Модельно-опочная оснастка

Категория:
Литейное производство


Модельно-опочная оснастка

В комплект модельно-опочной оснастки входят модели, модельные плиты, стержневые ящики, опоки, сушильные плиты для стержней, приспособления для контроля стержней, форм и др.

Модели и стержневые ящики. Модели и стержневые ящики изготовляют из дерева, металла, пластмасс и гораздо реже из других материалов. Выбор материала зависит, в основном, от условий производства, числа изготовляемых отливок и требований, которые предъявляют к отливке в отношении точности размеров и чистоты поверхности. Конструкция моделей (стержневых ящиков) Должна обеспечивать равномерное уплотнение смеси и быстрое удаление модели из формы (стержня из ящика) без разрушения. Поверхности моделей (стержневых ящиков) тщательно обрабатывают, что обеспечивает получение чистых и гладких рабочих поверхностей формы (стержня).

При конструировании моделей (стержневых ящиков) учитывают величину усадки металла и припуски на механическую обработку отливки, поэтому размеры модели больше размеров отливки. Линейная усадка металла выражается в процентах и колеблется в значительных пределах для разных сплавов: чугуна 0,8-1,2%; углеродистой стали 1,5-2%; медных-1,0-1,5%; алюминиевых 1,5-2%.

Поэтому при изготовлении моделей пользуются так называемым усадочным метром. Каждое деление усадочного метра больше нормального на величину усадки металла, например, для сплава с усадкой 2% длина метровой линейки составляет 1020 мм. При изготовлении модели усадочный метр позволяет не пересчитывать указанные на чертеже размеры отливки.

Рис. 1. Типы стержневых фиксаторов: а - кольцевой; б — с одним срезом

Величина формовочных уклонов зависит от материала, высоты модели (ящика) и способа формовки. Величина уклонов деревянных моделей составляет 1-3°, металлических — при формовке ручной 1-2° и машинной 0,5-1°. Уклоны стержневых знаков верхних 5-10°, нижних 3-7°.

Стержни устанавливают в форме на знаках, конфигурация и размеры которых зависят от формы и габаритных размеров стержня. Знаки должны обеспечивать правильное и устойчивое положение стержней в форме, поэтому знаковые части делают с фиксаторами (рис. 1).

Опоки обычно изготовляют из серого чугуна, стали, алюминиевых и магниевых сплавов. Стальные опоки более прочные и долговечные, чем чугунные. Алюминиевые опоки значительно легче чугунных и стальных, очень удобны в работе, но менее жестки.

Опоки из магниевых сплавов являются наиболее легкими и достаточно прочными, но дорогими. По конфигурации опоки бывают прямоугольными (рис. 2, а), круглыми (рис. 2, б) и реже фасонными.

В зависимости от размеров и веса опоки делятся на ручные и крановые. К ручным опекам (рис. 2) относят опоки, вес которых вместе с уплотненной формовочной смесью не превышает 50 кг. Для транспортировки опоки снабжают двумя или четырьмя ручками. Крановые опоки (рис. 2, в) обслуживаются подъемными механизмами.

Опоки изготовляют литыми или сварными. Кроме того, опоки изготовляют цельнолитыми или сборными. В последнем случае их собирают из отдельных литых стенок, соединяемых болтами. Сварные опоки изготовляют из заготовок (стальной полосы, проката специального профиля) с последующим соединением сваркой. Эти опоки удобны в работе, достаточно прочны и стойки.

Для облегчения выхода газов из форм в стенках опоки делают отверстия, называемые вентиляционными. Для удержания уплотненной смеси в средних и крупных опоках предусматривают внутренние ребра (крестовины).

Рис. 2. Опоки: 1 — ручки; 2 — цапфы; 3 — ребра жесткости

Опоки при сборке соединяют с помощью втулок и центрирующий штырей. Втулки обычно выполняют в нижних опоках, штыри — в верхних. При сборке форм штыри верхней опоки входят во втулки нижней.

Иногда и верхнюю и нижнюю опоки снабжают втулками. В этом случае опоки соединяют штырями, входящими во втулки верхней и нижней опок.

Чтобы предупредить поднятие верхней формы давлением жидкого металла, полуформы скрепляют или нагружают. В массовом производстве наиболее распространен способ крепления опок скобами или нагружением. В единичном и мелкосерийном производствах опоки скрепляют штырями с клином или болтами с гайкой. Для этой цели опоки имеют специальные приливы под скобы или платики с отверстиями под болты.

В комплект литейной технологической оснастки входят сушильные плиты для стержней, наполнительные рамки, шаблоны для контроля размеров формы и стержней, правильности сборки формы и Другие приспособления.

В единичном и мелкосерийном производствах мелких и средних отливок применяют деревянные модели и стержневые ящики. При машинной формовке используют модельные плиты с деревянными или металлическими моделями, закрепленными на вкладышах. Несколько мелких моделей монтируют сразу с помощью вкладышей на одной плите. Подобная модельная плита с разным набором вкладышей приведена на рис. 3.

Такие плиты называют быстросменными, они находят все большее применение во многих литейных цехах.

В крупносерийном и массовом производствах отливок используют в основном металлические модели и стержневые ящики, а также модели из пластмасс.

Металлические модели имеют по сравнению с деревянными следующие преимущества: долговечность, высокую точность и чистую рабочую поверхность. Их применяют при машинной формовке. Конструкция этих моделей должна быть до максимальной степени упрощена, даже за счет увеличения числа стержней, так как при машинной формовке нельзя использовать приемы ручной формовки, позволяющие сократить число стержневых ящиков вследствие усложнения конструкции модели. При увеличении числа стержней значительно возрастает число размерных связей между моделями и стержневыми ящиками.

Рис. 3. Многопозиционная модельная плита: 1 — плита-рамка; 2 — модель отливки; 3 — модель питателя; 4 — штырь; 5 — модель стояка; 6 — модель шлакоуловителя; 7 — вкладыш

Повышенные требования, предъявляемые к точности изготовления и качеству металлических моделей и плит, объясняются более жесткими требованиями к отливкам в отношении точности размеров (уменьшения припусков на механическую обработку и облегчения процесса сборки и т. д.). Для этого увеличивают точность изготовления моделей и модельных плит, точность центрирования отдельных элементов и узлов оснастки, а также повышают надежность крепления их на плитах.

Деревянные модели и стержневые ящики в зависимости от предъявляемых к ним требований делят на три класса прочности.

Модельные комплекты 1-го класса прочности предназначены для длительного использования: 2-го класса прочности — для периодического; 3-го класса — для единичных неответственных, несложных отливок.

В модельном производстве наиболее широко используют для моделей сосну, ольху, бук, липу, ясень.

Сосна является самым дешевым материалом. Из нее выполняют средние и крупные модели и стержневые ящики, обработанная поверхность моделей получается шероховатой.

Из ольхи делают средние и мелкие модели, находящиеся непрерывно в работе. Обработанная поверхность их получается гладкой.

Особо прочные модели изготовляют из бука и ясеня.

Липа не обладает большой твердостью, поэтому из нее изготовляют модели, предназначенные для получения небольшого числа отливок.

Процесс изготовления деревянных моделей (рис. 4) и стержневых ящиков складывается из следующих операций: выполнения в натуральную величину чертежа отливки со знаковыми частями и т. п. по усадочному метру и тщательной обработки отдельных частей (заготовок) модели, сборки модели из частей склеиванием или другими способами соединений (например, вязкой); контроля и окраски модели.

Металлические модели и стержневые ящики изготовляют из алюминиевых сплавов, чугуна, стали, бронзы, латуни. Алюминиевые сплавы, имеющие малую плотность и легко поддающиеся механической обработке, наиболее широко применяют для изготовления моделей и небольших модельных плит. Алюминиевые модели не окисляются, после обработки приобретают гладкую поверхность. Недостаток алюминиевых моделей — низкая износостойкость, что особенно важно в массовом производстве.

Чугунные модели прочны, дешевы, хорошо обрабатываются и после обработки имеют гладкую рабочую поверхность. Стойкость этих моделей значительно выше алюминиевых. Недостатки чугунных моделей — большая масса и окисляемость.

Стальные модели изготовляют из поковок или проката, в основном механической обработкой.

Поверхность бронзовых и латунных моделей после обработки очень гладкая. Модели не окисляются, получаемый с них отпечаток является наилучшим по качеству. Однако эти модели значительно тяжелее чугунных и стальных моделей. Бронзовые и латунные модели применяют для изготовления небольших сложных отливок.

Конструкция металлической модели должна быть легкой и достаточно жесткой. Этому требованию удовлетворяют облегченные модели (пустотелые) с ребрами жесткости, расположенными во внутренней полости.

Процесс изготовления металлических моделей складывается из следующих операций: выполнения чертежа модели; изготовления Деревянной модели (промодели), предназначенной для получения металлической модели; изготовления металлической модели; механической ее обработки; монтажа модели на плите; контроля и отладки металлической модельной оснастки.

Рис. 5. Деревянная модель: 1 — знаковые части; 2 -отъемная часть

Размеры деревянной модели (промодели) для отливки металлических моделей увеличивают на усадку материала модели и материала отливки. Промодель выполняют с учетом припусков на обработку металлической модели. Изготовление моделей и других деталей комплекта не отличается от изготовления обычных фасонных отливок. Отливка модели должна быть плотной, без усадочных и газовых раковин (особенно в зоне обрабатываемых поверхностей), кроме того, точно соответствовать заданным размерам.

Рис. 6. Деревянные стержневые ящики: а — с горизонтальным разъемом; б — с вертикальным; в - сборный

Рис. 7. Металлические стержневые ящики: а — вытряхной; б — с вертикальным разъемом; в - с горизонтальным разъемом

Рабочие поверхности металлической модели тщательно обрабатывают, а также плоскости соприкосновения с поверхностью плиты.

Конструкция металлических стержневых ящиков зависит от конфигурации и способов изготовления стержней.

Стержневые ящики могут быть неразъемными (вытряхными), разъемными: с вертикальным или горизонтальным разъемами. Части ящика соединяют штырями и скрепляют скобами или откидными барашками. Металлические ящики выполняют тонкостенными; толщина стенки зависит от материала и габаритных размеров ящика. Плоскость уплотнения и плоскость разъема ящика армируют металлическими пластинками, предохраняющими его от быстрого износа. Например, алюминиевые ящики армируют стальными пластинами. В плоскости разъема стержневых ящиков для пескодувных машин выполняют специальные щели глубиной 0,15-0,20 мм для выхода воздуха из ящика.

Рис. 8. Вентиляционные пробки (венты)

В сложных по конфигурации ящиках, имеющих разветвления, углубления и карманы, выход воздуха обеспечивается вентиляционными пробками (рис. 8).

Металлические стержневые ящики изготовляют так же, как и модели.

Пластмассовые модели и стержневые ящики изготовляют из пластмасс на основе синтетических смол. Подобная оснастка обладает малым весом, высокой точностью и прочностью, не подвержена короблению, разбуханию, коррозии при хранении и эксплуатации и позволяет точно воспроизводить контуры модели при формовке.

Пластмассовые модели изготовляют по промодели (мастер-модели). Промодель устанавливают в форму и заливают пластмассой.

На практике используют пластмассовые стержневые ящики двух типов: пластмассовые с корпусом из алюминиевых сплавов и цельнопластмассовые. Первые предназначены для массового и крупносерийного производства, обеспечивают изготовление до 30 000 стержней; вторые — для мелкосерийного и серийного производства, обеспечивают изготовление до 1000 стержней.

Модельно-опочная оснастка для автоматических формовочных линий. Производство отливок на автоматических формовочных линиях требует унификации модельно-опочной оснастки.

На каждой линии применяют модельные плиты и опоки определенных размеров, что является необходимым условием автоматизации транспорта опок и модельных плит, установки опок на плиту и пр. Несколько повышенный (иногда до 20%) расход формовочных смесей при применении опок одинакового для всех отливок размера окупается за счет резкого увеличения производительности и степени механизации линии. Стержневые ящики

изготовляют такими, чтобы их внешние размеры соответствовали размерам наибольшего ящика.

Мелкие стержни выполняют в многогнездных ящиках. Унификация стержневых ящиков вызывает унификацию сушильных плит (т. е. плит, на которые выкладывают стержни после изготовления и на которых устанавливают в печь). В настоящее время разрабатывают автоматы для изготовления крупных форм в опоках размером 1500Х X 1000 мм и более. У многих автоматов передача опок к машине и от машины осуществляется по специальным рольгангам, на которые опирается опока ребрами (направляющими планками), расположенными вдоль боковых стенок.

Изготовление форм на автоматах прессованием при высоком давлении до 40 /сгс/сж2 требует опок повышенной жесткости и прочности.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум