§ 3. Модельний комплект і принципи його виготовлення.
Однією з найважливіших операцій у технологічному процесі ливарного виробництва є виготовлення ливарних форм і стрижнів.
Для виготовлення ливарної форми необхідно мати модельний комплект, що складається з моделей, стрижневих ящиків, модельних плит і ін. пристосувань.
Конструкція моделі повинна забезпечити витяг її з форми. Поверхня моделі повинна бути гладкою, чистою, щоб при виїмці її з форми вона легко відокремлювалася від формувальної суміші. Модель повинна бути міцною, не змінюватися в розмірах, протистояти впливу вологи формувальної суміші.
При виготовленні моделей і стрижневих ящиків ураховують технологію формування й виготовлення стрижнів, ливарні властивості металу й наступну механічну обробку деталі.
По кресленню деталі виготовляють модель і стрижневий ящик.
Попередньо всі розміри деталі по кресленню збільшують на величину ливарної усадки сплаву, з якого виготовляють виливок. Для цього в модельних цехах є спеціальні лінійки з урахуванням усадки. Для чавунного й кольорового лиття усадка становить 1 - 2%, для сталевого - 1,5 - 2%.
Креслення виливка робиться по кресленню деталі, на який наносять:
припуск на мех. обробку;
технологічний припуск;
технологічні вказівки на виготовлення виливка;
інші спеціальні вимоги до виливка.
Припуск на мех. обробку – додатковий шар металу на сторону, що видаляють при мех. обробці для одержання заданої точності і якості поверхні деталі.
Припуск задається Дст і становить для чавуну 0,7 - 5 мм, для алюмінію - 0,7 - 2 мм.
На кресленні припуск штрихують або обводять червоним олівцем.
Технологічний припуск – спрощує й полегшує процес виготовлення виливка. До нього відноситься:
ливарні ухили – для зручності витягу моделі з форми без руйнування й вільного видалення стрижня з ящика (1º…3º, 1…8 мм);
напуски – для спрощення виготовлення, напр. отворів малих діаметрів які можна просвердлити;
припливи – для зручності кріплення деталі при мех. обробці або транспортуванні, видаляються при мех. обробці;
ребра й стяжки – для запобігання виливка від жолоблення при остиганні або термообробці. Видаляють при мех. обробці.
галтелі – закруглення внутрішнього кута для плавного переходу стінок, що сполучають. Запобігають концентрації напруг, утворення тріщин у кутах, зменшення опадання формувальної суміші при витягу моделі. За Дст радіуси галтелі від 1 до 40 мм залежно від товщини стінок, що сполучають
,
мм
До технологічних вказівок відносяться:
лінія рознімання моделі з урахуванням низу й верху по розташуванню її у формі
точність і шорсткість поверхні виливка;
лінія рознімання стрижня;
місце підведення живильника.
Їх виконують кольоровим олівцем. Стрижні встановлюють у спеціальні гнізда й закріплюють замками для запобігання зсуву при тиску металу, що заливається. На кресленні стрижні штрихують по контуру й нумерують у тій послідовності в якій встановлено у формі.
Матеріалом для моделей і стрижневих ящиків в індивідуальному й дрібносерійному виробництві в більшості випадків є деревина, іноді гіпс і цемент, у масовому виробництві – алюмінієві сплави й пластмаси.
Дерев'яні виготовляють із порівняно сухого (до 10% вологи) щільного матеріалу щоб уникнути жолоблення й повідці їх від втрати власної вологи.
Дерев'яні моделі розділяють на 3 класи. Моделі 1 класу виготовляють із бука, горіха й застосовують для ручного й машинного формування.
Для одержання невеликої кількості виливків використовують моделі 2 класи – з берези й липи й моделі 3 класи – із сосни і їли.
Для того, щоб вони не убирали вологу з формувальної суміші й навколишнього повітря, моделі покривають спеціальним лаком. Моделі фарбують і покривають лаком у певний колір. Поверхні моделей, які відповідають поверхням виливків, що не піддаються механічній обробці, фарбують у синій колір – для сталевого лиття, у червоний для чавунного й у жовтий – для кольорового. Якщо виливки піддаються механічній обробці, то основний фон відповідних поверхонь моделей покривають чорними круглими крапками. Окремі частини моделей окантовують чорною смугою, стрижневі знаки на моделях фарбують у чорний колір.
Переваги дерев'яних моделей – легка оброблюваність і дешевина, а недоліки – схильність до деформації і розтріскування.
Для металевих моделей застосовують чавун, бронзу, латунь, алюміній і його сплави. Вартість металевих моделей значно вище дерев'яних, але вона служить у багато разів довше (по ній можна виготовити до декількох десятків тисяч форм), крім того металеві моделі забезпечують одержання виливків з більш точними розмірами.
Для створення земляної форми застосовують опоки. Опоки призначені для втримання піщаної суміші, додання земляній формі достатньої твердості й міцності при виготовленні, транспортуванні й заливанні металом. Опоки виготовляють зі сталі, чавуну, сплавів алюмінію. Залежно від розмірів і обрису виливків опоки мають круглу, квадратну й прямокутну форму.
Для виготовлення земляних форм і піщаних стрижнів застосовують формувальні інструменти, які можна розділити на 3 групи:
інструменти, що використовуються для наповнення й зміцнення формувальної суміші в опоці (лопати, ручні й пневматичні трамбування);
інструменти призначені для витягу моделі із земляної форми (гачки, підйоми й ін.);
інструменти для обробки поверхні форми, виправлення пошкоджень, прорізання ливникових каналів (гладилки, ложечки, пульверизатори).