Сборка литейных форм. Порядок и контроль сборки и установки стержней. Брак отливок из-за несоответствия по геометрии, причины и меры предупреждения данного брака
Сборка форм — ответственный процесс, требующий внимания и аккуратности. Сборка включает операции: подготовки полуформ и стержней к сборке, установки стержней (обычно в нижнюю полуформу), контроль положения стержней, накрытия нижней полуформы верхней, установки выпорных и литниковых чаш, скрепления полуформ или их нагружения.
Полуформы и стержни, поступившие на сборку, тщательно осматривают; к сборке не допускаются стержни и полуформы, имеющие повреждения или дефекты. Перед сборкой полость формы продувают сжатым воздухом, чтобы удалить из нее частицы смеси и инородные тела.
Стержни устанавливают в форму в последовательности, указанной на сборочном чертеже или в технологической карте. При этом необходимо следить за тем, чтобы знаки стержней точно становились в отпечатки знаков модели. Если знак стержня почему-либо не подходит к своему гнезду в форме, то подгонка его опиливанием не допускается. Только в исключительных случаях, в условиях единичного или мелкосерийного производства, допускается подгонка знаков стержня по контрольным шаблонам. Положение каждого стержня относительно формы и других стержней проверяют контрольными шаблонами.
Размеры тела отливки, образованные стержнями и формой или только стержнями, проверяют толщиномерами. В условиях единичного производства при сборке сложных форм используют контрольное перекрытие формы, если толщину тела отливки, образуемую формой и стержнями, нельзя проверить контрольным или измерительным инструментом. Перед контрольным перекрытием на поверхность формы и стержней в необходимых местах укладываются кусочки глины — «мушки» — высотой, большей толщины стенки отливки. Затем делают контрольное перекрытие формы, в процессе которого кусочки глины сжимаются до толщины просвета между формой и стержнем. После раскрытия формы «мушки» вынимают, измеряют их толщину и таким образом определяют возможную толщину стенки отливки.
Обычно стержни устанавливают в нижнюю полуформу на знаках, однако иногда стержень крепят к верхней полуформе. Эта операция должна быть выполнена особенно тщательно, так как недостаточно надежное крепление стержня может привести к отрыву его от формы при сборке, поломке формы и стержня и даже к несчастным случаям.
В отдельных случаях для большей устойчивости стержня в форме при ее заливке металлом стержень устанавливают на жеребейки— жесткие металлические опоры. Высота жеребейки соответствует толщине тела отливки. Сплав для изготовления жеребеек выбирают в соответствии с заливаемым в форму сплавом. При литье чугуна или стали жеребейки изготовляют из жести, низкоуглеродистой стали.
Поверхность жеребеек должна быть чистой, без следов ржавчины, влаги и масла. При подготовке жеребейки подвергают дробеструйной обработке и иногда лудят. Чистые жеребейки хорошо свариваются с металлом отливки и не вызывают образования раковин или несплошностей в отливке. Однако для отливок, работающих под давлением жидкости или газа, применять жеребейки нежелательно, а иногда недопустимо.
На автоматических линиях сборка форм производится механизмами линии: 1) стержнеукладчикам и (манипуляторами), устанавливающими отдельные стержни или блок стержней в форму; 2) сборщиками — устройствами для установки верхней полуформы на нижнюю
Для установки стержней в форму при сборке все большее применение находят роботы, позволяющие автоматизировать эту сложную операцию и освободить человека от монотонного и напряженного труда.
Недолив- дефект в виде неполного образования отливки вследствии частичного незаполнения полости литейной формы металлом при заливке.
Основными причинами возникновения данного дефекта могут быть низкие температура и жидкотекучесть заливаемого металла. Причем величина жидкотекучести зависит не только от температуры и химического состава заливаемого сплава, но и от состава смеси, ее теплопроводности, газопроницаемости и шероховатости поверхности, по которой течет металл. Недоливы получаются и при медленной заливке с прерыванием струи металла. Возможны недоливы и от технологичности отливки, особенно в том случае, когда в ней имеются тонкие стенки, к которым невозможно подвести металл. Большое значение для получения бездефектных отливок имеет литниковая система. Так, при получении тонкостенных отливок необходимо обеспечить быстрое заполнение формы металлом, для чего сечение литниковой системы увеличивают на 10-20% против расчетного. Недостаточное количество жидкого металла в ковше и плохое состояние модельно-опочной оснастки могут быть одной из причин получения данного дефекта. Дефекты, подобные недоливу, получаются при избыточном припыливании сырой формы противопригарными материалами, которые намываются металлом в определенные места формы, препятствуя заполнению их расплавом.
Неслитина — дефект в виде произвольной формы отверстия или сквозной щели в стенке отливки с закругленными краями, образовавшихся вследствие неслияния потоков металла при заливке.
Данный дефект характерен тонкостенным частям детали и образуется при низкой температуре и скорости заливаемого сплава и его жидкотекучести, неправильном подводе металла к отливке, нарушении технологических процессов заливки и изготовления формы. Деформация опок и подмодельных плит также может быть причиной образования неслитин вследствие искажения размеров элементов литниковой системы и геометрии отливки.
Подутость— дефект в виде местного утолщения отливки вследствие расширения неравномерно или недостаточно уплотненной песчаной формы заливаемым металлом.
Наиболее частыми причинами появления подутости является низкая прочность формовочной смеси, недостаточное ее уплотнение и большое металлостатическое давление жидкого сплава.
Перекос— дефект в виде смещения одной части отливки относительно осей или поверхностей другой части по разъему формы, модели или опок.
Основными причинами перекоса бывают неисправность оснастки {коробление опок в результате внутренних напряжений, выход из строя фиксирующих втулок и штырей в опоках и на подмодельных плитах), некачественная сборка форм.
Коробление— дефект в виде искажения конфигурации отливки под влиянием напряжений, возникающих при охлаждении, а также в результате нетехнологичности отливки или коробления модели.
К короблению склонны нетехнологичные отливки с развитыми горизонтальными плоскостями, со стенками различий толщины, когда происходит неодновременное охлаждение различных зон отливки. Температурный перепад увеличивается с возрастанием скорости охлаждения, поэтому преждевременная выбивка отливок из формы или их искусственное охлаждение увеличивают коробление отливок. Коробление может вызвать недостаточная податливость форм и стержней, в результате чего возникают значительные внутренние напряжения. Неправильный подход металла к полости формы может вызвать большой температурный перепад, особенно у длинных плоских деталей, и привести к деформации отливки. Причиной дефекта являются коробление и поломки модельно-опочной оснастки.
Вылом— дефект в виде нарушения конфигурации и размера отливки при выбивке, обрубке, отбивке литников и прибылей, очистке и транспортировании.
Основной причиной вылома являются механические повреждения в процессе выполнения различных операций.