Производство заготовок. Литье. Серия учебных пособий. Книга 3. Проектирование и производство отливок (литых заготовок)

Приложение Д

(справочное)

Лабораторная работа «Изготовление литейной формы и отливки»

Д.1 Цель работы

Ознакомить студентов с модельной оснасткой и способами изготовления литейной формы по разъёмной и неразъёмной моделям.

Д.2 Основные сведения

Литейным производством называется технологический процесс изготовления фасонных деталей или заготовок путём заливки расплавленного металла в форму. После затвердевания бывший расплавленный металл (расплав) принимает очертания формы и называется отливкой. Отливки могут быть деталями или заготовками, которые в дальнейшем подвергаются обработке.

Технология производства отливок слагается из следующих основных процессов:

1)изготовление моделей и стержневых ящиков;

2)приготовление формовочной и стержневой смеси;

3)изготовление форм и стержней;

4)сушка форм и стержней

5)расплавление металла и заливка формы;

6)выбивки отливок из форм и стержней из отливок.

Изготовление формы – трудоёмкая и наиболее сложная операция, от которой в значительной мере зависит качество отливок. В единичном и мелкосерийном производстве – на машинах.

Для каждого наименования отливки изготавливается своя литейная форма.

Различают следующие виды форм:

а) разовые – служат для получения только одной отливки, после чего они разрушаются. Для их изготовления используют песчано-глинистые смеси, в состав которых входит кварцевый песок (85 – 90 %), огнеупорная глина (8 – 14 %) вода и связующие (жидкое стекло, искусственные смолы и др.).

Разовые формы могут быть сырыми, сухими, поверхностно – высушиваемыми и химически твердеющими;

б) Полупостоянные – изготавливаются из смеси с высоким содержанием глины и высокоогнеупорных материалов. Их применяют чаще всего при производстве крупных и тяжёлых отливок простой конфигурации.

При производстве отливок полость формы сохраняет свои очертания, получая лишь незначительные повреждения. Эти формы допускают

многократную (до нескольких десятков раз) заливку металла с мелким ремонтом рабочей поверхности после получения каждой отливки.

в) Постоянные – изготавливаются преимущественно из металла. Такие формы обеспечивают получение в одной форме нескольких тысяч, а иногда десятков тысяч отливок. Металлические формы – кокили – применяют в серийном производстве, а также при специальных способах литья.

Модели

У литейной формы имеется рабочая часть – полость, в которой застывающий расплавленный металл приобретает очертания и размеры литой заготовки. Для получения в форме такой полости необходимо иметь модель. Конструкция модели должна обеспечить лёгкость выемки её из формы, поверхность модели должна быть прочной, не изменяться в размерах, противостоять влиянию влаги формовочной смеси.

Для чугунных отливок модели окрашивают в красный цвет, для стальных – в серый или синий, для цветных сплавов – в жёлтый. Стержневые знаки на модели окрашиваются в чёрный цвет.

Модели изготавливают из дерева, цемента, гипса, пластмасс, полистирола, стеаритометаллических сплавов.

Модели бывают неразъёмные, разъёмные и с объёмными частями. Их размеры превышают размеры деталей на величину усадки, которая составляет: для стали – 2 %, для чугунов – 1 %, для цветных сплавов от 1,2 до 1,5 %.

Неразъёмные модели (рисунок Д.1а) – служат для производства несложных отливок, формовка которых может осуществляться в одной из половин формы. Разъёмные модели – применяются при производстве отливок более сложной конфигурации, состоящих из двух и более частей. Соединение половин модели производится с помощью шипов (рисунок Д.1 б). Отверстия в литых заготовках образуются с помощью стержней, которые вставляются в форму при её сборке. Конфигурация стержня соответствует конфигурации отверстия, полости.

Стержни изготавливаются в стержневых ящиках из стержневой смеси, которая от формовочной смеси отличается повышенной прочностью, газопроницаемостью, противопригарностью. Для удержания стержня в нужном положении, во время заливки формы металлом, его вставляют в специальные углубления в форме, которые образуются выступами на модели, так называемыми знаками (рисунокД.1 б).

Литниковая система

Литниковой системой называют каналы в форме, предназначенные для подачи в форму расплавленного металла. Она не даёт возможности попадать неметаллическим включениям в тело отливки и состоит из литниковой чаши 1, стояка 2, шлакоуловителя 3, и питателей 4 (рисунок Д.2). 1 - Литниковая чаша является сосудом, в который расплавленный металл поступает из разливочного

ковша. Она служит для предотвращения разбрызгивания и смягчения удара струи металла. 2 - Стояк – вертикальный канал в верхней полуформе, соединяющий литниковую чашу со шлакоуловителем. 3 - Шлакоуловитель – горизонтальный, трапецевидного сечения канал, обычно выполняемый в верхней полуформе. Он служит для задержания шлака, неметаллических включений и облегчения заполнения формы металлом при наличии большого количества питателей. 4 - Питатель – канал, служащий для непосредственного подвода металла к полости формы.

а)

б)

в)

а) – модели неразъемные; б) модели разъемные; в) – литник

1 – литниковая чаша; 2 – стояк; 3 – шлакоуловитель; 4 - питатель

Рисунок Д.1 – Вид моделей и литника

Д.3 Порядок выполнения работы

Д.3.1 Формовка в двух опоках по разъёмной модели (рисунок Д.3)

1)установить половину модели без шипов и модель питателя на подмодельную плиту;

2)установить нижнюю опоку строганной плоскостью вниз;

3)припудрить модель графитом;

4)заполнить опоку формовочной смесью;

5)уплотнить смесь тромбовкой;

6)снять линейкой излишки формовочной смеси;

7)проделать (наколоть) вентиляционные каналы;

8)перевернуть опоку на 180О и посыпать (припудрить) плоскость разъёма сухим разделительным песком;

9)установить верхнюю опоку на нижнюю, скрепить их центрирующими штырями;

10)наложить вторую половину модели отливки, установить модели шлакоуловителя, стояка и выпора;

11)наполнить верхнюю опоку формовочной смесью и повторить операции из пунктов 4, 5, 6, 7.

15

а) б)

в)

г)

а) – разъемная модель; б) – форма в сборе; в) – формовка нижней

иверхней полуформы; г) - отливка

1– верхняя полумодель; 2, 5- нижняя полумодель; 3 – стержневые знаки; 4 – подмодельная плита; 6 нижняя опока; 7 - песчано-глинистая смесь; 8 –

газоотвод -ные каналы; 9 – штыри центрирующие; 10 - модель литника и 11 – выпора;

12 – литниковая чаша; 13 – питатель; 14 – шлакоуловитель; 15 - стержень Рисунок Д.2 – Формовка по разъемной модели

12)вырезать литниковую чашу и вынуть модели стояка и выпора;

13)снять верхнюю опоку и перевернуть её на 180О ;

14)извлечь из формы модели отливки питателя, шлакоуловителя;

15)при необходимости исправить полости формы гладилкой;

16)припылить поверхность формы графитом;

17)изготовить стержень в стержневом ящике и установить его;

18)накрыть верхней опокой нижнюю и скрепить штырями;

19)залить форму расплавленным металлом.

Д.3.2 Формовка по неразъёмной модели с подрезкой (рисунок Д.3)

Применяется при изготовлении небольшого количества отливок, когда нецелесообразно изготавливать сложную разъёмную модель. Особенностью этого вида формовки является подрезка части смеси в нижней полуформе, после чего изготавливают вторую полуформу, в которой образуется выступающий болван, соответствующий подрезке в первой полуформе.

7

а) – неразьемная модель; б) – форма в сборе; в) – формовка и подрезка 1 – подмодельная плита; 2- модель; 3 – нижняя

опока; 4 – подрез; 5 – выпор; 6 – литник; 7 – верхняя опока

Рисунок Д.3 – Формовка по неразъемной модели с подрезкой

Д.3.3 Порядок изготовления формы следующий

На подмодельную плиту 1 устанавливают модель 2 и нижнюю опоку 3 (рисунок Д.3). В аналогичной последовательности (см.разд.Д.3.1)

изготавливают нижнюю полуформу, в которой производят подрезку 4 вокруг модели по осевой плоскости.

После этого изготавливают верхнюю полуформу и производят сборку формы.

В собранную форму заливают расплавленный металл.

Д.4 Содержание отчёта

В отчёте необходимо кратко изложить существующие методы формовки, дать характеристику и назначение модельной оснастки. Зарисовать последовательность изготовления литейной формы в двух опоках по модели с подрезкой. Описать назначение и устройство литниковой системы. Зарисовать эскиз литой заготовки.

Д.5 Контрольные вопросы

Д.5.1 Назначение модели, стержня, стержневого ящика. Д.5.2 Назначение и устройство литниковой системы.

Д.5.3 Из каких материалов изготавливают разовые, полупостоянные и постоянные формы?

Д.5.4 Какие виды ручной формовки существуют? Д.5.5 Какие бывают виды форм?