Тема: модельно-литейная оснастка

ЛЕКЦИЯ 18.

МОДУЛЬ 3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК

План лекции

1. Модельный комплект, его состав, назначение.

2. Опочная оснастка, назначение, требования к конструкции.

Для изготовления отливок в разовых песчано-глинистых формах необ- ходимо иметь комплекты технологической оснастки. Литейная оснастка должна обеспечивать получение отливок требуемой точности и шероховато- сти поверхности. Литейная оснастка по своей роли в процессе изготовления отливок подразделяется на формообразующую и универсальную.

Формообразующая оснастка представляет собой модельный комплект, в который входят модели, стержневые ящики, элементы литниковой системы,

модельные плиты, шаблоны для изготовления форм и стержней. Для изготов- ления форм обычно применяют два вида шаблонов: шаблоны вращения и протяжные шаблоны. Шаблоны представляют собой плоские заготовки опре- деленного профиля и размера, позволяющие получать сложные объемные формы путем вращения или протяжки.

К универсальной оснастке относятся опоки, подопочные плиты, су- шильные плиты (драйеры), корпуса стержневых ящиков для сменных вкла- дышей, литейный инструмент различного назначения (гладилки, ланцеты, трамбовки, пневмозубила и др.).

Модель, являясь видоизмененной копией отливки, отличается от нее размерами и наличием стержневых знаков. По своим размерам модель долж- на быть больше получаемой отливки на величину усадки металла в форме при его охлаждении и на припуск для последующей механической обработки. В зависимости от очертаний и размеров модель может быть цельной или разъемной, состоящей из двух или нескольких частей. В большинстве случаев модель выполняется из двух половин – верхней и нижней – разделяемых по линии разъема. Конструкция модели должна обеспечивать извлечение ее из

формы без разрушения отпечатка. Для этого вертикальным поверхностям от- ливок или отдельным их частям при конструировании необходимо придавать литейные (конструктивные) уклоны.

Стержневой ящик – это формообразующее приспособление с рабочей полостью для получения в ней стержней нужных очертаний и размеров.

Стержневые ящики разделяют по конструктивным признакам на разъ- емные и неразъемные, на простые, средней сложности и сложные. К моделям литниковых систем относят модели литниковой чаши или воронки, модели стояка, шлакоуловителя, питателей. Кроме того, при изготовлении форм ис- пользуют модели выпоров и прибылей. Размеры указанных моделей разнооб- разны и определяются соответствующими расчетами литниковых систем, прибылей и выпоров.

В индивидуальном и мелкосерийном производстве модели и стержне- вые ящики изготавливаются обычно деревянными (иногда гипсовыми или цементными). В массовом производстве при машинной формовке вся мо- дельная оснастка (модели, стержневые ящики, модельные плиты) выпускает- ся металлической. Деревянные модели и стержневые ящики изготавливаются из следующих пород дерева: мелкие модели — из ольхи, сосны, липы, бука, клена; средние — из ольхи, сосны, липы; крупные — из ольхи и сосны.

Предназначенная для изготовления моделей древесина предварительно просушивается при температуре 60-70 °С. Древесина для модельного ком- плекта должна быть высококачественной.

Преимуществом металлических моделей является наличие после обра- ботки гладкой поверхности и меньших формовочных уклонов, что обеспечи- вает получение более точных отливок.

При машинной формовке находят применение модели и стержневые

ящики из серого чугуна. Применяются также алюминиевые сплавы, сталь,

реже бронзы и латуни.

Деревянные модели обычно изготавливаются из заготовок, полученных склеиванием нескольких кусков дерева, причем с таким расположением воло- кон, чтобы модель как можно меньше коробилась и не изменяла своих разме- ров.

Для предохранения деревянных моделей от влаги (из атмосферы или из

сырой формовочной смеси) их окрашивают масляной краской и покрывают лаком. Для того чтобы в процессе формовки легче было определить наличие стержней, отъемных частей, места постановки прибылей и др., деревянные модели окрашивают разной по цвету краской.

Части и поверхности моделей	Отличительная окраска
Поверхности моделей, соответствующие по- верхностям отливок, не подвергающимся ме- ханической обработке	Красная – для отливок из чугуна, серая – для отливок из стали, желтая – для отливок из цветных сплавов
Поверхности моделей, соответствующие по- верхностям отливок, подвергающимся меха- нической обработке	Черные круглые пятна по красному, серо- му или желтому фону (диаметр пятен не свыше 50 мм)
Стержневые знаки	Черная
Поверхности сопряжения моделей с отъем- ными частями	Поверхности сопряжения должны быть окантованы черной полоской
Скрепляющие части моделей (ребра жестко- сти), подлежащие заделке	Черные полосы по красному, желтому или натуральному (неокрашенной древесины) фону
Прибыли, элементы литниковой системы, приливы для отбора проб и образцов для ис- пытания	Черная полоса по контуру сопрягаемых элементов

Следует отметить, что модельный комплект, предназначенный для руч-

ной формовки, не всегда может быть применен для формовки на машинах. Это объясняется тем, что на моделях, предназначенных для машинной фор- мовки, имеются обычно приливы для закрепления моделей на модельной плите.

По точности изготовления модельные комплекты в соответствии с

ГОСТ 17819-84 делят на три класса в зависимости от характера производства, требуемой точности отливок и состава модельного комплекта. По первому классу точности изготовляют модельные комплекты для массового производ- ства отливок, по второму – для серийного и по третьему классу – для единич- ного производства. Модельные комплекты сложных и особо сложных отли- вок допускается изготовлять по точности на класс выше, чем это требуется для серийного производства. С классами точности совпадают классы прочно- сти моделей (ГОСТ 13354-91).

По прочности модельные комплекты подразделяются на три класса. От прочности зависит количество съемов литейных форм с моделей.

По первому классу прочности изготовляют модели и стержневые ящи- ки, предназначенные для серийного и мелкосерийного производства отливок при непрерывной эксплуатации модельных комплектов. Данные модельные комплекты пригодны для ручной и машинной формовки с установкой моде- лей на деревянные или металлические модельные плиты. Для особо сложных отливок при единичном производстве допускается использовать модельные комплекты первого класса прочности.

По второму классу прочности делают модели и стержневые ящики для серийного и мелкосерийного производства отливок при периодической экс- плуатации модельных комплектов, а также при единичном производстве от- ливок 4-5-й групп сложности.

По третьему классу прочности изготовляют модельные комплекты для единичного производства отливок 1-3-й групп сложности. Эти модели не подлежат длительному хранению.

Модельная плита (рис. 90) представляет собой металлическую плиту, на

которой укрепляется одна или несколько моделей с литниковой системой и выпорами, а также размещаются штифты для установки опок. Крепление мо- делей производится при помощи винтов.

Пользование модельной плитой способствует уменьшению затрат вре- мени на установку моделей и прорезку каналов литниковой системы, благо- даря чему повышается производительность труда формовщика.

Модельные плиты бывают односторонними и двусторонними. При од- носторонней модельной плите одна половина модели располагается на одной плите, а другая – на второй; при формовке необходимо пользоваться обеими плитами.

При двусторонних модельных плитах на одной стороне плиты прикреп- ляется одна половина модели, а на другой стороне – другая. Поэтому фор- мовка нижней и верхней опоки обеспечивается одной такой плитой.

Подмодельные щитки – это металлические или деревянные плиты, слу-

жащие для установки на них моделей и опок при ручной формовке.

Основные типы стержневых ящиков представлены на рис. 91. Для про- изводства простых стержней и с большими уклонами боковых стенок могут применяться цельные стержневые ящики (рис. 91, а, б). Наиболее распро- страненными являются разъемные стержневые ящики (рис. 91, в), позволяю- щие получать стержни самой разнообразной конфигурации. Этой же цели служат вытряхные стержневые ящики (рис. 91, г), состоящие из корпуса со вставленными в него вкладышами.

Материалом для изготовления большинства стержневых ящиков явля- ются алюминиевые сплавы. Для изготовления стержней с одной плоской сто- роной обычно применяют неразъемные вытряхные ящики. Верхние и нижние плоскости стержневых ящиков для пескодувных и пескострельных машин

армируют стальными пластинами и шлифуют для наилучшего уплотнения между надувной плитой и столом машины.

Рис. 90. Модельная плита:

1 – плита; 2 – модель; 3 – винт; 4 – штифт; 5 – модель шлакоуловителя

Рис. 91. Стержневые ящики:

а, б – цельные; в – с вертикальным разъемом; г – с горизонтальным разъемом; 1 – сушиль-

ная плита; 2 – фасонный вкладыш; 3 – вкладыш

Стержневые ящики в условиях единичного и мелкосерийного произ-

водства могут изготавливаться деревянными.

При конструировании моделей и стержневых ящиков кроме обеспече- ния легкой набивки формовочных или стержневых смесей и удаления моде- лей из форм, а стержней из стержневых ящиков необходимо также обеспе-

чить простоту изготовления (технологичность) и экономичность.

При изготовлении модельной оснастки пересчет размеров отливки мо- дельщик обычно не производит, а учитывает усадку, применяя при отклады- вании чертежных размеров на заготовке модели так называемый «усадочный метр». Каждое деление такого метра больше деления обычного метра на ве- личину усадки.

Части модели, мешающие извлечению ее из формы, делаются отъем- ными. Боковые отъемные части могут крепиться к модели при помощи кли- новых шипов, шпильками и другими способами.

На рис. 92, а показана фиксация отъемной части модели при помощи посадки в гнездо типа «ласточкин хвост». Вкладыш 1 крепится к ползуну 4 винтами 2. Точная установка вкладыша обеспечивается штифтами 3.

Рис. 92. Фиксация отъемных частей модели и сушильные плиты

К универсальной оснастке модельного комплекта относятся сушильные плиты (драйеры) для установки на них стержней после изготовления, инстру- мент для зачистки и контроля форм и стержней и др.

Стержни, имеющие ровную поверхность, сушатся на плоских плитах (рис. 92, б), а для сушки стержней, имеющих сложные очертания поверхно- сти, применяются фасонные плиты – драйеры (рис. 92, в).

К опочной оснастке относят, опоки, штыри, крепежные приспособле-

ния, литейные жакеты, подопочные плиты.

Классификация опок. Опока – приспособление для удержания формо- вочной смеси при изготовлении литейной формы, транспортировании ее и при заливке жидким металлом. Опоки классифицируют по геометрии, назна- чению. Различают опоки для ручной и машинной формовки, для формовки методом прессования под высоким удельным давлением, специальные опоки для безопочной формовки.

Материалом для опок служат чугун, сталь или алюминиевые сплавы.

Опоки изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 17819-84.

Для удаления из формы газов, образующихся при заливке, в стенках опок выполняются вентиляционные отверстия. Удержание земли в форме и увеличение жесткости опок обеспечивается внутренними ребрами (крестови- нами).

Перемещение опок осуществляется при помощи ручек или цапф.

Точность центровки опок при их сборке обеспечивается обычно специ- альными втулками, закрепленными в отверстиях центрирующих ушков или самими точно обработанными отверстиями в ушках (рис. 93).

Рис. 93. Цельнолитая стальная опока

Наиболее широко применяются литые опоки из стали или чугуна.

Мелкие и средние формы изготавливаются в сварных опоках из проката специального профиля. Сварные опоки имеют достаточную жесткость при меньшем весе, чем литые. На рис. 93 показана цельнолитая стальная опока с размером в свету 500×400 мм. Боковая стенка опоки имеет в верхней части выступ 1 для увеличения прочности, а в нижней части – буртик 3 для удержа-

ния формовочной смеси. Для соединения с другой опокой (при помощи шты-

рей) имеются приливы для направляющей 2 и центрирующей 4 втулок.

Для подъема при помощи крана служат цапфы 5, а для ручного подъема съемные ручки 6.

Металлические подопочные плиты имеют форму, соответствующую форме устанавливаемых на них опок.

Они изготавливаются из алюминиевых сплавов и снизу имеют сетку ребер жесткости.

Для удаления газов из форм при заливке в плитах делаются конические отверстия.

Транспортировка подопочных плит может осуществляться вручную (при помощи приливов ручек), электромостовым краном или кран-балкой (при помощи цапф).

Элементы центрирования. Спариваемые опоки всегда должны центри-

роваться в двух диаметрально-противоположных точках.

Центрирующие отверстия располагаются на торцевых стенках, диамет- ры центрирующих отверстий и размеры центрирующих и направляющих вту- лок с учетом габаритов опок по ГОСТ 15019-69.

Центрирование при спаривании опок производят с помощью сборочных

штырей через центрирующие и направляющие втулки (рис. 94).

Рис. 94. Способы спаривания (а, б) и элементы центрирования (в, г):

а – штырем; б – на штырь; в – центрирующая; г – направляющие втулки

Контрольные вопросы.

1. Что такое модельный комплект?

2. Какие материалы применяют для изготовления моделей?

3. Металлические модели и стержневые ящики, их назначение, приме-

няемые сплавы, процесс изготовления?

4. Классификация моделей по точности изготовления?

5. Классификация опок?

6. Назовите элементы центрирования опок?

7. Что такое драйер?

8. Какими способами осуществляют спаривание опок?

9. Почему необходимо применять элементы центрирования при сборке форм?

10.В чем отличие опок для ручной и машинной формовки?

Дата добавления: 2014-01-07