ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ ПО ПОСТОЯННЫМ МОДЕЛЯМ
Методические указания к лабораторным работам
по направлению 150100 – Металлургия
Екатеринбург
УДК 621.744
Составитель И.А.Вайс
Научный редактор проф., д-р техн. наук Е.Л.Фурман
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ ПО ПОСТОЯННЫМ МОДЕЛЯМ: методические указания к лабораторным работам / И.А.Вайс. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина», 2011. 12 с.
Методические указания являются руководством к выполнению лабораторных работ. В работе указана цель выполнения лабораторных работ, приведены общие сведения об основных способах ручной формовки, последовательность технологических операций при изготовлении форм, их заливке, выбивке, используемое оборудование и инструменты, требования по технике безопасности при выполнении работ и требования к содержанию и оформлению отчета. В приложении представлен пример выполнения графической части отчета.
Методические указания предназначаются для бакалавров, обучающихся по направлению 150100 – Металлургия, всех форм обучения.
Библиогр.: 6 назв. Табл. 11. Рис. 3
Подготовлено кафедрой литейного производства и упрочняющих технологий
Общие сведения
Формовка по постоянным моделям является наиболее распространенным вариантом изготовления литейных форм. При этом модель может быть разъемной, неразъемной или с отъемными частями.
Разъемные модели применяют при ручной, машинной и автоматической формовке. Формовку по неразъемной постоянной модели обычно осуществляют вручную, применяя специальные приемы (с подрезкой, с фальшивой опокой и др.). При наличии у неразъемной модели плоской поверхности и возможности ее размещения в одной полуформе формовку ведут так же, как и по разъемной модели. В этом случае неразъемную модель можно рассматривать как одну половину разъемной модели. Для механизации процесса формовки по неразъемной постоянной модели без плоской поверхности применяют фасонные подмодельные плиты. В гнезда таких плит устанавливают неразъемную модель и утопляют ее до поверхности разъема. Формовка с отъемными частями требует их извлечения из полуформ вручную, поэтому достичь полной автоматизации всех технологических операций формовки по модели с отъемными частями не удается.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Формовка по разъемной модели в опоках
Формовку осуществляют в двух опоках (рис. 1). Сначала по одной части разъемной модели изготовляют нижнюю полуформу (рис. 1, в). Для этого на подмодельную плиту 6 устанавливают опоку 5 и нижнюю половину модели 1. На поверхность модели наносят разделительное покрытие для предотвращения прилипания к ней формовочной смеси. Затем опоку заполняют формовочной смесью 4, разрыхленной и просеянной через сито с размером ячеек 3—4 мм, и уплотняют до получения твердости 60—80 единиц по твердомеру. При изготовлении отливок, склонных к образованию пригара, на модель сначала наносят слой облицовочной формовочной смеси толщиной 20—30 мм. После ее легкого уплотнения руками вокруг модели опоку заполняют наполнительной смесью. При ручной формовке смесь в опоку засыпают слоями по 50—75 мм. После уплотнения предыдущего слоя засыпают следующий слой такой же толщины. Это обеспечивает равномерное уплотнение смеси по высоте опоки. Нижние слои смеси уплотняют клиновым концом трамбовки 3 сначала у стенок опоки, а затем в ее средней части. Верхний слой смеси в опоке уплотняют тупым концом трамбовки. Излишек смеси над верхним срезом опоки удаляют линейкой. Вентиляционные каналы в полуформе выполняют накалыванием уплотненной смеси душником. Заформованную опоку переворачивают на 180° и устанавливают на подопочную плиту разъемом вверх. При ручной формовке в качестве подопочной плиты можно использовать подмодельную плиту. Формовочную смесь по разъему заглаживают гладилкой. На нижнюю половину модели по центрирующим шипам устанавливают верхнюю половину 2.
На свободной площади поверхности разъема размещают в соответствии с разработанной технологией модели элементов литниковой системы 7, 8 (рис. 1, г). Затем на нижнюю опоку 10 по штырям 9 устанавливают верхнюю опоку. Поверхность разъема посыпают тонким слоем сухого кварцевого песка или графита для предотвращения слипания смеси в верхней и нижней опоках. Верхнюю полуформу изготовляют так же, как и нижнюю. После срезания излишка смеси и устройства вентиляционных каналов из верхней полуформы извлекают модели литниковой чаши (воронки), стояка и выпоров, предварительно слегка раскачав их. При отсутствии модели чаши или воронки перед извлечением модели стояка вокруг него гладилкой прорезают приемную полость литниковой системы.
Рис. 1. Формовка по разъемной модели:
а — деталь с элементами литейной формы; б — разъемная литейная модель; в и г — изготовление соответственно нижней и верхней полуформ; д — форма в сборе
Верхнюю полуформу снимают с нижней, переворачивают на 180° и устанавливают на подопочную плиту разъемом вверх. Из обоих полуформ извлекают части модели отливки и модели элементов литниковой системы — питателя и шлакоуловителя (коллектора). Последние могут быть как чаша или воронка прорезаны в полуформах гладилкой. Обе полуформы отделывают и при необходимости наносят противопригарное покрытие.
При машинной формовке обе полуформы изготовляют отдельно по модельным плитам с отцентрированными и закрепленными на них частями модели отливки и моделей элементов литниковой системы.
Затем форму собирают (рис. 1, д). Для этого в нижнюю полуформу 10 устанавливают стержень 13. При этом знаковые части стержня входят в соответствующие знаковые части (гнезда) полуформ. Затем нижнюю полуформу накрывают верхней 12. Для предотвращения их смещения относительно друг друга полуформы спаривают с помощью штырей. При заполнении полости формы жидким металлом возникают силы, стремящиеся приподнять верхнюю полуформу. Это обусловлено гидравлическим ударом и силами Архимеда, поэтому перед заливкой полуформы скрепляют скобами, болтовыми и клиновыми соединениями или накладывают на верхнюю полуформу специальный груз 11. При производстве мелких отливок, когда подъемная сила жидкого металла, действующая на верхнюю полуформу, существенно меньше ее веса, формы не нагружают и не скрепляют.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2