими горизонтальними площинами висотою до 100 мм нижня частина ребер перебуває на рівні площини рознімання. У дрібних і середніх моделей ребра можуть підніматися на 5...10 мм над площиною рознімання. У високих моделей ребра виконуються у вигляді арок.

Кількість ребер, їхня товщина і розташування залежать від габаритних розмірів моделі. Орієнтовно, кількість ребер може бути прийнята відповідно до табл. 6.2.

Таблиця 6.2 – Кількість ребер порожнистої моделі

Довжина або ширина моделі, мм	Кількість ребер (рівномірно розташованих)
До 400	1, 2
Понад 401…630	2, 3
Понад 631…1000	3, 4
Понад 1001…1250	4, 5
Понад 1251…1600	5, 6
Понад 1601…2000	6, 7

За конструкцією стержньові ящики діляться на два основні типи:

1 Нерознімні відкриті ящики, так звані витрушувальні (односторонні витрушувальні без вкладишів і з вкладишами).

2 Рознімні, ящики, які при видаленні стержня розбираються на дві або більше частин (з горизонтальною або вертикальною площиною рознімання).

Вибір типу стержньового ящика залежить від форми і розмірів стержня. Метод виготовлення стержня також безпосередньо впливає на вибір конструкції ящика для конкретного стержня.

Стержньові ящики, незалежно від методу виготовлення стержнів, повинні бути легкими. Збереження мінімальної маси ящика при забезпеченні необхідної міцності можливе тільки за умови дотримання певної залежності між габаритними розмірами і основними елементами конструкції ящика.

У площині набивання і в площині рознімання стержньові ящики забезпечуються бортами, що оберігають їх від швидкого зношування і збільшують їх жорсткість. В умовах великосерійного і масового виробництва борти алюмінієвих ящиків додатково армують сталевими пластинами. Борти чавунних ящиків не бронюються. Конструктивні елементи стержневих ящиків наведені на рис. 6.2.

Рисунок 6.2 – Металевий стрижневий ящик

Основним елементом ящика, що визначає його міцність, є стінки. Товщина стінок залежить від середнього габаритного розміру, відповідно до ГОСТ 13138 (табл. 6.3).

Таблиця 6.3 – Розміри стінок, ребер і бортів металевих стрижневих ящиків

Середній габаритний розмір ящика, мм	Товщина стінки ящика t, мм		r, мм	Товщина бортів ящика h, мм		Ширина бортів ящика b, мм
	Алю-міні-євий сплав	Чавун		Алю-міні-євий сплав	Чавун	Алю-міні-євий сплав	Чавун
1	2	3	4	5	6	7	8
До 250			5
Понад 250…400			8
Понад 40…630			8

Продовження таблиці 6.3

1	2	3	4	5	6	7	8
Понад 630…1000			10
Понад 100…1600	-	-	10
Понад 1600	-	-	12

Для зручності необхідно передбачати спеціальні елементи (вікна в ребрах, ручки, додатки, вушка та ін.) для утримання ящика або його частин в рівновазі при відділенні від стержня. З урахуванням цього, при проектуванні ящика, передбачаються спеціальні конструктивні елементи, наприклад литі ручки (рис. 6.3).

Рисунок 6.3 - Ручки литі для алюмінієвих стержньових ящиків з габаритним розміром до 500 мм

У стержньових ящиках з середнім габаритним розміром понад 500 мм рекомендується застосовувати укручувані ручки, або цапфи. Кількість цапф і їх розташування визначається конструктивно.

Ящики, встановлювані на машини, повинні мати надійне та просте за конструкцією кріплення до столу машини. В стержньових ящиках передбачаються приливки – вушка з прорізами для болтів. Число вушок залежить від розмірів ящиків, але повинне бути не менше чотирьох. Розміри і конструкція вушок повинні виключати можливість відриву їх від ящика.

Для з'єднання рознімних ящиків застосовуються штирі двох типів: регульовані (рис. 6.4, табл. 6.4) і нерегульовані (рис. 6.5, табл. 6.5).

1 - штир регульований, 2 - втулка конусна, 3 - втулка прорізна,

4 – гайка, 5 – шайба

Рисунок 6.4 - Конструкція з'єднання регульованими штирями

Таблиця 6.4 - Розміри з'єднань регульованими штирями

Середній габаритний розмір стержньового ящика, мм	d, мм	D, мм	М, мм	L, мм
До 250	8	26,5	М16	86
Понад 250 до 400	10
Понад 400 до 630	12	33,3	М20	106
Понад 630 до 1000	16	39,3	М24	126

1 - штир, 2 - втулка, 3 – гайка

Рисунок 6.5 - Конструкція з'єднання рознімних ящиків нерегульованими штирями

Таблиця 6.5 - Розміри з'єднань рознімних ящиків нерегульованими штирями

Середній габаритний розмір стержньового ящика, мм	d, мм	d1, мм	L, мм
До 250	8	18	50, 65
Понад 250 до 400	10	20	50, 65, 80
Понад 400 до 630	12	22	60, 75, 90
Понад 630 до 1000	16	28	75, 90, 110

Для скріплення частин стержньового ящика застосовують замки декількох видів. Найлегші з них і простіші у виготовленні – це відкидні з гайкою-баранчиком або з відкидними ручками. Конструкція і розміри кріплень за ГОСТ 199406 вказані на рис. 6.6, 6.7 і наведені в табл. 6.6, 6.7.

1 – пластина, 2 – гайка, 3 - болт відкидний, 4 – вісь, 5 - шплінт

Рисунок 6.6 - Кріплення відкидними болтами

Таблиця 6.6 – Розміри кріплень відкидними болтами

Середній габаритний розмір стержньового ящика, мм	d, мм	h, мм	h1, мм
До 250	М8	30	10
Понад 250 до 400
Понад 400 до 630	М10	39	13
Понад 630 до 1000		48	16

1 – ручка, 2 –контргайка, 3 –пластина, 4 - болт відкидний, 5 – вісь,

6 - шплінт

Рисунок 6.7 - Кріплення відкидними ручками

Таблиця 6.7 – Розміри кріплень відкидними ручками

Середній габаритний розмір стержньового ящика, мм	d, мм	h, мм	h1, мм
До 400	М8	30	10
Понад 400 до 630	М10	30	13

Стержньові ящики, призначені для виготовлення стержнів на піскодувних машинах, мають ряд інших конструкційних особливостей [4].