Файл: Е. Л. Фурман формовочные процессы литейного производства учебное электронное текстовое издание Учебнометодическое пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 190
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
13
По конструкции, которая обусловливается удобством формовки, модели подразделяют на неразъемные и разъемные (рис. 1.5)
4
Рис. 1.5. Типы моделей:
а – неразъемные, б – разъемные, в – с отъемными частями;
1 – шипы, 2 – знаки, 3 – отъемные части, 4 – гвозди
Неразъемные модели (рис. 1.5, а) применяют при получении несложных по конфигурации отливок, преимущественно формуемых в одной половине формы.
Разъемные модели (рис. 1.5, б) широко используют при производстве отливок более сложной и разнообразной конфигурации, когда модель формуется в двух полуформах и более.
В единичном и мелкосерийном производстве, когда оформлять выступающие элементы отливок стержнями экономически нецелесообразно, в моделях предусматривают отъемные части (рис. 1.5, в), которые остаются на рабочей поверхности формы после извлечения из нее модели, затем извлекают и отъемные части.
Подмодельные плиты служат для образования в форме плоскостей разъема. Подмодельные плиты являются основой для укладки и компоновки моделей при ручной формовке или монтажа модельных плит при машинной.
Модельные плиты применяют главным образом при машинной формовке. Они представляют собой тщательно обработанные металлические фасонные плиты (при ручной формовке выполняют деревянными) с моделями
14 отливок и элементов литниковых систем, а также двумя штырями, предназначенными для фиксации устанавливаемых опок (см. рис. 7.1). Для закрепления на столе формовочной машины в плитах предусматривают приливы с пазами или отверстиями.
Модели элементов литниковых систем: питателей, шлакоуловителей, стояков и выпоров, а также элементов питания отливок: прибылей, питающих бобышек, при ручной формовке устанавливают без закрепления их на подмодельные деревянные плиты; при машинной формовке их крепят на подмодельных металлических плитах.
При наличии в отливках внутренних полостей и неформуемых элементов
(выступающие бобышки и ребра, поднутрения и углубления) в состав модельного комплекта входят стержневые ящики.
Стержни – специальные элементы, изготавливаемые в специальных приспособлениях, называемых стержневыми ящиками, из песчаных стержневых смесей, которые устанавливаются в литейную форму.
Стержневые ящики представляют собой оснастку, служащую для изготовленияспециальных элементов формы – стержней из песчаных стержневых смесей.
Стержневые ящики (рис. 1.6) по конструктивным особенностям подразделяют на три типа: цельные, разъемные и вытряхные.
Рис. 1.6. Ящики для ручной формовки стержней:
а – цельный, б – разъемные деревянные, в – разъемный металлический,
1 – шипы, 2 – стержни, 3 – скоба, 4 – барашковая гайка, 5 – стальные накладки
15
Используемые в настоящем практикуме стержневые ящики представлены на рис. 1.7.
Рис. 1.7. Примеры стержневых ящиков, используемых в настоящем практикуме
Цельные (рис. 1.6, а) применяют для изготовления стержней простой конфигурации с большими уклонами на боковых стенках, что обеспечивает их легкое извлечение из ящика.
Разъемные (рис. 1.6, б, в; рис. 1.7) наиболее распространены, так как их применяют при изготовлении стержней самой разнообразной конфигурации и размеров. Перед набивкой смеси половинки ящика центрируют деревянными шипами 1 или дюбелями, а затем скрепляют скобами 3 или струбцинами. Для скрепления половин металлических разъемных ящиков применяют накидные болты с барашковыми гайками 4 (рис. 1.6, в). При получении очень сложных стержней в разъемных ящиках предусматривают отъемные вставки и накладки для оформления в стержнях неформуемых элементов, выходящих на плоскость разъема ящика.
Вытряхные деревянные ящики (по типу, представленному на рис. 1.3, а) имеют корпус коробчатого типа, в который вставляют вкладыш, оформляющий рабочую поверхность получаемых стержней. Тыловые стенки вкладышей выполнены с большими уклонами, что обеспечивает легкость их извлечения из корпуса при его подъеме. При этом вкладыши вместе со стержнем остаются на сушильной плите, а затем отделяются от него перемещением в стороны.
16
Число входящих в модельный комплект стержневых ящиков зависит от сложности конфигурации отливок: при получении несложных отливок (плит, фланцев, крышек и т. п.) в модельный комплект входят один-два ящика, а при производстве сложных отливок их число может достигать нескольких десятков.
1.3. Опочная оснастка
Опока – приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы, транспортировки ее и при заливке металлом.
Опоки представляют собой жесткие рамки, в которых уплотняется формовочная смесь при изготовлении литейных форм (рис. 1.8)
5
Рис. 1.8. Конструкция опоки для ручной формовки с размером «в свету» 400×500:
1 – направляющая втулка; 2 – корпус; 3 – цапфа; 4 – прилив для скрепления опок скобами;
5 – центрирующая втулка; 6 – ручки
17
Приливы (проушины) имеют отверстия с запрессованными в них направляющей и центрирующей втулками, служащими для спаривания опок с помощью направляющих штырей.
Стандартные опоки имеют буртики для удержания уплотненной смеси в форме, проушины со штырями и втулками для их сборки попарно, а также ручки или цапфы для кантовки и транспортировки. Стенки опок часто делают с отверстиями для уменьшения их веса, облегчения удаления газов из формы и для лучшего сцепления формовочной смеси с опоками.
Опоки (внешний вид различных по конфигурации опок показан на рис. 1.9) подразделяются на цельнолитые, сварные и сборные.
По конфигурации различают прямоугольные, круглые и фасонные опоки.
В единичном производстве применяются преимущественно прямоугольные опоки.
Рис. 1.9. Опоки литейные парные – внешний вид:
1 – ручки; 2 – цапфа; 3 – проушина; 4 – ребра внутренние; 5 – скобы крепления
На рис. 1.10, 1.11 показаны опоки, используемые в настоящем практикуме:
прямоугольные с размером «в свету» 250×150 мм, высотой 100 мм;
круглые для высоких моделей (формовка с перекидным болваном) диаметром 250 мм и высотой 200 мм.
18
Рис. 1.10. Прямоугольные опоки с размером «в свету» 150×250 мм
Рис. 1.11. Опоки круглые для высоких моделей диаметром 250 мм, высотой 200 мм
1.4. Литейные инструменты и приспособления
При изготовлении песчано-глинистых форм применяют различные инструменты (рис. 1.12): а, б, в, г – набивки и трамбовки для уплотнения смеси;
д, е – гладилки для заглаживания и отделки поверхности формы; ж, и – ланцеты и крючки для извлечения моделей и отделки форм; з – лопатка, совки;
к – стальная игла-душник для накола газоотводных каналов; л – сито с крупной ячейкой для отделения комков и инородных включений из формовочной смеси;
м – кисть; н – пневматическая трамбовка. Требования к литейному инструменту установлены ГОСТ 11801–74 «Инструмент литейный формовочный и отделочный. Технические условия».
19
Рис. 1.12. Инструмент формовщика
1.5. Контрольные вопросы
1.
Что такое отливка?
2.
Что такое литейная форма?
3.
Что такое опока, парные опоки?
4.
Что такое стержень, модель?
5.
Что называется литниковой системой?
6.
Укажите элементы литниковой системы, их назначение.
7.
Что такое модельный комплект?
8.
Что такое формовка? Какие операции она в себя включает?
9.
Перечислите основные виды брака отливок, возникающего по вине формы.
10.
Чем отличается отливка от детали?
11.
Чем отличается модель от отливки?
12.
Назовите свойства формовочных смесей.
13.
Какие материалы и оснастка используются при изготовлении форм?
14.
Какие требования предъявляются к литейной форме?
15.
Как удаляются газы из литейной формы?
20
РАЗДЕЛ 2. УЧЕБНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1. ФОРМОВКА
В ПАРНЫХ ОПОКАХ ПО РАЗЪЕМНОЙ ФАСОННОЙ МОДЕЛИ
СО СТЕРЖНЯМИ
Изготовление форм в парных опоках по разъемной модели является одним из наиболее эффективных способов ручной формовки благодаря следующим преимуществам:
способ универсален, позволяет получать формы для получения отливок сложной конфигурации, различных габаритных размеров;
сводятся к минимуму операции ручной отделки форм, что повышает качество форм и, соответственно, отливок;
временные затраты на изготовление форм минимальны.
2.1. Технология изготовления формы в парных опоках по разъемной
фасонной модели со стержнями
В условиях единичного и мелкосерийного производства, когда модель подвержена малому износу, целесообразно применять для ручной формовки модельный комплект, выполненный из дерева (рис. 2.1): разъемную модель отливки, стержневой ящик, а также модели элементов литниковой системы.
Общая схема технологического процесса изготовления отливки «опора центрирующая» в песчаной форме представлена на рис. 2.2
5
Допустим, что в связи с небольшой программой выпуска для представленной на рис. 1.2, г чугунной отливки целесообразно применение ручной формовки. Изготовлены разъемная деревянная модель (рис. 2.1, а) и стержневой ящик (рис. 2.1, 6), а также модели элементов литниковой системы
(рис. 2.1, в).
По нижней 2 и верхней 1 половинам модели уплотнением песчано-
глинистой смеси в металлических опоках 1 и 2 изготовляют нижнюю
(рис. 2.2, а), а затем верхнюю (рис. 2.2, б) части литейной формы. В них со стороны торцовой поверхности, противоположной плоскости разъема, накалывают вентиляционные каналы 3 для удаления из полости формы
21 образующихся при заливке паров и газов. Для получения каналов литниковой системы используют отдельные элементы модели 7–10 (рис. 2.1, в) либо прорезают каналы этих элементов вручную (в рассматриваемой схеме так выполнена литниковая чаша 4 после извлечения стояка 6, рис. 2.2, в). Готовые полуформы разъединяют, из них извлекают модели, полученные полости осматривают, а при необходимости отделывают и исправляют специальным инструментом. Затем в нижнюю часть формы проставляют заранее изготовленный в стержневом ящике (см. рис. 1.1, 6) стержень 5 (рис. 2.2, в), выполняющий в отливке отверстие, после чего по центрирующим штырям 8 устанавливают верхнюю часть формы.
Рис. 2.1. Модельный комплект для изготовления отливки «опора центрирующая»: разъемная модель (а), стержневой ящик со стержнем (б) и модели элементов литниковой системы (в)
Стержень изготовляют из специальной песчаной смеси, в разъемном стержневом ящике, состоящем из половин 3 и 4 (рис. 2.1, б), которые соединяют по втулкам 5 и дюбелям 6. Для повышения прочности, газопроницаемости и снижения газотворности стержней их обычно просушивают или отверждают химически. Подготовленная к заливке форма показана на рис. 2.2, е. Во избежание подъема верхней части формы расплавом при заливке опоки скрепляют либо на форму устанавливают груз 7. После
22 заливки расплава, затвердевания его и охлаждения отливки песчаную форму разрушают, а отливку выбивают из нее вместе с литниковой системой рис. 2.2, г). Далее следуют операции отделения литниковой системы, обрубки
(очистки), термической обработки и контроля отливки, после чего она поступает на механическую обработку.
Рис. 2.2. Общая схема технологического процесса изготовления отливок в песчаных формах.
Изготовление нижней (а), верхней (б) полуформ, собранная под заливку форма (в) и отливка с литниковой системой (г)
2.2. Методические указания и порядок выполнения УПР № 1.
Формовка в парных опоках по разъемной фасонной модели со стержнями
На рис. 2.3 показаны примеры предлагаемых в практикуме разъемных моделей с использованием стержней для выполнения внутренних полостей в отливках, на рис. 2.4 – модели без стержней.
23
а)
б)
в)
г)
Рис. 2.3. Разъемные модели отливок и стержневые ящики:
а – фланец; б – направляющая; в – корпус; г – кронштейн
Изготовление песчаных форм для всех отливок производится по разъемным моделям в парных опоках со стержнями, выполняющими центральные цилиндрические отверстия.
24
а)
б)
в)
Рис. 2.4. Модели разъемных отливок без использования стержней:
а – рукоятка, б – упор направляющий; в – скоба
Последовательность технологических операций выполнения работы рассмотрена на примере формовки отливки «втулка центрирующая»
(рис. 2.5)
3
:
1. На подмодельную плиту 1 установить нижнюю половину модели 2 и необходимые элементы литниковой системы (питатели). Установить нижнюю опоку и нанести разделительный состав
–
припылить (рис. 2.5, а, б). При установке моделей проследить, чтобы расстояние между моделью и стенкой опока составляло не менее 25
–
30 мм.
2. Через крупное сито (ячейка 2,5–4,0 мм) просеять формовочную смесь для формирования облицовочного слоя 15–30 мм (можно вручную подформовать) (рис. 2.5, в).
3. Заполнить опоку наполнительной формовочной смесью послойно, толщиной 50–75 мм, уплотняя трамбовкой 5 (рис. 2.5, г, д, е). Наиболее
25 тщательно уплотнить слои, прилегающие к модели, – получение качественного отпечатка модели, а также в углах и у стенок опок. Излишки смеси после уплотнения срезать выравнивающей линейкой 6 вровень с кромками опоки
(рис. 2.2, ж). Иглой-душником выполнить (проколоть) вентиляционные каналы
(наколы) так, чтобы они не доходили до модели (рис. 2.5, з) на 10–15 мм.
4. Нижнюю полуформу вместе с заформованной моделью перевернуть на 180°.
5. На нижнюю половину модели по направляющим штифтам установить верхнюю половину модели. Для предотвращения прилипания полуформ нанести разделительный состав (припылить) на нижнюю полуформу и модель.
6. Установить верхнюю опоку по направляющим штырям на нижнюю.
Установить необходимые элементы литниковой системы (стояк) и уплотнить послойно, аналогично нижней, нанося облицовочный слой (рис. 2.5, и).
Излишки смеси срезать выравнивающей линейкой и сделать наколы.
7. Раскрыть форму, сняв верхнюю полуформу. Извлечь полумодели и элементы литниковой системы из нижней и верхней полуформ (рис. 2.5, к).
Извлечение модели из формы является ответственной операцией, выполнять ее нужно осторожно, не разрушая форму. Для этого можно использовать
«раскачивание» модели легким постукиванием, а для извлечения использовать специальные крючки.
8. Осмотреть и отделать при необходимости поврежденные места формы, используя ланцеты и гладилки. Продуть полости формы сжатым воздухом для удаления частиц формовочной смеси.
9. Установить заранее приготовленные стержни в знаковые части.
Собрать форму и выставить на заливочный плац.
10. После заливки металла с обязательной фиксацией температуры заливки (в настоящей работе используются сплавы на основе алюминия) и охлаждения отливки передать форму на выбивную решетку, выбить формовочную смесь и стержни из внутренней полости отливки.