Применяемые материалы для изготовления модельного комплекта. Механическое обоснование выбора материала.

В производстве моделей наиболее широкого используемыми породами дерева являются сосна, ель, пихта, липа, ольха, бук, клен, берёза. Древесину заготавливают зимой и она проходит естественную или искусственную сушку; затем из нее готовят пиломатериалы – доски, бруски, брусы, которые и используют для изготовления моделей. Каждая из пород дерева характеризуется определёнными физико–механическими свойствами: имеет предел прочности на растяжение, сжатие, изгиб, твердость и вязкость (способность древесины получать относительно большую остаточную деформация при изгибе, не проявляя при этом признаков разрушения). Эти характеристики являются основополагающими при выборе той или иной породы дерева для изготовления моделей.

Металлические модели применяют в серийном производстве для отливок с высоким классом точности, низкой шероховатостью поверхности, при большом количестве съемов форм с одной модели. В качестве сплава для моделей используют чугун, сталь, алюминиевые сплавы, реже бронзы и латуни. Сплавы должны не только обладать высокими свойствами, твердостью, но и хорошо обрабатываться, а после соответствующей механической обработки давать гладкую рабочую поверхность моделей.

Неметаллические модели предназначаются, как правило, для специальных целей. Например, восковые (парафино–стеариновые и другие) для литья по выплавляемым моделям, гипсовые – для художественного литья, цементные – для формовки с фальшивой опокой, пенополистероловые – для формовки по выжигаемым и газифицируемым моделям и тому подобное. Получали распространение и пластмассовые модели. Они прочнее деревянных, легче некоторых сплавов (чугун, сталь, бронза), хорошо шлифуются, дешевле металлический моделей и так далее. Однако, химические методы упрочнения пластмасс делают производство моделей вредным и требуют проведения специальных мероприятий по охране труда.

Выбор того или иного материала для изготовления моделей определяется рядом требований, определяемых к отливкам, а так же технологическим и техническим особенностям производства. Это класс точности отливок, сложность, размерные характеристики отливок, серийность производства, способ изготовления форм, материала отливок. Отливки высокого класса точности, серийного производства, при машинной формовке, с размерами до 500 мм из всех видов сплавов экономически выгодно получать в формах по металлическим или пластмассовым моделям.

Конструирование деревянных и металлических моделей.

Исходными данными для конструирования модели с стержневых ящиков всех типов являются:

- общая технологическая разработка, выполненная на чертеже детали и отражающая выбранный метод изготовления формы и отливки в целом;

- чертеж отливки;

- расчеты, на основании которых определены размеры литниковой системы, прибылей и выпоров;

На основе этих данных в зависимости от серийности производства и размеров отливки по справочникам выбирается класс прочности модели. В зависимости от класса прочности или точности модели в технологию её изготовления могут быть внесены какие – то коррективы, устанавливаемые технологом. Эти данные заносят в технологическую карту, прикладываемую к чертежу детали с указанием технологии изготовления модельного комплекта отливки.

Для выполнения рабочих – чертежей модели, стержневых ящиков, кроме того, необходимо выбрать и установить величину усадки металла отливки и формовочных уклонов, величину зазоров между знаком формы и знаком стержня и величину уклонов знаков, класс точности изготовления модели. Значения литейной усадки выбираются по таблицам справочников. В примечании к чертежам для приготовления моделей следует указать, учтена ли величина усадки будущей модели, что необходимо для качественного изготовления модели. Величину зазоров между знаками формы рекомендуется принимать по справочникам и по опытным данным, установившимися на конкретном производстве.

При конструировании деревянных моделей на чертеже модели следует проставлять те же размеры, что и на чертеже отливки. В примечании необходимо указать: «Модель изготовить с учетом одного процента усадки» или «Модель изготовить по 1% усадочному метру». Если технологом размеры проставлены с учетом усадки, написать «Модель изготовить по простому метру». Из таблиц справочников следует выбирать величины усадки для условий крупносерийного и массового производства. При мелкосерийном и единичном производстве придерживаться типовых усадочных метров, где средняя усадки для серого чугуна 1%, для цветных металлов – 1.5%, для стали – 2%.