Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Литейная модель — это приспособление, точно воспроизводящее наружные контуры будущей отливки и служащее для получения отпечатка в формовочной смеси. Без качественно изготовленной модели невозможно получить точную и бездефектную отливку. От правильного выбора материала, назначения уклонов, учёта усадки и припусков на механическую обработку напрямую зависит соответствие готовой детали чертежу.
Литейная модель — основной элемент модельного комплекта. Она воспроизводит форму отливки с учётом технологических добавок: формовочных уклонов, припусков на усадку металла и припусков на механическую обработку поверхностей. В отличие от готовой детали, модель всегда крупнее, так как несёт в себе компенсацию всех усадочных явлений.
Модель погружают в формовочную смесь, уплотняют смесь вокруг неё, а затем извлекают. Оставшийся отпечаток — рабочая полость формы — в точности повторяет конфигурацию модели. После заливки расплавом и затвердевания металла из формы извлекают отливку.
Назначение литейной модели строго определено: она создаёт наружный контур отливки. Внутренние полости формируют стержни, которые устанавливаются в опорные гнёзда — стержневые знаки, предусмотренные конструкцией модели. Терминология закреплена в ГОСТ 18169-86 «Процессы технологические литейного производства. Термины и определения».
Большинство литейных моделей выполняется разъёмными — состоящими из двух и более частей. Плоскость разъёма определяет, как модель будет извлекаться из уплотнённой формовочной смеси без её разрушения. Правильный выбор плоскости разъёма — одно из ключевых конструктивных решений при проектировании.
Половины модели соединяются металлическими центрирующими штырями и втулками, которые обеспечивают точное совмещение при сборке полуформ. Нижняя полуформа формируется вокруг нижней части модели, верхняя — вокруг верхней. После разъёма каждая половина модели извлекается из своей полуформы отдельно.
Если отливка имеет внутренние полости или отверстия, на модели предусматривают стержневые знаки — выступающие части, которые формируют в смеси гнёзда для установки стержней. Конфигурация знаков и их размеры определяются по ГОСТ 3212-92 «Комплекты модельные. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров».
Знаки делятся на горизонтальные и вертикальные. Длина горизонтального знака зависит от диаметра стержня и вида смеси (по-сырому, по-сухому, ХТС); значения определяются по таблицам ГОСТ 3212-92 в зависимости от диаметра стержня и длины его консольной части. Высота нижнего вертикального знака всегда назначается больше верхнего — для надёжной фиксации стержня под действием архимедовой силы при заливке; высота верхнего знака — не менее 0,5 от высоты нижнего (п. 2.3.3 ГОСТ 3212-92).
В отдельных случаях на модель устанавливают надставки для формирования прибылей — резервуаров расплава, питающих отливку в процессе затвердевания. Модели литниковой системы (стояк, шлакоуловитель, питатели) выполняются отдельными деталями модельного комплекта. Стандарт ГОСТ 3212-92 явно оговаривает, что на модели элементов литниковой системы он не распространяется.
Дерево — наиболее распространённый материал для единичного и мелкосерийного производства. Применяют сосну, ольху, берёзу, бук. Для моделей высокой точности и повышенной износостойкости используют плотные породы: бук, грушу. Ольха отличается минимальным короблением при изменении влажности и рекомендуется для мелких и средних моделей.
Деревянные модели защищают нитролаком или специальными модельными лаками. Это снижает водопоглощение, улучшает чистоту поверхности отпечатка и повышает износостойкость. Технические требования к деревянным модельным комплектам регламентированы ГОСТ 13354-91.
Для серийного и массового производства применяют металлические модели из алюминиевых сплавов или чугуна. Алюминиевые модели легки, хорошо обрабатываются резанием, не окисляются и обеспечивают высокое качество поверхности отпечатка. Чугунные модели более долговечны, но тяжелее и сложнее в изготовлении; их применяют там, где требуется высокая износостойкость при машинной формовке.
Ресурс металлических моделей при машинной формовке составляет от 5 000 до 50 000 съёмов и более в зависимости от материала модели, способа уплотнения и конструкции оснастки. Такие модели применяются на встряхивающих, прессовых, пескомётных и импульсных формовочных машинах.
Эпоксидные и полиуретановые модели занимают промежуточное положение по ресурсу и трудоёмкости изготовления. Их стойкость — от 500 до 5 000 съёмов. Пластмассовые модели хорошо воспроизводят сложный рельеф поверхности, не требуют токарной или фрезерной обработки для сложных форм и обладают коррозионной стойкостью.
Пенополистирольные модели применяются при литье по газифицируемым моделям (ЛГМ, Lost Foam). Модель не извлекается из формы — она газифицируется расплавом непосредственно в момент заливки. Это позволяет получать отливки сложной конфигурации без разъёма формы и без стержней, однако предъявляет высокие требования к точности изготовления модели и составу противопригарных покрытий.
Формовочный уклон — конусность вертикальных рабочих поверхностей модели, необходимая для извлечения её из уплотнённой формовочной смеси без разрушения отпечатка. Уклоны назначаются по ГОСТ 3212-92, который устанавливает 22 класса литейных уклонов в зависимости от высоты формообразующей поверхности и вида смеси.
В таблице ниже приведены типичные значения уклонов наружных поверхностей деревянных моделей для песчано-глинистых смесей (ПГС). Для ХТС и ЖСС значения уклонов устанавливаются по таблице 2 ГОСТ 3212-92 и, как правило, меньше. Для углублений и внутренних болванов значения уклонов удваиваются по сравнению с указанными в таблице (п. 1.4 ГОСТ 3212-92).
Для углублений моделей (болваны, формирующие внутренние полости) при соотношении диаметра или ширины углубления к высоте d > h уклон увеличивают вдвое; при d < h углубление рекомендуется выполнять стержнем (п. 1.4 ГОСТ 3212-92).
Важно разграничивать формовочный уклон (технологическое требование модели) и конструктивный уклон (предусмотренный в чертеже детали). Если конструктивный уклон равен формовочному или превышает его — отдельно назначать формовочный уклон не требуется (п. 1.2 ГОСТ 3212-92). Формовочные уклоны на чертежах отливок указываются обязательной строкой технических требований, например: «Неуказанные литейные уклоны — не более 2°».
При затвердевании металл уменьшается в объёме. Чтобы компенсировать это явление, все линейные размеры модели увеличивают относительно чертёжных размеров отливки на величину линейной усадки конкретного сплава. Значения линейной усадки определяются по справочным данным и учебной литературе (Трухов А.П., 2005; Кукуй Д.М., 2011).
Модельщики применяют усадочный метр — специальную линейку, у которой шкала равномерно растянута на процент усадки соответствующего сплава. Это исключает пересчёт каждого размера вручную и снижает вероятность ошибки.
Поверхности отливки, которые будут обрабатываться на металлорежущем оборудовании, требуют дополнительного слоя металла — припуска на механическую обработку. Его величина зависит от класса точности отливки, наибольшего габаритного размера и положения поверхности при заливке (нижнее, боковое, верхнее). Нормативная база — ГОСТ Р 53464-2009 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку».
Верхние поверхности отливки при заливке всегда получают увеличенный припуск, так как в них скапливаются газовые включения и неметаллические примеси. Нижние и боковые поверхности более чисты и требуют меньшего запаса на обработку. На чертеже отливки припуски обозначаются в соответствии с ГОСТ 3.1125-88.
В отечественной практике принята цветовая маркировка литейных моделей в соответствии с ГОСТ 2413, указывающая на тип металла, для которого предназначен данный модельный комплект.
Независимо от основного цвета, стержневые знаки на любой модели окрашиваются в чёрный цвет. Это позволяет литейщику мгновенно идентифицировать место установки стержня без обращения к чертежу.
Деревянные модели перед окраской покрывают грунтовкой или защитным лаком для снижения влагопоглощения. На металлических моделях при машинной формовке цветовая маркировка наносится в соответствии с технической документацией предприятия и также служит ориентиром для наладчика и формовщика.
Модельный комплект — совокупность всех приспособлений, необходимых для получения готовой литейной формы и стержней. В него входят:
Требования к точности деревянных модельных комплектов установлены ГОСТ 13354-91, металлических модельных плит и комплектов для машинной формовки — ГОСТ 17819-84 «Оснастка технологическая литейного производства. Термины и определения» в части терминологии и технической документацией на конкретное формовочное оборудование.
Литейная модель — технологически точный инструмент, конструкция которого определяет качество всей последующей цепочки: точность отпечатка, точность установки стержней, заполняемость формы и итоговые размеры отливки. Правильный выбор материала модели напрямую зависит от серийности производства. Назначение формовочных уклонов по ГОСТ 3212-92, расчёт усадочных и обрабатывающих припусков, грамотная разработка стержневых знаков и цветовая маркировка по ГОСТ 2413 — всё это в совокупности обеспечивает получение отливки с требуемой точностью размеров и минимальным браком. Понимание конструкции литейной модели необходимо как технологу-литейщику, так и конструктору, проектирующему деталь с применением литейной технологии.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.