Пример процесса изготовления формы для получения отливки детали «шкив»

Многооперационный процесс ручного изготовления формы для получения отливки требует выполнения ряда основных и вспомогательных операций в определенной последовательности.

Шкив – деталь ременной или канатной передачи, представляющая собой колесо с широким ободом, охватываемым бесконечным ремнем или канатом с целью их поддержания и направления или передачи вращения между валами. Для клиновых и круглых ремней и для канатов шкив снабжается соответственного вида канавками по ободу. Обод шкива соединен с центральной втулкой или ступицей посредством спиц. Шкивы насаживаются своей втулкой на валы и соединяются с последними шпонками или трением. По конструктивным особенностям деталь является телом вращения с центральным сквозным отверстием в ступице. Конструктивные особенности детали определяют маршрут процесс получения заготовки литьем.

Маршрут получения песчаной литейной формы, перед заливкой жидким металлом, для уменьшения количества операций по повороту опок, как правило, начинается с изготовления нижней полуформы (рисунок 2.1).

На модельную плиту 1 устанавливают нижнюю половину модели 2 (нижней поверхностью с глухими отверстиями), питатели 12 (не менее двух) и нижнюю опоку 3 по линии разъема.

Рисунок 2.1 – Формовка шкива в двух опоках: а – нижняя опока с нижней моделью и питателем; б – верхняя опока с верхней моделью, шлакоуловителем, стояками литника и выпора, установленная на нижнюю опоку; в – извлечение моделей отливки, питателей и шлакоулавителя из опок; г – форма в сборе

Модель покрывают противопригарной и облицовочной смесью и опоку заполняют формовочной смесью 4 вровень с краями опоки. Формовка с уплотнением смеси выполняется механическим воздействием (прессование и др.). При необходимости, после заполнения опоки, срезают излишки смеси, выравнивают поверхность и накалывают каналы (они не должны касаться поверхности модели) (рисунок 2.1, а). Нижнюю опоку поворачивают линией разъема вверх и устанавливают на модельную плиту.

На нижнюю половину модели 2 устанавливают верхнюю половину модели 5 (рисунок 2.1, б), нижнюю опоку 3 накрывают верхней опокой 6. Правильное положение частей модели обеспечивается наличием отверстии под шипы в нижней половине модели и шипов в верхней половине модели, а положение опок – центрирующими штырями 7. В верхнюю опоку 6 устанавливают шлакоуловитель 11 (на питателях), стояк литника 8 (на шлакоуловитель) и стояк выпора 9 (на самую высокую точку верхней половины модели, противоположную стояку литника). Модель отливки покрывают противопригарной и облицовочной смесью. Верхнюю опоку заполняют формовочной смесью, уплотняют ее с последующим выравниванием поверхности, накалывают газоотводные полости.

У модели стояка литника вырезают литниковую чашу 10. В таком положении удаляют модель стояка литника и выпора и переворачивают верхнюю полуформу на 180° (рисунок 2.1, в), устанавливая на модельную плиту линией разъема вверх.

Из верхней полуформы извлекают верхнюю половину модели отливки 5, модель шлакоуловителя. Из нижней полуформы извлекают нижнюю половину модели отливки 2 и модели питателей 12. В нижнюю полуформу в полость отпечатка от нижней половины модели по стержневым знакам устанавливают стержень,нижнююполуформунакрывают верхней.Полуформы скрепляют между собой, чтобы предотвратить подъем верхней опоки поступающим жидким металлом и утечки его по линии разъема формы.

Металл, подготовленный в плавильном отделении, сливается в специальный ковш, из него металл заливают в литниковую чашу 10 (воронка у канала стояка). Литниковая чаша – элемент литниковой системы для приема струи жидкого металла и направления его движения в литниковый стояк или непосредственно в литейную форму.Затем жидкий металл переходит из литникового стояка 8 к шлакоуловителю 11 и питателям 12.

Шлакоуловитель – элемент литниковой системы для задержания шлака и неметаллических включений из потока заливаемого металла. Питатель – элемент литниковой системы, примыкающей непосредственно к рабочей полости литейной формы. Заполнение полостей каналов металлом контролируют с помощью выпоров. Выпор – элемент литниковой системы или полости литейной формы для вывода газов, наблюдения за заполнением литейной формы и для питания при усадке затвердевшей отливки жидким металлом. При появлении металла над отверстием выпора 9 заливку формы прекращают.

Если отливка простая, например, модель неразъемная и размещается в одной опоке или в отливке нет отверстий, процесс формовки остается в принципе таким же и лишь уменьшается количество основных операций (не нужно вставлять стержни и т. д.).

Форму с залитым жидким металлом транспортируют в цех, где происходит охлаждение формы и отливки. Отливка становится твердой в процессе кристаллизации жидкого металла. Затем форму (рисунок 2.1, г) разрушают, отливку освобождают от формовочной смеси, выбивают стержень, отделяют металл литника и выпора.

Технологический процесс завершается выбивкой и обработкой отливок. Выбивка – удаление затвердевших и охлажденных до определенной температуры отливок из разовых литейных форм. Обработка отливок – это удаление стержней, обрубка, очистка, зачистка отливок. Удаление стержней – разрушение и (или) извлечение литейных стержней из затвердевшей отливки. Обрубка предусматривает отделение от отливки элементов литниковой системы (металл, затвердевший в каналах), заливов по разъему литейной формы и неровностей поверхности. Очистка производится для удаления остатков пригара, формовочной земли и литейных стержней. Механической обработкой (зачистка) приводят поверхность отливки в соответствие с требованиями по качеству.

Для отливок, полученных литьем в песчаные формы, характерны следующие виды дефектов: газовые и усадочные раковины, «холодные» и «горячие» трещины (в зависимости от температурных интервалов их образования), заливы, недоливы, перекосы (искажение формы и размеров отливки от смещения полуформ), разнотолщинность (из-за смещения стержней), коробление.