что включает в себя модельный комплект
§ 1. Модельный комплект. Классификация моделей. Точность изготовления моделей.
Изготовление разовых песчано-глинистых, песчано-смоляных и других литейных форм производят с применением разнообразных приспособлений и инструмента.
называют часть литейной оснастки, представляющую совокупность технологических приспособлений, необходимых для получения в форме рабочей полости. Комплект состоит из следующих основных элементов: моделей отливки, моделей элементов литниковой системы, модельных плит, стержневых ящиков. В отдельных случаях в модельный комплект входят формовочные шаблоны, скребковые шаблоны, кондукторы для зачистки стержней, контрольные шаблоны — приспособления для контроля размеров рабочей полости форм и размеров стержней.
Классификация моделей. Модель отливки служит для образования отпечатка в литейной форме. Эта рабочая полость после заливки и затвердевания металла оформляет отливку. Модели классифицируют по роду материала, способу формовки, точности изготовления, прочности, размерам, сложности изготовления, виду сплава отливки.
Для ручной формовки применяют деревянные, пластмассовые и гипсовые модели. Наиболее широко распространенным материалом для моделей является дерево, в настоящее время применяют и пенополистирол.
Способ формовки литейной формы также влияет на конструкцию модели. В промышленности используют три способа формовки: ручной, машинный, автоматизированный. Модели, предназначенные для ручной формовки, не применяют для машинной и автоматизированной. При ручной формовке применяют неразъемные и разъемные модели, модели с отъемными частями, скелетные, шаблоны и др.
Точность изготовления моделей зависит от необходимой точности отливок. Новые модельные комплекты или их части должны быть выполнены с такой точностью, чтобы не было брака по размерам отливок. Точность отливок из серого чугуна регламентируют ГОСТ 1855—55, отливок из стали—ГОСТ 2009—55 и т. д.
Рис. 17. Деревянные модели (а, б, в), изготовленные по I, II, III классам прочности для ручной формовки:
1 — деревянная модель, — армирующая металлическая пластина, —металлические ребра, — бобышка, — знак
По прочности деревянные модельные комплекты (рис. 17) разделяют на три класса.
По I классу прочности выполняют модели и стержневые ящики, предназначенные для длительного использования при ручной и машинной формовке, а также для изготовления единичных особо сложных отливок. Модель выполняют из древесины I и II сорта — ольхи, сосны, бука и других пород, отдельные части моделей— из березовой и буковой фанеры. Части моделей прочно соединяют гвоздями, шурупами, болтами, нагелями, а также склеиванием. Отъемные и выступающие быстро изнашивающиеся части изготовляют из твердых пород древесины, древесного слоистого пластика ДСП-8 или из металла и пластмассы. Шаблоны, предназначенные для затачивания форм и стержней, особенно быстро изнашиваются, поэтому рабочие кромки их армируют, т. е. окантовывают пластинами из листовой стали толщиной 2—5 мм. Поверхность модели должна быть гладкой, после грунтовки и шпаклевки ее дважды окрашивают модельным лаком. Подъемы для удаления модели из формы устанавливают заподлицо с поверхностью модели и укрепляют шурупами. Основания моделей скрепляют болтами.
Модели II класса прочности изготовляют из тех же пород дерева. Древесина, как и у моделей I класса, должна употребляться с Переклейкой слоев для уменьшения коробления. Неподвижные соединения склеивают, дополнительно упрочняя их шурупами, гвоздями, нагелями. Модель практически полностью выполняют из Древесины, иногда ее армируют. Отъемные части модели делают из твердой древесины. Галтели выполняют из древесины, замазки или пластмассы. Поверхность модели отделывают и окрашивают модельным лаком.
По III классу прочности выполняют модели для единичного использования при ручной формовке, когда необходимо изготовить 1—5 форм. В этом случае применяют древесину любой породы. Части модели соединяют клеем или гвоздями. Отъемные части крепят шпильками и шипами. Модели окрашивают лаком один раз.
По размерам различают мелкие модели с габаритными размерами до 500 мм, средние — от 501 до 1500, большие — от 1501 до 5000 и крупные от 5001 мм и более.
По сложности конструкции модельные комплекты делят на простые, средние и сложные. Простые модели — это модели неразъемные или модели с разъемом по плоскости. Они не имеют отъемных частей и стержневых знаков. Примером могут служить модели для плиты, фланца, втулки.
Модели простой конфигурации, модели среднего и крупного размеров в комплекте со стержневыми ящиками относят к модельным комплектам средней сложности (шестерни с литыми зубьями, выхлопной патрубок двигателя).
К сложным относят модели блока цилиндра двигателя внутреннего сгорания, станины металлорежущих станков и др.
Конструктивно модели делят на неразъемные, разъемные и специальные. Неразъемные модели после формовки целиком извлекают из формы; такие модели образуют в ней практически полный отпечаток наружного контура модели. Примеры неразъемных моделей приведены на рис. 18. Неразъемные модели могут иметь отъемные части.
Рис. 18. Неразъемные модели для ручной формовки: а – модель опорной плиты, б- модель втулки, в- модель рукоятки; 1- знак, 2- отъемная часть
Разъемные модели состоят всегда из двух или более частей (рис. 19). Они разделены на части по плоскости разъема (МФ), или реже по сложной поверхности.
Рис. 19. Разъемные модели для ручной формовки:
К специальным моделям относят формовочные шаблоны, скелетные модели. Шаблоны применяют при изготовлении единичных отливок. Основное преимущество шаблонов — их низкая стоимость по сравнению со стоимостью моделей.
Скелетные модели применяют при единичном производстве крупных по размеру и сложных по конфигурации отливок. Стоимость скелетной модели ниже, чем стоимость модели со сплошной поверхностью, но затраты на формовку такой модели значительны, так как ее должны выполнять формовщики высокой квалификации. Процесс формовки по скелетным моделям длителен и трудоемок.
Модельный комплект
Под модельным комплектом понимают набор элементов технологической оснастки, необходимых для образования при формовке рабочей полости литейной формы. В зависимости от способа формовки (ручной, машинный), размеров и сложности получаемых отливок в состав модельного комплекта входят модели, подмодельные и модельные плиты, модели элементов литниковых систем и питания отливок, прессовые модельные плиты. При получении отливок, имеющих форму тел вращения, в качестве формообразующих видов оснастки (вместо моделей и стержневых ящиков) применяют формовочные и стержневые литейные шаблоны.
При наличии в отливках внутренних полостей и неформуемых элементов (выступающие бобышки и ребра, поднутрения и углубления) в состав модельного комплекта входят стержневые ящики. Число входящих в модельный комплект стержневых ящиков зависит от сложности конфигурации отливок: при получении несложных отливок (плит, фланцев, крышек и т. п.) модельный комплект включает один-два ящика, а при производстве сложных отливок (станин металлорежущих станков и т. п.) их число может достигать нескольких десятков.
Кроме указанных выше формообразующих видов модельной оснастки в модельные комплекты могут входить контрольные сборочные шаблоны (при получении конкретных отливок), контрольные стержневые шаблоны и кондукторы, а также вентиляционные и сушильные плиты.
Рис. 2.1. Типы моделей:
а — неразъемные, 6 — разъемные, в — с отъемными частями; 1 — шипы, 2 — знаки, 3 — отъемные части, 4 — гвозди 
Рис. 2.2. Способы прикрепления отъемных частей 2 к основе модели 1:
а — гвоздями; б — шипами типа «ласточкин хвост»
Литейная модель служит для образования в литейной форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки. В большинстве моделей предусматриваются дополнительные (по отношению к конфигурации отливки) части, называемые знаками, которые образуют в литейной форме базы (гнезда) для простановки стержней. По конструкции, которая обусловливается удобством формовки, модели подразделяют на неразъемные и разъемные (рис. 2.1). Неразъемные модели (рис. 2.1,а) применяют при получении не сложных по конфигурации отливок, преимущественно заформовываемых в одной половине формы. Разъемные модели (рис. 2.1,6) широко используют при производстве отливок более сложной и разнообразной конфигурации, когда модель формуется в двух опоках и более. В единичном и мелкосерийном производстве, когда оформлять выступающие элементы отливок стержнями экономически нецелесообразно, в моделях предусматривают отъемные части (рис. 2.1,в), которые остаются на рабочей поверхности формы после извлечения из нее модели, затем извлекают и отъемные части. Крепление отъемных частей на основании модели производят стальными гвоздями (рис. 2.2,а) или шипами со скосами типа «ласточкин хвост» (рис. 2.2,6).
Рис. 2.3. Фиксирующие элементы моделей:
а — деревянные шипы, б — металлические дюбеля
Точное соединение частей разъемных моделей осуществляется с помощью деревянных шипов (рис. 2.3,а) или металлических дюбелей (рис. 2.3,6). Для легкого извлечения из полуформы боковые поверхности моделей снабжают уклонами. Различают два вида уклонов в моделях — конструктивные и формовочные. Первые предусматривает конструктор при проектировании машины и ее деталей, а вторые—технолог-литейщик при разработке технологического процесса получения отливки (см. рис. 2.21,в). Удобство извлечения модели из полуформы при ручной формовке достигается с помощью металлических приспособлений, закрепляемых на модели, которые называют подъемами (рис. 2.4).
С учетом большого разнообразия производимых отливок, масса которых колеблется в пределах 0,1 кг — 300 т, модели принято подразделять по габаритным размерам: на крупные (максимальный размер более 1500 мм), средние (500—1500 мм) и мелкие (до 500 мм). Размеры моделей оказывают большое влияние на выбор материала для их изготовления, типов заготовок, а также технологии изготовления элементов модельного комплекта (см. 2.3).
Материаловед
3.3. Модельный комплект
Модельный комплект – оснастка, включающая приспособления, необходимые для образования рабочей полости литейной формы при ее формовке.
Модельный комплект включает литейную модель, модели литниковой системы, стержневые ящики, модельные плиты, контрольные и сборочные шаблоны.
Литейная модель – приспособление, с помощью которого в литейной форме получают отпечаток, соответствующий конфигурации и размерам отливки.
Применяют модели неразъемные и разъемные, состоящие из двух и более частей. Модель снабжают специальными выступающими частями – знаками. Они образуют в форме углубления, предназначенные для установки и фиксирования стержней. Для облегчения извлечения модели из формы их вертикальные стенки выполняются с формовочными уклонами, величина которых зависит от высоты стенки, материала модели и способа изготовления отливки. Формовочные уклоны выбирают по ГОСТ 3212 и выполняют в направлении извлечения модели из формы.
В соответствии с чертежом отливки на модели предусматривают припуски на механическую обработку отливки. Размеры модели больше размеров отливки на величину линейной усадки сплава.
Модель должна быть легкой, но достаточно жесткой, особенно при формовке на прессовых машинах.
Используют модели деревянные, металлические и пластмассовые.
Модели деревянные (сосна, бук, ясень), лучше изготавливать не из целого куска, а склеивать из отдельных брусочков с разным направлением волокон для предотвращения коробления.
Достоинствами деревянных моделей являются дешевизна, простота изготовления, малый вес. К недостаткам следует отнести недолговечность, гигроскопичность, возможность коробления, неоднородность строения. Для устранения коробления модели покрывают красками и лаками. Окраску проводят в соответствии с ГОСТ 2413. Для чугунного литья используют модели красного цвета, для стального – серого, для цветного – желтого. Стержневые знаки и другие, не соприкасающиеся с металлом части окрашивают в черный цвет.
Металлические модели используются в условиях крупносерийного и массового производства отливок. Металлические модели по сравнению с деревянными характеризуются большей долговечностью, точностью и чистой рабочей поверхностью. Материалами для изготовления металлических моделей служат алюминиевые сплавы, чугун, сталь, бронза и латунь. Модели, изготовленные из алюминиевых сплавов, легкие, не окисляются, хорошо обрабатываются, но имеют относительно низкую прочность и малую износостойкость. Основными недостатками чугунных моделей являются большая масса и окисляемость. Бронзовые и латунные модели после обработки имеют очень гладкую поверхность, не окисляются; получаемый с их помощью отпечаток является наилучшим по качеству. Но такие модели являются очень тяжелыми, их применяют только для изготовления небольших сложных отливок высокой точности и с повышенным качеством поверхности.
Для уменьшения массы модели делают пустотелыми с ребрами жесткости.
Формовочные уклоны на металлических моделях меньше, чем на деревянных, так как их рабочие поверхности более гладкие.
Модели из пластмасс, сочетая преимущества деревянных и металлических, обладают малой массой, высокой точностью и прочностью, не подвержены короблению и разбуханию, устойчивы к действию влаги при эксплуатации и хранении. Для изготовления моделей применяют термореактивные пластические массы на основе эпоксидных и формальдегидных смол, стиракрил, актилат. Крупные модели делают пустотелыми, мелкие – монолитными.
Модели элементов литниковой системы изготавливаются аналогичным образом.
Стержневой ящик – формообразующее изделие, имеющее рабочую полость для получения в ней литейного стержня нужных размеров и очертаний из стержневой смеси. Стержневые ящики обеспечивают равномерное уплотнение смеси и быстрое извлечение стержня. Размер рабочей полости стержневого ящика увеличивают на величину усадки отливки. Для образования знаков стержня в ящике выполняют специальные углубления или выступы. Изготавливают из тех же материалов, что и модели. Стержневые ящики могут быть разъемными (для извлечения стержня разбираются на две или более частей) и неразъемными (вытряхными), а иногда с нагревателями.
Разъемные стержневые ящики выполняются с горизонтальным, вертикальным или иным разъемом. Части разъемного ящика скрепляют с помощью клиньев, крючков, стяжек.
Изготовление стержней может осуществляться вручную и на специальных стержневых машинах.
Модельные плиты формируют разъем литейной формы, на них закрепляют части модели и элементы литниковой системы.
Модельные плиты используют для изготовления опочных и безопочных полуформ. Они могут быть односторонними и двухсторонними, наборными и цельнолитыми. На односторонних плитах модели располагают только на одной верхней стороне, которую называют рабочей. На двухсторонних плитах обе стороны являются рабочими и на них располагают половины моделей. Двухсторонние плиты применяют только при безопочной формовке. Наборная плита состоит из плиты и прикрепленных к ней нескольких частей модели и других деталей. Цельнолитую модельную плиту изготовляют заодно с половиной модели.
Для машинной формовки в условиях единичного и мелкосерийного производства, когда требуется быстрая смена модели на формовочных машинах, применяют координатные модельные плиты (рис. 4) и плиты со сменными вкладышами (металлическая рамка плюс металлические или деревянные вкладыши).
Координатная модельная плита
Рис.4. Координатная модельная плита: 1 – плита; 2 – штырь; 3 – верхняя половина модели детали; 4 – модель стояка
На рабочей стороне координатной модельной плиты нанесена сетка прямых линий, в точках пересечения которых просверливают отверстия, каждое из них имеет свой шифр. У каждого штифта полумодели проставлен шифр отверстия в модельной плите, в которое он должен быть вставлен. Это позволяет быстро произвести на машине замену одних полумоделей другими.
На плитах со сменными вкладышами вкладыши вставляют в гнездо модельной плиты и крепят болтами или защелками.
Возможно использование плит с координатным крестом. Монтаж модели по кресту выполняют с помощью взаимно перпендикулярных планок плиты полукруглого сечения. Планки входят в соответствующие пазы на модели и точно фиксируют ее. Модель к плите крепят одним болтом, расположенным в центре креста.
Модельные плиты снабжают специальными лапками или приливами для крепления к столу машины.
Классификация модельных комплектов
Модельные комплекты классифицируют по наиболее важным признакам, к которым относятся материал модельных комплектов, способ изготовления литейной формы, тип конструкций моделей, размер их, сложность моделей, прочность изготовления модельных комплектов, вид литейного сплава.
По роду материалов модельные комплекты подразделяются на деревянные, металлические (из сплавов), неметаллические (пластмассовые, гипсовые, цементные, восковые).
Основным материалом для мелкосерийного производства и единичных отливок является древесина, для крупносерийного и массового — алюминиевые сплавы, чугун, сталь, пластмассы. Выбор того или иного материала зависит главным образом от характера производства.
У деревянных моделей, предназначенных для серийного производства, наиболее изнашиваемые части изготовляют из металла или облицовывают их листовым металлом (армируют). Для облицовки моделей используют также древесину бука, ясеня, клена и других лиственных твердых пород. Кроме того, металлическую арматуру применяют и для упрочнения деревянных стержневых ящиков и формовочных шаблонов.
По способу изготовления литейной формы модельные комплекты могут быть для машинной и для ручной формовки. Способ изготовления литейной формы является основным признаком, определяющим тип модели и ее конструкцию.
Для ручной формовки модель может иметь один-два и более разъемов, а также иметь отъемные части.
Для машинной формовки модель желательно иметь более простой по конфигурации, без отъемных частей и не иметь больше одного разъема. Чтобы не применять отъемных частей и упростить конфигурацию модели, целесообразно применять наружные стержни. Модели, изготовленные для машинной формовки, можно использовать и для ручной, модели же для ручной формовки не всегда можно применять на машинах.
По конструктивным признакам модели делятся на сплошные и пустотелые. Эта классификация относится как к деревянным, так и к металлическим, пластмассовым и другим моделям. Обычно сплошные модели изготовляются небольших размеров. Модели машиностроительных отливок, имеющих геометрическую общность и технологическую однородность изготовления их, делятся на три вида: плоскостные, тел вращения и смешанные (плоскостные с формой тел вращения), представленные на схеме. Такая классификация модельных комплектов, предложенная В. Я. Клебанером, облегчает работу модельных цехов в решении комплекса экономических, организационных и технических задач, особенно при специализации модельного производства.
Модельные плиты, представляющие совокупность моделей, предназначенных для машинной формовки, бывают сборные и реже цельнолитые. Модели машинной формовки прочно укрепляют на подмодельных металлических плитах. Такие плиты с моделями называют модельными и подразделяют их на односторонние, двусторонние.
Модели для ручной формовки можно подразделять на неразъемные и разъемные.
Неразъемными моделями называют такие модели, которые можно заформовать и целиком вынуть из формы, получив при этом полный отпечаток модели наружного контура. Примером неразъемной модели может служить модель упора (рис. 102,а).
Рис. 102. Неразъемные модели и способ формовки по ним:
Чтобы получить фасонную отливку упора, расплав металла заливают в форму. Литейная форма для получения отливки показана на рис. 102. Форма состоит из полуформ 1 и 2, которые перед заливкой прочно скрепляют. Полуформы изготовляют из песчаной формовочной смеси, которую уплотняют в опоках 6 и 7. Полость формы 3, имеющую очертания требуемой отливки (упор), получают при помощи модели 8. Для образования в отливке круглого отверстия при помощи стержневого знака 9 в углубление знаковой части нижней полуформы вставляют стержень 4, изготовленный из песчано-глинистой смеси в стержневом ящике 10. Полость формы заполняют металлом через каналы 5, называемые литниковой системой. После затвердевания литейного сплава форму разрушают, а отливку извлекают из опок.
На рис. 102,6 показана модель малой фундаментной (анкерной) плиты, которая не имеет разъема и по ней производят формовку так же, как и по модели упора. На рис. 102, в показан чертеж целой модели рукоятки, эта модель предназначена для формовки с подрезкой. Неразъемные модели могут иметь и отъемные части, которые вынимают из формы после извлечения модели.
О производстве литья
Популярные статьи
Обучающий PDF-мануал «5 способов эффективно вложить 1000+ руб»
Модные часы для успешных
Свежие записи
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
Блок подписки
Согласие на получение новостей с сайта
Модельная оснастка для литейного производства
Модельная оснастка для литейного производства это комплект модельных плит, для изготовления верхней и нижней полуформ. На которых расположены модели деталей. И элементы литниковой системы: стояком, шлаковиками, прибылями, питателями, выпорами, дросселями.
В модельный комплект также входит комплект стержневых ящиков, которые нужны для изготовления стержней на одну единицу отливки какого-либо изделия.
Модели для литейного производства могут изготавливаться из различных материалов: из чугуна, алюминия,
Стержневые ящики также изготавливаются из алюминия, пластика и из дерева.
Модели служат для получения земляного отпечатка в верхней и нижней полуформе. Стержневые ящики требуются для получения стержней, которыми выполняются полости, пустоты и поднутрения в отливках.
Деревянные и пластиковые модели изготавливаются в деревоотделениях модельного цеха. Деревянные заготовки собираются вручную модельщиком, на них вычерчивается контур формообразующей поверхности.
Которую выполняют путем фрезерования клееных деревянных заготовок. После фрезерования деревянные заготовки отправляются к модельщикам, которые вручную доводят деревянные модели и деревянные стержневые ящики.
Доработанные до требуемой чистоты поверхности и размерной точности, деревянные модели и стержневые ящики могут быть использованы как промодели для изготовления пластиковых моделей и стержневых ящиков по наливным смолам.
Помимо изготовления по наливным смолам пластиковые модели и стержневые ящики могут изготавливаться методом механической обработки пластиковых брусков и пластин, наклеиваемых друг на друга в процессе изготовления моделей и стержневых ящиков по математической 3D модели на станках с програмным управлением.
Металлические модели и стержневые ящики получаются методом механической обработки (фрезерование, точение, токарные работы), заготовок полученных литьем по деревянным промоделям или одноразовым пенополистироловым моделям, в результате чего и получаются металлические модели.
Металлические модели также могут изготавливаться на станках ЧПУ с програмным управлением по математической 3 D модели.
Вышеперечисленная оснастка используется для получения отливок при формовке в песчано-глинистые формы. Но помимо этого процесса в Литейном производстве применяются и другие технологии.
При производстве литья из цветных сплавов используется металлическая оснастка: кокили, пресс-формы, различные штампы ( при изготовлении литья на литейно- ковочных машинах — ЛКМ)
Математические 3D модели пишутся в КБ модельных цехов специалистами конструкторами- программистами. На моделях и стержневых ящиках предусматриваются формовочные уклоны (для облегчения извлечения моделей из формы а стержня из стержневого ящика). Все модели и стержневые ящики в зависимости от сплава отливки выполняются с учетом усадочного метра, он составляет от 0% до 2,5%. Чтобы компенсировать усадку сплава и получить правильную геометрию отливки.