Модельно – опочная оснастка. Ручная и машинная формовка литейных форм в двух опоках.

Модельно-опочная оснастка

К модельно-опочной оснастке относят модели, модельные плиты, стержневые ящики, опоки и др.
Модели (рис. 10, а) — приспособления, служащие для получения в литейных формах полостей, имеющих форму и размеры, близкие к очертаниям получаемых отливок. Модели чаще всего изготовляют из дерева (сосны, ольхи, липы и т. д.). После изготовления, отделки и проверки размеров модель шпаклюют специальной замазкой и окрашивают влагонепроницаемой краской в определенные цвета. Модели, идущие на формовку чугунных отливок, окрашивают в красный цвет, а их знаки — в черный. Модели для отливок из стали принято окрашивать в синий, а из цветных сплавов — в желтый цвет. При машинной формовке широко применяют более долговечные металлические модели, изготовленные из алюминиевых сплавов, которые жестко закрепляют на металлических плитах.

Рис. 10. Неразъемная и разъемная модели (а), односторонние модельные плиты (б), неразъемный, разъемный и вытряхной стержневые ящики (в): 1 — знаки, 2 — шипы, 3 — модель, 4 — направляющие штыри, 5 — подмодельные плиты, 6 — элементы литниковой системы, 7 — стержень, 8 — коробка, 9 — ручки, 10 — отъемные вставки, 11 — направляющие сегменты для удобства кантовки ящика

Опоки (рис. 11) —это стальные, чугунные или алюминиевые рамки, придающие песчано-глинистой форме прочность и возможность транспортирования. По конфигурации опоки могут быть прямоугольными, круглыми и фасонными. По способу изготовления опоки делятся на литые, сварные и свертные. Ручные опоки массой до 30 кг (без земли), размерами до 600X400 мм снабжены рукоятками для переноски одним или двумя рабочими. Опоки больших размеров, масса которых свыше 30 кг, снабжены специальными головками — цапфами для переноски грузоподъемным краном, пневматическими подъемниками и другими подъемно-транспортными средствами. Стандартные размеры литейных опок регламентированы ГОСТ 2133—57. Для удержания формовочной смеси с внутренней стороны опок предусмотрены крестовины 4 и буртики 8. Центрирование половин опок между собой осуществляется штырями 10, а их скрепление при заливке формы расплавом — с помощью выступов со скосами, на которые набивают стальные скобы 2.
Сушильные плиты — металлические (чаще всего чугунные) плоские или фасонные плитки с отверстиями, на которых производится сушка стержней.
Подмодельные щитки — деревянные или металлические плиты, служащие для установки моделей при ручной формовке.
Шаблоны контрольные — стальные или деревянные плоские фасонные приспособления, служащие для контроля правильности установки стержней при сборке форм.

Рис. 11. Крановые опоки:
1 — верхняя опока, 2 — скоба, 3 — подопочный щиток, 4 — крестовины, 5 — правая направляющая втулка, 6 — цапфа, 7 — нижняя опока, 8 — буртики, 9 — левая направляющая втулка, 10 — штырь

Ручная формовка применяется при единичном производстве отливок (ремонтное литье, уникальные единичные отливки). Например, необходимо изготовить отливку, эскиз которой представлен на рис. 2.3, а. Модель чаще изготавливают из дерева, как наиболее дешевого легко обрабатываемого материала. Размеры модели должны быть больше размеров отливки на величину литейной усадки металла и припуска на механическую обработку (если таковая предусмотрена).

В рассматриваемом случае наиболее простой является формовка по цельной, неразъемной модели. Модельные плиты могут быть деревянными или легкими металлическими. Модель 1 устанавливается на модельную плиту 2, где помещают опоку 3 (рис. 2.3, б). Поверхность модели и плиты посыпают разделительным составом (сухим песком) для уменьшения прилипания смеси к оснастке. Затем на модель насыпают формовочную смесь, уплотняя ее трамбовкой (ручной или пневматической). Уплотнение повышает прочность формовочной смеси. После уплотнения смеси счищают "ее излишки, опоку вместе со смесью и моделью снимают с модельной плиты, одновременно поворачивая полуформу на 180°, в нескольких местах ее прокалывают стальной проволокой с заостренным концом (душником) для создания вентиляционных каналов. На перевернутую опоку устанавливают вторую опоку 4 таких же размеров в свету, модели стояка с воронкой 5 и выпора 6 (рис. 2.3, в), после чего "в опоку насыпают формовочную смесь и уплотняют ее.

Рис. 2.3. Эскиз отливки (а); технологических операций фор­мовки (б, в) и собранной формы (г – вид сверху при снятой верхней форме): 1 – модель; 2 – модельная плите; 3 – опока нижняя; 4 – опока верхняя; 5 – модель стояка с чашей; 6 – модель выпора; 7 – каналы вентиляционные

По расположению при заливке формы металлом эта опока называется опокой верха. В верхней полуформе душником накалывают вентиляционные каналы 7. Далее из формы уда­ляют модели отливки, стояка, и выпора. Для этого после извлечения моделей стояка и выпора снимают верхнюю полуформу, одновременно поворачивая ее на 180°. Модель, находящуюся в нижней полуформе, осторожно расталкивая, извлекают. От отпечатка модели стояка в нижней полуформе вручную прорезают канал, через который во время заливки жидкий металл пойдет от стояка в полость формы. Подобный канал прорезают и к выпору. Устраняют возможные дефекты формы, возникшие при извлечении моделей и других операциях, обдувают обе полуформы сухим сжатым возду­хом для удаления возможного засора и производят сборку формы. Готовая форма показана на рис. 2.3, г. Для получения более высокого качества поверхности отливок используют два вида формовочной смеси: облицовоч­ную и наполнительную. Облицовочной смесью формируют слой формы толщиной 10…50 мм, с которым непосредственно соприкасается жидкий металл во время его заливки и последующего охлаждения. Для уменьшения физико-химического взаимодействия между металлом и материалом формы в состав облицовочной смеси вводят более огнеупорные материалы.

Кроме рассмотренного способа применяется формовка в почве, в двух опоках с разъемной моделью, с отъемными частями модели, по шаблонам, по контрольным сечениям и др.

Кроме уплотняемых смесей в настоящее время применяют жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС). Опоки или стержневые ящики заполняются смесью, способной течь подобно жидкости. Вместо обычного уплотнения трамбовкой применяется небольшое доуплотнение вибрацией на специальном вибростенде. Вследствие наличия в составе смеси материалов, инициирующих процесс отверждения связующего, формы и стержни затвердевают и через некоторое время приобретают прочность, достаточную для осуществления дальнейших технологических операций.

Машинная формовка применяется для повышения производительности труда и точности отливок. Существует боль­шое разнообразие формовочных машин, упрощенная классификация которых приведена в табл. 2.3. На заводах массового производства (автомобильных, тракторных и др.) действуют автоматизированные формовочные линии. На рис. 2.4 приве­дены схемы некоторых формовочных машин.

Таблица 2.3