Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Формовка в опоках

05.11.2018

При формовке в опоках отливки получаются более точными, чем при формовке в почве, так как опоки центрируют с помощью штырей. Формовка в опоках производительнее формовки в почве.

Формовку в опоках выполняют по разъемным и неразъемным моделям. При этом используют различные приемы: формовку с подрезкой, с фальшивой опокой, с перекидным болваном, с отъемными частями и т. д. Основное назначение этих приемов формовки состоит в том, чтобы при заданной конструкции отливки и серийности ее изготовления обеспечить необходимое качество при минимальных затратах. Например, при формовке с подрезкой или с перекидным болваном в условиях единичного производства во многих случаях можно исключить изготовление стержневых ящиков, что снижает стоимость отливки при практически неизменном качестве.

Формовка в опоках по разъемной модели. Изготовление формы начинают с установки модели или ее половины 2 (если модель разъемная) на модельную плиту 1 (рис. 7.4, а). Затем на плиту ставят нижнюю опоку 3. Расстояние между моделью и стенкой опоки должно быть 25-50 мм. Модель протирают смесью керосина с мазутом (50 % керосина, 50 % мазута) или припыливают модельной пудрой (рис. 7.4, б). После этого через сито 4 просеивают облицовочную смесь (рис. 7.4, в).

Толщина слоя облицовочной смеси для мелких отливок составляет 15-30 мм, а для крупных - 30—40 мм. При формовке крупных отливок с высокими отвесными стенками облицовочную смесь просеивают через сито только для покрытия горизонтальной плоскости модели. Обкладку отвесных стенок выполняют той же облицовочной смесью.

В опоку насыпают наполнительную смесь слоями (50-75 мм) и уплотняют трамбовкой 5 (рис. 7.4, г, д, е). При уплотнении нельзя сильно ударять трамбовкой по смеси, так как формовочная смесь в местах ударов будет сильно уплотнена и в отливках могут образоваться газовые раковины. Особенно тщательно уплотняют смесь в углах и у стенок опоки.

Излишек смеси после уплотнения срезают линейкой 6 вровень с кромками опоки (рис. 7.4, ж). Затем в форме иглой 7 прокалывают вентиляционные каналы так, чтобы они не доходили до модели на 10-15 мм (рис. 7.4, з). После этого полуформу вместе с модельной плитой поворачивают на 180° и устанавливают вторую половину модели.

Чтобы устранить прилипание формовочной смеси верхней полуформы к нижней, плоскость разъема присыпают сухим разделительным песком или тальком. Этот песок сдувают с поверхности сжатым воздухом. Верхнюю опоку ставят на нижнюю и через сито насыпают на модель слой облицовочной смеси, устанавливают модель стояка и насыпают в опоку наполнительную смесь. Затем уплотняют смесь трамбовкой (рис. 7.4, и). Излишки смеси сгребают и делают наколы иглой. Форму раскрывают и смачивают ее поверхность вблизи модели водой. В модель ввертывают подъем, ее слегка расталкивают ударами молотка по подъему и извлекают из формы, сохраняя вертикальное положение подъема и модели (рис. 7.4, к). Из формы извлекают также модели стояка, выпора, питателя.

Извлечение модели из формы является ответственной операцией. Выполнять ее нужно осторожно, чтобы не разрушить форму. После извлечения модели отделывают поверхность формы. Поврежденные места формы исправляют гладилками, ложечками, ланцетами. Некоторые части формы укрепляют шпильками. Для предупреждения ухода расплава из формы при заливке на плоскости разъема формы наносят риски (подрезки) вокруг отпечатка модели на расстоянии 50-70 мм от нее. Отделанную форму, изготовленную по-сырому, перед сборкой присыпают порошком графита или древесного угля. При формовке по-сухому поверхность формы не припыливают, а окрашивают. Делается это после сушки, когда она еще не остыла. Иногда формы красят два раза: до и после сушки. Затем устанавливают стержень и собирают форму (рис. 7.4, л, м).

Формовка с подрезкой. При формовке в опоках по неразъемной модели, не имеющей плоскости, пригодной для укладки модели (относительно плоскости разъема опоки), применяют формовку с подрезкой.

Модель прилегает к плите не всей нижней поверхностью, а только выступом, поэтому при уплотнении нижней полуформы в полость 1 попадает формовочная смесь (рис. 7.5, а). Чтобы вынуть модель, формовочную смесь из этой полости срезают гладилкой или ланцетом (рис. 7.5, б). Образующуюся поверхность тщательно заглаживают. Эту операцию называют подрезкой. Разъем формы будет уже не плоский, а фасонный.

Поверхность разъема нижней полуформы, в том числе и поверхность подрезки, посыпают разделительным песком или (при глубокой подрезке) застилают бумагой; устанавливают верхнюю опоку (рис. 7.5, в), засыпают смесь и уплотняют ее. Форму разбирают, извлекают модель, затем снова собирают для заливки (рис. 7.5, г). На рис. 7.5, д показана отливка с литниками. Подрезку применяют лишь при изготовлении небольшого числа отливок по данной модели.

Формовка с фальшивой опокой. При изготовлении форм по неразъемным моделям со сложной поверхностью применяют фасонные модельные плиты из гипса, дерева, в которые при формовке вкладывают модель. Плиты используют для изготовления относительно большой (до нескольких десятков штук) серии отливок. При этом отпадает необходимость в подрезках разъемов каждой изготовляемой формы.

На деревянную фасонную плиту 1 с моделью 2 ставят нижнюю опоку и уплотняют в ней формовочную смесь (рис. 7.6, а, б). Полуформу с плитой переворачивают и снимают фасонную плиту (рис. 7.6, в). При этом модель остается в нижней полуформе, на которую ставят верхнюю опоку и уплотняют смесь. Затем форму разбирают, извлекают модель и форму собирают под заливку (рис. 7.6, г).

При изготовлении трех-пяти отливок вместо фасонной модельной плиты используют фальшивую опоку (полуформу). Ее изготовляют из обычной формовочной смеси. Для этого смесь в опоке уплотняют, делают в ней углубление до плоскости I-I и устанавливают в него модель (рис. 7.6, д), закрывая отверстия в ней жестяными шайбами 6. Таким образом получают фасонную модельную плиту - фальшивую опоку 4 (полуформу). На фальшивую опоку с моделью устанавливают опоку 3, уплотняют в ней смесь, переворачивают и снимают фальшивую опоку (рис. 7.6, е). На ее место ставят опоку 5 (рис. 7.6, ж), уплотняют в ней смесь, разнимают форму, извлекают модель и шайбы и собирают форму. Фальшивую опоку 4 (полуформу используют повторно как фасонную модельную плиту.

Формовка с перекидным болваном по разъемной модели. При единичном производстве мелких отливок, имеющих поднутрения или полости, выполняемые песчаным болваном взамен стержня, применяют формовку с перекидным болваном.

Формовка по разъемной модели канатного блока (рис. 7.7, а), состоящей из двух частей, производится следующим образом. Половину модели 2 кладут на плиту 3; на ступицу блока устанавливают модель стояка 7; устанавливают верхнюю опоку, наполняют ее формовочной смесью, уплотняют и выполняют вентиляционные наколы (рис. 7.7, б). Затем извлекают модель стояка, накрывают полуформу плитой и вместе с ней переворачивают на 180°; модельную плиту снимают.

Для извлечения модели из формы по окружности блока по линии 4—9 делают подрезку и образовавшуюся поверхность присыпают разделительным песком (рис. 7.7, в). Устанавливают вторую половину 7 модели и уплотняют перекидной болван 5 (полученное таким образом кольцо из формовочной смеси). Поверхность болвана приглаживают гладилкой, посыпают разделительным песком, устанавливают опоку 10 и уплотняют в ней смесь (рис. 7.7, г). Снимают полуформу 11, извлекают одну половину модели и возвращают полуформу 11 на прежнее место. Форму переворачивают на 180° и снимают полуформу 12, извлекают половину модели и продувают форму сжатым воздухом. После этого устанавливают стержень 13 и собирают форму для заливки (рис. 7.7, д).

Формовка в нескольких опоках. Такую формовку применяют при условии, если отливка высокая и не умещается в двух опоках, а также если для сложных частей модели требуется не одна, а две или более плоскостей разъема, иначе модель не извлекается из формы. Формовку в трех опоках выполняют так же, как и в двух. Формовку отливки «Барабан» начинают с нижней опоки 1 (рис. 7.8, а). Модель в этом случае применяют разъемную, т. е. с двумя отъемными частями 2, установленными на фасонную плиту 3. После уплотнения нижней полуформы ее переворачивают, ставят на нее цилиндрическую часть 5 модели и уплотняют вторую полуформу 4 (рис. 7.8, б). Затем устанавливают верхнюю отъемную часть модели и формуют третью полуформу. После этого полуформы разнимают и извлекают части модели, устанавливают стержень и собирают форму под заливку (рис. 7.8, б).

Формовка по модели с отъемными частями. Такая формовка применяется в тех случаях, когда на модели имеются выступы, не позволяющие извлечь ее из формы после уплотнения. Эти выступы и делаются отъемными частями модели.

Формовка производится следующим образом (рис. 7.9). На подмодельную плиту с моделью 7, имеющей отъемные части 2, ставится опока, и производится уплотнение смеси трамбовкой. После срезания излишков смеси и выполнения вентиляционных наколов полуформа 4 переворачивается на 180°. Убираются крепления 3 отъемных частей. Устанавливается модель стояка и выпора, верхняя опока, и засыпается формовочная смесь. Для уплотнения болвана в верхнюю опоку устанавливаются крючки. После этого форма разнимается. При этом отъемная часть модели 1 в виде двух полуколец остается в верхней полуформе 5 и легко удаляется в стороны.

После извлечения модели из нижней полуформы 4 отъемные части 2 остаются в ней и легко извлекаются внутрь полуформы (см. рис. 7.9, г). Далее форма собирается для заливки.

Формовка по шаблону. Формовкой по шаблону называют способ изготовления форм, полости которых получают с помощью профильных досок-шаблонов, вращающихся вокруг оси или движущихся по направляющим. Полость формы образуется либо удалением шаблоном предварительно уплотненной формовочной смеси, либо выравниванием шаблоном накладываемой и уплотняемой смеси.

Формовку по шаблону применяют преимущественно для отливок, имеющих форму тела вращения (втулки, цилиндры, трубы, шкивы, маховики и др.), а также для отливок, очертания которых получают протягиванием шаблона по направляющей (протяжные шаблоны). При формовке с помощью шаблонов не пользуются моделями, изготовление которых требует длительного времени и значительного расхода дерева. Однако на изготовление формы затрачивается значительно больше времени, чем при формовке по моделям. Кроме того, необходим труд формовщиков высокой квалификации. Поэтому такую формовку применяют редко и только для изготовления одной или нескольких отливок.

Чаще используют шаблоны, вращающиеся вокруг вертикального шпинделя. Рассмотрим изготовление отливки крышки по шаблону вращения (рис. 7.10, а). Металлический шпиндель 2 устанавливают в подпятник. На шпинделе укрепляют стопорное кольцо и шаблон № 1, проверив с помощью ватерпаса его горизонтальность. Сверху устанавливают нижнюю опоку и уплотняют в ней формовочную смесь вокруг шпинделя. После этого шаблоном № 1 срезают формовочную смесь до тех пор, пока шаблон не опустится до стопорного кольца. Полученную полуформу, которая является моделью для верхней полуформы, посыпают разделительным песком. На нее устанавливают верхнюю опоку, модель питателя и стояка и проводят уплотнение верхней полуформы (рис. 7.10, б). Затем в верхней полуформе делают вентиляционные наколы, вынимают модели литниковой системы. Готовую полуформу отставляют в сторону. Шаблоном № 2 оформляют нижнюю полуформу, срезая излишек уплотненной формовочной смеси (рис. 7.10, в). После этого снимают нижнюю полуформу со шпинделя и заделывают отверстие от него формовочной смесью. Форму собирают к заливке (рис. 7.10, г).

При формовке по протяжным шаблонам смесь удаляют шаблонами, направляемыми по рамке. В форме же с помощью шаблонов можно изготовить и стержень. Таким образом, отпадает необходимость изготовления модели и стержневого ящика. Этот способ применяют для получения крупных и средних отливок (патрубки, колена труб большого диаметра и др.).

На рис. 7.11 приведена схема формовки патрубка с фланцами и с двумя отводами (см. рис. 7.11, а) с помощью протяжных шаблонов. Модели фланцев 3,5 и отводов 2, 4 изготовлены разъемными из двух половин. Деревянная рамка 6 имеет две отъемные планки 1, соответствующие толщине тела патрубка (см. рис. 7.11, б). По рамке с вставными планками 1 направляют шаблоны, выполняющие стержень, а по рамке без планок - шаблон для формы.

На горизонтальную поверхность твердой постели укладывают рамку 6 вместе с отъемными планками 1, затем осаживают в почву нижние половины модели фланцев и шаблоном № 1 11 (положение I) удаляют профиль по размерам внутренней поверхности патрубка (см. рис.7.11, в). Полученную из песчаной смеси поверхность «стержневого ящика» обкладывают бумагой и уплотняют стержень. Сверху его заглаживают шаблоном № 2 9, имеющим контуры внешней поверхности трубы (положение II) (см. рис. 7.11, г). Затем укладывают модели фланцев и двух отводов, ставят верхнюю полуформу, засыпают формовочную смесь и уплотняют ее, снимают и отделывают полуформу. После этого стержню придают окончательные размеры, т. е. шаблоном № 3 7 (см. рис. 7.11, д) снимают с верхней его половины слой смеси 8 толщиной, равной толщине стенки патрубка.

Стержень поднимают за каркас 12, заложенный в него при уплотнении, отделывают, красят и сушат. С поверхности нижней части формы снимают лишний слой смеси 10 толщиной, равной толщине стенки патрубка. Стержни для отводов изготовляют отдельно в стержневых ящиках, ставят в форму на знаках и прикрепляют шпильками к основному стержню. Затем форму собирают под заливку.

Формовка по скелетным моделям. Формовка по скелетным моделям представляет собой комбинацию формовки по моделям и протяжным шаблонам. Применяют ее крайне редко и только для изготовления крупных единичных отливок с переменным сечением. Этот способ позволяет значительно уменьшить расход древесины на модельный комплект, снизить трудоемкость его изготовления. По скелетной модели можно получить не только форму, но и стержень.

В нижней части формы (рис. 7.12, а) заформовывают половину скелетной модели, изготовленной из брусков толщиной, равной толщине стенок будущей отливки (положение I). Шаблоном № 1 1 из внутренней части модели удаляют смесь, при этом образуется стержневой ящик, в котором получают нижнюю часть стержня. Верхнюю часть стержня выполняют по наружной поверхности модели (положение II). После этого ставят опоку, засыпают смесью и уплотняют. Снимают форму с верхней половины стержня и протяжным шаблоном 2 удаляют лишний слой смеси между ребрами модели (положение III). Затем поднимают верхнюю половину модели и стержень. Тем же шаблоном 2 удаляют лишний слой смеси между ребрами половины модели нижней части формы (положение IV), вынимают половину модели. Форму отделывают, сушат и собирают под заливку.

Формовка по газифицируемым моделям. Особенность формовки заключается в том, что модель не извлекается из формы перед заливкой, а во время заливки плавится и газифицируется под действием теплоты расплава. При этом освобождается полость формы, которая заполняется расплавом. Газифицируемая модель имеет конфигурацию, в точности повторяющую отливку, а размеры ее учитывают усадку металла и припуски на обработку. Это позволяет не изготовлять стержни для выполнения полостей, отверстий, выступающих частей. Отсутствие плоскостей разъема и операции извлечения модели снижает трудоемкость формовки, повышает точность отливки, исключает заливы и уменьшает трудоемкость обрубки отливок.

Для устранения пригара на отливке модель покрывают противопригарным покрытием, состоящим из пылевидного циркона и раствора поливинилбутираля в спирте. Окрашенную модель с приклеенной литниковой системой устанавливают в контейнер, в который насыпана формовочная смесь (или сухой песок) на уровне, предотвращающем уход металла вниз. После этого модель засыпают формовочной смесью, постепенно уплотняя ее трамбовкой, стараясь не повредить модель, которая имеет небольшую прочность.

В качестве материала формы выбираются высокогазопроницаемые формовочные смеси - жидкие самотвердеющие, фурановые, смеси, полученные по СО2-процессу, на основе кварцевых, цирконовых, металлических и других песков. Однако предпочтительными являются жидкие самотвердеющие смеси, а в ряде случаев (для получения мелких отливок из цветных сплавов) - чистый кварцевый песок крупностью 0,16 или 0,2 мм, уплотненный вибрацией формы.

Модель в форме располагают так, чтобы отношение площади ее поперечного сечения (относительно направления подъема металла в форме) к периметру в этом сечении было минимальным, т. е. располагать ее необходимо вертикально или наклонно по отношению к плоскости большего размера. Применяется, как правило, нижняя литниковая система с питателями, рассредоточенными по всей поверхности равномерно.

В форме с газифицируемой моделью не делают открытых выпоров и прибылей, чтобы устранить выделение в атмосферу цеха газов и сажи от разложения модели. Заливку форм с газифицируемыми моделями следует выполнять на участках с хорошей вытяжной вентиляцией.

Формовка в кусках. Этот способ применяют для изготовления художественных отливок, которые не имеют необходимых формовочных уклонов на боковых стенках. На боковых поверхностях модели таких изделий есть впадины, выступы или рисунки, затрудняющие процесс извлечения модели из формы без повреждения последней. Поэтому для изготовления форм по этим моделям нельзя применить описанные выше способы формовки. При изготовлении бюстов, статуэток и других сложных художественных отливок используются более сложные способы формовки. Одним из наиболее распространенных способов формовки сложных отливок является формовка в кусках, описанная в учебнике по технологии художественного литья.

Вакуумно-пленочная формовка. Сущность вакуумно-пленочной формовки (ВПФ), применяемой при изготовлении сухих песчаных форм без связующего, заключается в искусственном создании избыточного напряжения сжатия между песчинками, которое определяется величиной вакуума или разницей между атмосферным давлением и давлением в сыпучем огнеупорном наполнителе. Для реализации способа ВПФ применяют специальную модельно-опочную оснастку и синтетическую пленку. Тонкая (толщиной 0,05-0,1мм) полимерная пленка изолирует лад и контрлад формы и не позволяет атмосферному воздуху проникнуть в полость формы. Изолированная полость формы вакуумируется, в результате чего песок уплотняется и создается прочная форма. Для выбивки формы достаточно снять вакуум.

Процесс ВПФ выполняют в определенной последовательности. На вакуумном поддоне 3, полость которого соединена сквозными каналами 4 с поверхностью модельной плиты и модели, устанавливают модельную плиту 1 с моделью 2. Затем газовым или электрическим нагревателем 6 нагревают синтетическую пленку 5 до пластичного состояния (рис. 7.13, а). Размягченную пленку 5 накладывают на модельную плиту и модель, а полость поддона 3 подключают к источнику вакуума. При этом пленка плотно облегает поверхность модельной плиты и модели, точно воспроизводя ее конфигурацию. Далее на модельную плиту устанавливают опоку 7, которая через отсасывающие фильтры 8 и воздушный коллектор 9 сообщается с источником вакуума (рис. 7.13, б).

В опоку засыпают сухой мелкозернистый песок 10, уплотняют его кратковременной вибрацией, формуют литниковую чашу, накладывают на поверхность полуформы вторую синтетическую пленку и проводят окончательное уплотнение песка вакуумированием объема опоки (рис. 7.13, в). Готовую полуформу легко отделяют с пленкой от модельной плиты, отключая полость вакуумного поддона от источника вакуума (рис. 7.13, г).

Вторую полуформу изготовляют аналогичным образом. Во время сборки, заливки и затвердевания отливки полуформы остаются подключенными к источнику вакуума (рис. 7.13, д). После затвердевания отливки форму отключают от источника вакуума. Отливка 11 остается на решетке, а песок просыпается в бункер (рис. 7.13, е).

Преимущества вакуумно-пленочного процесса:

• для изготовления формы не требуется связующее, следовательно, отпадает необходимость в дорогих связующих материалах, в смесеприготовительном оборудовании;

• в сухих формах можно получать тонкостенные отливки с минимальным браком по газовым раковинам;

• необходим незначительный расход песка (около 2 %);

• достигается высокая точность отливок;

• для изготовления отливок требуются минимальные уклоны на моделях, а в некоторых случаях применяются модели с обратными уклонами.

К недостаткам способа можно отнести:

• повышенный пригар отливок, что ведет к обязательной покраске формы;

• образование газовых раковин и засоров при изготовлении плоских отливок;

• повышенный расход энергии;

• повышенную запыленность рабочего места при засыпке песком опоки и при выбивке формы.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: