Выбор разъемов модели и формы.

При выборе разъема формы необходимо:

1. Поверхности отливки, принимаемые за базу при механической обработке, располагать в одной полуформе.

2. Всю отливку, если позволяет ее конструкция, нужно располагать в одной (преимущественно в нижней) полуформе в целях исключения перекосов.

3. Форма и модель, по возможности, должны иметь одну поверхность разъема, желательно плоскую горизонтальную, удобную для изготовления и сборки формы.

4. Поверхность разъема должна обеспечивать по возможности отсутствие заливов, а также удобство сборки формы и контроль установки стержней.

5. При формовке в парных опоках следует стремиться к тому, чтобы общая высота формы была минимальной.

6. При машинной формовке выбирают один плоский разъем формы (фор-мовка в парных опоках) и не более одного разъема модели. Уменьшение количества разъемов модели достигают за счет применения моделей с отъемными частями, внешних стержней.

 

Припуски на механическую обработку

Припуски на механическую обработку назначаются по ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку».

Величина припуска зависит от размеров отливки, способа литья и типа сплава, положения обрабатываемых поверхностей отливки в форме, которые определяют точностные параметры отливки, приводимые в следующем порядке: класс размерной точности (КР), степень коробления (СК), степень точности поверхности (СП), класс точности массы (КМ) и допуск смещения отливки по разъему формы (СМ).

     При определении КР и СП меньшие значения относятся к простым отливкам и условиям массового производства, большие – к сложным отливкам единичного и мелкосерийного производства. Меньшие значения РП следует принимать для термообрабатываемых отливок из цветных сплавов, большие значения для отливок из ковкого чугуна.

     Для верхних частей отливок номер ряда припуска следует увеличивать на 1– 3 единицы. Допуск смещения отливки по плоскости разъема (СМ) определяют по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок отливки, выходящих на разъем или пересекающих его.

 

Припуски на усадку

     Литейная (действительная) усадка характеризует изменение размеров отливки по сравнению с размерами модели, зависит от типа сплава, размеров отливки и степени затрудненности свободной линейной усадки сплава в отливке после ее затвердевания.

Модельщики обеспечивают увеличение размеров модели по сравнению с размерами отливки, учитывая величину литейной усадки за счет использования специальных усадочных метров. Средние значения литейной усадки для различных литейных сплавов следующие:

- чугуны 0,7 – 1,8;

- стали 1,6 – 2,0;

- бронзы 0,9 – 1,1;

- латуни 1,5 –1,9;

- алюминиевые сплавы 0,8 – 1,5.

 

Формовочные уклоны

Формовочные уклоны выполняются на вертикальных формообразующих поверхностях моделей с целью предотвращения разрушения формы и облегчения удаления модели из формы. Величина уклонов регламентируется ГОСТом 3212-80. В зависимости от требований, предъявляемых к поверхности отливки, формовочные уклоны назначают на обрабатываемых поверхностях сверх припусков на механическую обработку; на необрабатываемых поверхностях, сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет уменьшения или увеличения размеров отливки в зависимости от поверхности сопряжения; на необрабатываемых поверхностях, не сопрягаемых по контуру с другими деталями, за счет увеличения или уменьшения размеров. При наличии уклонов на наружных и внутренних поверхностях следует стремиться к равностенности отливки.

 

Определение участков поверхности отливки,

Выполняемых стержнями

Предварительно необходимо определить возможность выполнения отверстий в процессе получения отливки и тех частей отливки, которые не могут быть получены с помощью модели.

Конструкция стержня должна обеспечить образование надлежащей полости отливки с заданной точностью, достаточную его прочность и устойчивость при заполнении формы металлом, вывод из стержня образующихся при заливке газов, а также способствовать применению машинных методов изготовления. Для многих внутренних полостей используется не один, а несколько стержней, которые получают в простых стержневых ящиках, а затем склеивают или собирают их после сушки. При сборке стержней друг с другом предпочтительно иметь фиксаторы, например, коническое углубление в одном и выступ в другом.

Стержни должны иметь прочность, чтобы противостоять воздействию металла, а также допускать их транспортировку. В процессе набивки смеси в стержневые ящики закладывают металлические каркасы (проволочные для тонкостенных стержней, литые для толстостенных и проволочно-литые для разностенных), повышающие прочность стержня.

В стержнях должны быть сделаны газоотводные каналы с учетом свободного выхода газов через знаки (обычно верхние или боковые). Газоотводные каналы выполняют с помощью удаляемых металлических стержней, металлических труб с просверленными отверстиями (которые служат одновременно и каркасами), фитилей, шнуров для сложных отливок. Хорошая вентиляция стержней снижает брак по газовым раковинам.

Число стержней, служащих для оформления полостей отливки, ее отдельных элементов и элементов литниковой системы, определяют с учетом серийности выпуска отливок. В единичном и мелкосерийном производстве целесообразно получать отливки с использованием минимального числа стержней или вовсе без них; имеющиеся выступающие части оформлять с помощью отъемных частей, внутренние полости - с помощью болванов, а мелкие отверстия, пазы и выемки получать при последующей механической обработке. При замене стержня сырыми болванами последние располагают в нижней полуформе, если В/Н < 3; и в верхней полуформе, если В/Н> 3 (В и Н- соответственно ширина и высота болвана).

При крупносерийном и особенно массовом производстве, когда окупаются затраты, связанные с изготовлением оснастки, целесообразно расчленение сложных стержней на части, так как это способствует повышению производительности машинной формовки и обеспечивает более высокое качество отливок.

При определении участков поверхности отливки, выполняемых стержнями, нужно руководствоваться следующими правилами:

1. Обеспечивать минимальные затраты на изготовление стержневых ящиков.

2. Обеспечивать удобную установку стержней в форму и контроль всех размеров полостей в ней.

3. Учитывать конфигурацию и габаритные размеры отливки, определяющие расход смесей на изготовление стержней. 

Повышенная прочность смесей в сухом состоянии позволяет изготавливать пустотелые стержни вместо сплошных. При этом улучшается их газопроницаемость, сокращаются продолжительность сушки и расход смеси. Высокую чистоту поверхности обеспечивают пустотелые оболочковые стержни из смесей на основе кварцевых или цирконовых песков и пульвербакелита в качестве связующего.

4. Если отливка имеет две полости, соединенные каналом, эти полости надо оформлять двумя стержнями. При использовании одного сложного стержня обычно происходит его поломка в месте тонкой перемычки.

5. Газоотводные каналы стержней должны иметь выходы в верхних знаках или образовывать общую вентиляционную систему с другими стержнями, знаки которых соприкасаются с формой. Газоотводные каналы должны быть размещены так, чтобы исключалось попадание в них жидкого металла.

6. Поверхность стержня со стороны набивки должна быть достаточно большой для удобства работы.

7. Разъем ящика и опорная поверхность стержня при сушке должны быть, по возможности, плоскими (особенно при единичном производстве); в массовом производстве выполнение этого условия не обязательно, т. к. применяют специальные сушильные плиты. Создание сложных не плоскостных разъемов при отсутствии сушильных плит допускается в случае использования химически твердеющих смесей.

8. Опорные поверхности стержней должны быть достаточными, чтобы исключить деформацию стержня под действием силы тяжести.

Если невозможно использовать нижние знаки в качестве опорных элементов, следует предусмотреть боковые знаки, которые обеспечили бы установку стержня в сушило на боковые опоры или же позволили использовать арматуру, выступающую из знаковых частей.

Необходимо избегать кантовки стержня; после извлечения из ящика он должен укладываться на сушильную плиту в таком положении, в каком его ставят в форму. В этом положений стержень удобно красить и транспортировать.

 

Рис. 3. Знаки стержней

Точность фиксации стержня в форме обеспечивается конфигурацией и размерами его знаковых частей, которые назначают по ГОСТ 3606—80 с учетом размеров стержней, способа формовки и его положения в форме (рис.3).

При вертикальном расположении стержня в форме (рис.3а) он фиксируется нижним и верхним знаками или только нижним (часто уширенным). В последнем случае для предупреждения всплывания стержня его фиксируют сверху жеребейками или прижимают верхней полуформой, т.е. зазор не предусматривается.

При горизонтальном расположении стержня, используют несколько вариантов фиксации его в форме.  Если требуется четкая фиксация в осевом направлении, знаки имеют торцевые фиксаторы (рис. 3б) с соответствующими зазорами. Для предотвращения углового сдвига знака предусматривают нижний клиновидный или прямоугольный фиксатор, оставляя в торце зумпф (рис. в), служащий для предупреждения разрушения кромки знака при сборке. Высоту нижних знаков, стержней круглого сечения назначают в зависимости от его длины и диаметра, а стержней прямоугольного сечения - от половины периметра. Высоту верхних вертикальных знаков принимают равной не более 0,5 высоты нижних знаков. Допускается нижние и верхние знаки одинаковой высоты при массовом и крупносерийном производстве стержней. Длину горизонтальных стержневых знаков назначают с учетом способа формовки, формовочные уклоны на знаковых частях назначают по ГОСТ 3606-80 в зависимости от высоты знака и его расположения в форме (низ или верх относительно разъема).

Зазоры между знаковыми поверхностями форм и стержней назначают в соответствии с ГОСТ 3606-80 в зависимости от высоты знака и типа модельного комплекта.