технология литейного производства

нижнюю часть модели лицевой стороной кверху и на эту же доску ставят нижнюю опоку ушками книзу. Модель, предварительно протертую кероси- ном, припудривают модельной пудрой и засеивают тонким слоем (15-20 мм) облицовочной смеси. Затем заполняют опоку наполнительной смесью и ут- рамбовывают вначале клиновой трамбовкой по углам, а затем плоской по всей поверхности. Набитую опоку накалывают душником, переворачивают на 180° и ставят на выровненную площадку на плацу.

Рис. 11. Формовка в двух опоках по цельной модели:

а – отливка; б – модель; в – стержень; г, д, е, ж – операции формовки

Рис. 12. Форма для изготовления шкива, выполненная в двух опоках:

а – деталь; б, в, г, д – операции изготовления формы; е – модель; ж – собранная форма

На нижнюю половину модели по центрирующим штырям устанавлива-

31

ют верхнюю половину, и плоскость разъема формы посыпают сухим раздели- тельным песком.

Затем на нижнюю опоку ставят верхнюю, припудривают модель, уста- навливают модели литников и выпора и заформовывают верхнюю опоку в та- ком же порядке, как нижнюю. После набивки верхней опоки и накалывания в

ней вентиляционных каналов вытаскивают из верхней опоки модель стояка и выпоров и расширяют верхнюю часть стояка в виде литниковой чаши.

Затем снимают верхнюю опоку, устанавливают ее плоскостью разъема вверх, прорезают питатели на нижней полуформе и смачивают кромки обеих полуформ в местах соприкосновения их с половинками моделей для преду- преждения осыпания формовочной смеси при выемке модели. После этого вынимают подъемником модели из формы, исправляют возможные повреж- дения, припыливают и приглаживают поверхности, устанавливают стержень и, наконец, собирают форму для заливки, опустив верхнюю опоку на ниж- нюю по направляющим штырям.

Модели сложных отливок иногда требуют большого количества плос- костей разъема, так как при одной плоскости удаление отдельных частей мо- дели невозможно.

В этом случае применяют формовку в трех или более опоках. Формовка с подрезкой. Применяется для изготовления отливок по не-

разъемной модели со сложной или криволинейной конфигурацией. Пример формовки с подрезкой показан на рис. 13. Модель кладут плоскостью разъема на подмодельный щиток и заформовывают в нижней опоке (рис. 13, в). Затем нижнюю опоку поворачивают на 180о и при помощи ланцета – или гладилки подрезают плоскость разъема (рис. 13, г), т.е. выбирают формовочную смесь по периметру модели так, чтобы ее можно было извлечь без нарушения фор- мы. Подрезать необходимо до частей модели, мешающих свободному удале- нию ее из формы. После подрезки в форме получается выемка, стенки кото- рой делаются пологими, чтобы земляной выступ (земляной болван), обра- зующийся при изготовлении верхней полу формы, легче вынимался.

Плоскость разъема заглаживают и посыпают разделительным песком. Далее на нижнюю опоку ставят верхнюю, устанавливают модели литниковой системы и производят набивку верхней опоки. Формовку верхней полуформы производят обычным способом. При съеме верхней опоки необходимо со- блюдать осторожность, чтобы земляной болван, образованный контуром под- резки, не обвалился. Затем модель из нижней опоки удаляют, форму отделы- вают и собирают для заливки (рис. 13, д).

Метод формовки с подрезкой применяется при изготовлении небольшо- го количества отливок.

Формовка с фальшивой опокой. Формовка с фальшивой опокой являет- ся разновидностью формовки с подрезкой. Фальшивая опока служит фасон- ным подмодельным щитком и участвует только в процессе формовки.

Процесс формовки с применением фальшивой опоки (рис. 14) заключа-

32

ется в следующем. На подмодельный щиток ставят опоку, насыпают в нее формовочную смесь и плотно набивают. Излишек смеси срезают линейкой, опоку поворачивают на 180о и кладут разъёмом кверху. Поверхность разъема заглаживают, в форме делают углубление, подобное очертаниям модели, в которое легкими ударами деревянного молотка в несколько приемов осажи- вают модель (рис. 14, б), затем расталкивают ее и вынимают. Поверхность отпечатка модели посыпают разделительным песком, после чего модель сно- ва укладывают в форму. На эту так называемую фальшивую опоку устанав- ливают опоку низа, в которой производят формовку нижней полуформы (рис 14, в) После набивки обе опоки поворачивают на 180о и снимают фаль- шивую опоку. Модель при этом остается в нижней опоке (рис. 14, г). Даль-

нейший процесс изготовления формы осуществляется как обычно

(рис. 14, д).

Рис. 13. Формовка с подрезкой:

а – деталь; б – модель; в, г, д – операции формовки

Для большой партии отливок фальшивую опоку делают из гипса, глины или других прочных материалов, и она служит в качестве фигурного подмо- дельного щитка.

Формовка по модели с отъемными частями. Способ формовки по мо-

дели с отъемными частями почти не отличается от ранее описанных спосо- бов. На рис. 15 показана формовка по модели с отъемными частями, укреп- ленными на шпильках.

Модель ставится на подмодельный щиток, накрывается опокой и наби- вается формовочной смесью (рис. 15, б). При набивке формы необходимо ос- торожно уплотнять смесь около отъемных частей модели, чтобы их не сме- стить. После этого шпильки 1 вытаскивают, опоку поворачивают на 180о (рис 15, в). Затем на опоку низа устанавливают верхнюю опоку, формовочную

33

смесь вокруг отъемных частей 2 осторожно уплотняют, шпильки вынимают из формы и заканчивают набивку (рис. 15, г). После извлечения модели и отъ- емных частей форму отделывают и собирают для заливки (рис. 15, д).

Рис. 14. Формовка с фальшивой опокой: а – деталь; б, в, г – операции формовки

Рис. 15. Формовка по модели с отъемными частями: а – деталь; б, в, г, д – операции формовки

Формовка в стержнях. Применяется для изготовления отливок слож- ной конфигурации (ребристые цилиндры, турбины, коленчатые валы), а так- же отливок, требующих повышенной точности и чистоты поверхности. Для этого форма собирается из отдельных частей (сухих стержней), которые скрепляются между собой с помощью струбцин или специальных зажимов.

Иногда сборку стержней производят в специальных жакетах. Жакетная

34

формовка позволяет получать отливки с чистыми поверхностями без пригара и с минимальными припусками на обработку. Этот способ упрощает опера- цию производства отливок, так как при нем полностью исключается комплекс операций по приготовлению формовочной смеси. Кроме того, при изготовле- нии стержней по прогрессивной технологии, например из быстросохнущих смесей, с отвердеванием стержней непосредственно в стержневых ящиках, отпадает необходимость в сушке стержней.

Для устранения пригара поверхность стержней перед сборкой окраши- вается быстросохнущей краской. Однако, несмотря на эти преимущества, способ формовки в стержнях может оказаться сравнительно дорогим. Поэто-

му при решении вопроса о его применении нужно учитывать экономическую целесообразность.

Рассмотренные выше процессы изготовления форм связаны с необхо- димостью набивки формовочных смесей в опоки и их дополнительного уп- лотнения. Кроме низкой производительности этот процесс связан с тяжелым физическим трудом рабочих-формовщиков.

Формовка по модели с перекидным «болваном». Способ формовки по

разъемной модели с глубокими внешними или внутренними полостями и впадинами, оформляемые без стержней с «болваном» (рис. 16). Способ при-

меняют при единичном и мелкосерийном производстве с целью уменьшения затрат на изготовление стержневой оснастки.

Рис. 16. Схема формовки по модели с перекидным «болваном»: а – деталь; б, в, г, д, г – этапы формовки

35

Контрольные вопросы.

1.Перечислите способы ручного изготовления форм в опоках.

2.Укажите последовательность операций при изготовлении формы в одной и двух опоках по неразъемной модели.

3.Перечислите последовательность операций при изготовлении формы в двух опоках по разъемной модели.

4.Каковы особенности изготовления форм с песчаным болваном?

5.Укажите последовательность операций при изготовлении форм по моделям с отъемными частями.

6.Каковы цели и особенности изготовления форм с применением под- резки?

7.Каковы цели и особенности изготовления форм с применением фальшивой опоки?

8.Укажите последовательность операций при изготовлении форм с пе- рекидным болваном.

9.Что называют почвенной формовкой? Назовите виды формовки в почве.

ЛЕКЦИЯ 5.

ТЕМА: МАШИННАЯ ФОРМОВКА

План лекции

1.Назначение, способы машинной формовки.

2.Способы уплотнения смесей на машинах при изготовлении форм и стержней.

3.Способы извлечения моделей.

Машинная формовка применяется для повышения производительности труда и точности отливок.

Технологический процесс изготовления литейных форм на машинах складывается из ряда операций: установки опоки на машину, обдувки мо- дельной плиты, нанесения разделительного состава, засыпки формовочной смеси, уплотнения, транспортирования, сборки форм.

Наиболее трудоемкими и ответственными являются операции уплотне- ния литейной формы и извлечения модели.

Существует несколько способов уплотнения смеси на машинах: прессо- вание, прессование с вибрацией, встряхивание, встряхивание с подпрессовкой с помощью пескомета, пескодувный способ и др.

Особенность машинной формовки – высокая производительность тру-

36

да, которая достигается за счет исключения ручных операций: устройства вентиляционных отверстий, подрезки, использования отъемных частей, пере- кидных болванов.

Применение облицовочной и наполнительной смесей также снижает производительность оборудования, поэтому для машинной формовки в круп-

носерийном и массовом производствах используют единые формовочные смеси, имеющие высокую прочность и газопроницаемость.

На рис. 17 приведены схемы изготовления формы для получения отлив- ки крышки подшипника при ручной формовке с подрезкой (рис. 17, а) и ма- шинной формовке (рис. 17, б). Использование фасонной модельной плиты при машинной формовке исключает операцию подрезки.

Рис. 17. Схемы изготовления формы для получения отливки крышки подшипника вручную (а) и на машинах (б)

37

На рис. 18 приведены схемы изготовления формы для отливки шкива вручную (рис. 18, а) и на машинах (рис. 18, б). При ручной формовке в трех опоках с подрезкой применяют модель с отъемными частями ОЧМ1 и ОЧМ2. Болваны укрепляют металлическими крючками, литниковую систему выпол- няют вручную. При машинной формовке для получения канавки шкива при- меняют стержень Ст2, формовку осуществляют в двух опоках по фасонной модельной плите.

Рис. 18. Схемы изготовления формы для отливки шкива вручную (а) и на машинах (б)

38

Существует большое разнообразие формовочных машин, упрощенная классификация которых приведена в табл. 5 [2, 3]. На заводах массового про- изводства (автомобильных, тракторных и др.) действуют автоматизированные формовочные линии. На рис. 19 приведены схемы уплотнения смесей на не- которых формовочных машинах.

Рис. 19. Схемы уплотнения смесей различными методами

При уплотнении на встряхивающих формовочных машинах (рис. 19, а) модельная плита 1 с моделью 2, опокой 3 и наполнительной рамкой 4 уста- навливаются на стол формовочной машины 5. Из бункера сверху в опоку на- сыпают смесь. Под поршень 6 подается воздух под давлением (5-6)×105 Па, поднимающий стол до тех пор, пока не откроется выпускное отверстие 7, че-

39

рез которое воздух из-под поршня уходит в атмосферу. Стол при этом резко опускается вниз, ударяясь о цилиндр 8. Смесь уплотняется за счет движения по инерции вниз. Так повторяется несколько десятков раз. Смесь хорошо уп- лотняется у модели, верхние же ее слои остаются недоуплотненными. Доуп- лотнение осуществляют вручную или допрессовкой на той же машине. В Рос- сии работают встряхивающие и встряхивающе-прессовые машины с наи- большими габаритными размерами опок в свету 2500×2000×800 мм, грузо- подъемностью до 10 т производительностью 8 полуформ в час.

Таблица 5

Классификация формовочных машин

Прессование полуформ может быть верхним и нижним. При верхнем прессовании сначала уплотняются слои формовочной смеси, расположенные в верхней наполнительной рамке (рис. 19, б), независимо от того, поднимает- ся ли опока к прессовой колодке (как это показано на рисунке), опускается ли прессовая колодка на формовочную смесь, расположенную в наполнительной рамке. При нижнем прессовании (рис. 19, в) сначала уплотняются слои смеси, находящиеся на модельной плите и самой модели. Для достижения большей

равномерности уплотнения формовочной смеси по высоте опоки прессовая колодка иногда делается профильной, повторяя профиль модели. Прессовые формовочные машины производят до 120 полуформ в час с наибольшими размерами опок в свету 760×180×110 мм.

Разновидностью верхнего прессования является уплотнение формовоч- ный смеси так называемой многоплунжерной прессовой головкой (рис. 19, г), состоящей из нескольких десятков независимых друг от друга плунжеров 1, работающих под давлением масла или воздуха. Такое прессование обеспечи- вает наибольшую равномерность уплотнения по всему объему опоки.

40