7. Разработка конструкции стержневых ящиков. Отливка
(см. рис. 4.3) имеет центральное отверстие и две кольцевые полости диаметром 460 мм. Верхнюю полость (на рис. 4.3 слева) можно получить без стержня за счет болвана. Нижняя полость имеет глубину 240 мм и ширину 145 мм. Использовать болван при таком соотношении глубины и ширины полости невозможно (240/145>0,5), необходимо предусмотреть стержень (Ст. Г). Центральное отверстие можно получить только с помощью стержня Ст. 2.
Высота нижних знаков стержней согласно табл. 1.7 составит 40 мм, а верхних—20 мм. Для удобства сборки стержней знак стержня Ст.2 лучше продлить до границы Ст./. Формовочные уклоны на нижних знаках составят 7°, а на верхних 10°. Размеры и уклоны проставляют на чертеже детали с элементами литейной формы (масштаб рис. 4. 3 не позволяет этого сделать). Стержень (Ст.1) в форме должен устанавливаться так, чтобы его шесть верхних знаков расположились точно под соответствующими углублениями в верхней части формы. Для этого на нижнем знаке необходимо предусмотреть фиксатор в виде лыски. С целью повышения прочности стержней в них должны быть заложены армирующие каркасы.
Конструкция стержневого ящика представлена на рис. 4.4. Ящик состоит из корпуса 1, вкладыша 2, двух боковых вкладышей 3 и шести отъемных пластин 4. Пластины 4 при сборке ящика вставляются в пазы корпуса 1. Вкладыши 3 соединяются между собой шипами 5. Ящик выполнен из пиломатериалов хвойных пород.
Изготовление стержня осуществляется следующим образом. Собранный ящик очищают от пыли, протирают рабочую часть керосином и располагают на столе верхней частью вниз.
Засыпают и утрамбовывают смесь слоем 50—70 мм, устанавливают внутрь ящика армирующий каркас и заполняют всю полость ящика стержневой смесью с промежуточной трамбовкой. Для обеспечения отвода газов из стержня душником накалывают газоотводные каналы. Иногда внутрь крупных стержней закладывают шлак, скрученные жгуты соломы, витую металлическую стружку, что улучшает условия для отвода газов.
Набитый ящик накрывают сушильной плитой и переворачивают. Поднимают корпус / и вкладыш 2, отводят в стороны вкладыши 3 и извлекают пластины 4. Готовый стержень после устранения некоторых дефектов, связанных с осыпанием смеси, направляют на плите в сушильную печь, а после сушки покрывают противопригарной краской.
Стержневой ящик для стержня Ст.2 (см. рис. 4. 3) будет иметь один разъем, проходящий через ось симметрии. Поскольку стержень длинный и не может транспортироваться на сушильной плите в вертикальном положении, его следует изготавливать по половинкам и склеивать после сушки.
Размеры стержневых ящиков, соответствующие размерам полостей отливки с учетом линейной усадки, определены в табл. 4. 1. Толщина стенок ящиков назначается конструктивно. Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ 11961—87.
8. Проектирование модели. Модель (рис. 4.5) повторяет внешние очертания отливки и имеет знаковые части для формовки установочных лунок под стержни. Модель выполнена из хвойных пиломатериалов (доски, бруски). Доски располагают послойно вдоль и поперек волокон, сплачивают, склеивают, а затем модель обрабатывают на станках.
Модель состоит из двух частей / и 3, соединенных между собой двумя шипами 2. Знаковая часть 5 для удобства формовки выполнена отъемной с фиксацией на модели с помощью шипов 5. Внутри модель может быть пустотелой для облегчения и экономии пиломатериалов. Модель после обработки грунтуют, шпаклюют, зачищают шлифовальной бумагой и окрашивают в серый цвет, а знаковые части—в черный.
Размеры модели определены ранее с учетом линейной усадки сплава. Знаковые части выполнены с учетом требуемых зазоров (2 мм) между формой и знаками стержней. Предельные отклонения размеров соответствуют ГОСТ 11961—87.
9. Выбор способа подвода металла. Расчет литниковой системы. Литейная форма имеет две плоскости разъема, в каждой из которых можно расположить питатели. Для исключения размыва формы подвод металла лучше осуществлять снизу, т. е. предусмотреть питатели и шлакоуловитель в нижней плоскости разъема. Дополнительный подвод металла в верхней плоскости разъема не потребуется, так как высота отливки небольшая (308<600~800 мм). Элементы литниковой системы указаны на чертеже детали (см. рис. 4. 3).
Во избежание усадочных раковин следует предусмотреть три прибыли на ободе (прибыль №1) и две на ступице (прибыль №2). Диаметры окружностей, вписанных в подприбыльную часть, составят: d1=36 и с d2=32 мм. Толщина прибылей у основания t1 и t2 и их высота h1 и h2 будут равны:
t1=1,4d1 =1,4-36=50 мм, t2=1,4d2=1,4*32=45мм,
.Фактическая высота прибылей будет несколько больше, поскольку выбираются стандартные опоки. Длину прибылей определяем из условия, что их протяженность составляет 50% периметра (окружности) питаемого элемента. Размеры прибылей указывают на чертеже детали. Холодильники не предусматриваются, так как отливка практически равностенна. Прибыли—открытые, поэтому выпоры не требуются
По размерам элементов литниковой системы изготавливают соответствующие деревянные модели для получения каналов в форме.
10. Устройство и последовательность изготовления литейной формы. При ручной формовке в условиях мелкосерийного производства необходимы модель, стержни, модели для элементов литниковой системы, формовочная песчано-глинистая смесь и опоки.
Размеры опок определяют по размерам моделей и наименьшей толщине слоя смеси между опокой и моделью (70 мм), между шлакоуловителем и моделью (60 мм), между моделью и верхом формы (100 мм), между моделью и низом формы (120 мм). Ширина опоки B=588+2.70=728 мм. Длина опоки L=588+2-70+604+30=818 мм. Выбираем ближайшие большие стандартные размеры 800 и 1000 мм. Высота средней опоки равна 250 мм, а нижней и верхней -175 мм (см. 1.5).
Устройство литейной формы представлено на рис.4.6. Изготовление ее осуществляется в следующем порядке. На подмодельную плиту устанавливают опоку 1, знаковую часть модели 4 (см. рис. 4.5) и модели питателей. Опоку заполняют формовочной смесью 2 и уплотняют пневматической трамбовкой. Душником делают наколы для улучшения газопроницаемости смеси. После переворота опоки / на шипы устанавливают основную часть модели 3 (см. рис. 4.5), остальные части моделей питателей, модели шлакоуловителя и стояка. Плоскость разъема формы присыпают разделительной смесью (сухой молотый песок). Внутрь установленной средней опоки 3 засыпают формовочную смесь и уплотняют. Излишки формовочной смеси срезают рейкой по границе модели и опоки, разъем формы присыпают разделительной смесью.
