2.3. Основные требования к внутренним полостям отливок

Внутренние полости отливок формируются с помощью стержней, устанавливаемых внутрь литейной формы. Стерж­ни после остывания металла удаляют (вытряхивают или вы­мывают водой) из отливки, поэтому недопустимы замкнутые внутренние полости (рис. 4,а). Детали с замкнутыми поло­стями заменяют сварными изделиями или в деталях пре­дусматривают выходные окна, закрываемые заглушками, крышками и т. п.

а )

Замкнутая сфера Сварной шов

б)

Конфигурация стержня для технологичной отливки

Рис. 4 Варианты нетехнологичных (слева) и технологичных (справа) внутренних полостей отливок.

Для обеспечения надежного крепления стержня в форме полость детали (рис. 4, б) должна иметь, как правило, не ме­нее двух выходных отверстий или окон. В противном случае стержень может всплыть в процессе заливки металла. Применение жеребеек, т. е. дополнительных поддерживаю­щих опор, изготавливаемых из листового проката, не гаран­тирует герметичности отливки.

Выходные отверстия необходимо делать большими, ина­че стержень при малой площади опоры продавит формовочную смесь. Кроме того, при взаимодействии жидкого метал­ла со стержнем крепитель выгорает и образующиеся газы должны выйти через вентиляционные каналы и окна, а не попасть в стенку отливки в виде газовых раковин. Отмечен­ные, условия выполняются, если диаметр или ширина выход­ного отверстия составляет не менее 30% соответствующего поперечного размера полости отливки. Если окна имеют меньший размер, допустимо иметь с каждой стороны не од­но, а несколько отверстий.

Выходные окна могут иметь любую форму (круглую, овальную, скругленную и т. п.), кроме прямоугольной с ост­рыми углами, где могут возникнуть трещины.

Производство стержней обходится весьма дорого, поэто­му необходимо стремиться к уменьшению их числа, а если возможно, то применять болваны, т. е. выступающие части формы. Соответственно на моделях будут углубления, кото­рые заполняются формовочной смесью в процессе формовки.

На рис. 5 (а) изображены возможные варианты крышки, полость которой формируется стержнем (слева) или болва­ном (справа). В последнем случае отсутствует внутренний бурт. Внешние конфигурации стержня и выступающей части нижней полуформы (нижний болван) показаны на рис 5 (б). Применимость болвана проверяется методом теневого рельефа, когда параллельные лучи условно направляются внутрь отливки от плоскости разъема формы.

а )

б )

Рис. 5 Варианты получения внутренней полости крышки при помощи стержня (слева) и выступающей части нижней полуформы (справа).

Высота болванов ограничена прочностью формовочной смеси, которая может разрушиться при извлечении модели. Поэтому при машинной формовке высота нижнего болвана не должна быть больше его ширины, а верхнего — 0,3 ширины. При ручной формовке данные нормы уменьшают в два раза. Машинная формовка сопровождается механизированной транспортировкой опок, следовательно, при машинной фор­мовке болваны не должны выступать над разъемом формы.

Мелкие отверстия в отливках получать нецелесообразно, так как необходимы дополнительные стержни малого диа­метра и возможен пригар смеси, затрудняющий последую­щую механическую обработку. Минимальный диаметр от­верстий, получаемых литьем, составляет при массовом про­изводстве 20, серийном — 30 и индивидуальном — 50 мм.

Внутренние полости в деталях не должны содержать уз­ких глубоких канавок, щелей. Для таких отливок на стержнях потребуются тонкие элементы, которые могут разрушиться при заливке металла и вызвать песчаные рако­вины. Возможен также и пригар стержневой смеси.