Модельная оснастка

Исходным для разработки техпроцесса получения отливок является чертеж детали. На его основе с учетом увеличения размеров на усадку и припусков на механическую обработку разрабатывают чертеж отливки, а затем модели, после чего разрабатывают и изготавливают модельную оснастку и опоки.

Комплект модельно-опочной оснастки включает в себя модели детали, литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики, опоки, холодильники, штыри для соединения опок и другой инструмент.

Модели и модельные плиты

Моделями называют приспособления, предназначенные для получения в литейных формах полостей, конфигурация которых соответствует изготовляемым отливкам. Модель отличается по конфигурации и размерам от получаемой по ней отливки. В зависимости от конфигурации отливки модель может быть неразъемной и разъемной, состоящей из двух и более частей. Модель снабжают специальными выступающими частями – знаками. Они образуют в форме углубления, предназначенные для установки и фиксирования стержня.

Для облегчения извлечения модели из формы их вертикальные стенки выполняют с формовочными уклонами, величина которых зависит от высоты стенки, материала модели и способа изготовления отливки. Для машинной формовки модели монтируют на специальных плитах, которые называют модельными. Модельные плиты могут быть односторонними и двусторонними, наборными и цельнолитыми. На односторонних плитах модели располагают только на одной верхней стороне, которую называют рабочей. На двусторонних плитах обе стороны являются рабочими и на них располагают половины модели. Последние применяют только при безопочной формовке. Наборная плита состоит из плиты и прикрепленных к ней нескольких частей модели и других деталей. Цельнолитую модельную плиту изготовляют заодно с половиной модели. Модели бывают деревянными, металлическими и пластмассовыми.

Д

Рис. 1.2. Стержневые

фиксаторы

еревянные модели и модельные плиты применяют при единичном и мелкосерийном производстве мелких и средних отливок. Для предотвращения коробления при эксплуатации, а также в целях получения гладкой рабочей поверхности модели покрывают лаками и красками. Модели для чугунного литья красят красными красками, для стального литья – синими, для цветного литья – желтыми. Стержневые знаки и другие несоприкасающиеся с металлом части окрашивают в черный цвет. Формовочные уклоны деревянных моделей составляют 1...3⁰. Места соединения литейной формы со стержнем называют знаковыми частями, они должны обеспечивать устойчивое положение стержней 1 в форме 2. Поэтому знаковые части снабжают фиксаторами, предотвращающими перемещение стержня в осевом направлении (рис. 1.2, а) и его вращение и перемещение в осевом направлении (рис. 1.2, б).

Размеры и элементы стержневых знаков регламентируются ГОСТ 3212–92 и выбираются в зависимости от конструкции отливки и технологии изготовления формы. Между знаками формы и стержней предусматриваются зазоры, величина которых также выбирается по ГОСТ 3212–92 и зависит от размеров знаков и класса точности отливки. На рис. 1.3 показана разъемная модель с координатной модельной плитой.

Рис. 1.3. Координатная модельная плита с моделью: 1 – плита; 2 – штырь; 3 – верхняя половина модели отливки; 4 – модель стояка

Металлические модели и плиты используются в основном в условиях крупносерийного и массового производства отливок. По сравнению с деревянными металлические модели имеют следующие преимущества: долговечность, большую точность и более гладкую рабочую поверхность. Их используют при машинной формовке. Материалами для металлических моделей и плит служат алюминиевые сплавы, чугун, сталь, бронза, латунь. Для облегчения металлические модели делают полыми с ребрами жесткости.

Формовочные уклоны на металлических моделях делают меньше, вследствие того, что рабочие поверхности модели получаются более гладкими.

Пластмассовые модели сочетают в себе преимущества деревянных и металлических: обладают малой массой, высокой точностью и прочностью, не подвержены короблению, разбуханию, коррозии при хранении и эксплуатации и позволяют точно воспроизводить контуры рабочей полости формы.

Стержневые ящики. Это элементы модельной оснастки, которые служат для изготовления стержней. С их помощью получают преимущественно внутренние полости в отливке. Конструкция стержневого ящика зависит от формы, размеров стержня и способа его изготовления. По конструкции стержневые ящики подразделяют на неразъемные (вытряхные) и разъемные (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Стержневые ящики:

а – деревянный (половина); металлические: б – неразъемный (вытряхной); в – с вертикальным разъемом; г – с горизонтальным разъемом

Размеры стержневых ящиков выбирают с учетом усадки металла, кроме того, они должны иметь формовочные уклоны и полости для изготовления знаков. Стержневые ящики изготовляют из тех же материалов, что и модели, а именно из дерева, металла, пластмасс, и используют в аналогичных с моделями масштабах производства.

Опоки – прочные металлические рамы различной формы, предназначенные для изготовления литейных полуформ из формовочных смесей (рис. 1.5). Опоки изготовляют из чугуна, стали, алюминиевых и магниевых сплавов. При единичном производстве опоки могут быть деревянными. По конфигурации опоки бывают прямоугольными, круглыми и реже – фасонными. По способу изготовления они бывают цельнолитыми, сварными или сборными.

Рис. 1.5. Опоки:

1 – ручка; 2 – цапфа; 3 – центрирующее устройство; 4 – внутренние ребра; 5 – скрепление опок

В зависимости от размеров и массы опоки подразделяют на ручные и крановые. Стенки опок часто делают с отверстиями для уменьшения их массы, удаления газов из формы при заливке и лучшего сцепления формовочной земли с опокой. Для удержания уплотненной земли в опоках выполняют ребра, соединяют опоки штырями и центрующими отверстиями в приливах.

Прочий инструмент и приспособления. В комплект модельной оснастки кроме моделей, модельных плит, стержневых ящиков и опок входят подопочные и сушильные плиты, наполнительные рамки, шаблоны, другие приспособления и формовочный инструмент.

Подопочные плиты служат для установки на них форм.

Сушильные плиты бывают двух видов: специальные с фасонной опорной поверхностью для стержня (драйеры) и с ровной опорной поверхностью.

Шаблоны предназначены для контроля размеров стержней и форм, предварительной сборки стержней в один общий узел, проверки установки стержней в форму. Формовочный инструмент (рис. 1.6) используется при изготовлении и отделке форм.