Ручне формування

Моделі

Особливості конструювання виливка

Стрижневі суміші

Стрижневу суміш використовують для виготовлення стриж­нів, які перебувають у складніших робочих умовах, ніж форма, оскільки вся їх поверхня, за винятком знаків, оточена розплав­леним металом. Під дією високої температури металу вигорають органічні складники стрижня, а під час охолодження виливка він зазнає стискальних зусиль від усадки металу. Ось чому стри­жень порівняно з формою повинен бути більш міцним, газопро­никним, податливим і вогнестійким. Водночас опір стрижня руй­нуванню під час вибивання його з виливка має бути незначний.

Головними складниками стрижневих сумішей є пісок і зв'язу­вальна речовина (синтетична смола, рідке скло, природна смо­ла, декстрин, технічний лігносульфат, цемент, рослинна олія тощо). Для захисту виливка від пригару поверхню стрижня покривають тонким шаром протипригарного матеріалу.

Під час конструювання вибирають раціональну конфігура­цію і визначають оптимальні розміри виливка, враховуючи умови експлуатації й технологічні особливості його виготовлен­ня, щоб забезпечити високу якість деталі. Одним з важливих технологічних факторів є раціональний вибір матеріалу вилив­ка. З огляду на механічні та ливарні властивості вибраного ма­теріалу і на серійність виробництва додатково уточнюють кон­фігурацію виливка й вибирають мінімальну товщину окремих його елементів (стінок). Тут необхідно уникати раптових змін товщини стінок та різких переходів між спряженими поверх­нями, а також враховувати технічний рівень ливарного цеху, під яким розуміють способи виготовлення форм і стрижнів, наявні плавильні агрегати, способи відокремлювання виливка від форми і стрижня та методи очищення виливка.

У масовому виробництві доцільно запроваджувати максима­льну механізацію й автоматизацію технологічних процесів аж до часткового чи повного переоснащення ливарного цеху. Під час конструювання виливків, які виготовляють в умовах інди­відуального чи дрібносерійного виробництва, орієнтуються на наявне устаткування й кваліфікацію робітників. Крім особли­востей ливарного виробництва, треба брати до уваги також тех­нології обробки різанням і складання.

Модель виливка служить для створення відбитка зовніш­ньої поверхні виливка у формі. Тому зовнішня поверхня моделі геометрично подібна до зовнішньої поверхні виливка. Оскільки для виливка з порожниною модель повинна створити також від­биток у формі для вставлення в нього кінців стрижня, то на моделі навпроти майбутньої порожнини передбачають спеціальні виступи — знаки. Розміри знаків регламентуються стандартом [28]. Технологія виготовлення форми вимагає, щоб модель була, як правило, рознімна, а частини моделі повинні добре центру­ватись між собою за допомогою двох шипів і відповідних їм отворів.

Розміри моделі є більшими за розміри виливка на величину лінійної усадки металу, а порівняно з розмірами деталі — біль­шими на величину лінійної усадки металу й припусків на меха­нічну обробку. Щоб полегшити виймання моделі з форми, на її вертикальних стінках передбачають нахили до 3° [29].

Моделі повинні бути достатньо міцними, жорсткими й воло­гостійкими, їх виготовляють із деревини, пластмаси або мета­лу. Матеріал моделей вибирають залежно від характеру вироб­ництва та складності виливка. В індивідуальному виробництві моделі виготовляють здебільшого з деревини, в масовому — з металу (сплави алюмінію, рідше — чавун) або з пластмаси. Де­ревина, призначена для виготовлення моделей, повинна бути сухою (вологість 8...10 %). Обробку робочої поверхні моделей завершують шліфувальним полотном.

Рисунок 2 - Елементи ливникової системи: 1 — ливникова чаша; 2 — стояк;

З — шлаковловлювач; 4 — живильник

Щоб запобігти дії вологи та зберегти якість поверхні моделі, її фарбують у відповідний колір: для чавунних виливків — у червоний, для сталевих — у сірий, для виливків із сплавів кольорових металів — у жовтий. Стрижневі знаки завжди фарбують у чорний колір. Для вигото­влення ливарної форми необхідно мати моделі ливникової сис­теми і випору.

Ливникова система призначена для наповнення розплавле­ним металом порожнини ливарної форми, затримування шлаку й живлення виливка металом під час кристалізації. Вона скла­дається з ливникової чаші 1 (рисунок 2), стояка 2, шлаковлов­лювача 3, живильника 4, а також випора і додатка.

У ливникову чашу тече з ковша рідкий метал і частково затримується там шлак. Стояк — вертикальний канал, найчасті­ше круглого перерізу з незначною конусністю. Він з'єднує лив­никову чашу й шлаковловлювач. Шлаковловлювач — горизон­тальний канал трапецієподібного перерізу — з'єднує стояк і живильник. Шлак й частинки формової суміші затримуються внаслідок зниження швидкості надходження рідкого металу в шлаковловлювачі та зміні напрямку його руху. Для кращого затримування шлаку в чашу або в шлаковловлювач вкладають фільтрувальну вогнетривку сітку. Живильники круглого, пря­мокутного чи трапецієподібного перерізу підводять метал без­посередньо до порожнини форми. Випор 6 (див. рисунок 1) — вертикальний канал, що служить для виходу повітря й газів із форми під час заливання металу та для контролю за наповнен­ням форми. Випор розташовують у найвищій точці виливка. Додаток призначений для живлення рідким металом порож­нин, що утворюються в потовщених частинах виливка під час усадки металу. Подекуди роль додатка виконує випор.

Конструктивні й технологічні вимоги до моделей ливнико­вої системи ті ж, що й для моделей виливка.

Ручне формування ґрунтується на використанні ручної пра­ці під час виготовлення одноразових ливарних форм, які слу­жать для отримання дрібних партій або унікальних виливків. Одним з найпоширеніших методів ручного формування є виго­товлення форми в парних опоках.

Рисунок 3 - Послідовність виготовлення форми (а, б) і виливки (в): 1 — модельна дошка; 2, 5 — півмодель; 3,6 — опока; 4 — фермова суміш; 7 — модель стояка; 8 — модель випору;.9 — стрижень; 10 — ківш з розплавленим металом; 11 — ливникова система; 12 — випор

Опока — пристрій у вигляді рамки прямокутного або іншо­го перерізу, призначений для набивання в ній півформи. Парні опоки центруються між собою штифтами, що входять у відпо­відні отвори.

Розглянемо технологічний процес ручного формування у двох опоках за допомогою рознімної моделі. Спочатку виготовляють нижню півформу. Для цього на модельну дошку 1 (рисунок 3 а) кладуть півмодель 2 і опоку 3.

Щоб уникнути прилипання формової суміші до поверхні моделі, останню припорошують графітовим або іншим порош­ком. Потім наповнюють опоку формовою сумішшю та ущіль­нюють ручним або пневматичним товкачем. Після ущільнення з верхньої площини опоки лінійкою згрібають зайву суміш. Щоб сприяти виходу з форми газів, які утворюються під час зали­вання металу, загостреним дротом наколюють вентиляційні канали, які не доходять до поверхні моделі приблизно на 10 мм. Готову півформу перевертають на 180° (рисунок 3 б) і на півмодель накладають другу її половину, а поверхню розкриття півформ посипають сухим піском, щоб вони не злипались. Тоді накладають другу опоку 6, а також моделі ливникової системи 7 і випору 8. Насипають фермову суміш і знову її ущільнюють. Згодом наколюють вентиляційні канали, виймають моделі лив­никової системи й рознімають півформи. Обережно виймають півмоделі виливка, оглядають півформи й виправляють мож­ливі пошкодження. Зайві частинки формової суміші здувають стиснутим повітрям. У разі необхідності робочу порожнину пів­форм покривають тонким шаром протипригарної речовини або фарби. В нижню півформу вкладають стрижень 9 (рисунок 3 в) і накладають по штифтах верхню півформу. Складена форма готова для заливання рідкого металу.

Дата добавления: 2014-01-07