Сущность процесса получения отливок

Для того чтобы получить отливку необходимо изготовить литейную форму. Для этого используются формовочные смеси и литейная оснастка, которая включает в себя опоки, модельный комплект или формовочные шаблоны, подмодельные и подопочные плиты, стержневые ящики.

Опока представляет собой жесткую раму, в которую набивается формовочная смесь. Полость в литейной форме для заливки расплавленного металла образуется с помощью моделей или формовочных шаблонов.

Модель – это приспособление, конфигурация которого соответствует форме отливки, но без отверстий, впадин и углублений. Отверстия, впадины и углубления в отливке образуются с помощью стержней.

Процесс изготовления литейной формы называется формовкой.

Для получения отливки, модель заформовывается в опоках. За тем опоки разнимаются и модель удаляется. В образовавшуюся полость, в то место, где должно быть отверстие в отливке, устанавливается стержень, который заранее изготавливается в стержневом ящике.

Через приготовленные в литейной форме специальные каналы – литниковую систему в полость формы заливается расплавленный металл. Когда металл затвердеет, отливка извлекается из формы, после чего отливка очищается и от нее обрубается литники.

Модели и стержневые ящики

В зависимости от получаемых отливок, их размеров, сложности литейных форм и характера производства модели изготовляются из дерева, металлических сплавов, гипса, пластмасс и других материалов. В единичном производстве применяют деревянные модели, в крупносерийном – металлические.

Деревянные модели изготавливают из плотной хорошо просушенной древесины. Для предотвращения коробления модель изготавливается не из целого куска древесины, а склеивают из отдельных частей (брусочков) с тем, чтобы направление волокон было разное. Модель уложенная в форму, соприкасается с влажной формовочной смесью, поэтому древесина модели может отсыреть и разбухнуть. Во избежание этого готовые деревянные модели окрашиваются масляной краской или покрываются модельным лаком. Для чугунного литья модели окрашивают в красный цвет, для стального – синий, цветные металлы – желтый. Знаки в модели окрашивают в черный цвет.

Преимущество деревянных моделей – их дешевизна, простота изготовления, при больших размерах небольшая масса; основной недостаток – недолговечность.

Модели из пластмасс устойчивы к действию влаги, не подвергаются короблению, имеют небольшую массу.

Перспективным является применение моделей из вспененного полистирола, газифицирующего при заливке металла в форму. Применение таких, неудаляемых из формы моделей упрощает формовку, способствует улучшению качества литья.

Металлические модели долговечны, имеют высокую прочность и чистую рабочую поверхность. Чаще всего металлические модели изготовляются из алюминиевых сплавов.

Размеры модели делают больше, чем соответствующие размеры отливки на вкличину линейной усадки сплава, которая составляет для углеродистой стали 1,8 – 2%, для чугуна 0,8 – 1,2%. Размеры модели увеличиваются еще на размер припуска для тех мест отливки, которые в дальнейшем будут подвергать механической обработке.

Чтобы не повредить литейную форму при удалении модели, вертикальные стенки ее выполняются с небольшими формовочными уклонами. В модели делаются выступы, называемые стержневыми знаками. Они образуют в форме углубления, являющиеся опорами для укрепления стержня. В тех случаях, когда пустота в отливке глухая (со всех сторон окружена металлом) стержень укрепляется в форме с помощью жеребеек (подставок и распорок из тонкой листовой стали).

По конструкции модели бывают цельными и разъемными. Чтобы обеспечить набивку литейной формы и извлечение модели, модель большей частью изготавливается разъемной. Разъемная модель состоит из нескольких (обычно двух) частей, причем плоскости разъема модели в большинстве случаев выполняется по плоскостям симметрии отливки.

В зависимости от формы и размеров изготавливаемых стержней стержневые ящики делают цельными и разъемными. Последние применяются чаще и обычно состоят из 2-х частей, соединенных шипами. В стержневом ящике образуется полость, очертания которой соответствует наружному контуру стержня, а, следовательно, и контуру полости в отливке. Стержневые ящики бывают деревянные и металлические. Размеры полости в стержневом ящике делаются больше размера отверстия в готовой отливке, т.к. металл при охлаждении и заливании претерпевает усадку.

Опоки

При изготовлении литейной формы опока устанавливается на подмодельную плиту. В опоку укладывается модель, засыпается формовочная смесь, которая затем утрамбовывается. Опока ограничивает приготовленную земля и не позволяет ей деформироваться во время заливки жидкого металла.

Опоки бывают деревянные и металлические (чугунные, стальные, из алюминиевых сплавов), литые и сварные.

Для соединения верхней нижней опок делают проушины (приливы) с отверстиями, в которые вставляются направляющие штыри. Тем самым предупреждается сдвиг верхней опоки относительно нижней и обеспечивается плотное соприкосновение поверхностей обеих опок перед заливкой форм.

Для предупреждения высыпания формовочной смеси опоки имеют буртики, а в крупных опоках дополнительно устанавливаются продольные и поперечные перегородки.

В стенках опоки есть отверстия для выходов газов из литейной формы. На боковых стенках газов верхней и нижней опок имеются ручки, скобы, либо цапфы, служащие для транспортировки опок.