Модельна Опочно оснащення - ливарне виробництво
У комплект модельно-опочного оснащення входять моделі, модельні плити, стрижневі ящики, опоки, сушильні плити для стрижнів, пристосування для контролю стрижнів, форм та ін.
Моделі і стрижневі ящики. Моделі і стрижневі ящики виготовляють з дерева, металу, пластмас і набагато рідше з інших матеріалів. Вибір матеріалу залежить, в основному, від умов виробництва, числа виготовлених виливків і вимог, які пред'являють до відливання щодо точності розмірів і чистоти поверхні. Конструкція моделей (стрижневих ящиків) Повинна забезпечувати рівномірне ущільнення суміші і швидке видалення моделі з форми (стержня з ящика) без руйнування. Поверхні моделей (стрижневих ящиків) ретельно обробляють, що забезпечує отримання чистих і гладких робочих поверхонь форми (стержня).
При конструюванні моделей (стрижневих ящиків) враховують величину усадки металу і припуски на механічну обробку виливка, тому розміри моделі більше розмірів виливки. Лінійна усадка металу виражається у відсотках і коливається в значних межах для різних сплавів: чавуну 0,8-1,2%; вуглецевої сталі 1,5-2%; мідних-1,0-1,5%; алюмінієвих 1,5-2%.
Тому при виготовленні моделей користуються так званим усадочним метром. Кожне ділення усадочного метра більше нормального на величину усадки металу, наприклад, для сплаву з усадкою 2% довжина метрової лінійки складає 1020 мм. При виготовленні моделі усадковий метр дозволяє не перераховувати зазначені на кресленні розміри виливки.
Мал. 1. Типи стрижневих фіксаторів: а - кільцевої; б - з одним зрізом
Величина формувальних ухилів залежить від матеріалу, висоти моделі (ящика) і способу формування. Величина ухилів дерев'яних моделей становить 1-3 °, металевих - при формуванні ручної 1-2 ° і машинної 0,5-1 °. Ухили стрижневих знаків верхніх 5-10 °, нижніх 3-7 °.
Стрижні встановлюють в формі на знаках, конфігурація і розміри яких залежать від форми і габаритних розмірів стрижня. Знаки повинні забезпечувати правильне і стійке положення стрижнів в формі, тому знакові частини роблять з фіксаторами (рис. 1).
Опоки зазвичай виготовляють з сірого чавуну, сталі, алюмінієвих і магнієвих сплавів. Сталеві опоки міцніші і довговічніші, ніж чавунні. Алюмінієві опоки значно легше чавунних і сталевих, дуже зручні в роботі, але менш жорсткі.
Опоки з магнієвих сплавів є найбільш легкими і досить міцними, але дорогими. По конфігурації опоки бувають прямокутними (рис. 2, а), круглими (рис. 2, б) і рідше фасонними.
Залежно від розмірів і ваги опоки діляться на ручні і кранові. До ручним турботам (рис. 2) відносять опоки, вага яких разом з ущільненої формувальної сумішшю не перевищує 50 кг. Для транспортування опоки постачають двома або чотирма ручками. Кранові опоки (рис. 2, в) обслуговуються підйомними механізмами.
Опоки виготовляють литими або зварними. Крім того, опоки виготовляють суцільнолитими або збірними. В останньому випадку їх збирають з окремих литих стінок, що з'єднуються болтами. Зварні опоки виготовляють із заготовок (сталевої штаби, прокату спеціального профілю) з подальшим з'єднанням зварюванням. Ці опоки зручні в роботі, досить міцні і стійки.
Для полегшення виходу газів з форм в стінках опоки роблять отвори, звані вентиляційними. Для утримання ущільненої суміші в середніх і великих опоках передбачають внутрішні ребра (хрестовини).
Мал. 2. Опоки: 1 - ручки; 2 - цапфи; 3 - ребра жорсткості
Опоки при складанні з'єднують за допомогою втулок і центрує штирів. Втулки зазвичай виконують в нижніх опоках, штирі - у верхніх. При складанні форм штирі верхньої опоки входять у втулки нижній.
Іноді і верхню і нижню опоки постачають втулками. В цьому випадку опоки з'єднують штирями, що входять у втулки верхньої і нижньої опок.
Щоб попередити підняття верхньої форми тиском рідкого металу, напівформи скріплюють або навантажують. У масовому виробництві найбільш поширений спосіб кріплення опок скобами або навантаженням. В одиничному і дрібносерійного виробництва опоки скріплюють штирями з клином або болтами з гайкою. Для цієї мети опоки мають спеціальні приливи під скоби або Платик з отворами під болти.
У комплект ливарного технологічного оснащення входять сушильні плити для стрижнів, наповнювальні рамки, шаблони для контролю розмірів форми і стрижнів, правильності складання форми і Інші пристосування.
В одиничному і дрібносерійного виробництва дрібних і середніх виливків застосовують дерев'яні моделі і стрижневі ящики. При машинної формуванню використовують модельні плити з дерев'яними або металевими моделями, закріпленими на вкладишах. Кілька дрібних моделей монтують відразу за допомогою вкладишів на одній плиті. Подібна модельна плита з різним набором вкладишів приведена на рис. 3.
Такі плити називають швидкозмінними, вони знаходять все більше застосування в багатьох ливарних цехах.
У великосерійному і масовому виробництвах виливків використовують в основному металеві моделі і стрижневі ящики, а також моделі з пластмас.
Металеві моделі мають в порівнянні з дерев'яними наступні переваги: довговічність, високу точність і чисту робочу поверхню. Їх застосовують при машинної формуванню. Конструкція цих моделей має бути до максимальному ступені спрощена, навіть за рахунок збільшення числа стрижнів, так як при машинної формуванню можна використовувати прийоми ручного формування, що дозволяють скоротити число стрижневих ящиків внаслідок ускладнення конструкції моделі. При збільшенні числа стрижнів значно зростає число розмірних зв'язків між моделями і стрижневими ящиками.
Мал. 3. Багатопозиційна модельна плита: 1 - плита-рамка; 2 - модель виливка; 3 - модель живильника; 4 - штир; 5 - модель стояка; 6 - модель шлакоуловителя; 7 - вкладиш
Підвищені вимоги, що пред'являються до точності виготовлення і якості металевих моделей і плит, пояснюються більш жорсткими вимогами до відливок щодо точності розмірів (зменшення припусків на механічну обробку і полегшення процесу складання і т. Д.). Для цього збільшують точність виготовлення моделей і модельних плит, точність центрування окремих елементів і вузлів оснастки, а також підвищують надійність кріплення їх на плитах.
Дерев'яні моделі і стрижневі ящики в залежності від пред'явлених до них вимог ділять на три класи міцності.
Модельні комплекти 1-го класу міцності призначені для тривалого використання: 2-го класу міцності - для періодичного; 3-го класу - для поодиноких невідповідальних, нескладних виливків.
У модельному виробництві найбільш широко використовують для моделей сосну, вільху, бук, липу, ясен.
Сосна є найдешевшим матеріалом. З неї виконують середні і великі моделі і стрижневі ящики, оброблена поверхня моделей виходить шорсткою.
З вільхи роблять середні та дрібні моделі, що знаходяться безперервно в роботі. Оброблена поверхня їх виходить гладкою.
Особливо міцні моделі виготовляють з бука і ясена.
Липа не володіє великою твердістю, тому з неї виготовляють моделі, призначені для отримання невеликого числа виливків.
Процес виготовлення дерев'яних моделей (рис. 4) і стрижневих ящиків складається з наступних операцій: виконання в натуральну величину креслення виливки зі знаковими частинами і т. П. По усадкову метру і ретельної обробки окремих частин (заготовок) моделі, складання моделі з частин склеюванням або іншими способами з'єднань (наприклад, вузький); контролю і забарвлення моделі.
Металеві моделі і стрижневі ящики виготовляють з алюмінієвих сплавів, чавуну, сталі, бронзи, латуні. Алюмінієві сплави, що мають малу щільність і легко піддаються механічній обробці, найбільш широко застосовують для виготовлення моделей і невеликих модельних плит. Алюмінієві моделі не окислюються, після обробки набувають гладку поверхню. Недолік алюмінієвих моделей - низька зносостійкість, що особливо важливо в масовому виробництві.
Чавунні моделі міцні, дешеві, добре обробляються і після обробки мають гладку робочу поверхню. Стійкість цих моделей значно вище алюмінієвих. Недоліки чавунних моделей - велика маса і окислюваність.
Сталеві моделі виготовляють з поковок або прокату, в основному механічною обробкою.
Поверхня бронзових і латунних моделей після обробки дуже гладка. Моделі не окислюються, одержуваний з них відбиток є найкращим за якістю. Однак ці моделі значно важче чавунних і сталевих моделей. Бронзові і латунні моделі застосовують для виготовлення невеликих складних виливків.
Конструкція металевих моделі повинна бути легкою і досить жорсткою. Цій вимозі задовольняють полегшені моделі (пустотілі) з ребрами жорсткості, розташованими у внутрішній порожнині.
Процес виготовлення металевих моделей складається з наступних операцій: виконання креслення моделі; виготовлення Дерев'яною моделі (промоделі), призначеної для отримання металевої моделі; виготовлення металевої моделі; механічної її обробки; монтажу моделі на плиті; контролю і налагодження металевої модельної оснастки.
Мал. 5. Дерев'яна модель: 1 - знакові частини; 2 -от'емная частина
Розміри дерев'яної моделі (промоделі) для відливання металевих моделей збільшують на усадку матеріалу моделі і матеріалу виливки. Промодель виконують з урахуванням припусків на обробку металевої моделі. Виготовлення моделей і інших деталей комплекту не відрізняється від виготовлення звичайних фасонних виливків. Виливок моделі повинна бути щільною, без усадочних і газових раковин (особливо в зоні оброблюваних поверхонь), крім того, точно відповідати заданим розмірам.
Мал. 6. Дерев'яні стрижневі ящики: а - з горизонтальним роз'ємом; б - з вертикальним; в - збірний
Мал. 7. Металеві стрижневі ящики: а - витрусити; б - з вертикальним роз'ємом; в - з горизонтальним роз'ємом
Робочі поверхні металевої моделі ретельно обробляють, а також площині зіткнення з поверхнею плити.
Конструкція металевих стрижневих ящиків залежить від конфігурації і способів виготовлення стрижнів.
Стрижневі ящики можуть бути нероз'ємними (витрусити), рознімними: з вертикальним або горизонтальним роз'ємами. Частини ящика з'єднують штирями і скріплюють скобами або відкидними баранчиками. Металеві ящики виконують тонкостінними; товщина стінки залежить від матеріалу і габаритних розмірів ящика. Площина ущільнення і площину роз'єму ящика армують металевими пластинками, що оберігають його від швидкого зносу. Наприклад, алюмінієві ящики армують сталевими пластинами. У площині роз'єму стрижневих ящиків для піскодувних машин виконують спеціальні щілини глибиною 0,15-0,20 мм для виходу повітря з ящика.
Мал. 8. Вентиляційні пробки (венти)
У складних по конфігурації ящиках, що мають розгалуження, поглиблення і кишені, вихід повітря забезпечується вентиляційними пробками (рис. 8).
Металеві стрижневі ящики виготовляють так само, як і моделі.
Пластмасові моделі і стрижневі ящики виготовляють з пластмас на основі синтетичних смол. Подібна оснащення має малу вагу, високою точністю і міцністю, не схильна до викривлення, розбухання, корозії при зберіганні і експлуатації і дозволяє точно відтворювати контури моделі при формуванні.
Пластмасові моделі виготовляють по промоделі (майстер-моделі). Промодель встановлюють в форму і заливають пластмасою.
На практиці використовують пластмасові стрижневі ящики двох типів: пластмасові з корпусом з алюмінієвих сплавів і цельнопластмассовий. Перші призначені для масового і великосерійного виробництва, забезпечують виготовлення до 30 000 стрижнів; другі - для дрібносерійного і серійного виробництва, забезпечують виготовлення до 1000 стрижнів.
Модельна Опочно оснащення для автоматичних формувальних ліній. Виробництво виливків на автоматичних формувальних лініях вимагає уніфікації модельно-опочного оснастки.
На кожній лінії застосовують модельні плити і опоки певних розмірів, що є необхідною умовою автоматизації транспорту опок і модельних плит, установки опок на плиту і ін. Кілька підвищений (іноді до 20%) витрата формувальних сумішей при застосуванні опок однакового для всіх виливків розміру окупається за рахунок різкого збільшення продуктивності і ступеня механізації лінії. стрижневі ящики
виготовляють такими, щоб їх зовнішні розміри відповідали розмірам найбільшого ящика.
Дрібні стрижні виконують в многогнездная ящиках. Уніфікація стрижневих ящиків викликає уніфікацію сушильних плит (т. Е. Плит, на які викладають стрижні після виготовлення і на яких встановлюють в піч). В даний час розробляють автомати для виготовлення великих форм в опоках розміром 1500х X 1000 мм і більше. У багатьох автоматів передача опок до машини і від машини здійснюється за спеціальними рольганги, на які спирається опока ребрами (направляючими планками), розташованими вздовж бічних стінок.
Виготовлення форм на автоматах пресуванням при високому тиску до 40 / сгс / сж2 вимагає опок підвищеної жорсткості і міцності.