Выбор способа изготовления отливки

Определяющими факторами выбора способа изготовления отливки являются: тип серийности производства, марка сплава и различные специальные требования. Кроме того, необходимо учитывать коэффициент выхода годного, производительность применяемого оборудования и экономическую целесообразность.

При серийном или массовом производстве для изготовления мелких (< 100 кг) и средних (< 1000 кг) отливок обычно применяют машинную формовку на литейном конвейере или автоматические формовочные линии.

Следует отметить, что применение специальных способов литья (литьё в кокиль, литьё под давлением, литьё по выплавляемым моделям и др.) можно использовать лишь при производстве значительных партий отливок в зависимости от их массы и размеров. Большинство отливок можно изготавливать несколькими способами, что и затрудняет окончательный выбор. Но поскольку в данном задании определён один способ изготовления отливок – литьё в песчаные формы, то последовательность выполнения технологического процесса будет проводиться в соответствии с данным решением.

Выбор положения отливки в форме

Положение отливки в форме при заливке расплавом имеет большое значение для получения качественной отливки и экономии сплава. Этим же определяются затраты труда на формовку, сборку формы, обрубку, очистку и обработку отливки резанием. Поэтому при выборе оптимального положения отливки в форме необходимо учитывать следующее:

- в форме её необходимо располагать так, чтобы основные обрабатываемые поверхности и наиболее ответственные части находились в нижней части формы и при заливке они должны быть обращены вниз или расположены вертикально (наклонно);

- отливку (на рисунке 2а для примера приведена отливка – «гильза») следует располагать таким образом, чтобы наибольший габаритный размер (L > D) находился в плоскости разъёма модели и формы. При этом важно соблюдать правило, согласно которому суммарная высота опок должна быть минимальной. Для этого, в некоторых случаях, разъём выбирают ступенчатым, как это сделано при вертикальном, без использования стержней, изготов­лении отливок гильз цилиндров в литейном цехе КамАЗа (рисунок 2б). Однако при расположении отливок такой конфигурации в форме вертикально необходимо провести тестирование формуемости выступающих частей формы или «болванов» (см. п. 1.4);

А б

а – горизонтальное и б - вертикальное расположения отливки в форме

Рисунок 2 – Положение отливки в форме

- плоские и тонкостенные отливки типа «плит» необходимо заливать вертикально или в наклонном положении;

- выбранное положение отливки в форме должно обеспечивать наличие минимального количества стержней, удобную и надёжную их установку.

В реальных условиях одновременно выполнить все требования невозможно, поэтому необходимо учитывать те требования, которые обеспечивают получение качественной отливки.

3.4 Выбор разъёма формы

Разъём формы необходим для извлечения из неё модели и установки стержней в форму. Конфигурация разъёма формы зависит от размеров, конструкции и характера производства отливки.

Выбор разъёма непосредственно зависит от положения отливки в форме и в дальнейшем определяет её качество.

При выборе разъёма формы необходимо соблюдать следующие требования:

- модельный комплект должен быть несложным и состоять из наименьшего числа комплектующих, как и число поверхностей разъёма формы. В условиях массового или серийного производства допускается иметь только одну поверхность разъёма (предпочтительно плоскую);

- при выбранной поверхности разъёма формы модель отливки должна свободно извлекаться из формы;

- всю отливку или её наиболее ответственные части (бóльшую часть) необходимо располагать в одной полуформе (предпочтительно в нижней) для повышения точности размеров. Базы механической обработки отливок должны располагаться в одной из полуформ с обрабатываемыми и ответственными соосными поверхностями и не пересекаться с поверхностью разъёма формы. В качестве примера на рисунке 3а показана форма для изготовления отливки – «крышка огнетушителя», имевшей большой брак по скосу обрабатываемой внутренней поверхности, образуемой стержнем, относительно базы обработки квадратного прилива, находящегося в верхней полуформе. Способ формовки, показанный справа, ликвидировал этот брак (рисунок 3б);

а б

Рисунок 3 – Неправильная а и правильная б формовка крышки огнетушителя

- число стержней должно быть минимальным по возможности простой конфигурации или вовсе не иметь их, т.к. стержни усложняют форму, увеличивают опасность возникновения брака, повышают стоимость изготовления формы и очистки отливок;

- при формировании полостей отливки следует иногда применять выступающие части формы («болваны»). Соотношение высоты Н_б(рисунок 4) и диаметра Д_б должно быть не более чем 1 : 3 при расположении "болвана" в верхней полуформе. Высота болвана Н_б не должна превышать его диаметр, если «болван» находится в нижней полуформе. При бóльших соотношениях Н_б и Д_бприменяют стержни для предотвращения обвала формы.

«Болваны» рекомендуется располагать в нижней полуформе, т.к. усилие отрыва «болвана» при съёме модели уменьшается на величину его веса (рисунок 5а);

1 – формовочный «болван»; 2 – модельная плита; 3– опока;

4 – формовочная смесь; H_б , Д_б – высота и диаметр «болвана»

Рисунок 4 – Оценка формуемости «болвана»

- разъём должен обеспечивать удобство установки стержня 1 в нижней части полуформы (рисунок 5б, вариант ІІ предпочтительней варианта І);

- база черновой механической обработки ( ) и большинство обрабатываемых поверхностей (Ra – параметр шероховатости поверхности) должны находится в одной полуформе (на рисунке 5в, вариант І предпочтительнее варианта ІІ);

- протяжённость заливов по плоскости разъёма должна быть наименьшей (рисунок 5г, вариантІ), а их зачистка удобной;

- высота модели или формы должна быть минимальной, что снижает расход формовочной смеси и способствует свободному извлечению модели.

Разъём модели или формы показывают отрезком или ломанной штрихпунктирной линией, заканчивающейся знаком , над которой указывается буквенное обозначение разъёма "МФ" (рисунок 2а), что означает "разъём модели и формы".

Направление разъёма показывают сплошной основной линией, ограниченной стрелками и перпендикулярной к линии разъёма (рисунок 5а).

При применении неразъёмных моделей указывают только разъём формы "Ф" (рисунок 5а).

Положение отливки в форме при заливке обозначают буквами "В" (верх) и "Н" (низ). Буквы проставляют у стрелок, показывающих направление разъёма формы (рисунок 5).

а б

в г

Ι, ΙΙ – варианты выбора; 1 – стержень; 2 – «болван»; В, Н– верх и низ формы;

– база механической обработки.

Рисунок 5 – Варианты (а – г) выбора плоскости разъёма