Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМОВКЕИ ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
Формовка
Процесс получения отливки состоит в том, что с помощью модели отливаемого изделия различных приспособлений н инструментов из смеси формовочных материалов, называемой формовочной смесью, изготоаляют литейную форму. В форму заливают расплавленный металл, из которого необходимо получить отливку. Жидкий металл заполняет полость формы и остывает в ней, получается отливка желаемых очертаний- На рис. 1 показан процесс изготовления литой головки колонки садовой решетки.
В зависимости от требований, предъявляемых к отливкам, их изготовляют из чугунов, бронз» латуней и других сплавов. Наиболее сложным и продолжительным в производстве отливок является процесс изготовления литейной формы. Процесс изготовления такой формы называют формовкой, а рабочего, занятого изготовлением литейных форм, — формовщиком.
—готовое—готовоеРмс. I. Илготовлеиме литой головки колонки:Рмс. I. Илготовлеиме литой головки колонки:^«стм ™7еГьоГфор^;Ыже^^7к71Рл«твЙОв"й^Стем7|СТе₽ЖеИ^«стм ™7еГьоГфор^;Ыже^^7к71Рл«твЙОв"й^Стем7|СТе₽ЖеИ
—готовое
—готовое
Рмс. I. Илготовлеиме литой головки колонки:
Рмс. I. Илготовлеиме литой головки колонки:
^«стм ™7еГьоГфор^;Ыже^^7к71Рл«твЙОв"й^Стем7|СТе₽ЖеИ
^«стм ™7еГьоГфор^;Ыже^^7к71Рл«твЙОв"й^Стем7|СТе₽ЖеИ
В зависимости от сложности и размеров отливок, формовочной смесн. применяемой для изготовления литейной формы, способа формовки и степени механизации процесса формовку подразделяют на формовку по-сырому (форму заливают в сыром состояини), по-сухому (форму заливают после ее сушки), по модели, по шаблону, в почве и в опоках, ручную и машинную.
Литейный цех и технологический процесспроизводства отливок
На предприятии литейным цехом называют цех, в котором получают отливки — металлические изделия или нх части в специально изготовленных литейных формах путем их заливки расплавом необходимого металла.
Производство отливок представляет собой сложный процесс, состоящий из ряда технологических операций, для выполнения которых литейный цех имеет несколько отделений.
Модельное отделение для изготовления моделей отливаемых изделий, литниковых систем, шаблонов. В модельном отделении располагаются оборудование, механизмы и приспособления, необходимые для выполнения работ по изготовлению моделей.
Отделение подготовки формовочных материалов н приготовления формовочных смесей. В отделении два участка. На первом участке подготовляют материалы для приготовления формовочных смесей с использованием сушильных установок, бегунов, механических сит, магнитных и электрических сепараторов и другого оборудования. На втором участке, оборудованном смесителями н машннамн для разрыхления смесей, из материалов готовят формовочные н стержневые смеси.
Формовочное отделение цеха художественного лить я, пред- назиачеиное для изготовления литейных форм. Ойо имеет несколько участков: а) участок изготовления литейных форм по- сырому для ажурных отливок; б) участок изготовления форм, заливаемых после сушки, приспособлен для кусковой формовкн форм для кабинетных литых изделий; в) участок скульптурного литья, предназначенный для кусковой &рмовкн в опоках* кессонах, по металлическим, гипсовым и восковым моделям; г) участок архитектурного литья, оборудованный формовочными машк- нами, подъемно-траиспортными механизмами и имеющий плац для формовки по шаблону н в почве.
Стержневое отделение для изготовления стержней, применяемых для получения пустотелых изделий.
Плавильное отделение, оборудованное печами для плавкн металлов, механизмами н пр испособлен и я ми для заливки форм.
Отделение выбивки, оборудованное установками и меха- нмзмамн для выбивки отливок из форм.
Отделение обрубки и очистки для очистки отливок от формовочной смеси и ее пригара, удаления следов литниковых систем, выпоров и прибылей
Во многих цехах художественного литья в последние годы появилось новое отделение» технологическое оборудование которого предназначено для получения отливок по выплавляемым моделям.
Итак» чтобы получить отливку, необходимо изготовить модель, опоку, подготовить инструменты, формовочные материалы, приготовить формовочную и стержневую смеси, затем из них изготовить литейную форму н залить ее расплавленным металлом. После остывания металла по выбранному режиму форму надо выбить из опоки, поверхности отливки очистить от пригоревшей смеси.
Формовочные материалы и их свойства
В зависимости от срока службы литейные формы бывают разовые н MHOioKpaTHbie
Разовые формы — это формы, которые заливают металлом П'лько один раз При удалении отливок формы разрушают. Разовые цюрмы изготовляют из формовочных смесей, основной составляющей которых является кварцевый песок. В качестве связующей добавки, придающей смеси прочность, используют глину Ра ювые формы для художественных отливок могут быть с\хнмн, сырыми, разъемными и неразъемными, цельными и кусковыми
Многократные формы — это формы, прочность и огнеупорность которых позволяет при небольшом ремонте их внутренних поверхностей после каждой заливки использовать их повторно (иногда до 150 раз). Такие формы изготовляют из огнеупорных материалов — молотого шамота, графита, асбеста и используют для производства толстостенных отливок несложной конфигурации. К многократным литейным формам относятся н металлические <]юрмы — кокили. Ко кили чаще всего используют при производстве отливок специальными способами литья: литьем под 1dBленнем. центробежным, кокильным
Формовочные материалы — совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей, формовочных красок, разделительных составов и припылов. Различают исходные (формовочные материалы и смеси, исходные материалы подразделяют на основные и вспомогательные.
Свойства формовочных материалов. Различают природные и технологические (рабочие) свойства формовочных материалов. Природные свойства характерны для исходных формовочных материалов ——песков и глин. К природным свойствам относятся морфологический, зерновой и химический составы материалов
Морфологический состав. Формовочные материалы являются продуктом разрушения горных пород вод действием различных атмосферных явлений природы： тепловой энергии солнца, движения воздуха, воды Перепады температуры в прогреваемой солнцем горной породе в различное время года создают в ней внутренние напряжения, вызывающие растрескивание, размельчение на более мелкие частицы. Измельченные частицы породы ветром н водами рек переносятся на значительные расстояния от места образования По пути движения оии осаждаются на дне водоемов, поверхности земли, образуя эллювиаль- ные н аллювиальные отложеиия — залежи. В первом случае пески имеют остроугольную форму, в。втором — округлую.
Залежи песков ——не редкое явление, многие заводы с литейным производством работают на местных песках. Известный, например, своим художественным литьем Каслинский завод иа Урале располагает местными, прекрасными для этого вида литья формовочными песками, обеспечивающими получение отливок с высоким качеством поверхности.
Зерновой состав характеризуется размером и формой зерен формовочного материала, соотношением между количеством зерен различных размеров. Зерновой состав влияет на свойства формовочных песков, определяющих качество приготовляемых из них формовочных смесей, литейных форм и отливок. Так, пески с крупными зернами, имеющими округлую форму и гладкую поверхность, обладают боль шей газопроницаемостью, чем пески с мелкими зернами, имеющими остроугольную форму н шероховатую поверхность.
Размер зерен песка вл и яет на качество поверхности отливки. Мелкие зерна обеспечивают более чистую поверхность отливки, чем крупные. Это очень важно в производстве художественного литья, где чистота поверхности н точность соответствия ее поверхности модели имеют первостепенное значение прн оценке качества отливки
Химический состав. В состав формовочных материалов входят различные минералы, которые, взаимодействуя с заливаемым в литейную форму металлом» создают в ией условия, влияющие на качество получаемой отливки. Зная химический состав формовочного материала, наличие в нем вредных н полезных примесей, можно оценить возможность его применения n“f приготовления формовочных смесей со свойствами, обеспечивающими получение отливок хорошего качества.
Качество формовочного материала улучшают на обогати тельных фабриках. Там материал освобождают от вредных при месей путем промывки. С уменьшением количества вредных при месей (полевого шпата, извести и др ) в формовочном материал， улучшается его химический состав, увеличивается вероятное^ получения отливки без пригара, газовых раковин, с гладко! поверхностью.
Технологические свойства формовочных материалов -(прочность, газопроницаемость, пластичность, огнеупорность н др.) зависят от требований, предъявляемых к литейной форме. На- пример, формовочная смесь литейной формы для художественной отливки должна обладать хорошей пластичностью в целях обеспечения получения сложной поверхности. Определение технологических свойств формовочного материала, их влияние на качество литейных форм и отливок изложено в § 7, гл. 1.
Основные формовочные материалы
К основным формовочным материалам относятся пески, глииы н связующие.
Формовочные пески. Формовочные пески представляют собой осадочные горные породы, основную часть которых составляет кварц в виде кремнезема SiO2. Зерна чистого кварца твердые, имеют большую огнеупорность, прозрачны, поэтому кварцевые пески имеют белый цвет. Различные оттен ки формовочному песку придают примеси. Чем меньше содержится в песке примесей, тем он светлее и огнеупорнее. формовочные пески кроме зерен кварца содержат глнну.
В зависимости от содержания кремнезема и глинистой составляющей формовочные пески по ГОСТ 2138——84 делят на классы (табл. 1).
Обогащенные кварцевые пески в зависимости от содержания глинистой составляющей, кремнезема н вредных примесей делятся на три класса: 061 К. 062К, ОбЗК, обогащенные пески по
Таблица /
Классификация формовочных песков
Нвнмевовйвне песка
Класс
Содержание глинистой составляющей. %
Содержание кремнезема (沁).%
Сздержанке вредных примем ей, %, не более
Оксвды щелочноземельных н щелочных металлов
Оксид железа (FeaO#)
Обогащенный
O6IK
W&2
W98.5
0,40
0,20
062K
W&5
£98,0
0,75
0,40
Природный:
ОбЗК
WL0
w97,5
i.OO
0,60
кварцевый
W2Q
W97Q
1,20
0,75
<2,0
W96,0
1,50
i.OO
W2.0
£94,0
2.00
i,50
тощий
<2,0
^90,0
2—10
полужирный
10-20
—
—
жирный
20—30
очень жирный
30—50
—
——
Группы песков
Нанменоваине леем
Группа
Номера смежных сит, ха которых Оитаются зерна основиоЛ фракции
Размер зерен основной фракции, мм
Грубый
Очень крупный Крупный Средний Мелкий Очень мелкий Тонкий Пылевидный
063 04
0315 02
016 01
0063 005
1; 063： 04 063; 04; 0315 04; 0315; 02 0315; 02; 016 02; 016; 01 016; 01; 0063 01; 0063; 005 0063; 005; тазик
1,6-0,4 1,0—0,315 0,62—0,25
0,4—0,16 0,315-0,10
0,2—0,063 0,16—0.05
0,1 и менее
содержанию кремнезема 一 на четыре класса: 1К» 2К, ЗК, 4K н природные пески по содержанию глины — на четыре класса: Т ——тощий, П ——полужирный» Ж —- жирный, ОЖ ——очень жирный.
В формовочных песках различают основную фракцию и глинистую состав л яющую. К основной фракции относятся частицы размером более 0,022 мм, к глинистой ——частицы размером меиее 0,022 мм. Основная фракция влияет на все технологические свойства формовочной смеси. В зависимости от размера зерен формовочные пески делятся на восемь групп (табл. 2).
Анализ песка по размеру зерен проводится путем просеивания его через стандартный набор сит. Номера сит соответствуют размерам стороны ячейки.
2.51,612,501,601,00020i6010,2000,1600,1002.51,612,501,601,00020i6010,2000,1600,100Номер сита .... Размер стороны ячейки сетки, мм .... Номер скта .... Размер стороны ячейки сетки, мм ....Номер сита .... Размер стороны ячейки сетки, мм .... Номер скта .... Размер стороны ячейки сетки, мм ....0630403150,630 00630,4000,315 0050,0630,0500630403150,630 00630,4000,315 0050,0630,050
2.5
1,6
1
2,50
1,60
1,00
02
0i6
01
0,200
0,160
0,100
2.5
1,6
1
2,50
1,60
1,00
02
0i6
01
0,200
0,160
0,100
Номер сита .... Размер стороны ячейки сетки, мм .... Номер скта .... Размер стороны ячейки сетки, мм ....
Номер сита .... Размер стороны ячейки сетки, мм .... Номер скта .... Размер стороны ячейки сетки, мм ....
063
04
0315
0,630 0063
0,400
0,315 005
0,063
0,050
063
04
0315
0,630 0063
0,400
0,315 005
0,063
0,050
Основной фракцией песка, характеризующей его крупность, считается наибольшая сумма остатков (при просеивании) на трех смежных ситах. Чем больше основной фракции, тем больше в песке
одинаковых по размеру зерен, тем однороднее песок н выше его качество Однородные пески имеют хорошую газопроница
емость и прочность.
В результате ситового анализа группа песка определяется средним номером сита основной фракции. В зависимости от величины остатка основной фракции на крайних ситах формовочные пески делятся на категории А и Б. Пески, имеющие больший остаток на верхнем сите основной фракции, относятся к категории А, пески с большим остатком иа иижнем сите — к категории Б.
В природных условиях встречаются формовочные пески с различными зернами не только по размеру, ио и по форме. Формовочные пески по форме зерен делятся на округлые, полуокруглые и остроугольные. Форма зерен песка зависит от условий его движени я от места образования до места отложен ня (осадка). Например, пески, залегающие в местах их образования, имеют в основном остроугольную форму. Крупные зерна, уносимые потоками воды н перекатывающиеся по дну, подвергаются большему истиранию и приобретают округлую &)рму. Мелкие зерна песка, переносимые водой во взвешенном состоянии, больше сохраняют свою первоначальную форму.
Формовочные пески различаются по маркам (табл. 3) Марка состоит из обозначения класса песка, номера среднего сита основной фракции и категории. Например, песок марки П016А — полужирный песок, зерновая основа которого сконцентрирована на ситах 02, 016 и 01, остаток на снте 02 больше, чем на сите 01, поэтому он относится к категории А.
Формовочиые глнны. Формовочные глины представляют собой частицы горной породы размером менее 0,022 мм, обладающие после увлажнения высокой пластичностью н связующей способ- ностью. Поэтому глииы применяют в качестве связующего част иц наполнителя (кварцевого песка н др.) при изготовлении прочных формовочных смесей.
Все глины способны присоединять воду, но в различном коли- честве: одни — больше, другие — меньше. Например, бентонитовые глины присоединяют в 2—3 раза воды больше, чем обыкновенные формовочные, во столько же раз больше их связующая способность. На связующую способность глин влияют также их коллоидальность н дисперсность.
Формовочные глины в зависимости от минерального состава делятся на виды (табл. 4), по пределу прочности при сжатии во влажном состоянии — на группы, а в сухом состоянии — на подгруппы (табл. 5).
Формовочные глины различают по маркам. Марка глнны объединяет ее вид н группу. На первом месте в марке стоит вид глины, на втором — группа по пределу прочности на сжатие во влажном состоянии, на тречьем ——подгруппа, на четвертом —— группа по содержанию вредных примесей (табл. 6). Например, БП1Т2 — бентонитовая глина, прочносвязующая со средним содержанием примесей.
Связующие. Распространенным связующим, скрепляющим зерна песка в формовочной смеси, является глина; однако ее применение имеет некоторые недостатки. Глина увеличивает пригар формовочной смесн на стенках отливок, уменьшает податливость, газопроницаемость, текучесть смеси. Стержни, изготовленные из глинистой смеси, плохо выбиваются из отливок, быстро впитывают влагу из окружающей среды (гигроскопичны). Для получения необходимых свойств формовочной смеси, осо-
Формовочные пески, применяемые для художествеииого н архитектурного лмтья на заводах Урала
Мерка пека
Карьер
Содержание, °„
глниястоА составляющей
кремнезема
2Koi6А
Увельский
1.8
2К0315Б
Кнчигинскнй
2,0
2К016Б
Кызылташский
0,8
Т016Б
Бускульский
9
П016А
Горновой
10
П0063Б
Лазаретский
15
*016
Колюткннский
22,7
76,7
ОЖ005
Каслинский
35
ОЖ006
Мысянский
40
Таблица 4
Классификация глин по минералогическому составу
Вид глнмы
Основной пород。- образующий минерал
Наименованме
Обозначение
Бентонитовая
Каолиновая н каолмно-ги- дрослюдмстая Полиминерал ьиая
Б К
П
Монтмориллонит
Каолинит и каолинит с гидрослюдой
Любой глинистый минерал
Таблица £
Класс ифнкацня глин по пределу прочности на сжатие
Группа глины
Предел прочности глины во влажном состояния. МПа. не менее
Подгруппа глины
Предел прочности глины в сухом состоянии. МПа. не менее
Наимемо- вакие
Обоана- менпе
бентонитовой
каолнновоАФ каолино- гндрослю- Дистой к полнмнне- ральиой
бентонитовой
каолмно^оД. каолнко- гнлро, лю- днетой н поли минеральной
Прочие-
п
0,13
0.11
1
0,55
0,45
связующая Средне-
с
0.11
0,06
2
0,35
0,3
связующая Малосвя-
м
0,09
0,05
3
0,3
0,2
эующая
Классификация глкн по содержаняю вредных примесей
Группа гл мны
Массовая доля вредных прнмесеП, %, не более
Нанменованме
Обозначение
FeQ.
Na.0 + + KQ
СяО + + ме
С низким содержанием примесей
Т1
2,5
1,5
2,0
Со средним содержанием примесей
4,5
з.о
5.0
С высоким содержанием примесей
Т8
8,0
5,0
8,0
бен но для стержней, в качестве связующих применяют особые материалы, которые иосят название крепителей. Связующая способность крепителя характеризуется его удельной прочностью, под которой понимается прочность сухого образца, приготовленного из смеси с испытуемым крепителем, приходящаяся на 1 % его содержания в смеси. Напрнмер, если прочность образца, приготовленного из смеси с 5 % крепителя, равна 1 МПа, то удельная прочность применяемого крепителя будет 1:5 = =0,2 МПа.
Согласно классификации, предложенной А. М. Л яссом, все связующие делятся на органические (выгорающие), неорганические (не выгорающие), неводные н водные (табл. 7). К неводным относятся крепители, которые проявляют свою связующую способность без присутствия воды, т. е. ие растворяются в воде и не соединяются с ней. К таким крепителям относятся масла, олифы, канифоль и пеки. Водными крепителями называются вещества, которые приобретают связующую способность лишь в соединении с водой, разводятся водой или соединяются с ией. К таким крепителям относятся декстрин, патока, сульфит и др.
Лучшими крепителями для стержней считаются растительные (льняное, конопляное) масла, а также приготовленные из них олифы. Стержни из смесей, в состав которых входят эти крепители, обладают высокой прочностью (в сухом виде), не отсыревают, хорошо выбиваются из отливок, последнее очень важно для художественных отливок.
Стержни для художественных отливок часто не имеют стержневых знаков и выбиваются через небольшие отверстия, остающиеся в стенках отливок, после удаления из них трубок каркасов стержней. Учитывая эти условия и требования, при производстве художествениых отливок малой скульптуры стержневые смеси лучше приготовлять с масляными крепителями или их равноценными заменителями.
Песчано-масляные смеси обеспечивают получение стержней большой прочности после сушки и с хорошей выбиваемостью из отливок. Одиако их применение в случае изготовления стерж- 14
Классификация связующих матфмалов
Хврвкте- рмст・3
Класе
Групп,
Обозма- чекке
Слмующне
Удельная прочность^ МПа/%
Оргаин- ческке неводные материалы
А
1
А-1
Льняное масло, крепи- телк П и ПТ. пульвер^ бакелит
0.Б
2
А-2
Крепитель ГТЗ, ЗИЛ, ЕП, СЛК, АЗ
0.3—0,5
3
А-3
Древесный пек, крепителя КТ, СП, СБ. канифоль
<0,3
Органические водные материалы
Б
1
Б-1
МФ 17, М, МСБ
0,5
2
Б-2
Крепитель КВ, декстрин желтый > декстрин белый
0,3—0,5
3
Б-3
Патока, сульфитно- спиртовая барда
<0.3
Неоргамн- ческне водные материалы
В
1
В-1
Жидкое стекло
0,5
2
В-2
—
0,3—0.5
3
В-3
Цемент* формовочная глина
<0,3
ней не в стержневых ящиках, а в полости самой формы (что в производстве единичных отлявок не редкое явление) ограничено малой прочностью стержня в сыром виде. Поэтому при изготовлении стержней в полости формы удобнее применять песчано-гли- ннстые смеси с небольшой (2——4 %) добавкой сульфитной барды.
Как уже указывалось, лучшими крепителями для стержневых смесей являются растительные масла н приготовляемые из них олифы. В связи с тем, что масляные крепители дефицитны и дороги, применение их ограничено. В настоящее время созданы связующие материалы, вполне заменяющие дефицитные и дорогостоящие масляные крепители. В производстве художественных н архитектурных отливок наибольшее распространение получили крепитель П, сульфитио-спиртовая барда (СП и СБ), декстрин, жидкое стекло.
Крепитель П — полноценный заменитель растительного масла, представляет собой раствор окисленного бакинского петро-
латума в уайт-спирнте. Крепитель П хорошо комбинируется с водно-растворимыми крепителями. Прочность сырых стержней, изготовленных из смеси с крепителем П, составляет 0,012— 0,016 МПа, сухих 0,5—0,9 МПа (температура сушки 220—250 ℃).
Сульфитно-спиртовая барда применяется в виде Л Кб* (литейный концентрат жидкой барды) н ЛКБТ (литейный концентрат твердой барды). Оба крепителя являются продуктом переработки сульфитного щелока. Сульфитный щелок, являющийся отходом целлюлозно-бумажной промышленности, продолжительное время применяли в качестве крепителя. В настоящее время вследствие значительного содержания сахара сульфитный щелок перерабатывается в спирт. Остатком этой переработки и является сульфитная барда Крепитель ЛКБЖ в виде раствора, содержащего 50 % воды н имеющего плотность 1,27 г'см* применяют в стержневой смеси без предварительной подготовки и добавок Крепитель ЛКБТ—тем ио- кор ичнева я твердая масса плотностью 1,4 г；см$ Перед употреблением его растворяют в воде, нагревая последнюю до 80—90 ℃ при постоянном перемешивании. В процессе приготовления стержневой смеси сульфитную барду плотностью 1,27—1,28 г/см3 добавляют в песок в количестве около 3 % по массе.
Прочность стержней, приготовленных из этой смеси, в сыром состоянии хорошая. Кроме того, такие стержни способны не- сколько упрочижься на воздухе. Вследствие высыхаиня барды на поверхности стержней образуется твердая корочка. Сушат стержни при температуре 160—180 ℃, прочность сухих стержней 0,3—0,5 МПа. Стержни обладают хорошей податливостью благодаря образованию после сушки мягкой сердцевины и твердой наружной поверхности.
При необходимости увеличения прочности стержней в сыром состоянии в смесь добавляют 5——10 % глииы.
Крепители СП н СБ применяют в виде эмульсии, содержащей сульфитно-спиртовую барду с окисленным петролатумом (СП) или со сланцевой смолой (СБ). Оба крепителя относятся к числу быстросохнущих. Стержни из смеси с этими крепителями в процессе сушки при температуре 180—200 ℃ получают необходимую прочность через 15—20 мни.
Прочность стержней в сыром состоянии 0,015—0,035 МПа, после сушки до 0,5 МПа. В стержневую смесь крепители СП н СБ добавляют в количестве 4—5 %. Для увеличения прочности сырых стержней в смесь добавляют 4―5 % глины.
Декстрин ——порошкообразный крепитель белого или желтого цвета, получаемый путем гидролиза (при нагревании) картофельного или кукурузного крахмала. Белый декстрин по сравнению с желтым хуже растворяется в воде, и прочность стержней с ним меньше.
Для приготовления стержневых смесей декстрин рекомендуется применять в виде водного раствора, так как при нспользовании
порошка возникает трудность его равномерного распределения в массе песка. Стержни с декстрином прочны в сыром н сухом состояниях, после сушки прн температуре 160—180 ℃ обладают хорошей податливостью, так как имеют сердиевнну более мягкую» чем поверхностный слой. Такие стержни хорошо выбиваются нз отливок Недостаток стержней с декстрином — большая гигроскопичность (способность поглощать влагу из окружающей среды).
Жидкое стекло как крепитель представляет собой водный раствор силиката натрия или калия. Особенность такого крепителя — его способность к быстрому твердению (прн наличии отвердителя), что дает возможность получать необходимую поверхностную твердость формы или стержня путем выдержки на воздухе, продувки углекислым газом илн кратковремеииой сушки. Стержни из смеси на жидком стекле при температуре 200—250 ℃ высыхают в 3—4 раза быстрее» чем стержни из смеси с другими крепителями
В последние годы в практике изготовления форм н стержней в качестве связующих большое применение находят синтетические н органические смолы, обеспечивающие значительное сокращение процесса изготовления и сушкн форм и стержней, повышение их прочности и чистоты поверхности получаемых отливок. К числу таких связующих относятся: фенолофурфуролформальдегидные (ФМ-1. ФМ-2, ФМ-3), карбамидио-фурановые (КФ-40 н КФ-90) н другие смолы, дающие возможность внедрять скоростные методы изготовления стержней б холодных н горячих ящиках с продувкой стержней горячим воздухом н т. д.
Вспомогательные формовочные материалы
При заливке расплавленного металла в форму стеики последней прогреваются практически до температуры металла, вследствие чего происходят быстрое испарение влаги, содержащейся в формовочной смеси, н выгорание связующих материалов с образованием паров и газов. Жидкий металл может просачиваться в поры формы между зернами песка формовочной смеси и сплавлять их. Особенно сильное воздействие металл оказывает на стержень, часто омываемый металлом со всех сторон.
Все эти воздействия металла на стеики формы и стержня отрицательно сказываются на качестве отливаемого изделия. Например, продолжительный нагрев стенкн формы может привести к образованию в не員 трещин и отпечатке их на поверхности отливок; пары н газы, не успевшие выйти нз формы, могут проникнуть в металл н образовать в стенке отливки газовые раковннн. Просачивание металла в поры стеиок формы приводит к образованию шероховатой поверхности отливки вследствие прнгара песка смеси к ее стейкам. Пригар на сложной поверхности отливки приводит к увеличению ее механической обработки н часто к неисправимому браку. Предупредить подобные явления в от-
ливках можно применением в формовочных и стержневых смесях особых материалов, которые принято называть вспомогательными. К таким материалам относятся различного рода добавки (в формовочные н стержневые смеси), припылы, краскн, натирки, формовочные клеи, разделительный песок н пр.
Добавки. В качестве добавок, способствующих улучшению качества формовочных и стержневых смесей, применяют древесные опилки, молотый каменный и древесный уголь, конский волос» чугунную дробь и другие материалы.
Древесные опилки используют в прочных с малой газопроницаемостью формовочных и стержневых смесях, при изготовлении крупных форм н стержней, подвергающихся перед заливкой сушке. В процессе сушки опилки сгорают, оставляя в массе стержня и стенках формы каналы, по которым будут выходить пары и газы, образующиеся в форме н стержне в процессе ее заливки. Кроме того, форма н стержень становятся более податливыми при усадке металла.
Для уменьшения пригара смесн к стенкам отливки в формовочные смеси в зависимости от толщины стенок отливки добавляют 3—6 % каменноугольной пыли.
В производстве крупных архитектурных отливок при изготовлении стержней из жирных смесей по шаблону во избежание образования трещин, которые появляются прн сушке, в формовочную смесь добавляют конский волос. Прн изготовлении литейных форм для отливок с резкими переходами от массивных частей к тонким, часто встречающихся в номенклатуре архитектурного литья, в форвомочные смеси добавляют чугунную дробь, которая способствует быстрому охлаждению массивных частей отливки. С применением такой добавки выравнивается скорость охлаждеиня различных по толщине частей отливки, уменьшается внутреннее напряжение в металле, устраняется возможность образования трещин в отливке. В производстве художественных отливок, особенно при изготовлении форм, добавки рекомендуется вводить в наполнительные смеси. Введение добавок в облицовочные смесн уменьшает их пластичность, снижает качество отпечатка сложной поверхности модели в форме.
Припылы. Припылами называют порошкообразные материалы, которые наносят на внутреннюю поверхность сырых форм с целью предупреждения смачивания стенок формы расплавленным металлом н образования пригара на отливке.
Принцип защитного действия припылов состоит в том, что нх мельчайшие частицы, прилегающие к стейкам формы, в момент заполнения последней металлом загораются и образуют газовую оболочку, которая в период горения отделяет стейку формы от расплавленного металла, не дает возможности ему проникать в поры стенки формы н смачивать ее. Кроме того, газовая оболочка создает в форме восстановительную атмосферу, препятствующую окислению металла и образованию химического и 18
механического пригара на отлнвке. Огнеупорные припылы закрывают поры в поверхности формы, мешают проникновению в ннх жидкого металла н уменьшают пригар на отливках.
В зависимости от размера отливки н толщины ее стенки в формах в качестве припыла применяют древесноугольнн員 порошок, серебристый или черный графит, маршаллит н цемент. Для форм тонкостенных художественных отливок используют порошок древесного угля тонкого помола. Удобство применения древесноугольного порошка состоит в том, что ои, полностью сгорая в форме, не засоряет формовочную смесь. Древесиоугольный порошок получают путем размола березового угля марки ТЛ (ГОСТ 7657—84). Перед размолом уголь прокаливают, размалывают до получения частиц размером 0,01—0,05 мм.
Формы для толстостенных статуарных и архитектурных отливок припиливают чаще всего графитом. Применение в этом случае древесноугольного порошка менее эффективно, так как он быстро сгорает, а большая масса металла толстостенной отливки долгое время сохраняет высокую температуру н способна взаимодействовать с зернами песка смеси.
В сырых формах в качестве припыла можно использовать цемент н маршаллит ——оии хороню удерживаются на стенках формы, плотно закрывают междузерновые поры смеси, препятствуют образованию пригара на станках отливки. Следует учитывать, что применять цемент в большом количестве ие рекомендуется, так как он засоряет формовочную смесь, постепенно ухудшая ее качество.
Протнвопригарные покрытия и пасты. Прнпыливанием полости формы можно уменьшить пригар на поверхности отливки в том случае, если отливку получают в сырой форме, когда припыл удерживается на ее сырой стенке. Со стеиок сухих форм припыл смывается металлом.
В сухих формах защитную пленку создают путем ианесеиия специальных покрытий на стенки форм н стержней. В состав таких покрытий входят растворитель (вода или спирт), наполнитель (основной огнеупорный материал) н связующее вещество, создающее на поверхности формы н стержня прочный слой. На формы н стержни покрытия наносят кистью или с помощью пульверизатора, после чего формы и стержни подсушивают.
В тех случаях, когда необходимо получить особо чистую поверхность отливки, стержень натирают защитной пастой, которую приготовляют из 85 % графита н 15 % глииы.
В производстве кабинетного художественного* литья покрытия форм и стержней применяют реже, так как наносимый слой закрывает поверхность полости формы, снижает в ней резкость отпечатка поверхности модели.
Модельные пудры. При изготовлении литейной формы и стержней прнпыливание примеияют для предупреждения прилипания смесн к стейкам модели н стержневых ящиков. С этой
целью припыливают поверхность модели в опоке перед ее набивкой Материал припыла называют модельной пудрой.
Прилипание смеси к поверхности модели объясняется тем.，что модель в процессе изготовления формы смачивается вод。員.находящейся в смеси. Модельная пудра устраняет возможность смачивания модели, образует на ее поверхности прочный водонепроницаемый слой.
В качестве модельных пудр применяют ликоподий, древесио- угольиую пыль, графит и другие материалы. В производстве художественных отливок чаще используют ликоподий н древесио- угольную пыль. Ликоподий — легкий, подвижный порошок (зрелых сухих спор специальных растений) светло-желтого цвета, не впитывающий влагу. Из-за высокой стоимсхзти применение ликоподия как модельной пудры ограничено. Для изготовления форм художественного литья наибольшее применение полуиила древесноугольная пыль. Она не только устраняет возможность прилипания смеси к модели, но н создает на поверхности формы противопригарный слой.
Разделительный песок. Им присыпают поверхность разъема формы в процессе ее изготовления для разделения частей формы. Разделительный песок не должен содержать глину, так как глина обладает клеящим свойством. Обычно используют чистый кварцевый песок или песок, счищенный с поверхности отливки и предварительно освобожденный от металлических примесей просеиванием через сито. При изготовлении небольших форм для художественных отливок в качестве разделителя удобно применять древесноугольный порошок, используемый для припыла. Такой разделитель вполне отвечает требованиям, не снижает качества формовочной смеси, не засоряет ее.
Керосин. Его применяют 川与 смачивания поверхности моделей и стержневых ящиков во избежание прилипания к ним смеси в процессе изготовления форм н стержней.
Прокладочная глина. При заливке крупных форм статуарного и архитектурного литья из-за неплотного прилегания полуформ н значительного давления металла возможен выход его нз формы через разъем или проникание в каркасную трубу стержня. То и другое ведет к образованию дефектов в отливке. С целью предупреждения вытекания металла из полости формы при сборке на поверхности разъема по периметру полости формы прокладывают глиняный валик толщиной 5—10 мм. Так же уплотняют зазоры между стержневыми знаками стержней и формы. Для приготовления прокладочной глины берут 66 % отработанной формовочной смеси, 34 % формовочной глины и 40 % воды (сверх 100 %).
Стержневой клей. Большие н сложные стержни для упрощения процесса изготовления делают по частям, которые в процессе сборки, после сушкн, склеивают специальными декстриновыми или сульфитными клеями. Иногда крупные стержни склеивают 20
раствором белой глины. Некоторые заводы используют стержневые клеи и для скрепления частей литейных форм, изготовляемых способом кусковой формовки.
Подготовка исходных формовочных материалов
Процесс подготовки исходных материалов включает подготовку свежих формовочных материалов и отработанной смеси.
Подготовка свежих формовочных материалов. Часто формовочные материалы поступают из карьера на склад литейного цеха в состоянии, непригодном для приготовления смесей. Пески, например, могут поступать комками различных размеров (особенно в холодное время), спрессованными в виде плиток (полу- жириые пески Каслинского карьера), поэтому перед применением формовочные материалы подвергают предварительной обработке — сушке, размолу, просеиванию.
Сушка. В зависимости от количества потребляемых формовочных материалов и степени механизации литейного цеха пески и глины сушат различными способами. В литейных цехах, где расход формовочных материалов невелик, сушку проводят на простых печах (плитах), противнях, устройство которых не требует больших средств н временн.
В механизированных литейиых цехах пески н глииы сушат в специальных барабанных сушильных печах пропускной способностью до 20 т/ч. На рис. 2 показана горизонтальная сушильная печь, представляющая собой вращающийся металлический барабан 1 длиной до 10 м и диаметром до 2,5 м. Внутри приемной части барабана к его стейкам крепятся винтовые лопатки, которые распределяют поступающий через воронку 2 материал по продольным ячейкам барабана. Механизм вращения барабана, смои- тироваиный на раме опорного устройства, состоит из электродвигателя 6, редуктора 5, ведущей шестерни 4 и расположенного на поверхности барабана зубчатого колеса 8. Со стороны приемной
Рнс・ 3- Схема установки для сушки песка ■ кипящем слоеРнс・ 3- Схема установки для сушки песка ■ кипящем слоеРнс・ <・ Бегуны для размялыв&вняРнс・ <・ Бегуны для размялыв&вня
Рнс・ 3- Схема установки для сушки песка ■ кипящем слое
Рнс・ 3- Схема установки для сушки песка ■ кипящем слое
Рнс・ <・ Бегуны для размялыв&вня
Рнс・ <・ Бегуны для размялыв&вня
части барабана расположена топка 5 печи, на противоположной стороне ——разгрузочная камера 7. Загруженный в печь для сушки материал благодаря наклону барабана перемещается н высушенным подается в разгрузочную камеру. В качестве топлива ирн- меиякл- природный газ.
Преимущество горизонтальиой печи заключается в том, что свободно падающие в барабане материалы не только сохнут, но н частично раздробляются, что дает возможность использовать печь для сушки комковатых жирных формовочных песков и глии. Недостаток таких печей ——их громоздкость.
Используют также многоходовые сушила, в которых несколько барабанов расположены один внутри другого. При сушке материал проходит в одном направлении и возвращается пос ледователь но через разные барабаны.
Одной из современных сушильных установок является установка для сушкн в кипящем слое (рис. 3), получившая такое название из-за состояния песка, находящегося прн сушке в установке. Песок для сушки поступает в аппарат по конвейеру / через воронку 2 в конический резервуар 6, на дне которого расположена металлическая решетка 5 с отверстиями диаметром 2,3 мм. Общая площадь отверстий составляет 6—7 % всей площади решетки. Толщина слоя песка на решетке 400—450 мм. В процессе сушки горячие газы, температура которых 1100— 1200 ℃, проходят из топки 7 в камеру 4, смешиваются с воздухом, подаваемым вентилятором, н при температуре 500——700 °C направляются под решетку резервуара. Проходя через слон песка, горячие газы приводят его в движение н обеспечивают быстрое высыхание. Сухой песок по желобу 3 вытекает в камеру охлаждения. Аналогичный принцип использован н для охлаждения песка после сушки в другой камере, где через горячий песок пропускают холодный воздух. Пропускная способность такой сушильной установки до 10 т/ч. Ее габаритные размеры значительно меньше габаритных размеров горизонтальной сушильной печи. Кроме того, достигается экономна газа.
Размол. У формовочных песков, применяемых в производстве художественного и архитектурного литья, размер зерен составляет 0,15—0,05 мм. В поступающих нз карьеров песках таких зерен, как правило, не более 50 %, остальную часть составляют более крупные зерна. Кроме того, некоторые пески поступают нз карьеров в виде спрессованных пластин, а глины —— в виде комков. Такне пески после сушки подвергают размолу в бегунах.
Размалывающие бегуны (рнс. 4) имеют чугуииую чашу /, приводимую в движение через приводной валик 3, н зубчатую передачу 2. Внутри чвши на неподвижной оси, прикрепленной к проходящему в центре чаши стояку 5, свободно посажены два тяжелых катка: ребристый 4 н гладкий 6. Материал для размола загружают в чашу. При вращении чаши материал попадает под катки, которые дробят и размалывают его.
Глину и уголь размалывают в специальных шаровых мельницах (рис. 5). Вращающийся на горизонтальном валу барабан I смонтирован из стальных пластин, между которыми сделан небольшой зазор. Поверхность барабана обтянута двумя металлическими сетками (редкой 3 н частой 4), представляющими собой барабанные сита для просеивания размолотого материала. Глину н уголь загружают в барабан череа воронку 2- В барабане находятся металлические шары, которые при вращеннн барабана разматывают попадающий между ними материал. Размельчеьный материал проваливается через зазоры между пластинами, попадает на сита, просеивается и собирается в буикере. Из бункера (^ерез отверстие 5) материал берут для использования.
Просеивание. После размола для получения более однородной по размеру зерен массн песок просеивают через вращающиеся барабанные или качвющиеся сита. Схема работы бпря- банного сита показана на рис. 6. Песок для прасспнлння поступает через вороику 2 во вращающийся на оси шести гран иын
Рис. в. Схема работы барабанного снта
барабан 5, обтянутый сет- кой I с ячейками необходимого размера. Мелкие частицы во время вращения барабана, скатываясь по сетке, проваливаются через нее и попадают в бункер 3 готового (просеянного) песка, откуда песок идет для
иия. Крупные, не прошедшие ваются по наклонной стенке сита для повторного размола. В связи
дальнейшего использова-
через сетку частицы скаты- н падают по желобу 4 в бегуны с большим расходом формовоч* ных материалов в механизированных литейных цехах операции сушки, размола и просеивания проводятся на специальном комплексе агрегатов, позволяющем автоматизировать процесс.
Подготовка отработанной смеси. В производстве отлнвок общий расход формовочных материалов на 1 т готового литья составляет в среднем 4—5 т. Основную их часть при приготовлении формовочной смеси составляет выбитая нз опок н предварительно обработанная отработанная смесь. Подготовка отработанной смеси заключается в ее дроблении, просеивании, магнитной сепарации и обеспыливании (регенерации).
Дробление. Выбитая нз опок формовочная смесь, особей но при кусковой формовке, содержит большое количество плотно спрессованных комков. Такую смесь измельчают на специальных дробильных вальцах (рис.-' сеивают через сито с крупной сеткой с целью ее очистки от частей каркасов, дерева (солдатиков), металлических шпилек, использовавшихся для крепления частей формы.
Магнитная сепарация. Просеянная после дробления смесь очищается от металлических частиц магнитным сепаратором, схема действия которого показана на рис. 8. Смесь по-
■ 7). Дробленую
смесь про-
Рнс. 7. Дробильные вальцы
тора
Рис. 9. Схема работы ■■ игре с е паратораРис. 9. Схема работы ■■ игре с е параторана поверхности песчи-на поверхности песчи-
Рис. 9. Схема работы ■■ игре с е паратора
Рис. 9. Схема работы ■■ игре с е паратора
на поверхности песчи-
на поверхности песчи-
дается на движущуюся ленту конвейера /. натянутую на двух барабанах. Оди и из барабанов сепаратора является электромагнитом. Металлические частицы смеси, попадая в зону действия магиита, притягиваются к ленте и движутся с ней до тех пор, пока не выйдут из зоны действия магнита. Отрываясь от ленты, металлические частицы попадают в бункер 2. Смесь же, на которую не действует магнит, ссыпается с ленты в бункер 3. По тому же принципу работают подвесные магнитные железоотце тнтелн, устанавливаемые и ад лентой конвейера.
Регенерация (обеспыл и ванне) В отработанных смесях, находящихся в очистном отделении, содержится до 60—70 % годного для использования песка н 40—30 % разрушившихся зерен песка и пыли. Кроме того, при сгорании в смеси оргаиические вещества могут коксоваться
нок, неорганические крепители могут создавать пленки на песчинках (например, жидкое стекло). Регенерация — совокупность технологических операций, связанных с удалением вредных примесей н обеспыливаннем отработанных ф°Рмовочнь,х и стержневых смесей. Полученный при этом песок называется регенератом.
Известии два способа обеспыливания. Мокрый способ — отмыв пыли проточной водой в специальных бассейнах Отмытый от пыли песок осаждается на дио бассейна-отстойника, откуда его выгребают в просушивают в горизоитальиых сушильных печах При этом могут удаляться отмывающиеся или растворяющиеся пленки (например, глина). При таком способе требуется большой расход воды, наличие довольно больших бассейнов- отстойников, сушка песков. Поэтому в литейных цехах он не получил большого применения.
Наиболее удобным способом обеспыливания и разделения отработанной смеси иа группы по зерновому составу является электросепарация. Схема устройства н работы электросепаратора показана на рис. 9 В камере электросепаратора установлены две металлические сетки /, между которыми расположен ряд горизонтальных проволок 2. К проволокам подведен ток высокого напряжения, вследствие чего вокруг них создается поле, несущее электрические заряды к заземленным металлическим сеткам 1.
Смесь, подлежащая очистке, через воронку 3 подается на лоток 4 и двумя потоками между сетками / н рядом заряженных проволок падает вниз. Частицы смеси получают при этом электрический заряд и, как бы отталкиваясь от ряда проволок 2, изменяют траекторию падения в сторону заземленных сеток.
Отклонение частиц обратно пропорционально их массе. Мелкне, легкие частицы отклоняются- крупные попадают на сетку, проходят через нее н падают в бункер 5. Более крупные частицы отклоняются от вертикального направления меньше и падают в бункер 6・ Так отработанная смесь разделяется на крупные зерна, которые используются вновь для приготовления формовочной смесн» и пыль, идущую в отвал.
Формовочные смеси и их свойства
Пригодные для изготовления литейных форм формовочные пески с необходимым содержанием глины встречаются в карьерах редко. Исключением являются некоторые пески Каслинских карьеров на Урале (Лазаретский и Конский). В большинстве же случаев глину и песок добывают отдельно н смешивают в определенных пропорциях для получения смеси, необходимой для формовки. На рнс 10 показана схема структуры формовочной смеси. Основную часть смеси составляют зерна / песка, оболочка глины 2 обеспечивает склеивание зерен песка и прочность смесн. Междуз ер новые пространства 3 обеспечивают газопроницаемость смеси. Для получения художественной отливкн, имеющей сложный рисунок поверхности и тонкие стенки, большую роль играет качество формовочной смеси, из которой приготовляют литейную форму. Качество формовочной смеси определяется ее прочностью, пластичностью, газопроницаемостью, газотворной способностью» огнеупорностью, однородностью, податливостью, долговечностью. Рассмотрим каждое из этих свойств.
Прочность. Полость литейной формы художественной отливки имеет большое число в〕нступов, углублений» отпечатков рисунков различной величины н сложности, ①н элементы могут легко разрушиться при разборке» сборке, переноске и заливке формы мета л л cw. Если отдельные частицы формовочной смеси не будут прочно связаны между собой, форма не будет способна сопротивляться действующим на нее разрушающим усилиям. Свойство формовочной смеси противостоять разрушающим усилиям» возникающим в процессе изготовления литейиой формы, ее транспортирования н заливки, называется прочностью.
Прочность формовочной смеси зависит от количества в ней г н«иы и влаги, от формы н поверхности зерен песка н степени
Схема структуры формп- #очмой смеемСхема структуры формп- #очмой смеемуплотнения смеси в форме. Чем больше в смеси глины при нормальном содержании влаги, тем равномернее на каждом зерне песка слой глины, тем прочнее зерна смеси склеены между собой. Чем шероховатее поверхность зерен смеси н выше степень уплотнения ее в форме, тем прочнее формовочная смесь.
Схема структуры формп- #очмой смеем
Схема структуры формп- #очмой смеем
Пластичность. Свойство формовочной смеси поспрои^водить во влажном состоянии поверхность
модели и сохранять отпечаток во время заливки формы называется пластичностью. Пластичность формовочной смеси зависит от размера зерен песка, количества содержащейся в ней глины, влаги и способа приготовления смеси. Чем мельче зерна песка смеси и больше между ними глины, тем легче и полнее они заполняют мелкие складки поверхности модели.
Газопроницаемость. При заливке формы образуется большое количество паров н газов. Оии появляются под действием высокой температуры заливаемого металла главным образом в результате испарения из смеси влаги и сгорания органических составляющих смесн. Кроме того, некоторое количество газа выделяет и заливаемый в форму металл.
Газы препятствуют нормальному заполнению металлом полости формы. Заполнение полости металлом может быть неполным, если газы не будут своевременно удалены из формы. При повышенном давлении газа в форме он может проникать в жидкий металл и образовывать газовые раковины в отливках.
Полость формы заполняется металлом нормально, еелн в процессе заливки газ нз нее выходит через вейти л я ци он н ые каналы формы илн непосредственно через ее стенки — уплотненную формовочную смесь. Способность формовочной смеси пропускать через стенки формы пары и газы, образующиеся при ее заливке, называется газопроницаемостью. Газопроницаемость формовочной смеси зависит от однородности, размера и формы зерен песка, количества глины и влаги» находящихся в смеси, и от степени уплотнения смеси в форме. Формовочные смеси с крупными округлой формы зернами песка» с небольшим содержанием глнны и влаги обладают хорошей газоп рои и цаемость ю. Смеси с мелкими остроугольной формы зернами песка, с большим содержанием глины и влаги имеют меньшую газопроницаемость. Частицы песка в такой смеси, плотно прилегая друг к другу, оставляют малые между- зериовые пространства» являющиеся каналами для газов в стейках формы. Сильное уплотнение смесн в форме снижает ее газопроницаемость.
Газотворная способность. Газотворная способность — способность формовочной смеси выделять газы при нагревании (заливке формы). Высокая газотвориая способность формовочной смеси (зависящая от количества в ней газообразующих примесей) отрицательно влияет на качество отливки. Так, формовочная смесь с нормальной газопроницаемостью, но с высокой газотворной способностью может быть причиной образования газовых раковин в отливке. И, наоборот, при использовании смесн с малой газо- проницаемостью и малой газотворной способностью можно получить отливки без этих дефектов.
Поэтому лучшей считается такая формовочная смесь, у которой газотворная способность меньше. Формовочная смесь не должна выделять большого количества газов, особенно сразу после заливки ф叩мн. когда газы, стремясь выйти из формы» могут про-
никнуть в еще незатвердевшнй металл и оставаться в нем, в результате чего могут образоваться газовые дефекты.
Огнеупорность. При заливке формы металлом ее стенки подвергаются действию высокой температуры: при этом слой формовочной смеси, сопри каса юще йся с металлом, может образовать на поверхности отливки трудиоотделимую корку пригара. В этом случае отливка будет иметь неровную шероховатую поверхность, очистка которой иногда стоит дороже самой отливки. В отливках художественных изделий, имеющих сложную поверхность, прнгар во многих случаях считается неисправимым браком. Хорошая формовочная смесь не должна оплавляться при соприкосновении с металлом; температура оплавления-спекаиия смеси должна быть выше температуры заливаемого в форму металла. Способность формовочной смеси сопротивляться оплавлению под действием температуры металла называют огнеупорностью.
Огнеупорность смеси зависит от размеров зерен песка н его химического состава Чем крупнее зериа, тем труднее металлу оплавлять нх при залнвке формы, тем меньше смесь будет пригорать к стейкам отливки. Чем меньше в смеси легкоплавких составляющих, тем выше ее огнеупорность.
Однородность. Формовочная смесь считается однородной, если ее технологические свойства одинаковы по всему объему. Однородность смеси обеспечивается сосредоточенной структурой ее зернового состава и равномерным распределением составляющих компонентов путем i(нательного перемешивания при приготовлении. Однородность смеси обеспечивает ей хорошую газопроницаемость н прочность
Податливость. Залитый в форму металл при кристаллизации и охлаждении уменьшается в объеме, н размеры готовой отлнвки будут несколько меньше размеров полости формы. Такое явление называют объемной усадкой
Литейная форма, особенно та ее часть, которая образует внутреннюю полость отливки (выступ, стержень), не должна сопротивляться усадке металла отливки. В противном случае из-за иапряженнй, возникающих в металле, в стенках отливки могут образовываться трещины Свойство формовочной смеси, характеризующее сопротивление усадке отлнвки в форме, называется податливостью.
Долговечность. Долговечность формовочной смеси — это ее способность сохранять свои первоначальные свойства после многократного использования. Под действием высокой температуры металла, заливаемого в форму, зерна песка смеси растрескиваются, глина теряет свою связующую способность и превращается в пыль. Для дальнейшего использования такой смесн ее следует освежать, т. е. добавлять в нее свежие материалы н отсеивать мелкие частицы ——пыль.
Долговечность формовочной смеси зависит от правильного обращения с ней н ее хранения. Бережное обращение со смесью 28
н правильное ее использование увеличивает срок службы смеси, сокращает расход формовочных материалов, снижает стоимость отливок.
Разновидности формовочных смесей
Художественные отливки по степени сложности, массе и материалу, нз которого они изготовлены, весьма разнообразны. Так, в производстве одного лишь Каслинского завода иа Урале можно встретить отливкн массой от нескольких граммов до нескольких тони, по размерам от сантиметра до нескольких метров по толщине стенки от миллиметра до десятков миллиметров. Естественно, что требования, предъявляемые к литейным формам таких разнообразных отливок, также неодинаковы. Например, прочность стенки формы статуи массой 5 т не может быть равна прочности стенки формы ажурной коробочки или браслета для часов. Следовательно, и формовочные смеси как материал для изготовления литейных форм не могут быть одинаковыми для всех форм.
Формовочные смесн, применяемые в производстве художественных и архитектурных отливок, подразделяют по нескольким признакам:
по виду использования — облицовочные, наполнительные, единые;
в зависимости от применяемых при приготовлении смеси песков — природные (естественные) и искусственные (синтети- ческие);
по роду применяемого для отливки металла — для чугун* ного литья н для цветного литья;
по состоянию формы перед заливкой — для форм, заливаемых в сыром состоянии, и для форм, заливаемых после сушки;
специальные формовочные смеси.
Облицовочной называют такую смесь, которую используют для изготовления рабочего слоя формы, соприкасающегося с моделью (а следовательно, н с отливкой). Облицовочная смесь, воспроизводящая отпечаток поверхности модели, первая принимает на себя температурные воздействия заливаемого в форму металла н должна обладать хорошей прочностью, пластичностью, огнеупорностью и газопроницаемостью. Поэтому облицовочная смесь содержит, как правило, большой проиент свежих формовочных материалов и. как наиболее дорогая, используется в форме в небольших количест вах, слоем 20—30 мм (на поверхности модели).
Наполнительной называют смесь, которой заполняется форма после нанесения облицовочной смеси. Она состоит в основном нз оборотной смеси.
Формовочные смеси при машинной формовке архитектурных отливок вследствие особенностей технологического процесса фор-
мовкн используются одновременно в качестве облицовочной и на- полинтельной смеси и называются едиными.
Природные (естественные) смесн представляют собой глинистые пески марок П0063 и *005 с содержанием глииы от 12 до 30 %. Природные формовочные смеси широко применяют в производстве тонкостенных ажурных и кабинетных чугунных н цветных отливок для форм, заливаемых в сыром состоянии н после сушки. Эти смеси обладают хорошей пластичностью н прочностью.
Искусственные (синтетические) смеси — наиболее распространенные в производстве художественных и архитектурных отливок. Они представляют собой смесь песка и глины или нескольких песков с большим или меиьшим содержанием глииы н отработанной смесн. Пески н оборотную смесь смешивают в таких пропорциях, чтобы в результате образовалась формовочная смесь, обладающая необходимыми технологическими свойствами.
Формовочные смеси для форм чугунных отливок. Состав формовочных смесей (табл. 8) зависит от конфигурации н сложности поверхности отливок, Толщины их стеиок и состояния литейной формы перед заливкой. Смеси для ажурных отливок, имеющих сложную поверхность, тонкие стенки н большое число просветов, образующих ажур, должны обеспечивать получение в форме четкого отпечатка сложной поверхности модели и прочность мельчайших болванчиков, дающих просветы в отливке. Кроме того, при заливке в форму чугун по сравнению с цветными сплавами имеет более высокую температуру. Поэтому формовочные смеси для форм, заливаемых чугуном, должны иметь достаточную огнеупорность.
Повышение температуры запивки чугуна приводит к более интенсивному газовыделению при прогреве формы, поэтому формовочные смесн должны иметь хорошую газопроницаемость. Таким образом, формовочные смесн для форм, заливаемых чугуном, при достаточной прочиостн должны быть газопроницаемыми н огнеупорными.
Формовочные смеси для форм отливок из цветных сплавов« Латунь, броиза и алюминиевые сплавы, применяемые в производстве художественного литья, по сравнению с чугуном имеют более низкую температуру заливки н большую жидкотекучесть. Поэтому при изготовлении литейных форм представляется возможным применять мелкозернистые формовочные смесн, дающие чистую и гладкую поверхность отливки.
Формовочные смеси для формовки по-сырому. Формовкой по-сырому изготовляют литейные формы для тонкостенных и ажурных отливок (барельефы, ажурные тарелки, вазы, детали статуэток).
Для получения в форме хорошего отпечатка, сложной поверхности модели и обеспечения прочности небольших болванчиков, образующих просветы в отливке, формовочные смеси должны иметь хорошую газопроницаемость, пластичность и быть доста-
1翳*1:
z«9
丄1
9
丄
170
S
СЧ 1 6
и 1 с 1 ■ 1 н 1
1
ШЦ
? 1卜
e 兔
2f
в [ в W 堂
g |о о
J 2总
я а
!
**
>
в в X 6
в
CL
3
i!
翦
1
我
-
簿
箏
発
9葬一 2 S Z & 員-工 е
戈М В F
窺
1 I в A dH
м
<J 1
已2 1号
S。9 a
Г П н cl
8 ea-TJGJ
точно прочными. Поэтому при приготовлении смесей применяют мелкосернистые пески с повышенным содержанием глины.
Смеси для форм, заливаемых в сыром состоянии, применяют и при изготовлении форм для архитектурных отливок. В этом случае большая масса отливки и размеры форм требуют применения в формовочных смесях более крупных песков н повышающих огнеупорность смеси добавок.
Формовочные смеси для формовки по-сухому. Литейные формы статуй и бюстов значительно сложнее обычных. Для их изготовления применяют, как правило, сложную кусковую формовку. Прн такой формовке формовщик, разбирая форму для удаления модели, имеет дело не с полуформамн, предохраняемыми от разрушения, а с частями формы в виде спрессованных кусков формовочной смеси. Естественно, что такие формы должны быть изготовлены из более прочиых формовочных смесей
При кусковой формовке поверхность формы должна выдерживать давление не менее 0,9 МПа. Газопронннаемость таких смесей в сыром состоянии вследствие содержания большого количества глины ннзкая (20—25 единиц). Поэтому литейные формы, изготовленные из этих смесей, нельзя за тивать в сыром состоянии, так как повышенное количество пира и газа не сможет свободно выходить из формы через ее стенки Г азопроницаемость форм, изготовляемых из жирных формовочных смесей, повышают путем их сушки. В процессе сушки в результате испарения влаги и выгорания добавок увеличивается пористость формы. Газопроницаемость смеси в форме после сушки повышается до 60— 70 единиц.
Смеси, формы из которых заливают после сушки, называют формовочными смесями для формовкн по-сухому
В качестве наполнительной смеси используют одиу отработанную смесь. Освежают ее неперегореашнми кусками форм, набиваемых нз жирной облицовочной смеси.
Специальные формовочные смеси. В производстве художественного литья часты случаи, когда сложность отливки требует применения особых способов изготовления литейной формы, применения специальных формовочных смесей
Жидкие формовочные смеси применяют при I卜jpvuBKe скульптурных отливок для нанесения облицовочного 、"”м на поверхность восковой модели и изготовления стержня 匕 с]«о|>ме На поверхность модели жидкую смесь наносят путем оилескивания модели, при изготовлении стержня смесь заливают и 1ю”кть гипсовой формы. В состав жидкой формовочной смеси ьход«* мпзрпевме пески, мзршаллит, цемент и вода
Суспеазню на этилсиликатном связующем применяют для нанесения на поверхность выплавляемой модели слоя, который после ее выплавления образует неразъемную керамическую 中орму — оболочку для отливки
Связующим суспензии является гидролиэоваиныб раствор этилсиликата, наполнителем — пылевидный кварц (маршаллит) марок КП1, КП2, прокаленный при температуре 850—900 °C и просеянный через сито с шелковой сеткой.
Песчано-смоляные смеси применяют в производстве отливок, получаемых в оболочковых формах. В состав смеси в качестве наполнителя входит кварцевый песок с зернами размером менее 0,2 мм. В качестве связующего используют термореактивную смолу. В целях экономии дорогостоящих смол оболочки полуформ изготовляют двухслойными. В этих случаях песчано-смоляные смеси делят на облицовочные и наполнительные. Облицовочные приготовляют с большим содержанием смол, наполнительные —с меныинм.
Стержневые смеси
Стержневые смеси в процессе заливки формы находятся в более тяжелых условиях» чем формовочные, поэтому они должны быть более прочными, газопроницаемыми, податливыми, огнеупорными, менее гигроскопичными, обладать хорошей выживаемостью из отливки.
Основными материалами для приготовления (^гержневых смесей, как и для формовочных, являются песок и глина. Одиако большое количество глины, необходимое для повышения прочности, ухудшает газопроницаемость, податливость, выбиваемость смеси, увеличивает ее пригар к стенкам отливки. Для улучшения качества сггержневой смеси в ее состав вместо глниы входят крепители. К ним относятся различного рода масла, канифоль, каменноугольный пек, сульфитно-спиртовая барда, декстрин, жидкое стекло и другие специальные материалы.
В зависимости от применяемого связующего стержневые смесн делятся на песчаио-глиинстые, б которых связующим является глина, и песчано-масл я ные, в которых связующим являются органические вещества — заменители масел. Песчано-глииистые смеси имеют достаточную прочность в сыром состоянии; их применяют для стержней простых форм художественных отливок, изготовляемых посырому. Песчано-масляные смеси применяют для стержней кусковых форм, заливаемых после сушкн.
В технологическом процессе изготовления стержней значительную часть времени занимает их сушка. Трудоемкий и продолжительный процесс сушкн стержней устраняется совершенно или сокращается до минимума при использовании в стержневых смесях в качестве связующего жидкого стекла (5—7 %). Стержни из таких смесей твердеют на воздухе без обработки или после продувки углекислым газом СОЯ. Такую смесь называют само- твердеющей.
В последние годы применяют жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС), при использования которых отпадает необходимость сушки
2 Зотов в. и. 33
Стц|жммые смеси для чугунных художеетвениыхи архитектурных отлквок
ПределПВОЧНОСТ1»МПаПределПВОЧНОСТ1»МПа
ПределПВОЧНОСТ1»МПа
ПределПВОЧНОСТ1»МПа
纟хиV«XHO^O^O纟хиV«XHO^O^O<910X7<910X7vgoxvgoxл・ql"Dc3，HMHQduoG・』л・ql"Dc3，HMHQduoG・』求・<UJ°HH求・<UJ°HH9HJ.■*二 m9HJ.■*二 mКабинетные (настольные бюсты, статуэтки и Группы) Архитектурные (колонны, тумбы, вазы декоративные н др-)Кабинетные (настольные бюсты, статуэтки и Группы) Архитектурные (колонны, тумбы, вазы декоративные н др-)一——982—706—70.02— 0,030,2385010—2905-60.03— 0.0350,07— 0,15一——982—706—70.02— 0,030,2385010—2905-60.03— 0.0350,07— 0,15
纟хи
V«XHO^O^O
纟хи
V«XHO^O^O
<910X7
<910X7
vgox
vgox
л
・ql"Dc3，HMHQduoG・』
л
・ql"Dc3，HMHQduoG・』
求・<UJ°HH
求・<UJ°HH
9HJ.■*二 m
9HJ.■*二 m
Кабинетные (настольные бюсты, статуэтки и Группы) Архитектурные (колонны, тумбы, вазы декоративные н др-)
Кабинетные (настольные бюсты, статуэтки и Группы) Архитектурные (колонны, тумбы, вазы декоративные н др-)
一
—
—
98
2
—
70
6—7
0.02— 0,03
0,2
38
50
10
—
2
90
5-6
0.03— 0.035
0,07— 0,15
一
—
—
98
2
—
70
6—7
0.02— 0,03
0,2
38
50
10
—
2
90
5-6
0.03— 0.035
0,07— 0,15
стержней, а также процесс их уплотнения в стержневом ящике. Через 20—30 мии после заливки жидкая стержневая смесь в ящике становится прочной н стержень можно извлекать из стержневого ящика.
Для улучшения податливости н газопроницаемости в стержневые песчано-глннистые смеси для крупных стержней статуарных отливок добавляют рубленую солому, древесные опилки, торф. Для небольших стержней статуэток иногда вместо специальной стержиевой смеси используют облнцовочиую смесь для кусковой формовки. В табл. 9 приведены составы и свойства стержневых смесей, применяемых в производстве кабинетных художественных и архитектурных отливок.
Приготовление формовочных смесей
Качество художественной отливки во многом зависит от качества формовочной смеси, из которой приготовлена ее литейная форма. Поэтому подбор формовочных материалов для смеси и ее приготовление в технологическом процессе получения отливки имеет важное значение. Формовочная смесь может быть приготовлена нз свежих формовочных материалов и отработанной смеси с небольшой добавкой свежих материалов.
Процесс приготовления формовочных смесей из свежих формовочных материалов состоит из следующих операций： составления смеси (подбор формовочных материалов), перемешивания состав- 34
Fkc. 11. Смешнвавощм бвгулы：Fkc. 11. Смешнвавощм бвгулы：J — кожух; 2・ S ——катки;・—механизм аакрыванкя отверстия в дне «лшн: 5 т □луж«вJ — кожух; 2・ S ——катки;・—механизм аакрыванкя отверстия в дне «лшн: 5 т □луж«вFmc. It. ШхАжшесков катающееся емтоFmc. It. ШхАжшесков катающееся емто
Fkc. 11. Смешнвавощм бвгулы：
Fkc. 11. Смешнвавощм бвгулы：
J — кожух; 2・ S ——катки;・—механизм аакрыванкя отверстия в дне «лшн: 5 т □луж«в
J — кожух; 2・ S ——катки;・—механизм аакрыванкя отверстия в дне «лшн: 5 т □луж«в
Fmc. It. ШхАжшесков катающееся емто
Fmc. It. ШхАжшесков катающееся емто
ляющих смеси в сухом виде, увлажнения, перемешивания после увлажнения, вылеживания, разрыхления.
Составление. Известно, что формовочные пески, отвечающие всем технологическим свойствам формовочной смеси» в природных условиях встречаются редко. Поэтому смеси, как правило, приготовляют путем подбора песков с различным содержанием глины, так, чтобы полученная смесь содержала нужное количество глины и обладала необходимыми технологическими свойствами. Такой подбор материалов для приготовления смеси называют составлением смеси.
Перемешивание и увлажнение. Составляющие формовочной смесн тщательно перемешивают в сухом виде с целью равномерного распределения частиц глины по всей массе песка. Затем смесь увлажняют, добавляя нужное количество воды, и снова перемешивают так, чтобы каждая из частиц песка покрылась пленкой глины или другого связующего. Увлажнять компоненты смеси до перемешивания не рекомендуется, так как при этом пески с высоким содержанием глины скатываются б небольшие шарики, трудно поддающиеся разрыхлению. Перемешивание большого количества материалов вручную — большая и трудоемкая работа. В современных литейных цехах составляющие смесн в процессе ее приготовления перемешивают в шнековых смесителях или смешивающих бегунах.
Смешивающие бегуны (рис. 11) имеют неподвижную чашу и два гладких катка, сидящих на горизонтальной оси вертикального вала, соединенного конической передачей с редуктором электроде игател я. Между катками и дном чаши делается регулируемый зазор, предотвращающий дробление катками зерен смеси.
Для приготовления смеси составляющие материалы засыпают в чашу бегунов н перемешивают в течение 2—3 мнн в сухом виде. Затем вливают в смесь необходимое количество воды и продолжают перемешивать в течение 10—15 мин до получения равномерной по влажности и прочности смеси. Готовая формовочная смесь выгружается нз чаши бегунов через отверстие в дне чашн.
В современных мощных литейных цехах применяют сдвоенные смешивающие бегуны производительностью до 200 к^/ч, маятниковые бегу иы с циклом обработки замеса 1,5—3 мин.
Вылеживание. Для более равномерного распределения влаги по всей массе формовочная смесь должна вылежаться в течение 1,5—2 ч. •
Разрыхление. Слежавшуюся после вылеживания смесь разрыхляют просеиванием через сита с ячейками 5——8 мм. На рис. 12 показано механическое сито. В современных механизированных цехах для разрыхления смеси применяют специальные машины — разрыхлители различной конструкции. Удобными в производстве художественного литья являются передвнжиые разрыхлители.
Приготовление смеси для кусковой формовки. Отличительной особенностью смеси для кусковой формовки является значительное содержание в ней глины (25——30 %). Глинистые пески, как указывалось ранее, трудно поддаются перемешиванию с другими составляющими смеси, поэтому при приготовлении из них смесн избегают перемешивания после увлажнения, а поступают следующим образом. Хорошо смешанные в сухом виде составляющие формовочной смесн засыпают слоем толщиной 6—8 см в специальный (запарный) ящик, поверхность слоя слегка увлажняют. На первый слой засыпают второй и снова увлажняют его поверхность. Такими слоями засыпают ящик до верха, поверхность последнего слоя ие увлажняют. Смесь в ящике выдерживают (пропаривают) в течение 6—8 ч. При этом влага (без перемешивания) равномерно распределяется по всей массе смеси в ящике. Появление на поверхиостн верхнего слоя мокрых пятен свидетельствует о готовности смеси. После вылеживания смесь разрыхляют.
Влажность формовочной смеси для кусковой формовки обычно составляет 6——7 % н ее увеличение не ухудшает качество форм, так как их заливают после сушки. При длительном изготовлении форм (сложное изделие) рекомендуется увеличить количество влаги в смеси до 10 %, так как это предохраняет ее от подсыхания во время продолжительного процесса формовки.
Зерна кварца смеси при неоднократных температурных воздействиях заливаемого в форму металла растрескиваются, а при дальнейших операциях приготовления смеси размельчаются, обогащая смесь пылью.
Глинистая часть смеси при нагревании постепенно теряет клеящую способность, перегоревшие частицы глины становятся балластом смесн. Вследствие таких изменений смесь теряет свои первоначальные технологнческне свойства — уменьшается ее 36
пластичность, газопроницаемость и огнеупорность. Для восстановления утраченных свойств в смесь добавляют 5—35 % свежих формовочных материалов. Такую операцию при прнготовленнн формовочной смеси принято называть освежением смеси.
Процесс приготовления формовочной смесн с использованием отработанной смеси состоит из следующих операций： подготовки отработанной смесн, добавления в отработанную смесь свежих формовочных материалов, перемешивай ня в сухом виде, увлажнения, перемешивания составляющих после увлажнения, внле* жнваннн. разрыхления.
$ 11. Испытание формовочных смесей
Качество приготовленной литейной формы и отлитого в ней изделия во миогом зависит от свойств формовочной смеси, из которой приготовлена эта форма. Следователь но, прежде чем приступить к формовке, необходимо проверить, обладает ли формовочная смесь нужными свойствами. В современных условиях литейного производства определением свойств формовочной смеси занимаются специальные лаборатории, оборудоваиные соответствующими приборами. Контролируют обычно не все свойства смесн, а лишь важнейшие, от которых в большей степени зависит качество изготовляемых литейных форм и отливок: газопроницаемость, прочность, влажность, количество глииы и зерновой состав песка.
Определение газопроницаемости. Г азопроницаемость смеси в литейной форме зависит не только от количества содержащейся в ней глины, влаги и размера зерен песка, но и от степени уплотнения ее в форме. Чем плотнее набита форма, тем меньше пористость формовочной смесн. Поэтому смесь иа газопроницаемость проверяют в уплотненном состоянии, т. е. примерно в тех условиях, в каких она будет находиться в литейной форме. Для этой цели из испытуемой смеси изготовляют стандартный образец цилиндрической формы диаметром 50 мм и такой же высотой. Образец набивают в гнльзе на специальном приспособлении — копре, изображенном на рис. 13. Гильзу / с испытуемой смесью помещают под поршеиь штока копра. Трехкратным поворотом ручки сектора 3 груз 5, свободно сидящий на штоке 4. поднимается на высоту 50 мм. Падая вниз, груз ударяется о нижний прилив штока, опускающийся при этом поршень уплотняет в цилиндре смесь.. После уплотнения гильза вместе с образцом 2 поступает на испытание г а зопрои ицаемости смесн.
Если испытуемая смесь предназначена для изготовления форм, заливаемых после сушки, образец смеси перед испытанием сушат.
Газопроницаемость образца определяют иа специальном приборе (рис. 14), который состоит из цилиндрического бака 3 с впаянной в дно трубкой 2, основания 6 н плавающего колокола / с впаянной в дио трубкой. На боковой поверхности плавающего
37
Рм& 13. Копер для изготовлен ня ствндарт- “■ образцов формовочноА см“.Рм& 13. Копер для изготовлен ня ствндарт- “■ образцов формовочноА см“.Рис. 14- Прибор для определения г&зопро- ммцАемостн формовочмой смеемРис. 14- Прибор для определения г&зопро- ммцАемостн формовочмой смеем
Рм& 13. Копер для изготовлен ня ствндарт- “■ образцов формовочноА см“.
Рм& 13. Копер для изготовлен ня ствндарт- “■ образцов формовочноА см“.
Рис. 14- Прибор для определения г&зопро- ммцАемостн формовочмой смеем
Рис. 14- Прибор для определения г&зопро- ммцАемостн формовочмой смеем
колокола имеются отметки 2000, 1000, 0 н X. На основании прибора расположены: ртутный затвор 8, водяной манометр 4, уровень 7 и трехходовой кран 5.
Перед началом испытания прибор приводят в рабочее положение. В бак наливают воду до уровня 120 мм от верхней кромки н опускают в него колокол так. чтобы верхняя кромка бака совпадала с отметкой «Х> на колоколе. Кран ставят в положение «закрыто».
При испытании цилиндр с образцом устанавлнвают в чашу ртутного затвора, ручку крана ставят в положение «Испытание». Во время опускания с момента совпадения отметки 0 с верхней кромкой бака пускают в ход секундомер. На отметке 1000 замечают давление по манометру. В период испытания воздух, находящийся под колоколом, под действием его силы тяжести проходит по трубке бака к ходовому край у, а от него — в цилиндр под образец испытуемой смеси и в трубку манометра. Если образец смеси в цилиндре будет хорошо пропускать воздух, то манометр покажет малое давление, и наоборот, если образец смеси будет плохо пропускать воздух, то манометр покажет большое давление. Испытание заканчивается, когда отметка 2000 на колоколе совпадает с кромкой бака.
На основании полученных данных газопроницаемость смесн вычисляют по формуле К = 509.6/(рт). где 509,5 — коэффициент, соответствующий количеству воздуха (2000 мл), прошедшего через образец (высота образца 50 мм, площадь сечения 1963,5 мм2); р — давление воздуха перз образцом, Па, р = 980,7 Па; т — 38
Рис. 1С・ Прибор для опредгле* ыия прочности формооочноА смеси ■ сыром и「ухом состоа- имях:I. 2 — манометры： 3 — маховм- чон: 4 — шпиндель： 5 — верам переключения манометров; о — плунжер; 7 — испытуемый 3・ раэец; 8 — члшквРис. 1С・ Прибор для опредгле* ыия прочности формооочноА смеси ■ сыром и「ухом состоа- имях:I. 2 — манометры： 3 — маховм- чон: 4 — шпиндель： 5 — верам переключения манометров; о — плунжер; 7 — испытуемый 3・ раэец; 8 — члшквРис. 15. Схемы испытан и* про^носты смеси: а — на сжатие; б — на растяжение: / — специальное приспособленкеРис. 15. Схемы испытан и* про^носты смеси: а — на сжатие; б — на растяжение: / — специальное приспособленкевремя, в течение которого через образец смеси прошло 2000 см8 воздуха, с.
Рис. 1С・ Прибор для опредгле* ыия прочности формооочноА смеси ■ сыром и「ухом состоа- имях:
I. 2 — манометры： 3 — маховм- чон: 4 — шпиндель： 5 — верам переключения манометров; о — плунжер; 7 — испытуемый 3・ раэец; 8 — члшкв
Рис. 1С・ Прибор для опредгле* ыия прочности формооочноА смеси ■ сыром и「ухом состоа- имях:
I. 2 — манометры： 3 — маховм- чон: 4 — шпиндель： 5 — верам переключения манометров; о — плунжер; 7 — испытуемый 3・ раэец; 8 — члшкв
Рис. 15. Схемы испытан и* про^носты смеси: а — на сжатие; б — на растяжение: / — специальное приспособленке
Рис. 15. Схемы испытан и* про^носты смеси: а — на сжатие; б — на растяжение: / — специальное приспособленке
Описанный способ определения
газопроницаемости занимает много
времен% поэтому на практике чаще всего пользуются уско- ренным способом, при котором отмечают лишь давление воздуха в процессе испытания. В этом случае во входное отверстие воздухопровода ввинчивают калиброванный ниппель с отверстием диаметром 0,5 мм при испытании смеси с низкой газопроницаемостью и с отверстием диаметром 1,5 мм при испытании смеси с высокой газопроницаемостью. Ниппель создает сопротивление выходу воздуха из-под колокола. При таком способе газопроницаемость в соответствии с показаниями манометра определяют
по табл. 10.
Определение предела прочности. В зависимости от назначения фефмовочной смеси испытание прочности проводится на сжатие илн на растяжение. На сжатие испытывают смеси, литейные формы из которых заливают в сыром состоянии. На растяжение испытывают стержневые н формовочные смеси, формы из которых заливают после сушки. Предел прочности б том н другом случае характеризуется нагрузкой, разрушающей образец при испы
тании.
Испытание на сжатие. Эго испытание проводят на стандартных цилиндрических образцах формовочной смеси после нх испытания на газопроницаемость. Образец выталкивают из гильзы, помещают в прибор и сжимают возрастающей силой до разрушения. Схема испытания образца формовочной смеси на сжатие показана на рис. 15, а.
Испытание на растяжение. Испытанию подвергают стандартные образны формовочной н стержневой смеси в упрочненном состоянии (сушка, химическое твердение н т. д.), изготовлениые в специальных металлических ф°РмаХ в виде восьмерки. Схема испытания смеси иа прочность в сухом состоянии показана иа рис. 15, б.
В новом приборе для испытания прочности формовочной смеси на растяжение, созданном в ПО ЗИЛ (конструктор Я. Н. Крон),
39
3 X 3 У а ■ ■ Uu
Газопронкцлемость. еднямиы. при отверстаж • ввппеле» мн
S X 3
У ■ ■ ■
Гаэопрсикцаемость. слминиы.
nP« отвер так ■ авппеле, мм
S X 3 ■
0.5
1Л
0.5
」L5
10 20
30 40
60 60
70 во
90
100 по
120 130
140
160 160
170 160
190 200
210 220
230 240
250 260
270 280
290 300
310
320 330
340
2450 2000 1620 1350 1200 1060
950 850 780 710 650 ею 550 525 492 467 440 417 398 376 358 341 3S6 313 300 287 275 264 253 243 235
350 360 370 3S0 390 400 410 420 430 440 450 450 470 480 490 500 510 620 530 540 550 650 570 580 590 600 610 620 830 640 Б50 650 670
24,2 23,4 22,7 21,8 21,0 20,0 19,5 19,0 18.4 17.8 17,3 16,7 16,2 15,7 15,2 1“ 14,3 13,в 13,4 13,0 12,6 12,2 П,6 ИЛ 11,0 Ю.7
10,3 10,0
9.7 齡 8,8 8,5
226 219
212 205
198 193
185 178
173 167
163 168
151
146
142
138
134
128
128
122
119 115
112
108
105
102
99
96
93
90
88
85
82
1
680 690 700
710 720 730 740 750 760 770 780 790 800
810 820
830 В40 350 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000
Гаэопрон нцжемостьА едннвцъ；# прх отверстая ■ яяппеле. мм
Определение газопроницаемости по д&влекшо воздуха, нродуваемого перед образном
籥若囂嚣幫3範翁翁作学
80775737676563616858515251一 一 -
нагрузка на образец, фиксируемая манометром, создается давле- иием сжатого воздуха. Достоинством нового прибора является автоматическое снижение скорости нагружения к концу испытания и отсутствие динамического приложения нагрузки, что по- вытает точность результатов испытания.
На рис. 16 показан универсальный прибор, созданный одной из фирм ГДР для испытания формовочной смеси на прочность. Прибор дает возможность испытывать смеси в сыром (0—16 МПа) и в сухом (10—130 МПа) состоянии. Для испытания прочности 40
формовочной смеси в сыром состоянии (на сжатие) испытуемый образец 7 устанавливают между чашкой 5 и плунжером 6. Давление на плунжер производится шпинделем 4. который приводится в действие от рукоятки маховичка 3. При испытании смеси в сухом состоянии чашку 8 снимают и к концу плунжера привинчивают специальное приспособление (см. рис. 15. б), необходимое для испытания образца смеси на растяжение. Отсчет результатов испытания смеси на сжатие проводится по манометру /, при испытании на растяжение — по манометру 2. Переключение манометров осуществляется краном 5.
Определение влажности. Количество влаги в формовочной смеси влияет на ее качество и может быть причиной брака отливки. Для определения влажности берут 50 г испытуемой смесн. помещают ее в сушильный электрический шкаф и сушат в течение 1 ч при температуре ПО ℃. Высушенную смесь охлаждают до нормальной температуры и взвешивают. Умножив разность масс сырой и сухой смесей на два. получим количество содержащейся в ней влаги в процентах.
Недостатком такого метода испытания является его длительность, в условиях цеха влажность смеси в течение 1 ч может измениться (смесь может высохнуть). Поэтому в современных условиях применяют более удобные ускоренные методы.
Принцип ускоренного определения влажности состоит в том, что навеску формовочной смеси массой 20 г помещают в стаканчик с сетчатым диом и устанавливают под гильзу прибора, внутри которой расположена электрическая спираль. Воздух, продуваемый через гильзу сверху, прогревается до температуры 120 ℃, проходит вниз через стаканчик со смесью и быстро высушивает ее. По разности масс сырой и сухой смесей определяют влажность смеси, как и в первом случае.
Определение глинистой составляющей. Не менее важным показателем качества формовочной смеси является содержание в и ей глины, влияющей на ее прочность, газопроницаемость и пластичность. Количество глииы в смеси определяют способом отмучивания. Для этой цели 50 г хорошо просушенной смеси помещают в сосуд, в который напивают 475 см8 воды и 25 см® раствора едкого натра. Сосуд плотно закрывают пробкой и взбалтывают в течение 1 ч на специальном приборе (рис. 17). После этого сосуд снимают с прибора и дают жидкости отстояться в течение 10 мии. При этом зерна песка, как более тяжелые, быстро осаждаются на дно сосуда, а частицы глины остаются в воде во взвешенном состоянии. Этот раствор с помощью сифонной трубки сливают до уровня 25 мм от дна сосуда, а в сосуд с песком вновь Доливают воду, снова взбалтывают и дают отстояться в течение 5 мин. Такую операцию повторяют до тех пор, пока вода над осевшим песком не будет совершенно чистой, т. е. песок будет полностью отмыт от глииы. Отмытый таким образом песок удаляют из сосуда, просушивают и снова взвешивают. Разность масс
Рис- 17. Прибор АЛЯ определения солер- жлимя глинистой составлю ющеА смесн: 】 — сосуд; 2 — оснопвнме держателя сосуда； J — влектроднхгатель; “ — инлнкРис- 17. Прибор АЛЯ определения солер- жлимя глинистой составлю ющеА смесн: 】 — сосуд; 2 — оснопвнме держателя сосуда； J — влектроднхгатель; “ — инлнкРис. I в. Прибор для опрел ел ев ия эерномго состава песка:Рис. I в. Прибор для опрел ел ев ия эерномго состава песка:I — основвнме; 2 — набор сиг: 3 — коло- тушкэ； * — >л ектродн и гательI — основвнме; 2 — набор сиг: 3 — коло- тушкэ； * — >л ектродн и гатель
Рис- 17. Прибор АЛЯ определения солер- жлимя глинистой составлю ющеА смесн: 】 — сосуд; 2 — оснопвнме держателя сосуда； J — влектроднхгатель; “ — инлнк
Рис- 17. Прибор АЛЯ определения солер- жлимя глинистой составлю ющеА смесн: 】 — сосуд; 2 — оснопвнме держателя сосуда； J — влектроднхгатель; “ — инлнк
Рис. I в. Прибор для опрел ел ев ия эерномго состава песка:
Рис. I в. Прибор для опрел ел ев ия эерномго состава песка:
I — основвнме; 2 — набор сиг: 3 — коло- тушкэ； * — >л ектродн и гатель
I — основвнме; 2 — набор сиг: 3 — коло- тушкэ； * — >л ектродн и гатель
смесей до отмучивания и после него покажет содержание глины в смеси.
Определение зернового состава. Для определения зернового состава навеску песка после отмучивания просеивают через стандартный набор сит с помощью специального прибора, изображенного на рис. 18.
Навеску песка массой 50 г помещают на верхнее сито с редкой сеткой. Набор сит закрепляют в приборе и встряхивают в течение 15 мин. Затем остаток песка на каждом сите взвешивают, массу умножают на два и получают процентный состав каждой фракции. Хорошие однородные формовочные пески должны содержать до 70 % зерен основной фракции. В производстве кабинетных художественных отливок рекомендуется использовать пески с наибольшим остатком на снтах 01; 0063; 005, в производстве статуарных отливок — на ситах 016; 01; 0063,
Вопросы для повторения
Что такое литейный цех н нз каких основных отделеннй он состоит?
Что такое формовочные материалы н как онн подразделяются?
На какие классы подразделяют формовочные пески?
На какие группы подразделяют формовочные пески?
Как маркируют формовочные пески, что означает марка песка П016А?
Каковы особенностн формовочных песков для форм художественного литья?
Что такое крепители и какне нз ник применяют для приготовления формовочных н стержневых смесей для художественного н архитектурного литья?
Какие материалы относятся к вспомогательным?
В чем состоит принцип защитного действия припылов?
Какие прнпылы применяют для форм художественного лнтья?
Какова роль разделительного песка в процессе изготовления литейных форм?
В чем состоят подготовка формовочная материалов?
Что такое формовочная смесь и из чего она состоит?
Какими свойствамк должна обладать формовочная смесь?
Какие типы формовочных смесей существуют?
Чем отличается формовочная смесь для форм, эалнваемых в сыром со- ^яннн» от смеси для форм» заливаемых после сушкм?
Что такое облицовочная н наполнктельная смеси, чем онк отличаются друг От друга?
Как приготовляют формовочные смесн?
В чем состоит процесс подготовки отработанной смеем?
Для какой цели н как освежают формовочную смесь?
От чего завнент долговечность формовочной смесн?
Как определяют прочность формовочной смесн?
Как определяют газопроницаемость смеси?
Как определяют влажность формовочной смеск?
Как определяют количество глинистой составляющей формовочной
смеси?
Как определяют
аерновой состав песка?
Глава 2
ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ
Общие сведения
При изготовлении металлических изделий металлы в чистом виде почти не применяют, так как в。многих случаях нх свойства не соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям. На- пример, химически чистое железо не может служить материалом для нзготовлеиия изделий, так как оно не имеет достаточной прочности (мягкое, легко режется ножом), но в соединении с другими элементами (углеродом, кремнием, марганцем, фосфором) оио дает прочный и удобный для отливки изделий материал —— чугун. Соединение в определенных пропорциях двух или нескольких химических элементов называют сплавом. Сплавы железа с углеродом в различных соотношениях нзвестнн под названием черных сплавов. К ним относятся чугун и сталь. Сплавы меди, олова, цинка, алюминия, свинца, магния и ряда других элементов называются цветными сплавамн. Наиболее распространенными в производстве монументальных художественных отливок являются медные сплавы — латуни и бронзы, в производстве малой скульптуры ——серый литейный чугуи.
Все металлы и сплавы обладают физическими, механическими и тех иологи ческимн свойствами.
К физическим свойствам относятся температура плавления, расширение при нагревании, цвет, плотность, электропроводимость и теплопроводность, магнитные свойства,
К механическим свойствам относятся прочность, твердость, пластичность, вязкость и упругость.
К технологическим сБоиствам относятся литейные свойства, свариваемость, возможность обработки резанием.
Лнтеиные свойства сплавов
В производстве отливок важную роль играют литейные свойства сплавов, обеспечивающие хорошее заполнение литейной формы и получение отливок без дефектов — раковнн, трещин н др. К основным литейным свойствам сплавов относятся жидкотекучесть, усадка и ликвация.
Отлнвкн
Толщина стенок» мм
Жидкотекучесть, мм
Ажурные Кабинетные Статуарные Архитектурные
2—3
5-6
10—15
1&-20
1000—поо 750—850 500—750 300—500
Необходимая жидкотежучесть чугуна для заливки форм художественных отливокНеобходимая жидкотежучесть чугуна для заливки форм художественных отливокЖидкотекучесть — способность расплавленного металла заполнять литейную форму. Хорошая жидкотекучесть металла особенно важна при изготовлен ин ажурных художественных отливок, имеющих тонкую стенку, сложную поверхность с наличием большого числа просветов. Жидкотекучесть зависит от химического состава и температуры заливки.
Необходимая жидкотежучесть чугуна для заливки форм художественных отливок
Необходимая жидкотежучесть чугуна для заливки форм художественных отливок
Чем выше температура за
ливки сплава, тем больше его жндкотекучесть. Жидкотекучесть чугуна увеличивается с увеличением содержания в ием фосфора, кремния и углерода. Сера и марганец понижают жидко
текучесть.
Жндкотекучесть определяют с помощью специальной литейной формы, имеющей спиралевидный канал, в который заливают испытуемый расплав. Форму изготовляют по модели стандартной пробы на жидкотекучесть. Чем более длинный участок спирали заполнит заливаемый в нее металл, тем выше его жидкотекучесть. Для удобства вычисления длины залитой спирали на ее верхней поверхности через каждые 50 мм расположены точки. Таким образом, жидкотекучесть металла определяется длиной залитой спирали, выраженной в миллиметрах или точках (табл. 11).
Усадка — уменьшение объема сплава, залитого в форму, при его охлаждении. Уменьшение объема сплава при охлаждении до температуры затвердевания и при затвердевании называется объемной усадкой. Уменьшение линейных размеров отливки по сравнению с размерами модели называется линейной усадкой.
Значение усадки сплава в литейной форме зависит от его химического состава, конфигурации отливаемого изделия, температуры заливки в форму, скорости охлаждения в форме и других факторов. Среднее значение линейной усадки серого чугуна около 1 %, стали — 2 %, мерных сплавов — 1,5 %.
Усадка — отрицательное явление не только потому, что при ней изменяются объем и размеры изготовляемых отливок, ио и потому, что она является причиной образования в отливках усадочных раковин, пористости, внутренних напряжений, вызывающих появление коробления н трещин.
Ликвация — неоднородность химического состава сплава в различных частях сечения отливки, возникающая при его кристаллизации. Наиболее заметна ликвация в массивных сечениях от
ливки.
Применяемые литейные сплавы
Медные сплавы. В настоящее время медные сплавы примеияк/г для изготовления деталей, работающих б условиях трения, обладающих устойчивостью против коррозии во влажной атмосфере, в морской воде. Одновременно эти сплавы имеют хорошие литейные свойства, поэтому их широко применяют в производстве художественных отливок, особенно для изготовления единичных скульптур, бюстов, памятников, устанавливаемых на улице. В производстне художественных отливок используют два вида медных сплавов — бронзы и латуни.
Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, свинцом( марганцем н другими элементами. Сплавы меди с 5—13 % олова называют оловянными бронзами. Сплавы меди с алюминием, свинцом, марганцем и другими элементами составляют группу безоловяииых или специальных броиз (алюминиевые, свинцовые, марганцевые).
Оловянные бронзы обладают хорошей жидкотекучестью, высоким сопротивлением изиашиваиию и действию воды. К нх недостаткам относятся низкая прочность при повышенных температурах, склонность к образованию усадочной пористости в толстых сечениях отливки и высокая стоимость (из-за наличия дорогостоящего компонента — олова). Безоловяииые бронзы дешевле, обладают большой прочностью, коррозионной стойкостью, но имеют большую усадку. Отливки из ннх получаются неплотными, с усадочными раковинами.
Примен яемые в лнтейиом производстве бронзы различают по маркам. Слово бронза в марке обозначается ее двумя начальными буквами Бр, после которых ставятся начальные буквы содержащихся в сплаве (кроме меди) элементов (О — олово, А — алюминий, С — свинец, Мц — марганец, Ж — железо и т. д.). За обо- значеииями элементов ставятся цифры, показывающие процентное содержание этих элементов, например, в бронзе марки БрОбЦбСЗ содержится 6 % олова, 6 % цинка, 3 % свинца. Содержание меди в марке не показывается, ее определяют вычитанием из 100 % суммы процентного содержания в бронзе других элементов
Для получения художественных отливок хорошего качества бронза должна обладать хорошей жидкотекучестью, заполнять в формах полости сложной конфигурации. Кроме того, поверх- ность таких отливок подвергается сложной механической обработке, поэтому оиа должна быть плотной, хорошо чеканиться. Таким требованиям лучше удовлетворяют оловянные бронзы. В производстве скульптурных отливок применяют бронзы следующего состава: основные компоненты — 5—7 % олова, 5—7 % иннка. 1—4 % свинца, остальное — медь, прнмеси (ие более) 0,5 % сурьмы, 0,5 % железа, 0,1 % алюминия (всего 1,5 %).
Латунь — сплав меди с цником (до 50 %), часто с добавлением свинца, олова, алюминия н других элемеитов. Латунь де- 46
тевле бронзы, так как меньше содержит дорогостоящего эле- мента — олова. Отливки из латуни имеют более плотную струк- тУРУ，так как сплав менее склонен к образованию газовой пори- стости. В производстве художественных отливок латуни чаще всего используют для изготовления моделей со сложной поверхностью (для ажурных отливок). Латуни, как и бронзы различают по маркам. В марке латунь обозначается начальной буквой Л, за ней следуют начальные буквы названий компонентов, входящих в состав латуни (А — алюминий, Ж — железо, Мц — мар- ганеи и т. д.). После букв в марке стоят цифры, показывающие процентное содержание цинка и других входящих в сплав компонентов. Содержание меди определяется вычитанием из 100 % суммы процентного содержания цинка и других элементов. Например, в латуни марки ЛЦ38Мц2С2 содержится 38 % иннка, 2 % марганца. 2 % свинца, 58 % меди [100 — (38 十 2 十 2)= =58 %], Для фасонных отливок наиболее распространенными маркамн латуней являются ЛЦЗОАЗ, ЛЦ38Мц2С2, ЛЦ16К4.
Алюминиевые сплавы. Чистый алюминий, как н все чистые металлы, в производстве сложных отливок не применяют. В литейном производстве широко используют сплавы алюминия, которые обладают хорошими литейными свойствами, достаточно прочны, имеют малую плотность, хорошо обрабатываются.
Литейные алюминиевые сплавы по химическому составу делятся на группы и марки. В производстве отливок наибольшее применение получила группа сплавов алюминия с кремнием АЛ2, АЛ4, АК9, АЛ9 н АК7, называемых силуминами. Такие сплавы по сравнению с другими обладают лучшими литейными свойствами. .
Серый чугуи. Медиые сплавы благодаря хорошим литейным свойствам и коррозионной стойкости долгое время считались едии- ствеиио под ходйщи ми литейными материалами для производства художествеииого лнтья. Однако в связи с дефицитностью и высокой стоимостью медных сплавов их применение для изготовления художественных изделий, особенно малой скульптуры, в настоящее время значительно сократилось. Хорошим заменителем медных сплавов в производстве художественных отливок (при допол н ите ль но й защите нх поверхности от коррозии) является серый чугун. Обладая хорошими технологическими свойствами и низкой стоимостью, серый чугуи в настоящее время является распространенным литейным материалом для архитектурных отливок и малой скульптуры.
Серый чугун представляет собой сплав железа с углеродом и другими элементами (кремнием, марганцем, серой, фосфором). Химический состав серого чугуна, наиболее часто применяемого в производстве художественных отливок, %: 2,5—3,7 С; 0,5— 0,8 Мп; 1,0—2,9 Si; 0,2—1,0 Р; до 0,12 S.
Углерод в твердом чугуне может быть в виде химического соединения с железом —цементита — илн в свободном состоянии
J
Таблица " Механические свойства серого чугуна
в виде графита. Цементит — твердое, хрупкое соединение в изломе белого цвета, обра-
Марка чугуна
Временное сопротывленме, МПа <кгс/ммв)
Твердость п。Бринеллю
зуется в чугуне при быстром охлаждении. Чугуи с такой структурой по цвету в изломе называют белым. При медленном охлаждении чугуна углерод выделяется в виде пластинок графита, которые придают сплаву в изломе серый цвет. Чугуи с такой структурой называют серым. Ои обладает хорошими литейными и механическими свойствами /таАл I 勿
сч сч сч сч сч сч сч сч сч
to 15
18
20 25 30
35 40 45
98 (10) 147 (15) 176(18) 198 (20) 245 (25) 294 (30) 343 (35) 392 (40)
441 (45)
143—220 163—229 170—229 170-241 180—250 181—255 19—269 217—285 229—239
отливки из него легко обраба- _тываются.
На свойства серого чугуна существеиио влняют н другие элементы, входящие в его состав.
Кремний способствует выделению в чугуне углерода в виде графита, понижает температуру его плавления, с^еспечивая вы* сокие литейные и технологические свойства.
Марганец действует на свойства чугуна противоположно кремнию, он препятствует выделению в чугуне углерода в виде графита, увеличивая устойчивость цементита. Марганец повышает твердость чугуна и прочность отливок.
Сера, как и марганец, задерживает выделение в чугуне углерода в свободном состоянии. Способствует отбеливанию чугуна, делает его более тугоплавким, снижает жидкотекучесть. Поэтому в чугуне сера считается вредной примесью.
Фосфор в сером чугуне может оказывать и вредное, и полезное влияние. Повышая хрупкость, фосфор снижает механические свойства чугуна. Следовательно, в чугуне для машиностроительных отливок, требующих высокой прочности, значительное содержание фосфора может быть вредной примесью. Фосфор увеличивает жидкотекучесть металла. Следовательно, в чугуне для тонкостенных, со сложной поверхностью отливок, ие требующих высокой прочности, повышенное содержание фосфора будет желательным. При изготовлении художествениых отливок, особенно ажурных, содержание фосфора в чугуне до 1 % считается полезной примесью, увел и чи вающей жидкотекучесть расплава и стойкость отливок против коррозии.
Высокопрочный чугун. Обыкновенный серый чугун имеет высокие литейные свойства, хорошо обрабатывается, ио вязкость его низкая; отливки из этого чугуна не выдерживают ударной нагрузки. Это связано с тем, что выделившийся в чугуне свободный углерод имеет форму пластинок, которые являются в металлической основе чугуна надрезами (трещинами).
М
Сожфканве, %, хлшчеаоа мсментм в литейных жревесноуголыгых чугунах
Мариа
■угун・
SI
Мп
Р
н・
5оле«
ЛД1
2,2в-2,75
0,7—1,20
0.3
0,02
ЛД2
1,76-2,25
0,5—1,00
0.3
0,03
лдз
1,25—1.75
0,5-1.00
0,3
0.03
В настоящее время для получения высокопрочного чугуна применяют модифицирование ——введение в жидкий расплав небольшого количества модификаторов — магния, кальция и др. Модифицированный серый чугун называют высокопрочным. Высокая прочность обеспечивается благодаря шаровидной, а не пластинчатой форме графита, как в сером чугуне.
Высокопрочный чугун» по сравнению с обыкновенным серым, обладает меньшей склонностью к отбелу. Применение такого чугуна при производстве крупных архитектурных отливок (решетки, колонны, тумбы и др.) дает возможность повысить их прочность, сохранив при этом хорошую обрабатываемость.
Ковкий чугун. Его получают из белого чугуна путем отжига отливок в специальных печах при температуре 950—1000 ℃. После такой обработки в отливках из цементита белого чугуна выделяется свободный графит, отливки перестают быть хрупкими, приобретают способность выдерживать ударные нагрузки (свободный углерод в них имеет форму, промежуточную между пла- стинчатой и шаровидной).
Все чугуны маркируют в зависимости от их механических
СВОЙСТВ.
Серый чугун (ГОСТ 1412―85), например марки СЧ 25, расшифровывается следующим образом: буквы СЧ означают серый чугун, а две цифры после них — 25 указывают временное сопротивление при растяжении в кгс/мм8.
Кроме того, литейные чугуны, выплавляемые в доменных печах, в зависимости от рода применяемого прн этом топлива подразделяются на коксовые и древесноугольные (табл. 13).
худо- отли- обра-худо- отли- обра-Древесиоугольиые чугуны по сравнению с чугунами, выплавляемыми на коксе, обладают меньшей склонностью к отбелу, содержат меньше вредных примесей фосфора и серы. Повышенное содержание серы в коксовых чугунах объясняется ее переходом в процессе плавки из кокса, содержащего до 1,4 % серы.
худо- отли- обра-
худо- отли- обра-
Применение древесиоугольиых чугунов в производстве жествениого литья дает значительное улучшение качества вок по чистоте поверхности и возможности механической ботки.
Вопросы для повторения
t. Какими свойствами обладают сплявы?
Что относится к фиаическим свойствам сплава?
Что относится к механическим свойствам сллава?
Что относится х технологическим свойствам сплава?
Что относится к литейным свойствам сплава?
Что такое жидкотекучесть сплава?
Что такое усадка сплава?
Что называют лнквацней сплава?
жественных нжественных н10. ливок?I】.12.13.10. ливок?I】.12.13.Какне Вы знаете литейные сплавыР применяемые в производстве худоархитектурных отливок?
жественных н
жественных н
10. ливок?
I】.
12.
13.
10. ливок?
I】.
12.
13.
от-от-Когда применяют медные сплавы в производстве художественных
от-
от-
Что такое бронза?
觴週言霖/鑑需周勰驚閣Г仁尸
Глава
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ИНСТРУМЕНТЫДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
Модельная оснастка
Инструменты и приспособления, используемые в технологическом процессе получения отливки, называют литейной оснасткой. Часть литейной оснастки, необходимой для изготовления литейной формы, составляет формовочный комплект. Инструменты и приспособления, необходимые для получения в форме отпечатка модели и устройства каналов для заполнения полости формы расплавленным металлом, называют модельным комплектом^ или модельной оснасткой. В комплект модельной оснастки входят： модель, модельные плиты, стержневые ящики, модели литниковой системы, формовочные и контрольные шаблоны, фасонные плиты для сушки стержней ——драйеры.
Модели и требования* предъявляемые к ним
Моделью называют приспособление для получения в литейной форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливаемого изделия. Модель должна удовлетворять следующим требованиям.
Модель должна быть прочной, не должна разрушаться» изменять свои размеры и форму при уплотнении вокруг нее в опоке формовочной смеси.
Модель должна быть такой, чтобы формовщик мог свободно извлекать ее из формы, не повредив стенок последней. Для этого модель должна иметь боковые стенки с уклонами. Такие уклоны стенок модели называют формовочными уклонами. Величина формовочных уклонов зависит от материала модели, высоты ее стенок и способов формовки. Внутренние стенки моделей должны иметь большие уклоны, чем наружные, у деревянных моделей они больше, чем у металлических, при ручной формовке больше, чем при машиииой.
Модели художественных отливок должны иметь хорошо обработанную, плотную поверхность. В противном случае модель при ее извлечении из формы может разрушить стенки формы.
Кроме того, модели с рисунком на поверхности должны иметь четкий рельеф с соответствующими формовочными уклонами.
Xудожественные изделия обычно сложны по своей форме, поэтому их модели должны быть сделаны так, чтобы обеспечивать простоту и легкость процесса изготовления по ним литейных форм. В местах, наиболее трудных для формовки, модели должны иметь разъемы, отъемные части, а для пустотелых отливок ——соответствующие знакн для крепления стержней.
Модель художественной отливки должна быть легкой, поэтому модели крупных отливок, для уменьшения их массы, делают пустотелыми. Легкая, правильно изготовленная модель гарантирует хорошее качество изготовляемых по ней форм и отливок, способствует увеличению производительности труда формовщика.
Модель должна иметь такие размеры, чтобы отлитые по ней изделия соответствовал и заданным размерам. Дело в том, что прн охлаждении залитого в форму металла происходит уменьшение его объема, а следовательно, и линейных размеров отливки, т. е. происходит усадка отливки. В результате усадки размеры отливки получаются меньше размеров модели. Следовательно, размеры модели должны быть больше размеров отливки на столько, на сколько уменьшатся размеры отливки при охлаждении. Такое увеличение размеров модели против размеров отливки называют припуском на усадку.
Если отливки художественных изделий подвергают механической обработке, то их размеры при этом уменьшают еще и на толщину слоя снимаемого с них металла. Поэтому для получения изделия заданных размеров после механической обработки необходимо, чтобы отливка, а значит, и модель имели припуск на обработку.
Таким образом, размеры модели должны быть больше разме- ров готового изделия иа величины припусков на усадку и обработку.
Деревянные модели должны быть окрашены, слой краски на модели предохраняет ее от воздействия влаги, улучшает качество поверхности.
Модели следует изготовлять из наиболее дешевых в данных условиях материалов и с наименьшим расходом последних.
Виды моделей
В зависимости от сложности и способа изготовления литейной формы модели художественных и архитектурных отливок могут быть неразъемным% разъемными, с отъемными частями и знаками для пустотелых отливок.
Неразъемные модели. В производстве встречаются художественные отлнвкн. на поверхности которых нет сложных выступов и больших углублений, затрудняющих извлечение их моделей из форм. Такие модели по своей форме представляют собой Б2
Р■& !■・ Креллоние отъемных частей ・■ модмя ■ способы вэвлеченна их нэ формы:Р■& !■・ Креллоние отъемных частей ・■ модмя ■ способы вэвлеченна их нэ формы:а — ушко мод ела котелка; б — крепленае ушка на модели ввитом; 。一 удаление модели ушке креп лемме отъемкой частя мидели-■■ формыа — ушко мод ела котелка; б — крепленае ушка на модели ввитом; 。一 удаление модели ушке креп лемме отъемкой частя мидели-■■ формы■9 формы； £ —.
Р■& !■・ Креллоние отъемных частей ・■ модмя ■ способы вэвлеченна их нэ формы:
Р■& !■・ Креллоние отъемных частей ・■ модмя ■ способы вэвлеченна их нэ формы:
а — ушко мод ела котелка; б — крепленае ушка на модели ввитом; 。一 удаление модели ушке креп лемме отъемкой частя мидели
-■■ формы
а — ушко мод ела котелка; б — крепленае ушка на модели ввитом; 。一 удаление модели ушке креп лемме отъемкой частя мидели
-■■ формы
шваом； G — удаление отъемноА ■・ст・
точные копии отливаемых изделий и называются неразъемными.
Разъемные модели. Модели более сложных отлнвок, боковые стенки которых имеют наклоны в разных направлениях, нельзя извлечь из формы, ие повредив ее стенки. Поэтому модели таких отливок делают разъемными, линия их разъема должна проходить в плоскости разъема формы. В этом случае части модели извлекают из формы отдельно: одну — из верхней полуформы, другую— из нижней. Части разъемной модели при формовке соединяют между собой шипами. Обычно шипы укрепляют на плоскости разъема верхней половины модели, в нижней половине (соответственно размерам и расположению шипов верхней) делают гнезда. Шипы должны входить в гнезда так. чтобы части модели не могли смещаться одна относительно другой. Смещение частей модели влечет за собой брак отливки ——перекос. Такой брак часто встречается у крупных архитектурных отливок (решеток, колонн, поручней, балясин), когда шипы, как и саму модель, делают деревянными. Для предупреждения подобного недостатка в моделях крупных отливок соединительные шнпы и гнезда лучше делать металлическими.
Модели с отъемными частями. На практике часто встречаются отлнвки, у которых выступающие части расположены так, что оии мешают свободному извлечению модели из формы. Для удобства изготовления литейной формы выступающие иа боковой поверхности модели части делают отъемными, а модели в целом называют моделями с отъемными частями. Крепление отъемных частей на поверхности модели и способы извлечения их из формы показаны на рис. 19. Отъемные части на модели делают так, чтобы при извлечении модели из формы или снятии формы с нее отъемные части могли оставаться в форме. Затем их извлекают из формы t используя освободившееся от моделей пространство в полости формы.
Существуют следующие способы крепления отъемных частей на модели: шпильками, винтами или тнпамн в виде «ласточкина хвоста».
Рве. М. Мод^жь для пусто- телой отлиажк；/ — разъемная модель； 1 — штыри； S — ГЯСЗД1 дли штм- peft; 4 — стержвевые а»，”Рве. М. Мод^жь для пусто- телой отлиажк；/ — разъемная модель； 1 — штыри； S — ГЯСЗД1 дли штм- peft; 4 — стержвевые а»，”
Рве. М. Мод^жь для пусто- телой отлиажк；
/ — разъемная модель； 1 — штыри； S — ГЯСЗД1 дли штм- peft; 4 — стержвевые а»，”
Рве. М. Мод^жь для пусто- телой отлиажк；
/ — разъемная модель； 1 — штыри； S — ГЯСЗД1 дли штм- peft; 4 — стержвевые а»，”
Модели для пустотелых отливок. На рис. 20 изображена модель для отливки подставки. В отличие от модели массивной отливки эта модель с торцов имеет специальные выступы, необходимые для образования в форме гнезд~~знаков, куда вставляется песчаный стержень, образующий внутреннюю полехггь отливки.
Число знаков и нх расположение на модели для пустотелой отливки зависит от конфигурации ее полости. Когда полость в отливке имеет выход с двух сторон (втулки, трубы, колонны и т. д.), знаки иа модели делают также с двух сторон. Если полость в отливке выходит с одной стороны, соответственно и знак на модели делают с одвой стороны. Форма и размеры знаков на модели должны соответствовать форме и размерам знаков стержня, вставляемого в форму, с небольшим зазором для удобства его установки.
В отливке художественных изделий типа бюстов и статуэток виутреииие полости часто не имеют выхода на поверхность (глухие полости). Поэтому знакн на таких моделях нельзя делать большими, так как это приводит к разрушению поверхности отливки. На моделях отливок с глухими полехггями диаметр знаков делают равным диаметру каркаса стержня.
Материалы для изготовления моделей
Деревянные моделя. Для изготовления таких моделей используют древесину следующих пород деревьев: сосны, березы, бука, груши, ореха. Сосна вследствие значительного содержания в ией смолистых веществ мало впитывает влагу и меньше подвержена короблению, поэтому ее применяют в основном для моделей крупных архитектурных отлнвок, не имеющих на поверхности тонких украшений. Такие модели в процессе формовки продолжительное время находятся в сырой формовочной смеси, больше подвержены воздействию влаги, чем модели малых размеров. Модели, при изготовлении которых требуется их обработка иа токарных станках, чаще всего делают из березы, так как она обладает большой прочностью, легко обрабатывается на стайке. Деревянные модели от продолжительного соприкосновения с сы- 54
рой формовочной смесью разбухают, а при высыхании коробятся 々 трескаются. При формовке их острые кромки быстро изнашиваются, теряют четкость формы, на поверхности появляются вмнтннн, н модель становится иепригодной для дальнейшей работы. Особенно быстро изнашиваются модели с резной поверхностью, мелкими выступами и с незначительной толщиной стеиок. Такие модели при многократном использовании требуют частого ремонта или замены новыми. Изготовление нескольких деревянных моделей повышает стоимость отливок, поэтому при массовом производстве применение деревянных моделей невыгодно.
Металлические модели. При изготовлении большого числа литейных форм удобнее и выгоднее применять металлические модели, которые изготовляют из чугуна, бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. Металлические модели по сравнению с деревянными имеют ряд преимуществ: ие коробятся, хорошо сохраняют свою форму, имеют прочную, чистую поверхность и значительно большую долговечность.
Металлические модели гарантируют длительное сохранение воплощенного в них оригинала художественного произведения. Например, известный Каслинский завод художествениого литья иа Урале располагает металлическими моделями, изготовленными более 80 лет назад.
Чугунные модели. Чугун является дешевым и в то же время достаточно прочным материалом, поэтому чугунные модели иашли широкое применение. Из чугуна изготовляют большие простые модели, не имеющие на поверхности мелких выступов (модели садовых решеток, поручней, постаментов, колонн, скульптурных групп).
Применение чугуна для изготовления мелких со сложной поверхностью моделей художествен и ых отливок ограни чн вается тем, что чугун хрупкий, поверхности сложных моделей, изготовляемых из него, быстро выкрашиваются. Кроме того, чугуи подвержен коррозии и плохо паяется.
В настоящее время в практике литейных цехов известны способы обработки поверхностен моделей, позволяющие уменьшить влияние некоторых отрицательных факторов. Например, для уменьшения коррозии чугунные модели рекомендуется выдерживать в кислотной ванне в течение 10——15 ч с последующей промывкой в известковой воде, сушкой и тщательной протиркой. Для получения чистой и гладкой поверхности модели нагревают До 30—40 ℃, натирают в три приема воском или олифой. После остывания поверхность модели зачищают мелкой шлифовальной шкуркой н протирают. Получить хорошую поверхность чугунной модели можно и путем трехкратного натирания ее густым щелочным лаком и тщательной зачистки мелкой шлифовальной шкуркой после высыхания.
Латунные и бронзовые модели. Латунь и бронза являются лучшими материалами для изготовления мелких
Б5
Модели для пустотелых отливок. На рис. 20 изображена модель для отливки подставки. В отличие от моделн массивной отливкн эта модель с торце© имеет специальные выступы, необходимые для образования в форме гнезд—знаков, куда вставляется песчаный стержень, образующий внутреннюю полость отливки.
Число знаков и их расположение на модели для пустотелой отливки зависит от конфигурации ее полости. Когда полость в отлнвке имеет выход с двух сторон (втулки, трубы, колонны и т. д.), знаки на модели делают также с двух сторон. Если полость в отливке выходит с одной стороны, соответственно н знак на модели делают с одвой стороны. Форма н размеры знаков на модели должны соответствовать форме и размерам знаков стержня, вставляемого в форму, с небольшим зазором для удобства его установки.
В отливке художественных изделий типа бюстов н статуэток внутренние полости часто не имеют выхода на поверхность (глухие полехгги). Поэтому знакн на таких моделях нельзя делать большими, так как это приводит к разрушению поверхности отливки. На моделях отливок с глухими полостями диаметр знаков делают равным диаметру каркаса стержня.
Материалы для изготовления моделей
Д印евямнне модели. Для изготовления таких моделей используют древесину следующих пород деревьев: с8Hн, березы, бука» груши, ореха. Сосня вследствие значительного содержания в ней смолистых веществ мало впитывает влагу и меньше подвержена короблению, поэтому ее применяют в основном для моделей крупных архитектурных отливок, не имеющих на поверхности тонких украшений. Такие модели в процессе формовки продолжительное время находятся в сыр об формовочной смеси, больше подвержены воздействию влаги, чем модели малых размеров. Модели, прн изготовлении которых требуется их обработка на токарных станках, чаще всего делают из березы, так как она обладает большой прочностью, легко обрабатывается на станке. Деревянные модели от продолжительного соприкосновения с сы- 54
роА формовочной смесью разбухают, а при высыхании коробятся Л трескаются. При формовке их острые крсмкн быстро нзнаши- ваются, теряют четкость формы, на поверхности появляются вмятины, и модель становится непригодной для дальнейшей работы. Особенно быстро изнашиваются модели с резной пс®ерх- ностью, мелкими выступами и с незначительной толщиной стенок. Такие модели при многократном использовании требуют частого ремонта или замены новыми. Изготоалеиие нескольких деревянных моделей повышает стсжмость отливок, поэтому при массовом лронзводстве применение деревянных моделей невыгодно.
Металлические модели. Прн изготовлении большого числа литейных форм удобнее н выгоднее применять металлические модели, которые изготовляют из чугуна, бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. Металлические модели по сравнению с деревянными имеют ряд преимуществ: не коробятся, хорошо сохраняют свою форму, имеют прочную, чистую поверхность и значительно большую долговечность.
Металлические модели гарантируют длительное сохранение воплощенного в них оригинала художественного произведения. Например, известный Каслинский завод художественного литья на Урале располагает мета л ли чески ми моделями, изготовлен ными более 80 лет назад.
Чугунные модели. Чугун является дешевым и в то же время достаточно прочным материалом, поэтсжу чугунные моделн нашли широкое применение. Из чугуна изготовляют большие простые модели, не имеющие на поверхности мелких выступов (модели садовых решеток, поручней, постаментов, колонн, скульптурных групп).
Применение чугуна для изготовления мелкнх со сложной поверхностью моделей художественных отливок ограничивается тем, что чугун хрупкий, поверхности сложных моделей, изготовляемых из него, быстро выкрашиваются. Кроме того, чугун подвержен коррознн н плохо паяется.
В настоящее время в практике литейных цехов известны способы обработки поверхностей моделей, позволяющие уменьшить влияние некоторых отрицательных факторов. Например, для уменьшения коррозии чугунные модели рекомендуется выдерживать в кислотной ванне в течение 10——15 ч с последующей про мыв кой в известковой воде, сушкой н тщательной протиркой. Для получения чистой н гладкой поверхности модели нагревают До 30—40 ℃, натирают в три приема воском или олифой. После остывания поверхность модели зачищают мелкой шлифовальной шкуркой и протирают. Получить хорошую поверхность чугунной модели можно и путем трехкратного натирания ее густым щелочным лаком н тщательной зачистки мелкой шлифовальной шкуркой после высыхания.
Латунные и бронзовые модели. Латунь н бронза являются лучшими материалами для изготовления мелких
65
н сложных моделей художественных отливок. Латунные к бронзовые модели не ржавеют, хорошо воспринимают и сохраняют чеканку на их поверхности. Хорошо обработанные латунные и бронзовые модели имеют чистую, гладкую н плотную поверх- ность». В процессе формовки к поверхности таких моделей формовочная смесь не прилипает.
Модели хорошо вынимаются из формы, оставляя на ее стенках чистый н ясный отпечаток. Эта особенность бронзовых и латунных моделей позволяет применять сложный способ изготовления литейных форм — кусковую формсжку. Кроме того, такие модели хорошо паяются, что дает возможность изготовлять из них сложные модели по частям н после оксжчательной их отделки собирать. Из латуни и бронзы обычно делают модели небольших ажурных н кабинетных отливок, а также модели, которые необходимо хранить продолжительный срок.
Алюминиевые модели. Пр еймуществом моделей из алюминиевых сплавов по сравнению с другими металлическими моделями является их незначительная масса. Кроме того, алюминиевые модели, как н латунные, не ржавеют, поэтому нх часто применяют в современном литейном производстве. К недостаткам алюминиевых моделей следует отнести меныпую, чем у моделей нз чугуна, латуни н бронзы, твердость поверхности. Поэтму поверхность их быстро изнашивается, на ней остаются следы наколов формы вентиляционной иглой, а при кусковой формовке— следы подрезки кусков. Ремонтировать и восстанавливать алюми* ниевые модели трудно, так как алюминий плохо поддается пайке, ^гот недостаток алюминиевых сплавов ограничивает возможности нх широкого применения прн изготовлении моделей художественных отливок.
В производстве архитектурных отливок, имеющих по сравнению с кабинетными н статуарными менее сложную форму н по> верхность, применение алюминиевых моделей сокращает трудоемкость процесса формовки. Твердость алюминиевых моделей повышается при изготовлении нх нз алюминия с примесью 6—7 % меди и 7—8 % цинка.
Гипсовые модели» Начальным этапом изготовления отливки художественного изделия является, как правило, лепка скульптором его оригинала. В качестве основного материала для изготовления оригинала скульптуры используют пластилин, воск илн глину. 9rH материалы наиболее удобны при лепке.
Однако пластилин, воск н глина недостаточно прочны и не могут быть хорошим материалом для моделей. Поэтсмлу оригиналы художественных отливок, используемые как модели, создают при формовке большие неудобства н часто разрушаются. В этом случае можно лишиться дорогостоящего оригинала, не получив огливкн. Во избежание этого формовку по оригиналам выполняют в исключительных случаях н только высококвалифицированные мастера.
Значительно удобнее, если оригинал выполнен из гнпса. Гнп- сов&А оригинал прочнее, чем восковой н пластилиновый, он не оплавляется при повышенной температуре окружающей среды. Кроме того, он значительно легче. Прочность гипсового оригинала позволяет не только свободно его транспортировать, но н изготовлять по нему небольшое число литейных форм. Поэтому а производстве художественных литых изделий гнпссвые оригиналы часто используют как модели.
Преимущество гипсовых моделей в производстве художественного лнтья заключается в том, что нх можно быстро и легко изготовить. Кроме того, они легки, имеют чистую я гладкую поверхность и по сравнению с другими видами моделей художественных отлнвок дешевы. Недостатки гипсовых моделей — малая по сравнению с металлическими моделями прочность, низкая твердость поверхности, что ограничивает их применение при кусковой формовке.
Восковые и парафмно-стеариновые модели. Сложность изготовления литейной формы художественной отливки заключается прежде всего в процессе удаления модели из формы. Если изго- тсжмть модель сложной художественной отливки такой, чтобы при удалении ее из формы форму можно было не разбирать, то процесс изготовления литейной формы не представлял бы большой трудности. Такими моделями при производстве художественных отлнвок с давних пор являлись модели, изготовленные из воска. Восковая модель ааформовывалась м не извлекалась из формы (для получения в ней полости), как обычная модель, а выплавлялась в процессе нагрева при сушке формы. Такие модели получили название выплавляемых моделей.
Применение восковых моделей упрощает процесс изготовления литейной формы для получения скульптур, улучшает качество поверхности отливки (нет швов, образующихся на отливках при кусковой формовке). Кроме того» сокращается процесс сборки отлмвкн, так как скульптура отливается в форме целиком.
К недостаткам восковых моделей скульптур относится высокая стоимость отливаемых по ним отливок нз-за большой продолжительности процесса изготовления литейной формы. Литейная форма, например, конной статуи Петра Первого изготовлялась по восковой модели в течение года, ие считая времени изготовления самой модели. Поэтому такие восковые модели не нашли широкого применения. В серийном производстве кабинетных художественных отливок применяют выплавляемые модели из парафино-стеари и о* вых составе®, изготовляемые в пресс-формах.
Пенополистироловые модели. В современных литейных цехах применяют модели, которые удаляются нз формы путем плавления н газификации их при контакте с заливаемым металлом или выжигания при 350—400 ℃. Газифицируемые модели изготовляют из пенополистирола, представляющего собой ячеистый пластик с несообщающимися между собой ячейками, заполненными газом.
В7
Такая структура образуется при вспениванин гранул полистирола.
Для изгот<жления моделей применяют пенополистирол двух видов: в виде гранул н блоков (пенопласт). Модели из гранул полистирола приготовляют путем вспенивания их в пресс-формах при нагревании до температуры 100 ℃ Пенопласт хорошо обрабатывается на деревообрабатывающих станках, режется ножом, склеивается декстрином, столярным клеем, сваривается прн 130— 150 ℃. Такие свойства пенопласта позволяют изготовлять нз него модели в несколько раз быстрее, чем из дерева.
Применение моделей из пенополистирола упрощает процесс изготовления литейной формы, сокращает расход металла на прибыли, увеличивает точность отливки в результате отсутствия разъема литейной формы и литейных уклонов на модели. Использование такнх моделей позволяет получать из чугуна и цветных сплавов сложные н крупные отливки массой от нескольких килограммов до 30 т.
Пластмассовые модели. В современных условиях литейного производства для изготовления моделей широкое применение получили пластические массы. В качестве материалов для изготовления пластмассовых моделей используют специальные составы, называемые компаундами, состоящие нз эпоксидной смолы, полиэтнлен-полиамина, дибутилфталата с добавкой в качестве наполнителя маршаллита н опнлок. Модели нз пластмасс прочны, не коробятся, находясь во влажной среде, не разбухают, имеют чистую, гладкую поверхность, легко ремонтируются. В производстве художественного литья пластмассовые модели используют для отливки небольших изделий с гладкой поверхностью (постаменты, розетки, детали чернильных приборов и т. п.).
Изготовление моделей
Модель является оснотным приспособлением для изготовления литейной формы, н от того, как она будет сделана, будут зависеть удобство, простота н скорость изготовления лнтенных форм, стон- мость н качество получаемых отливок. Поэтому в современном литейном производстве изготовлением моделей занимаются специальные модельные цеха, оснащенные необходимым оборудованием.
Изготовление деревянных моделей. Дерево содержит >50 % влаги м, теряя ее при высыхании, коробится н трескается. Чтобы избежать коробления, деревянные модели изготовляют не из целого куска дерева, а нз специальных заготовок. Такие заготовки получают путем склеивания отдельных узких досок, причем так. чтобы направление волокон одной не совпадало с направлением волокон другой. В этом случае коробление одной доски как бы уравновешивается короблением другой. Если склеить несколько такнх досок, положенных друг на друга (рис. 21, б), коробление
01SO01SOВ)В)
01SO
01SO
В)
В)
Р・с. 11. Нэготожгам деревянной меди, го лови волонкт0 一 чертеж ・9Д“・・；б *- ••готовка для модели; • — модель
модели, изготовленной нз такой заготовки, может быть очень малым. Затем заготовку обрабатывают вручную или на станке до получения модели нужных размере» н формы. В зависимости от числа предполагаемых отливок деревянные модели изготовляют по трем классам прочности.
По первму классу прочности изготовляют модели при серий- ной производстве отливок. Такие модели делают из выдержанной древесииы твердых пород дерева. Для увеличения прочности быстро изнашивающиеся части моделей делают нз металла или облицовывают металлическими пластинами. По второму классу прочности изготовляют модели для производства небольших партий изделий. Такие модели делают из более дешевых, мягких пород дерева. По третьему классу прочности изготовляют модели для разовых отливок.
Рассмотрим порядок изготовления деревянной модели. Модельщик получает чертеж готового изделия (рис. 21, а) с указанием на нем необходимых допусков н мест механической обработки. Руководствуясь размерами чертежа, модельщик на специальном деревянном щитке (модельный щнток), по возможности в натуральную величину, делает чертеж будущей модели, учитывая при этом усадку металла, нз которого будет отливаться изделие. Припуск на усадку завнент от рода применяемого сплава.
Серый чугун имеет линейную усадку 0.7—1,3 %, алюминиевые сплавы 0,9—1,4 %, мерные сплавы 1,25—2,4 %.
При выполнении чертежа модели модельщик каждый размер, показанный на чертеже изделия, увеличивает на чертеже мо< дели на величину припуска на усадку, прн этом он не делает ннкакнх вычислений, а пользуется специальным усадочным метром. Например, усадочный метр для изготовления моделей чугунных отливок больше нормального метра на 1 %, латунных и бронзовых отливок — на 1,5 %. Далее модельщик, учитывая способ формовки, намечает плоскость разъема модели, отъемные части, а также расположение н величину знаков. Затем он делает на стейках модели формовочные уклоны, устанавливает припуск на механическую обработку. Когда чертеж на щитке готов, мо-
Рис. ，2・ Процесс кзготомення метаиинческой модели котел кд:
а — чертеж наделмя: 6 — заготовке модели： • — вытачивание внутренней части модели;< —обтАчквакие кяружкой поверхности
дельщнк подбирает соответствующие пс^одн дерева и размеры досок, скленвает из ннх, как указывалось ранее, заготовку и, руководствуясь размерами чертежа модели, обрабатывает заготовку вручную или на станке.
Затем тщательно проверяет размеры изготсжлениой модели, легкость разъема частей, наличие формовочных уклонов, галтелей, соответствие размеров знаков размерам знаков стержневых ящиков, если модель приготовлялась для отливки пустотелого изделия. Поверхность готовой модели окрашивают. Слой краски предохраняет поверхность модели от разбухания и делает ее более гладкой. Крс*<е того, по цвету окраски модели формовщик может определить, где находятся на модели знаки, какая псжерх- нсють отливки должна быть особенно чистой, из какого сплава должна отливаться отливка. С этой целью условно принято поверхность деревянных моделей красить: для получения чугунных отливок — в красный цвет, для стальных — в серый, для отливок нз цветных металле» — в желтый, знаки на всех моделях —в черный цвет. Готовые модели н стержневые ящики к ним маркируют н в комплекте с нх частями н моделями литниковой системы сдают на склад для хранения (до поступления нх на формовку в цех).
Изготовление металлических моделей. Процесс состоит нз двух этапов. Первый включает работы по изготовлению деревянной модели ——заготовки будущей модели. Второй этап — это изготовление из отлитой по деревянной модели заготовки самой металлической модели путем обработки заготовки на станках нлн вручную. Деревянную модель заготовки модельщик делает с припусками на механическую обработку модели и изделия и усадку металла модели н изделия. После изготовления деревянной модели по ней из нужного для будущей металлической модели металла отливают заготовку. Рассмотрим процесс изготовления металлической модели отливки детской игрушки «Котелок> (рис. 22). 60
Металлическую заготовку модели (рис. 22, б) токарь-модельщик укрепляет в патроне токарного станка (рнс. 22, в). Для удобства установки на станок заготовку отливают с кольцевым приливом. Затем модельщик вытачивает внутреннюю часть модели, пользуясь при этсм для проверки профиля специальным шаблоном» имеющим внутренние размеры модели.
Обработав внутреннюю поверхность модели» токарь переворачивает ее н снова укрепляет на станке (рис. 22, г); прн этом обработанная сторона загот<жки прижимается к деревянному щитку, укрепленному в патроне станка, пинолью задней бабкн станка. Установив заготовку таким образом» модельщик обтачивает ее наружную поверхность, постепенно срезая кольцевой прилив. Чтобы выдержать заданную толщину стенки, токарь в процессе работы периодически контролирует толщину стенки изготовляемом модели, пользуясь при этом специальным кронциркулем со шкалой. Таким образом, модельщик обрабатывает заготовку до получения правильного профиля н необходимой толщины стенкн модели.
От токаря модель поступает в слесарное отделение, где спе- сарь-моделыцик окончательно ее отделывает. В процессе слесарной обработки на поверхности модели заделывают отверстие, сделанное в процессе токарной обработки для центра пиноли задней бабки. После этого изготовляют по чертежу отъемные части модели — ушки, как показано на рис. 19, а, б. Готовую модель хорошо зачищают м маркируют. Металлические мсделн сложных художественных отливок (фигуры человека, животных, птиц и др.) изготовляют в той же последовательности, но механически обрабатывают в основном вручную. Для этого по оригиналу изделия из соответствующего материала отливают заготовку модели или ее части. Затем полученную заготовку тщательно обрабатывают по оригиналу (эталону) изделия. В процессе обработки у моделей делают необходимые разъемы, изготовляют и крепят отъемные части. Чеканкой восстанавливают четкость рисунка на поверхности модели (волосы на голове статуи, шерсть на крупе животных, жилки на листьях цветка, трава на постаменте и т. д.). Затем модель тщательно сверяют с оригиналом и направляют в производство.
Изготовление гипсовых моделей. В зависимости от сложности формы отливаемого изделия существует несколько способов изго товления гипсовой модели. Ее можно изготовить способом отлнвки в черновой гипсовой форме, в кусковой гипсовой форме с клеевой оболочкой (клеевой форме) н с помощью шаблоне» вращения или протягивания. В черновых формах отливают гипсовые модели типа барельефов (рис. 23).Для этого оригинал изделия,вы> полненный на щитке нз пластилина, воска или глины, смазывают тонким слоем жнра и наносят на него глину, образуя барьерчик н刀н рамку в виде опоки (рис. 23, а). На поверхность оригинала наносят слой подкрашенного раствора гипса, затем рамку до
Рмс. 28 ・ И сготовлен не гкпсовоА модели ・ черновой форме： о — получение оригинале; 6 — удаление орнгмнала мэ формы： •— звливка гипсовой формы; г — удаление гипсовой мод ел к яз формыРмс. 28 ・ И сготовлен не гкпсовоА модели ・ черновой форме： о — получение оригинале; 6 — удаление орнгмнала мэ формы： •— звливка гипсовой формы; г — удаление гипсовой мод ел к яз формыв глиняную постель. Нав глиняную постель. Накраев заполняют раствором обнкпо венного гнпса. После затвердевания гипса рамку переворачивают, орнгн- нал удаляют н получают таким образом гипсовую форму (рис. 23. б).
Рмс. 28 ・ И сготовлен не гкпсовоА модели ・ черновой форме： о — получение оригинале; 6 — удаление орнгмнала мэ формы： •— звливка гипсовой формы; г — удаление гипсовой мод ел к яз формы
Рмс. 28 ・ И сготовлен не гкпсовоА модели ・ черновой форме： о — получение оригинале; 6 — удаление орнгмнала мэ формы： •— звливка гипсовой формы; г — удаление гипсовой мод ел к яз формы
в глиняную постель. На
в глиняную постель. На
Полость полученной 而ормн промывают от остатков удаленного оригинала н заливают раствором модельного гипса (рнс. 23. в). После затвердевания гипса форму ломают, извлекая из нее гипсовую отливку модели (рис. 23, г). Для получения хорошей поверхности модели гипсовую отливку хорошо зачищают н лакируют.
Достоинством описанного способа получения гипсовой модели является простота, недостатком — разрушение оригинала прн изготовлении модели. Поэтому применение черновых форм удобно лишь для отливки несложных, недорогих моделей. Для сохранения оригинала и повторного использования гипсовой формы гипсовые модели объемных н более сложных по фсфме изделий (бюсты) отливают в кусковых формах. Для изготовления кусковой гипсовой формы оригиналы смазывают тонким слоем состава, приготовлеиного на основе керосина н стеарина, м укладывают по линии разъема формы
поверхности оригинала выполняютповерхности оригинала выполняютподрезая нх знаковыеподрезая нх знаковыеотдельные куски нз полугустого- гнпса, части так, чтобы каждый из кусков мог хорошо сниматься с оригинала, не повреждая отпечатка.
поверхности оригинала выполняют
поверхности оригинала выполняют
подрезая нх знаковые
подрезая нх знаковые
На поверхности стыковки кусков с формой для удобства сборки делают знакн (замки) в виде выступов и углублений. Во избежание коробления н расширения кусков раствор гнпса готовят на известковой воде. Для удобства снятия кусков с поверх- ностн оригинала в куски при формовке вставляют проволочные петли. После заполнения всей необходимой поверхности оригинала гипсовыми кусками наружную поверхность кусков смазывают разделительным составом н покрывают общим слоем гипса толщиной не менее 4 см, образующим кожух — опоку формы. Затем в таком же порядке заделывают обратную сторону оригинала. В плоскостях соединения кожухов устраивают знаки — замки. После сушки в течение 24 ч форму разбирают, сначала сни-
Рис. 24. Процесс взготовленкя гипсовой подели ко шаблону:Рис. 24. Процесс взготовленкя гипсовой подели ко шаблону:мэделне； “Т8“мэделне； “Т8“б — прмспособленме для вракценкя шаблона;・ — глиняный болмя; а — болмма： 3 — элточка гипсовой модели; • — съем гмпсовоА модели
Рис. 24. Процесс взготовленкя гипсовой подели ко шаблону:
Рис. 24. Процесс взготовленкя гипсовой подели ко шаблону:
мэделне； “Т8“
мэделне； “Т8“
мают кожух» затем куски, укладывая их на соответствующие места по знакам в снятых кожухах. Внутреннюю поверхность кусков смазывают, кожухи соединяют н скрепляют. Затем в полость полученной гипсовой формы заливают раствор модельного гипса.
После затвердевания гипса кусковую форму в отличие от черновой при извлечении нз нее отливки не ломают, а разбирают н сохраняют для следующих отливок. Гипсовую модель обрабатывают. На ее поверхности зачищают швы, получившиеся по границам гипсовых кусков формы. Для получения гладкой поверхности модели н устранения возможности впитывания ею влаги модель лакируют.
Аналогично в кусковых формах отливают гипсовые модели статуй. Для удобства отлнвки оригинал скульптуры делят на части, каждую нз которых отливают в отдельных формах. Крупные модели для уменьшения массы отливают пустотелыми.
Гипсовые модели архитектурных отливок часто изготовляют с помощью шаблонов вращения или протягивания. На рис. 24, а показан пример изготовления гипсовой модели крышки мостовой тумбы. Приспособлением для вращения шаблона является металлический стол / (рнс. 24, б), в Центре которого расположена муфта с коническим отверстием для шпинделя 2. На шпиндель надеваются опорное кольцо 3 н рукав 4, к которому крепится шаблон 5 модели. На поверхности стола по окружности расположены остроконечные шпильки 6. чтобы обрабатываемая на столе модель при вращении шаблона не сдвигалась с места.
Процесс изготовления модели состоит в следующем. Поверхность стола смазывают маслом, чтобы в дальнейшем модель легко 63
Р■& 26. П рвспособлевм 粧二 изготовления гкпсово* ио. Нелн с помощью протяжного шаблона:
° — профиле МОД! протяжной шаблон
н・：6 JI с flpHSdн・：6 JI с flpHSdсоблевмм длясоблевмм дляПрОТЛЖК«ПрОТЛЖК«снималась с него. Вокруг шпинделя, установленного в муфте, плотно набивают глиняный болван (рис. 24, в), поверхность ко торого обливают раствором гипса. На шпиндель надевают опорное кольцо н рукав с шаблоном В, сделанным по размерам внутреннего профиля модели. Выверив положение шаблона по высоте, затачивают болваи (рнс. 24, г) и сушат его. Просушенный болван хорошо зачищают шлифовальной шкуркой, смазывают маслом и обкладывают тестообразным раствором гипса. На шпиндель надевают рукав с шаблоном Н, сделанным по размерам наружного профиля модели, после чего затачивают тело модели (рис. 24, d). Поверхность модели обливают жидким раствором гипса н окончательно обрабатывают шаблоном. После затвердевания слоя гипса шпиндель с шаблоном удаляют, легко постукивая по столу, снимают гипсовую модель с болвана (рис. 24, е).
н・：6 JI с flpHSd
н・：6 JI с flpHSd
соблевмм для
соблевмм для
ПрОТЛЖК«
ПрОТЛЖК«
С помощью протяжных шаблонов можно изготовлять модели для отливок, форма которых не представляет собой тела вращения, используя при этом приспособление для протягнвания шаблона (рис. 25).
§ в. Модельные плиты
При массовом производстве отливок формовщику в процессе изготовления литейных форм с несколькими моделями приходится постоянно повторять одни н те же операции. Перед набивкой каждой опоки он должен раскладывать на подмодельной плите модели, в процессе отделки формы — прорезать к каждой из них питатели, вынимать из формы каждую модель в отдельности. Повторение такнх операций при формовке создает неудобства в работе и отнимает у формовщика много времени. Можно значительно упростить работу формовщика, если все модели прикрепить к подмодельной плите вместе с моделями литниковой системы. В этом случае при отделке формы все модели можно вынимать одновременно, а не отдельно каждую. Операинн выполнения литниковом системы в форме упраздняются. Такие плиты с прикрепленными к их поверхности моделями изделия н литниковой системы называют модельными плитами.
В процессе изготовления литейных форм применять модельные плиты выгодно: не только экономится время, сокращаются некоторые операции, но и представляется возможность улучшить качество отливок. Объясняется это тем, что при формовке по отдельным моделям формовщик перед извлечением модели из формы, В4
Pec. 2C・ Моделыые плитъ»a 一 односторонняя; б — дну-< аоронняя； • — реверсммкая.< —литейная форма, изготов-掠енн・・ по реверсивной модель*воА пдитоPec. 2C・ Моделыые плитъ»a 一 односторонняя; б — дну-< аоронняя； • — реверсммкая.< —литейная форма, изготов-掠енн・・ по реверсивной модель*воА пдито门门ее стенок, смачивает края формы водой.ее стенок, смачивает края формы водой.рассчитанная в соответствии с раз- изделия. Кроме того, формовка порассчитанная в соответствии с раз- изделия. Кроме того, формовка повозможность получения отливок.возможность получения отливок.что может быть при формовке почто может быть при формовке по
Pec. 2C・ Моделыые плитъ»a 一 односторонняя; б — дну-< аоронняя； • — реверсммкая.< —литейная форма, изготов-掠енн・・ по реверсивной модель*воА пдито
Pec. 2C・ Моделыые плитъ»a 一 односторонняя; б — дну-< аоронняя； • — реверсммкая.< —литейная форма, изготов-掠енн・・ по реверсивной модель*воА пдито
门
门
ее стенок, смачивает края формы водой.
ее стенок, смачивает края формы водой.
рассчитанная в соответствии с раз- изделия. Кроме того, формовка по
рассчитанная в соответствии с раз- изделия. Кроме того, формовка по
возможность получения отливок.
возможность получения отливок.
что может быть при формовке по
что может быть при формовке по
чтобы избежать обрыва.
увеличивая влажность формы. Излишек влаги в форме приводит к образованию газовых раковин в отливке или к отбеливанию ее тонких частей. При формовке по модельным плитам такого явления ие происходит, так как форма ори извлечении модели не сма-
чивается.
При формовке обычным способом правильность устройства в форме литниковой системы зависит от опыта формовщика. Применение модельной плиты исключает операцию вырезания в форме элементов литниковой системы вручную, что повышает точность их выполнения, так как на плите вместе с моделями укреплена
и модель литниковой системы, мерами и формой отливаемого модельным плитам исключает
раэных по размерам и массе, отдельным моделям, когда формовщик для удобства извлечения моделей из формы расталкивает каждую модель в отдельности и часто по-разному. Поэтому модельные плиты в современных условиях художественного и архитектурного литья получили
широкое применение.
Виды модельных плкт. В зависимости от сложности моделей н расположения их на плите модельные плиты бывают односторонние и двусторонние. Односторонними модельными плитами называют такие, на которых модели расположены на одной стороне (рис. 26, а). В производстве художественных отливок односторонние плиты применяют для формовки простых (неразъемных) моделей.
При монтировании на плнте разъемной модели одну из ее частей располагают на одной стороне модельной плиты, вторую — на обратной стороне плиты соответственно расположению первой. Модельные плнты, на которых модели расположены с обеих сторон, называют двусторонними модельными плитами (рис. 26, б).
Разновидностью односторонних модельных плит являются реверсивные модельные плиты (рнс. 26, в). На их одной стороне помещают обе части разъемной модели. Верхние части модели располагают в одной (правой) части плнты, а ннжние ——в другой (левой) части. На реверсивной модельной плите формуют как верхнюю, так м нижнюю опоки. При сборке формы верхнюю опоку Устанавливают на нижнюю, повернув ее на 180° в горизонтальной Хмхкостн- Благодаря сл^киальному рясполож^пню частей модели
3 Зотов Б* Н.
на плите нх отпечатки при установе опок совпадают, образуя соответствующую профилю модели полость формы (рис. 26, г).
Модели литниковой системы на реверсивных плитах, как правило, не располагают, так как каждая набитая на плите опока может быть н верхней н нижней. Можно использовать отъемные модели литниковой системы для иижией и верхней опок. В этом случае при набнвке нижней опокн в соответствующем месте между моделями ставят модель питателей, а при набивке верхней опоки— модели шлакоуловителя н стояка.
Изготовление модельных плит
По способу изготовления модельные плиты делятся на монолитные и сборные.
Монолитными или литыми называют плиты, модели которых представляют с ними одно целое. Плиты, на которых укреплены отдельно изготовленные модели, называют сборными. Монолитные модельные плиты чаще всего отливают в виде двусторонних плит из чугуна или сплава алюминия.
В зависимости от сложности располагающихся на плитах моделей существуют несколько способов их изготовления. Один из способов формовки модельных плит состоит в следующем Для изготовления литейной формы плиты пр имен я ют три эпоки. Высота средней опокн должна быть такой, чтобы свободпг вмещать отливку плиты с литниковой системой. Для отлнвкн моделей, которые будут расположены на модельной плите, изготовляют деревянные или гипсовые промодели с двойным припуском ——на усадку и обработку.
Изготовленные промоделн заформовывают в двух опоках, без средней (рнс. 27, а). На плоскость разъема ннжней опоки укладывают деревянную рамку, наружные размеры и форма которой ссютветствуют размерам и форме отливаемой модельной плиты. На нижнюю опоку с уложенной рамкой устанавливают среднюю опоку. Пространство между стенками опоки н рамкой заполняют формовочной смесью н уплотняют ее (рис. 27, б). Излишек смеси срезают вровень с краями опоки н рамкн. В набитой средней опоке прорезают литниковую систему, после чего модели н рамку удаляют, части формы припиливают н собирают для заливки (рис. 27, в). Отливку плнты очищают от песка н обрабатывают. В процессе механической обработки чеканят рисунки поверхности моделей, сверлят отверстия для штырей опоки. Отверстия для штырей опоки при продолжительном сроке службы модельной плиты изнашиваются и плнта начинает качаться на штырях опоки, что приводит к браку отлнвок (перекос). Чтобы избежать этого, в отверстия плиты ввертывают нли впрессовывают специальные сменные центрирующие втулки с отверстиями. Готовая модель плиты показана на рнс. 27, а
Рис. 27 ・Рис. 27 ・:о:оИзготовление монолитнойделъно& илмтнИзготовление монолитнойделъно& илмтнсю。сборной м°пель“°* 28. Ивготовленве 产产。
Рис. 27 ・
Рис. 27 ・
:о
:о
Изготовление монолитнойделъно& илмтн
Изготовление монолитнойделъно& илмтн
г—плиты
Механическая обработка литых модельных плит неудобна из-за их громоздкости. При наличии на поверхности моделей тонких украшений обработка их усложняется. Поэтому монолитные модальные плиты применяют для формовки моделей с простой поверхностью, не требующих большой точности отливки.
Сборные модельные плиты более удобны в нзготовленнн, так как модели, изготовляемые отдельно от плиты, могут быть легко н точно обработаны с применением станочного оборудования, что сложнее сделать с моделями, расположенными на плите. Для изготовлеиня моделей сборных плит возможно применение более дпрогих материалов — латуни, бронзы м других сплавов, так как при получении нх заготовок расход металла будет значительно меньше по сравнению с раходом на монолитные плнты. Кроме того. Для сборных модельных плит можно изготовлять пустотелые модели, онн будут легче и удобнее в работе.
Сборные модельные плнты могут быть односторонними н двусторонними. Рассмотрим порядок изготовления сборной двусторонней модельной плиты для отлнвкн детской игрушки «утюжок». Для этого из дерева или гнпса изготовляют разъемную пустотелую модель утюжка с двойным припуском ——на усадку и обработку.
67
По половинкам изготовленной модели из соответствующего металла отливают заготовки моделей (рис. 28, а), которые обрабатывают до необходимых размеров. Затем половинки моделей соедн^ няют вместе по плоскости разъема, сверлят в иих сквозные отверстия. Через отверстия половинки модели утюжка скрепляют винтами и подвергают окончательной обработке — доводке н чеканке поверхности. Затем берут модельную плиту необходимых размеров и формы (рнс. 28, б), укладывают на нее половинки моделей, освободив их от соединительных винтов, н через отверстия в ннх намечают места отверстий на модельной плите. По рнскам, сделанным в модельной плите, сверлят отверстия, равные диаметру отверстий в моделях. Половинки моделей утюжка крепят на обеих сторонах плиты болтами, проходящими через плиту и обе половинки модели. Концы болтов на поверхности моделей запан- вают н зачищают. Вместе с моделями утюжка на плите монтируют и модели литниковой системы: модели питателя — на одной стороне плиты, модель шлакоуловнтеля с основанием стояка — на другой (рис. 28, в).
§ & Стержневые ящики
Внутренние полости отливки получают установкой в форме стержня. Стержни изготовляют в основном в специальных приспособлениях, называемых стержневыми ящиками. В отдельных случаях стержень может быть изготовлен с помощью шаблонов в пустотелой модели и даже в полости самой формы, что особенно часто применяют в производстве художественных отливок.
Стержневые ящики в зависимости от сложности нзготовляемых стержней могут быть неразъемными (цельными), разъемными, с отъемными частями н с глухой, не выходящей на поверхность полостью. Материалом для стержневых ящиков служат дерево н металлы. Деревянные ящики удобны в изготовлении и дешевы, но не долговечны. Они быстро изнашиваются, коробятся, поэтому их выгодно применять лишь при изготовлении небольшого числа стержней. Металлические стержневые ящики значительно дороже деревянных н сложнее в изготовлеини, но при массовом производстве стержней они выгоднее, так как затраты на их изготовление окупаются продолжительным сроком службы.
Рассмотрим устройство стержневых ящиков. На рис. 29, а показан простой стержневой ящнк для изготовления стержня — вкладыша. По конструкции он неразъемный, размеры н форма его полости соответствуют размерам и форме изготовляемого в нем стержня. На рис. 29, б показан деревянный ящик для изготовления цилиндрического стержня. Для удобства нзвлечения из него готового стержня ящнк сделан разъемным. Состоит он из двух частей: в каждой из которых сделана выемка, соответствующая половине профиля стержня. Части стержневого ящика ссед1Н!«>*яы между собой шипами.
Рис. 29. Стержневые ящмяэ—р л 6 - p：鑑継時眼寸閣瞧呼"皿"一₽Рис. 29. Стержневые ящмяэ—р л 6 - p：鑑継時眼寸閣瞧呼"皿"一₽В)В)д>д>
Рис. 29. Стержневые ящмяэ
—р л 6 - p：鑑継時眼寸閣瞧呼"皿"一₽
Рис. 29. Стержневые ящмяэ
—р л 6 - p：鑑継時眼寸閣瞧呼"皿"一₽
В)
В)
д>
д>
Внутренние полости художественных отливок почти всегда нмгнгг сложную форму, соответствующую внешней поверхности итлиьки. Отсюда ясно, что полость стержневого ящика для таких стер.кней будет иметь неправильную форму, поэтому изготовление стержневых ящиков для художественных отлнвок всегда связано с большими затратами средств и времени.
В производстве художественных отливок, особенно кабинетных, стержневые ящики, как и сами модели, обычно изготовляют металлическими. Металлические стержневые ящики хорошо сохраняют сложный рельеф внутренней поверхности.
На рис. 29, 6 показано устройство металлического стержневого ящика для карандашницы. Для удобства извлечения готового стержня ящик изготовлен из двух частей. Так как полость в g «пивке, образуемая стержнем, не сквозная, то стержневой ящик HM5T знак только с одной стороны
Для изготовления стержней, образующих глухую фасонную полость в отливке, применяют стержневые ящики, устройство которых показано на рис. 29, г. Такой стержневой ящик изготовляют из двух половинок, в каждой из которых делается углубление, соответствующее по форме н размерам половине стержня.
В тех случаях, когда в полости половники ящика имеются п^цнутрения, затрудняющие снятие ящика со стержня без нх повреждения, в ящике делают отъемные части 2 (рис. 29, d). В стенках ящика на разъеме, где из стержня будут выходить гг,!'пм его кхркаса (попсрепнн*•:а и каркасной трубки), делают
69
желобки I (рис. 29, г) диаметром, равным диаметру прутков плн трубок каркаса и поперечинка. Половники ящика плс^но под го. н «куг друг к другу во избежание большого шва на стсракие. Крзкц па рлл»!ме ящика не следует делать очень шкрокимл, rat 心 к 訂口 эвгруднлет удаление излишка стержневой смеем при уп.кп»1гинц. Для уменыпення массы ящика м удобства работы нпружисЛ поверхности ящика придают форму стержня с площадками, сбиспе- чмвающими устойчивость ящика при избавке стержня. Тмлщгнд сенок стержневого ящнка с глухой полостью должна гарант»- ровать его прочность при ударах по нему во время уплотни# и я стержня. Для облегчения разборки ящика на его половинах делают ручки или углубления.
§ 9. Опоки
Для удобства нзготовления, разборки при удалении модели» сборки, переноски формы и для преодоления усилий возин «а- дащих в форме при заливке, лнтейиую(|)орму иггогезляют в Сис- илальннх ящиках, называемых опоками. Опока (рнс. 30) — эка «пик без дна и крышки. Наиболее часто форму собврают “з даух (верхней и нижнеи) или нескольких опок, со^циняющилси Ару г с другом штырями /, укрепленнымк в ушках 5, расположенным 日* ее боковых стейках. Во изг»ежание ааедання штырей прн сбор*。 н разборке форм нз-за дефо))мглии сижок, происходяп^П при нагреве опок, одно отверстие в ушках емкн делают прод(х»пзва- тым В опоках для машнннои(> рмоекн архитектурных аттлюк штыри для спаригання не крепят в уютях ппокх. Оноки ci арм* вают с поыошью съемных сборочных штьгреИ, встаалп-гмык и отверстия ушек зерхнгй опоки. Для уменьшения млнашивамии стверстии и сО*:печения ?г)чгч)сти спаривания опск в отагрЕМ нх ушек запрессовывают стальные каленые втулки.
Толщина стопок опок* мс <wtr 8ьпъ от 6 до *<) мм в зависимое^ пт рязъемоя опоки и рола матгриаля, из которого очя ивсотивлен<& Для удобств разборки, сборки н перыеккл фор“н опохл имеет ручки 2. а чтобм уплотненная в kwA *10рмово%иам смесь не вмиа- длла (в малых н средних опопх). иел&л>т рМра N и бургккн 4_ В опоках 5зтмпих размеров wepze■龈акяцитеп ребра обращу»тт крестовины При иусхз^А А^рмьг»» ребра н крееп^мйы в сигопж члето мешают расгэложенкю куосн на Моделл в форм* пилтсму
ТОТО•・j ■•, t»K«•・j ■•, t»K«
ТО
ТО
•・j ■•, t»K«
•・j ■•, t»K«
Рис. >1. Виды ручных qyry.tiMX опо<Рис. >1. Виды ручных qyry.tiMX опо<
Рис. >1. Виды ручных qyry.tiMX опо<
Рис. >1. Виды ручных qyry.tiMX опо<
в таких случаях используют небольшие и средние опоки без ребер и крестовин Достаточна я прочность формовочной смеси, применяемой для кусковой формовки, высокая степень ее уплотнения и наличие вверху нижней и внизу верхней опоки буртиков вполне гарантируют удержание смеси в опоке Качество опоки влияет на качество изготовляемой в ней формы и отливаемого изделия. Поэтому при изготовлении или подборе опок необходимо руководствоваться следующими правилами.
Опока должна быть прочной. Нельзя допускать трещин в ее стенках, их прогибов при уплотнении формовочной смеси, при заливке металла в форму.
Опоки в комплекте должны быть хорошо подогнаны друг к др угу н не должны смещаться на штырях
Опока должна быть сделана так, чтобы набиваемая в нее смесь при изготовлении формы не выпадала.
Виды опок. По конфигурации опоки делятся на прямоугольные, круглые, фасонные.
Существуют специальные конструкции съемных опок, используемых при нзготовлег1ии форм для безопочной заливки.
По материалу, из которого изготовляют опоки, они делятся на деревянные, чугунные, стальные, алюминиевые. Опокн перемещают вручную или краном. Ручные опоки имеют массу (без формовочной смеси) до 30 кг. Опоки массой ко 60 кг делают комбинированными, они имеют устройства для тра нс портирова ни я вручную н краном.
На рис. 31, а представлены чугунные опоки, предназначенные для изготовленн детских игрушек и деталей статуэток Такие опоки диаметром до 200 мм делают без ребер и ручек. Перед заливкой опоки скрепляют крючками, установленными на стенках нижних опок. При скреплении крючки набрасывают на Ушки верхних опок.
ляет сннмать их с готовой формы. Опоки можно применять для формовки по-сырому. Для изготовлен ня этих опок чаще всего применяют алюминиевые сплавы.
н не заняты в процессе заливкин не заняты в процессе заливкиопокн могут быть деревяннымиМатериалы опок. Д е р е в я что нх можно быстро изготовить, скнх. Однако деревянные опокиопокн могут быть деревяннымиМатериалы опок. Д е р е в я что нх можно быстро изготовить, скнх. Однако деревянные опокиИспользование съемных опок позволяет резко сократить их общий парк, так как они освобождаются после сборки формы " н охлаждения формы. Съемные
н не заняты в процессе заливки
н не заняты в процессе заливки
опокн могут быть деревянными
Материалы опок. Д е р е в я что нх можно быстро изготовить, скнх. Однако деревянные опоки
опокн могут быть деревянными
Материалы опок. Д е р е в я что нх можно быстро изготовить, скнх. Однако деревянные опоки
и металлическими.
иные опоки удобны тем, они легче и дешевле металличе-
недостаточно прочны, поэтому их применяют лишь в том случае, если необходимо быстро отлить небольшое число нестандартных но габаритам н несложных отливок. В производстве художественных отливок деревянные опоки почти не применяют, потому что формовка состоит из многих операций, в том числе сушки, в процессе которой деревянные опоки коробятся и разрушают форму, горят.
Чугунные опоки. В серийном и массовом производстве выгоднее применять металлические опокн, они имеют большой срок службы и в отличие от дереаянных не изменяют своих размеров при формовке. Наиболее распространенными из металлических опок являются чугунные. Чугунные опоки прочны и по сравнению с другими опокамн более дешевы. Кроме того, чугунные опокн могут изготовлять собственными силами малые чугунолитейные иехн. имеющие возможность изготовить модель опоки.
Для отливки чугунных опок изготовляют деревянную или металлическую модель опоки. Ушкн опоки для штырей делают на ее боковых стенках в виде приливов. Ручки отливают вместе с опокой нли изготовляют отдельно (стальные) и прикрепляют к стенкам болтами Ребра в небольших чугунных опоках делают цельнолитыми. В крупных опоках с целью использования их для формовки большого числа моделей ребра рекомендуется делать отъемными, прикрепленными к стейкам опоки болтами .
стенках круп- газопроннцаемости формы делаютстенках круп- газопроннцаемости формы делаютСтальные опоки прочнее и легче чугунных, так как их стенкн можно изготовлять меньшей толщины. В ных опок для увеличения
стенках круп- газопроннцаемости формы делают
стенках круп- газопроннцаемости формы делают
отверстия.
производстве широко применяютпроизводстве широко применяютВ современном литейном
производстве широко применяют
производстве широко применяют
сварные стальные опоки. Для их изготовления используют стальную полосу специального профиля с желобом посередине н буртиком по краям. Полосу разрезают на куски определенной длины, изгибают и сваривают. Ушки под штыри изготовляют отдельно н приваривают к стенкам опок так же, как н ручки
К недостаткам стальных опок следует отнести их высокую стоимость по сравнению с чугунными. В производстве художественных отливок стальные опоки желательно применять при кусковой формовке по-сухому. где требуется болыиая прочность
срок ар。，8?мовк0 и внбмвне сильно уплотненной и высушенной
* их ЗриавсимА смеем.
длюинннчвые опикн ле^ки и удоолы в рнбеие. 6c К.З Bi/sKOfi cnwwjcni и небольшой прочности алюмин ие- 9К enaaiMMi их ори меняют редко. Из алкынн^ввых сплавов чаще ..его изгоювдякгт схемные опокм、
§ 10. Формовочный инструмент
4>орм<шочиый инструмелт можно разделить на две группы. К -iep«uft группе отвСсятс и нсструменты, геобх«]димые для на- бшки фпрмн и удаления из нее модели (р ис, MJ: лопаты, сита, ру^лме & пневматические трамбовки, лннейкн, вентиляционные ш лы, дерсьянмые молотки-гнян】；施.бруски, пульверизаторы» «неги, подь^мы для мзв』е!<шши мидели, мешочкн для прнпнла, 14FE .одл обмывай я модели. К с второй группе относятся инстру- »“”н. прнм^яею^е для отделки формы (рис. 36); гладилки, под- р-； 1Н1?е и «пдглочпне ланцеты, крючки для извлечения кусочков cwts >« 此$ i.tyficHMX частей формы» цнлиндричегкие, плоские и углойыс справки, двойные и одинарные иголки для снятия ча- сгей ——кусков формы с модели, кисти из перьев птиц для обме- тд л и я лицевой стороны куснов 4°?мы» кнети-примочки н т. д.
Рзссмсгрим назначение и усгрсмгтва основных формовочных и не тру иьи；9в, применяемых в производстве х удожествен ных и 1рхнте|ггурных отливок.
Сита. Прн формовке художественных отливок формовочная гкесь, прилегающая к поверхности модели, должна быть ч»'гС1ий и рыхлой, в ней не должно быть комков и металлниес- кхх чаигнц, иначе на лицевой поверхности формы и на отлнвке ми* П возникать дефекты. Например, если на модель попала "аинчка чугуна, то она может закрыть собой часть модели н иериАги на поверхность полости формы. Формовщик должен заде- лагь это mwjo, 7, е. воспроизвести в форме поверхность модели вручную, что *д：;ано с дополнигельной затратой времени н ухуд- И1Енсы «»чества исправленной формы. Аналогичный случай может 6е». cijiH на поверхности модели появится комок сухой смеси.
Длп исключения подсм5иых ситуаций формовщик должен на- с^наить через специяль пи& сито облицовочную смесь на поверх- мсь” Mv.EH. Формовочное енто представляет собой деревянную Р&”пу, о0тян>тую еегкон из стальной, а лучше из латунной пр。- колики с ячейкд^и разменом от 1 до 1,5 мм Скта лля формовки хуложгстяеиных отливок имеют обычно диаметр 300—400 мм, □■ел” 100—150 мм.
Трамбовки. Формовочная смесь уплотняется трамбовками раз- 」Уных размеров н форм. Для набнвкн маленьких м средних 5)?м пр^мрнякгг совмещенные набойки — трамбовки с чугунным •'■^ш^аком. которым уплотняют верхний слой смеси в опоке и [мравнимжтг егп При КАбиске ^gcr«x моысокнх форм амурных 75
простея для кусковое формовка; 6 — фасонная
На рис. 31, б изображены чугунные опоки овальной формы, удобные для формовки барельефов, ажурных тарелок, постаментов отдельных групп н статуэток. В верхних опоках ребра выполняют с учетом контура формуемой модели. Ручки опок делают стальными, опоки скрепляют крючками.
Опоки, представленные на рис. 31, в, применяют для изготовления более сложных отливок типа ажурных коробочек н деталей чернильных приборов н ваз. Комплект состоит из трех опок, среднюю из них делают высотой, равной высоте модели. ДЛя удержания смесн в опоке служат бортики на стенках. Ручек у подобных опок нет, так как комплект легко собирать и разбирать за ушки.
На рнс. 31, а показан комплект, состоящий из четырех опок, предназначенный для формовки моделей кувшинов н подобных им изделий. Срадняя часть имеет вертикальную плоскость разъема, ее опоки скрепляют между собой винтами, ввернутыми в ушкн. Нижняя опока имеет плоское ребро, приспособленное для крепления каркаса болвана в форме. Верхняя опока скрепляется с двумя средними скобамн.
На рнс, 32, а показаны ручные опокн прямоугольной формы с наклонными стенками, предназначенные для кусковой формовки моделей бюстов и статуэток. Ручкн таких опок делают стальными, они служат не только для разборки и переноски формы, но н для подвески полуформ в сушильной печи. Для заливки формы в вертикальном положении б опоках с торца выполняют отверстия для стояка и выпора.
Опоки, показанные на рис. 32, б, применяют для изготовления колонок и столбиков садовых решеток* Для удобства формовки у опок срезан лишннб контур (на рисунке показан штриховой линией). Такие опоки, напоминающие внешним видом формы моделей, называют фасонными. Фасонные опокн легче и удобнее простых, так как расстояние между стенками модели и опоки по
всему контуру одинаково. Фасонные опоки требуют меньшего количества формовочной смеси, формы имеют меньшую массу и изготовлять их
Рнс. 33. Краноаня опокаРнс. 33. Краноаня опокаКраном в виде сталь-Краном в виде сталь-быстрее.
Рнс. 33. Краноаня опока
Рнс. 33. Краноаня опока
Краном в виде сталь-
Краном в виде сталь-
При формовке крупных моделей применяют большие опоки, которые можно поднимать н перемещать только специальными подъемными механнзма- мн, кранами, электроталями и т. п. Поэтому такие опоки называют крановыми.
Крановые опоки (рис. 33) в отлн- чне от ручных имеют более толстые стенки и приспособления для подъема их ных цапф, залитых в стенках опоки или привернутых к стенкам болтами. Крестовины крановых опок для формовки скульптур удобнее делать отъемными, это дает возможность использовать корпус опоки для формовки моделей различных скульптур. См ?иные отъемные крестовины необходимой формы изготовляют отдельно от опоки и крепят к ее стенкам болтами. Для разовых отливок это значительно дешевле, чем изготовление специальной
опоки,
К съемным опокам относятся шарнирные и пирамидальные.
Шарнирные опоки (рнс. 34, а) представляют собой прнмоугольную рамку, которая состоит нз двух угольников, ед- динен пых между собой в одном углу шарнирами, в другом — защелками. Форму, изготовленную в такой опоке, устанавливают на место заливки, открывают защелкн верхней и нижней опок, раздвигают образующие нх угольники в стороны и опоку снимают. Перед заливкой на форму, оставшуюся без опоки, надевают тонкостенную железную рамку, называемую жакетом.
Пирамидальные опоки (рис. 34, б) имеют вид усеченной пирамиды. Обе опоки имеют общий конус, что позво-
Рнс. 34. Съекные опокн：
Ц, 1 ш・рнмрн・а： О — пирамиджльная
…ев; 6 Г：；*••上Р；：К” ^^" М "«бивжн фориы.：ИГЖ •*-k«««« 3№。^??九：U喧號器昭器龍『-ванб。вка П—.РУ К，……i，iem吧吧总РНг胱：部滥:紀者旣器舞蹤…ев; 6 Г：；*••上Р；：К” ^^" М "«бивжн фориы.：ИГЖ •*-k«««« 3№。^??九：U喧號器昭器龍『-ванб。вка П—.РУ К，……i，iem吧吧总РНг胱：部滥:紀者旣器舞蹤вентвляцвоннаявентвляцвоннаяоылокоылокприпылом;припылом;
…ев; 6 Г：；*••上Р；：К” ^^" М "«бивжн фориы.
：ИГЖ •*-k«««« 3№。^??九：U喧號器昭器龍『-ванб。вка П—.
РУ К，……i，iem吧吧总РНг胱：部滥:紀者旣器舞蹤
…ев; 6 Г：；*••上Р；：К” ^^" М "«бивжн фориы.
：ИГЖ •*-k«««« 3№。^??九：U喧號器昭器龍『-ванб。вка П—.
РУ К，……i，iem吧吧总РНг胱：部滥:紀者旣器舞蹤
вентвляцвонная
вентвляцвонная
оылок
оылок
припылом;
припылом;
MW： С-^Ц^^Л RfM *« 皿…Spa，一"8。皿;.•一皿鎊*:7謬把1s10k Мешо^с
отливок употребляют трамбовки, у которых клинообразная часть 9aMeиена цилиндрической. Удобство таких трамбовок заключается в том, что исключается возможность ударов по поверхности тон- ко直 модели. Для набнвкн крупных форм используют пиевмати- ческие трамбовки.
Линейки. Деревянные нли металлические лннейки используют -лЯ срезания лишней смесн с опоки. Режущие грани линейки должны быть без выпуклостей и впадии. Деревянные лннейки быстро изнашиваются н коробятся, металлические более удобны в работе н долговечны.
Вентиляционные кглы. Для увеличения газопроницаемости формы формовщик накалывает ее перед разборкой длинными иглами, которые образуют в форме каналы для выхода газов. Такие иглы называют вентиляционными. Иглы могут быть пря- мнмн и изогнутыми б зависимости от направления вентиляционных каналов в форме.
Деревянные молотки. Прн кусковой формовке для уплотнения отдельных частей (кусков) формы на поверхности модели применяют деревянные молоткн. В процессе формовки архитектурных отлнвок используют деревянные молотки ——киянкн, которые служат для расталкивания модели перед извлечением ее из формы. Для удобства формовки в комплекте формовочных инструментов должно быть несколько деревянных молотков различных размеров.
Бруски. Уплотняя верхний слой смеси б опоке при кусковой формовке обыкновенными трамбовками, на поверхности и вокруг модели можно поврадить ранее изготовленные куски. Поэтому такое уплотнение формовщик выполняет специальным инструментом —деревянным бруском прямоугольной формы. Для уплотнения верхнего слоя смеси в опоке формовщик ударяется бруском по ее поверхности так, чтобы брусок опирался на оба края опоки, прн этом он образует ровную н плотную поверхность смеси в опоке вровень с ее краями. Такой брусок, применяемый при иабивке небольших н средних форм, имеет размеры 800 X 50 X 80 мм.
Кисти. Чтобы придать стенкам формы большую прочность, перед извлечением модели формовщик кистью смачивает водой стенки формы вокруг модели. Такие кисти делают из льна и перед употреблением хорошо проваривают в щелочной воде.
Подъемы. Модели из формы извлекают стальными заостренными стержнями или стержнями, имеющими на конце резьбу. С помощью первых извлекают деревянные модели небольших размеров. Вторые применяют для подъема крупных металлических моделей, на поверхности которых должны находиться отверстия с резьбой, соответствующей резьбе на конце стержня. Такие стержни называются подъемными.
Мешочки для припыла. Мешочки шьют из неплотной матернн н наполняют припылом. Употребляют нх для прнпылнвания поверхности модели перед формовкой и готовой формы перед сборкой. При формовке по-сырому припылнвание используют для
подчеканки форм, прн кусковой формовке — для отделения одного куска от другого.
Щетки. Сложная поверхность модели художественной отливку прн формовке загрязняется. В тонких складах чеканки моде.-щ остаются частицы формовочной смесн, припыла, а при хранении — пыль.
Загрязненная поверхность модели не дает резкого отпечатку в форме и является причиной плохой поверхности отливки. Длп обметания поверхности модели и ее чистки применяют щетинные щетки различных размеров н форм. Обметание внешней пов« рг- ности формы и окрашивание ее выполняют щетками из конского волоса. Для обметания внутренней стороны поверхности формы н ее частей (кусков) используют кисточки из мягких перьев птиц.
Гладилки. При извлечении модели нз формы возможны небольшие повреждения последней, обрыв стенки, шероховатость поверхности и т. д. Формовщик исправляет такие повреждения в форме с помощью инструментов, называемых гладилка мн. Гладилки различных размеров н форм изготовляют из ннструмен- тальнон стали или латуни.
Отделочные ланцеты. Для исправления повреждения в труднодоступных местах форм и ее отдельных частей (кусков) применяют ланцеты. Прн кусковой формовке ланцеты используют так*Е для подрезки поверхностей кусков формы и тела стержня при изготовлении его в полости формы.
В зависимости от назначения ланцеты подразделяют на лицевые, подрезные н тельные. Изготовляют нх нз инструментальной стали н латуни.
Иголки. Прн кусковой формовке куски с модели снимают стальными иголками, из готовленн ыми из листовой стали. Для снятия кусков средних размеров применяют съемники, имеющие форму вилки. Для удаления крупных частей форм используют каркасные рамки, которые заформовывают в куске в процессе его изготовления.
Проводки. Этот инструмент представляет собой стальные пластины н применяется для прорезания щелевых литников при формовке тонкостенных ажурных изделий. Толщина проводки зависит от необходимых размеров питателя.
Кроме перечисленных инструментов формовщик пользуется пульверизатором для опрыскивания поверхностей модели, формы н стержня; переносными электролампами для просмотра глубоких частей формы; слесарным инструментом, необходимым для резки и гибки прутков, применяемых для приготовления каркасов стержней и крепления частей формы.
Вопросы для повторения
Что такое модель?
Какие тр^звания предъявляют к моделям?
Почему модель делают больше отливки?
4： Какне виды моделей существуют?
5 Какне материалы применяют для изготовления моделей?
6・ Когда применяют деревянные модели?
7 Какие преимущества имеют металлические модели?
6 Почему сложные модели художественных отливок делают из латуни?
2. Какой основной недостаток алюминиевых моделей?
[3. Как изготовляют деревянные модели?
Как изготовляют металлические модели?
[工 Как делают модель нз гипса?
Как изготовляют выплавляемые модели?
)4. Какие виды модельных плит существуют?
15 Как изготовляют модельные плнтьР
ib. Какне требования предъявляют к опокам?
17 Какие преимущества нм«от металлические опоки?
(3. Как у зтроены съемные опоки?
广).Что такое крановая опока?
3> Каане опоки называют фасонными?
21 Как подразделяются формовочные инструменты?
「乙 П> • <ему при кусковой формовке верхний слой смеси в опоке уплотняют 防2»
23 Для чего применяют нголкн н cbetmitKwr
между дном чаши и полостью формы смеси. Если дно чаши расположеномежду дном чаши и полостью формы смеси. Если дно чаши расположено
между дном чаши и полостью формы смеси. Если дно чаши расположено
между дном чаши и полостью формы смеси. Если дно чаши расположено
Глава
ЛИТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ
Литниковая система, ее назначениеи устройство
Литниковая система —■ система каналов и элементов литейной формы, обеспечивающих подвод расплавленного металла в полость формы, ее качественное заполнение и питание отливки при затвердевании. Основными элементами литниковой системы являются (рис. 37): литниковая чаша, стояк, шлакоуловитель, питатели, выпор.
Литниковая чаша. Этот элемент литниковой системы служит для приема расплавленного металла из ковша и его подачи в форму. Кроме того, заполненная литниковая чаша при заливке препятствует прониканию в форму шлака, который, будучи легче металла, всплывает и остается на поверхности литниковой чаши При заливке из больших ковшей широкая струя металла может разрушить дио чаши и смытые куски смеси могут попасть в форму. Чтобы избежать размывания литниковой чаши, ее стенки делают из более прочной облиновочной смеси, а в дио заформовывают керамическую плитку.
Тип литниковой чаши зависит от необходимого объема металла в ней. Маленькие литниковые чаши удобно делать утопленными в форму (рис. 37, а), если -
остается достаточный слой
Рис- 37. Элементы янти нковоА системы!
6 — випор； 66 — випор； 6】一литниковая чеша： 2 — стояк; 3 — шлакоулоентель- 4 — аумпф：
6 — випор； 6
6 — випор； 6
□нтатели; 7 — рвмка： 8 — полость фор ми
близко к полости формы, то металл, заливаемый в чашу, может продавить небольшой слой смеси н разрушить верх формы. В таких случаях литниковую чашу делают не в форме, а в отдельной небольшой рамке, поставленной на поверхность формы над стояком (рис. 37, 6).
Стояк. Стояк выполняют в виде вертикального или наклонного канала; он служит для подачи расплавленного металла из литниковой чаши к другим элементам системы или непосредственно в рабочую полость формы. Для удобства удаления из формы стояки делают коническими, расширяющимися кверху. В небольших формах верхняя часть стояка заканчивается небольшой воронкой, выполняющей роль чаши (рис. 37, в). При заливке крупных форм во избежание размыва металлом диа стояка под иим на поверхности разъема формы в иижией опоке делают углубление, называемое зумпфом (см. рнс. 37, а, б).
ным. В этих случаях для подачи :w поверхносги разъема формы вырезают канал,ным. В этих случаях для подачи :w поверхносги разъема формы вырезают канал,называемыйназываемый.'.никовым ходом..'.никовым ходом.для подвода расплавленногодля подвода расплавленногоШлакоуловитель. Этот элемент литниковой системы предназначен для задержания шлака, кусочков формовочной смеси и подвода расплавленного металла нз стояка к питателем. Суще- с*нуют несколько видов шлакоуловителей: трапецеидальные, знг- злюобразные, шаровые, ступенчатые. В сырых формах для художественных отливок чаще всего используют шлакоуловители с трапецеидальным сечением. Частицы шлака, попадая с металлом в шлакоуловитель, расположенный выше питателей, всплывают и остаются в ием, не проникая в полость формы. В кусковых ，“》рмах устройство шлакоуловителя, подающего расплавленный мзгал q из стояка к питателям, не всегда представляется возмож- металла нз стояка к питателям
ным. В этих случаях для подачи :w поверхносги разъема формы вырезают канал,
ным. В этих случаях для подачи :w поверхносги разъема формы вырезают канал,
называемый
называемый
.'.никовым ходом.
.'.никовым ходом.
для подвода расплавленного
для подвода расплавленного
Питатель. Питатель служит
металла в полость литейной формы. Питатели чаще всего располагают в иижией полуформе под шлакоуловителем. Питатели не ..'гдует делать в том месте под шлакоуловителем, где в него входит стояк, так как возможно попадание шлака в форму. В формах для толстостенных отливок питатели прорезают в виде каналов треугольного сечеиия, в тоикосгеиных отливках — в виде широких трапецеидальных каналов (см. рис. 37, 6). Толщина таких питателей не должна превышать толщину стеики отливки, в противном случае при обрубке литиика будет выламываться стейка отливки.
Выпор. Для вывода газов из формы при заливке, контроля заполнения формы расплавленным металлом, питания отливки в момент ее затвердевания, смягчения удара струи металла в верхнюю стенку полости формы в конце ее заливки, для слива холодного металла из верхней части полости формы в форме делают
выпор.
Заливка, при которой часть холодного металла сливается из кол ости формы через выпор, носит название заливки с перепуском.
81
з - выпор ободной- й"С'вЯв' Рвслоло«и«-%н部ПЛ匚犷壮広圖号з - выпор ободной- й"С'вЯв' Рвслоло«и«-%н部ПЛ匚犷壮広圖号выпора и прибыли:выпора и прибыли:чвстн формы; в — отпнвка—Усадочма* раковина *чвстн формы; в — отпнвка—Усадочма* раковина *〜прибыли —прибыль〜прибыли —прибыль
з - выпор ободной- й"С'вЯв' Рвслоло«и«
-%н部ПЛ匚犷壮広圖号
з - выпор ободной- й"С'вЯв' Рвслоло«и«
-%н部ПЛ匚犷壮広圖号
выпора и прибыли:
выпора и прибыли:
чвстн формы; в — отпнвка
—Усадочма* раковина *
чвстн формы; в — отпнвка
—Усадочма* раковина *
〜прибыли —прибыль
〜прибыли —прибыль
Нрн заливке формы с перепуском уровень ьтгта.пла в чаше должен егь несколько выше уровня металла в внп/у В литейных фирмах, ио-ппгть которых располож«*ча в ннжнгЯ опоке, выпс*р Л^маклг в миле сгояка на противоположном ит литниковой системы кинце формы (см рис. 38, а). Такой выпор называют отечным. Кроме того, выпор может быть питающим и сигнальным.
В формах, полости которых расположены в верхней опоке, выпор ставят в той части пмостн формы, которая расположена пыше остальных частей (рис. 38, 6) Если выпор поставлен в части 4«эр»1ь1, которая расположена ниже других, газы и шлак, всегда с«пт;яяю1ци#х:я в верхней части формы, могут в него не попасть, а ©сгаться в Ь，рме, образуя в этом месте газовые или шлаковые яключения.
Прибыль. Во время усадки металла в форме в стенках отливки м«ьгут образовываться усадочные раковины Наиболее часто ра- к(1нины возникают там, где металл дэлп ^ время ост ается в жидким еггтоянии» гав толстых сечениях отливки (рнс. 38, в). В танки、сечениях отливки раковины образоваться не могут, птиму что возникающая в процессе затвердевания усадка компенсируется металлом из соседних, более толстых частей отливки, находящихся еще в жидком состоянии.
Таким образом, усадочные раковины располагаются в наиболее толстых частях отливки, затвердевающих последними. Если во нремя затвердевания отливки в самое массивное место своевре- *»*нио добавлять жидкий металл ——питать отливку, то усадочная раковина в отливке образовываться ие будет. Такой прием в производстве отлнвок используют для борьбы с усадочными раковинами.
Питание отливки в момент ее усадки осуществляется за счет жидкого металла элемента литниковой системы, устраиваемого в форме над той частью отливки, где возможно образование раковины. Такую полость в форме называют прибылью (рис. 38, г). Но такая прибыль может питать отливку лишь в т<хи случае,〔 если металл в ией затвердевает после затвердевания металла питаемого узла. С1едовлтельио, чтобы в прибыли сохранить металл
в жидком состоянии» ее сечеине и размеры должны быть больше обмеров той части отливки, которую оиа питает. При таком усло- внн усадочные раковины бу^ут образовываться не в отливке, а в прибыли, которая впоследствии будет срезана с отливки. Прибыли могут быть закрытыми и открытыми. На рис. 38, г показана часть отливки трубы с фланцем и открытой прибылью.
Описанный выше способ устройства прибылей, как средства борьбы с усадочными раковинами в отливках, не экономичен вследствие большого рэехо^л металла и трудоемкости операции отрезки прибылей. Существуют 6G〃е「выгодные способы питания отбивок с помощью прибылей с атмосферным и газовым давлением, позволяющие значительно уменьшить размеры прибылей. Принцип работы прибыли, действующей под атмосферным 二авленнем, р гг«ч, что в ее полость до залнвкн вставляют песчаный стерженек, к it I >рый служит для создания давления, равного атмосферному, внутри прибыли, что способствует подаче жидкого металла в питаемый узел.
В прибыль, действующую под газовым давлением, вставляется патрон с мелом. Мел. разлагаясь при 、алнвке, выделяет газ н пвдает в прибыли повышенное давление. Толщина стенки па- трина делается такой, чтобы она расплавилась после того, как иа поверхности прибыли образуепия корка застывшего металла.
Для уменьшения размеров открытых прибылей, применяемых при отливке крупных изделий, их подогревают путем доливки металла, засыпки материалами, выделяющими теплоту (молотым шлаком, древесным углем, лункеритом). Для обогрева форм открытых прибылей их облицовывают экзотермическими смести, в ссстав которых входят алюминиевый порошок, ферросилиций, железная окалина, шамотный порошок и огнеупорная глина При химической реакции между составляющими смеси выделяется теплота, которая обогревает прибыль. Экзотермический обогрев прибыли позволяет уменьшить ее размеры на 8—9 %.
Прибыли делают прямыми и отводными. Отводные прибыли применяют для питания местных термических узлов и нескольких небольших отливок. Отводные прибыли в отличие от прямых располагают сбоку от питаемого узла н соединяют с ним массивной бейкой.
Каждый из элементов литниковой системы нмеаг свое назначение н неправильное его изготовление может быть причиной брака в отливке. Поэтому при серийном производстве отливок выгоднее применять заранее изготовленные модели литниковой системы, имеющие расчетную площадь и правильный профиль.
Типы литниковых систем
В зависимости от размеров, конфигурации и материала отливаемого изделия литниковая система в форме может быть горн- зоиплывзЛ. верхней, л.к，и<девой, сифонной и ярусной. Рассмотрим
P・c・ 39. Типы лктняковых свстем, прниецяемых ■ формах дла худржествеквых otawboki с — горнзонтальнвя; б — верхняя с кольцевым расположением пмтцтелей; • — свфонввя f ярусным расположением пмтетелей /; # — верхняя с щелевым стояком
несколько типов литниковых систем, применяемых при литье художественных н архитектурных изделий.
Горизонтальная литниковая система (рис. 39, а) с питателями, расположенными в горизонтальной плоскости разъема литейной формы, обеспечивает подвод металла б полость формы ио ее разъему. Такая литниковая система имеет все основные элементы и применяется б формах с глубиной полости б вижией опоке до 200 мм, заливаемых в сыром состоянии. Тонкостенные ажурные отливки (вазы, блюда, тарелки, кронштейны) при незначительной толщине стеиок имеют сложную поверхность. Качественно заполнить литейные формы таких изделий через литниковую систему с питателем, горизонтально расположенным с одной стороны полости формы, не удается, так как расплав в тонком сечеиии полости формы быстро охлаждается и ие заполняет ее полностью. В таких случаях для заливки формы применяют гори- эонтальиую литниковую систему с большим числом питателей, расположенных по разъему полости формы (рис. 39, б). Для этого вокруг полости формы в верхней полуформе вырезают шлакоуловитель в виде кольца треугольного сечеиия. Под шлакоуловителем в нижией полуформе вокруг полости формы вырезают необходимое число питателей. Металл, валиваемый в форму с такой лнтииковой системой, поступает в полость формы одновременно в нескольких местах. При этом он ие успевает охлаждаться н хорошо заполняет мельчайшие углубления и выступы сложной поверхности полости формы. Горизонтальная литиико- вая система с кольцевым расположением питателей наиболее удобна при получении ажурных отливок.
Сифонная литниковая система (рис. 39, а) — горизонтальная или вертикальная литниковая система, обеспечивающая подачу 84
расплавленного металла в полость формы снизу. Такая литнико рзя система исключает возможность разрушения нижних поверхностей полости формы, разбрызгивания металла при падении его струи на дно формы, когда отдельные капли металла плохо сплав- лямлся с его общей массой и образуют в отливке включения (к< »рольки). Литейные формы статуэток, имеющих значительную высоту при малых поперечных размерах, заливают обычно в вертикальном положении. В полость таких форм металл заливают
снизу
Если металл подводят снизу, то ов поступает по стояку до дна формы, а затем по горизонтальному питателю проходит в по- »ость формы и под давлением в стояке постепенно заполняет ее до Верха.
Верхняя литниковая система (рис. 39, г) обеспечивает подачу металла в полость формы сверху. В небольших формах для ажурных отливок стояк верхней литниковой системы делают в виде щели в полость формы, сверху, поэтому ее часто называют щеле- всЛ литниковой системой. Такая литниковая система удобна тем, что ее можно ставить в центре полости формы, откуда металл равномерно растекается во все ее части. Кроме того, применение вертикальной литниковой системы в формах тонкостенных отливок удобно тем. что сечение щелевого стояка ие превышает толщины сгенки отливки, поэтому стояк легко отламывается, ие разрушая стеиок отливки н ие оставляя большого следа на ее поверхности.
Ярусная литниковая система ——вертикальная литниковая система, обеспечивающая подачу металла в полость формы на нескольких ее уровнях. Сифонная литниковая система, обеспечивающая спокойное последовательное заполнение формы, в то же время имеет существенный недостаток для тонкостенных художественных отливок. Металл в такой форме, поднимаясь снизу вверх, встречается с холодными стенками формы, быстро охлаждается, плохо заполняет верхнюю часть полости формы и не дает резкого рельефа поверхности отливки. Такой недостаток можно устранить, если несколько изменить устройство сифонной литниковой системы, снабдив ее дополнительными питателями по выслуге формы. При ярусной литниковой системе первая порция металла, попавшая в ф°РмУ в начале заливки, успев несколько остыть, разогревается порцией горячего металла, поступившего на уровне первого дополнительного питатели. То же самое происходит, когда форма заполнится до второго питателя. Таким образом, верхний холодный слой металла в форме подогревается порциями горячего металла, поступающего из ярусных питателей. Прн этом получается некоторое БЫравниваине температуры ме- та；|ла в полости формы, обеспечивающее получение одинаковой резкости рельефа поверхности отливки всех ее частей.
В литейных формах для статуэток и бюстов при сифоииой * *р ус и ой литниковых системах устройство шлакоуловителя ие
представляется возможным. В т2K磐х формах шлак при олн«вр удгрживает^я в литниковой наше, предсгавлдяхн«х собоА 9ирс«ку стояка Чтобы шлак надежно у д^рживался в тнмноео^ на盗. <wia чинжна иметь достаточные размера и спопкггег・уюгиЕ ьрукмию. обеслечивлющие жп.тыванме 1шк«евм> частшк пД зеливке.
При использовании небольших лтгнововых «ат (жфомох) этому спсхгобствует специально изготовлгкп ая из стгряи^евоЯ см> oi и высулелная фильтровальная сегч», *5ставлгннаа е дно Е(，рв・к*. 11ри наличии в воронке фильтриязллний сетки металл тсрылагтся И 項;1ПОЛНЗГГ B<JpOHf：y. При ЭГСШ П1Л*К И rpJQtt ПСОЛЫЭ&ЮТ на |Х> ьерхнскти и («стаюдся зд<*сь до конца залнпки.
Расчет литниковой системы
Для п( эьнльной работы лчтияновой системы ье^ходими оПре- депсннис соэтношение размеров N элсмсшов — стопка, шлакоуловителя и питателей. Обмчмо с«чшня литниковых кзналпи от стикка до входа в полиегь формы постепенно умеяыиакпея П<> перечное сечение шлакоуловителя меньше поп« речного ссчеиия стояка, а площадь сечения питателей, в свою очередь, меньше fkjnjMi.UH шлакоуловнтеля. Tanw соотношечее ра.-мгрси элсисятоа дю ri иконой гпетгмы создает в а，А уиювня, при которых в пре* Httve илив₽ я все каналы лигннкоеой снстрнн г/ол*!осгъю эаполиены Mei а."лим. При этом шлак н грязь. пс<тупая Еммте с металлом в шла коуловите ль, остаются в нем. не попадая в полость формы. Такая литниковая система называется закрытой. Могут быть и другие типы литниковых систем: открытая илн более сложные комбинированные,
Расчсг литниковых систем знован на применшчи уравнений тдравлики для идеальный жидкостей, тгкушнх в газг)и«?арсма- lUcMUx каналах. Так как жидкий металл не являемся гдеа.н.нпА жидкостью (его свойства изменяются во время ггчеяия), а п叱*1>- иая форма газопр оиицаем а, дополнительно ис пользу шт знслс- рнменлдльнкр данные.
Существует несколько метеков расчета лнтииковой ексемн. npuvt'HncMMX в зависимости от типа ли-гпиюней системы, tn〃83・， заливаемого в форму, н нгкоторьх лругв* фаггоров.
В практике производства a w)K широко пзвти? ynponjwrmrt метой ьпределсиг л размерив лкткикорой снстгмм по та&лпикы( дред.Т»|Жгкг^м В. И Ф^ндзторош (тябп, 14).
Минимально допустимая темперйг 1рл заллакн чугуна, пря* пятая при составлении таблицы, 12оЭ Р. Остальные размер口 литниковой системы подсчитывают по соотношению
Fнп : Fm : F(；t= 1,0: 1,1 : 1,5,
广配 心 и 尸仃 — плсшвди сгцввкя шлакоулов1птля H CTDBSa.
Зависимость площади сечения питателей мх чнсла от массы н толщины стенкн отливки из серого чугуна
Масе ©тлнвки. кг
Размеры одного питателя
Число питателей при толщине отлнвкн, мм
Площадь сечения. мм1
Длина, мм
3-5
6—в
8—10
10-15
15—20
До 0,5
30—40
10—15
1
1
1
1
1
0,5—1
40—50
15—20
1
1
1
1
1—3
50—70
20—25
1
1
1
1
3—5
70—80
25—30
2
1
1
1
5—10
70—90
25—30
3
2—3
2—3
2—3
10—15
70—90
25—30
3
3
15—20
80-90
25-30
В завн-
4
3
20—40
80—100
30—35
симостн
4
4
3
40—60
100—150
30—35
от фор-
4-5
4
3—4
60—100
100—150
30—35
мы от-
5—6
5
4-5
100—150
100—150
40—45
ливкн
7—8
7
5—6
150—200
100—150
45—50
8—9
8
6—7
Расчет сводится к определению минимальной площади сечей и й питателей (суммарной) Fmln. Минимальная площадь сечений питателей ——площадь, при которой обеспечивается получение качественных отливок при наиболее низкой допустимой температуре заннвкн и наименьшем давлении.
Пример расчета литниковой системы. Определим размеры частей литниковой системы для отливки газонной решетки массой 15 кг со стенками толщиной 15 мм. Зная массу отливки, пользуясь табл. 14, во второй графе напротив отливки массой 15 кг находим, что площадь сечения одного питателя должна быть равна 80 мм2. В следующей графе в той же строке справа находим Длину питателя 25——30 мм. По толщине стеики 15 MM находим число питателей, их должно быть 3.
Следовательио, общая площадь питателей равна 240 мм*. По вышеприведенному соотношению находим
F1n = 240-1,1 = 264 мм2;
площадь стояка
F0T = 240 1,5 = 360 мма
Конфигурацию сечения питателей делают в зависимости от конфигурации отливки, они должны легко отламываться, не разрушая отливки. Питатели тонкостенных художественных отливок обычно имеют сечение в виде трапеции, основание которой больше высоты (щелевые питатели). Сечеиие шлакоуловителя выполняют в виде трапеции, высота которой равна основанию или несколько больше него Стояки обычно бывают круглыми
Если питатели приходится делать длиннее, чем указапо в табл. 14, площадь их сечения увеличивают на 17—20 %. C「s- ветственно по приведенному выше соотношению увеличивают площади сечений остальных элементов литниковой системы.
Подвод металла в полость формы
0r правильного подвода металла в полость формы при ее заливке во миогом зависит качество получаемой отливки. Правильное устройство и расположение литниковой системы б форме гарантируют:
отсутствие на поверхности отливки шлаковых и песчаных включений;
равномерное охлаждение частей отливки, а следовательнс, и получение отливки без усадочных раковин, трещин и виутрсн-* них напряжений;
сохранение поверхности формы от размыва металлом в момент заливки.
При изготовлении форм для машиностроительных отливок формовщик может применять правильно рассчитанные н приго- товленные модели литниковой системы. Формовши ку, изготовляющему формы для единичных художественных отливок, это не всегда доступно. При сложной формовке статуэток, бюстов и других подобных отливок трудно пользоваться нормализованными моделями литниковой системы, чаще всего приходится каналы литниковой системы делать вручную. Поэтому при устройстве литниковой системы формовщик художественных отливок должен зиать все особенности заливки формы и охлаждения в ией отливки.
В отливках, имеющих стеики различной толщины, остывание металла в форме происходит неравномерно. Тонкие части отливки остывают быстрее, чем толстые. Это может прнвестн к образованию в ией усадочных раковин н трещин. Такой недостаток формовщик может устранить, подводя металл к тонким местам отливки. Горячий металл, протекая по тонким сечениям полости формы, прогревает ее стенки, выравнивает скорость охлаждения толстых н тонких частей отливки.
При подводе металла к толстым стейкам отливки неравио- мериость охлаждения частей отливки увеличивается. При этом возможно коробление отливки и образование в ней усадочной раковины и трещин. Образование трещин можно ожидать в отливках ажурных изделий (тарелок, ваз, блюд, стенок коробочек) и других отливках, имеющих резкие переходы толстых сечений в более тонкие.
Немалое значение для получения качественной отливки имеет расположение в форме питателей литниковой системы, определяющих направление струи металла, поступающего в полость формы. Следует избегать такого расположения питателей, при 88
крором струя металла размывает стейку формы или стержень, В литейных формах для пустотелых отливок цилиндрической 也ормы питатели лучше располагать по касательной к стейке формы. Такое расположение питателей обеспечивает спокойное заполнение форм металлом; при этом шлак и другие неметалличе- скне включения оттесняются к стержню, что обеспечивает полу- денне чистой наружной поверхности отливки.
Качество художественной отливки часто зависит не только от расположения питателей в форме, но и от их числа н размеров* формовщик художественных отливок при изготовлении форм тонкостенных и сложных изделий должен всегда иметь в виду, дто их лучше заливать через большее число тонких питателей, дем через небольшое число питателей с большим сечением.
Деление больших питателей иа ряд мелких имеет преимущества, обеспечивающие получение качественных отливок, так как металл, поступающий в полость формы через несколько небольших питателей, равномерно и быстро заполняет ее, выравнивает температуру металла в различных частях формы, способствует лучшему заполнению ее рельефа; сила удара струи металла о небольшие выступы сложной поверхности формы в этом случае значительно меньше, чем при наличии питателей с большим сечением» поэтому металл меньше размывает стеики формы.
Вопросы для повторения
Что представляет собой литниковая система и для чего она служит?
Из каких элементов состоит литниковая система?
Как определить размеры элементов литниковой системы?
Какие Вы знаете типы литниковых систем, используемых при получения художественных отливок?
Дли каких отливок применяют щелевые литниковые системы?
Когда примениют стояк с фильтрующей сеткой?
В каких случаях применяют литниковую систему с питателями, расположенными по периметру полости формы?
В какое место полости формы лучше лодводить металл дли заливки формы?
Почему дли тоикостениой отливки лучше применить большее число питателей с малым сечением?
Для чего делается в форме выпор?
В каком месте формы ставят выпор и почему?
Что такое прибыль и каково ее иазначеин^
Почему сечен не обычной прибыли должмо быть больше сечения самой ЩЛивки?
Как работает прибыль с газовым давлением?
Какую литниковую систему называют енфонион н когда ее применяют?
Для чего заливают литейные формы с перепуском?
Что тахт утсилеинаи прибыль и когда ее используют?
Глава
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
Формовка по-сырому
Формовкой по-сырому называют такой технологический процесс изготовления литейной формы, который позволяет заливать ее, ие подвергая сушке.
Такой способ формовки применяют для изготовлении литейных форм для тонкостенных ажурных и архитектурных отливок. Литейные формы таких отливок с малым объемом и большой поверхностью не испытывают большого давления заливаемого в них расплава, так как его количество невелико. Поэтому от таких литейных форм ие требуют большой прочности, и формовочные смеси не содержат большого количества глины. Расплав, заполняя полость формы тонкостенной отлнвкн, быстро в ней остывает, прогревая незначительный слой формовочной смеси- Прн этом скорость газообразования в форме незначительна и создаются благоприятные условия для своевременного выхода газа нз полости формы. Следовательио, при формовке по-сырому иет необходимости (для увеличения прочности и газ оп рони цаемости формы) сушить форму. Это значительно сокращает процесс полу* чения отливки и уменьшает ее себестоимость.
Формовка по-сырому производится, как правнло, в опоках, что по сравнению с другими способами изготовления литейных форм имеет ряд преимуществ- При формовке в опоках получается более точная и чистая отливка, допускается применение сложных способов формовки (кусковая формовка с перекидным болваном), готовые формы удобно транспортировать к месту заливки, более полно используется площадь цеха, особенно при расположении форм для заливки в стопке (стопочная заливка), можно использовать формовочные машины.
При ручной формовке в опоках столы и плиты на рабочих местах формовщиков должны иметь ровную поверхность. Неровные плиты могут привести к поломке формы при извлечении модерн и сборке. В зависимости от сложности модели при изготовлении литейных форм по-сырому применяют следующие виды формовки: по неразъемной модели» по разъемной модели, с ииж-
二ijuiBOM, с верхннм болваном, по модели с отъемными ф；1ЛЬШИВОЙ опокой.'
6“м, г подрезкой, с iv^lv-tsnofi ПЛИТоА, по ・ модельным плитам»
гиЕСоеой модели.
в
сымных опоках.
ча-
спецмальиой под-
s rpt i “ Нлес опоках, мнм, со стерЖ]1ями»
С П^рСкЛЦИЫМ бол-в почве н по шаб-
лону
Пгр<^ксленные виды формспкн имеют *卜尸】 общих оперший, потому нет сыи^лл рязбирать подробно все виды. Р“ мсгрнм хераи4H технологического 工• “ксл 妊рмовкн по-сырому лишь на фпр^гтке по неразъемной модели. В остальных тшхях разберем только особое — но» вн・、—прнемн, связанные с данным спо* вэб)м и^гoтoвлeииw лятгЛной формы.
§ 2. Формовка по неразъемноймодели
Г п<. 4r ♦今个—2・K по н«- раь ьеп*п«й “>4ЛНГ п<. 4r ♦今个—2・K по н«- раь ьеп*п«й “>4ЛН
Г п<. 4r ♦今个—2・K по н«- раь ьеп*п«й “>4ЛН
Г п<. 4r ♦今个—2・K по н«- раь ьеп*п«й “>4ЛН
Примером формовки по-сырому по 韓■「】семной monuih является формовка irriAOd игрушки «Плитка> (рис. 40, а). Л」。 лзготовл^нля лмтеАыой формы ис- 1с«и±зуют дае опоки и гладкую подмо- jn-ihuyr> плиту» с прорезыс для подъема ии.^лн, припаяапсго на га обратной сто рЕ“ MaRi* миг。делают лз чугуна *・Г Герлцэы Ков 5О>ИЛЖН5 И^ГОТОв- ，Г7С Дюрмн СТ*раЮТСй шчять с ыижмсй »• \^ />ормьс Прл ком. ок будет пикамчо и*厶 удаст** мсклюмэеть одну опсра-
—пергсорачныпуе формы. В про vxcf wjnnsauHuii сзтеПвсб формы ・n， 匸匚 тг^т следунацмг aoqxioni:
I Устэи<жм »ал5，а опоен Хо- ‘ 口口 г-1И1леннуАЭ мгзель вллдут лицевой ю® n*pi на подмг>дельнух> мнту ” «гтсбм “ОД1ЛМ М^Ц»Л1У RXD1BH В “€> ппдакадгльйпй iwm //〔с 4优 С" F/FTig к моа^м in дл^ту устанавлн- ；зодмь пктзтплрА. Згг^м на пмнту ^4#ашгим«эт кнммило опоку так, чтобц у^кду « стенхаим м imamg било оди- iu*iMg рясспжнме. Смещение модели " "口а к адноА ст^янг всмт к оЬрвзсвэнию "代内АУ сгонкой оп0жк и ма/елъю узксго "0<хт[1；нм1е龜 о которлм трудно будет
уплотнять смесь. В этой части форма получается рнхлоб, в пр. цессе заливки металл может продавить слабое место и выйти н формы или на отливке может получиться утолщение (подутость' После установки опоки модель припиливают древесноугольны порошком или ликоподием, чтобы формовочная смесь лучше отд<_ лилась от поверхности модели при ее извлечении из формы. Ц&. лесообразнее применять древесноугольный порошок, так как n, значительно дешевле ликоподия и хорошо защищает поверхносц. модели от прилипания формовочной смеси. Кроме того, слой дре. весноугольиого порошка, оставаясь на стенках формы, предохоа- ияет их от смачивания металлом при заливке, уменьшает воз*。*，， ность образования пригара.
Нанесение облицовочной смеси на модель. Для получения чистой виутреиией поверхности литейной формы, а следовательно, и отливки первый слой формовочной (облицовочной) смеси на модель насеивают через сито. Слой облицовочной смеси на модели должен быть 25—30 мм В случае формовки высокой мо/'.сли поверхность ее в опоке обкладывают просеянной облицовочной смесью так, чтобы слой наполнительной смеси ие мог попасть на поверхность модели и ухудшить качество поверхности полости 8рмн.
Уплотнение смеси в иижней опоке. На облицовочную смесь лопатой наносят слой наполнительной смесн. Его уплотняют плоским концом трамбовки так, чтобы смесь у стенки опоки и около модели была уплотнена равномерно. При этом следует избегать ударов трамбовкой по модели, так как это может привести к появлению на поверхности модели вмятии и переуплотне нию в этом месте формы. После этого в опоку насыпают новый слой формовочной смеси и снова ее уплотняют и так до тех пор, пок! вся полость опоки ие будет заполнена уплотнеииой формовочной смесью. Уплотняя формовочную смесь в опоке, необходимо руководствоваться следующим: необходимая степень уплотнения формовочной смеси в опоке определяется давлением металла иа енку формы при заливке и прочностью формовочной смеси. Чем больше давление металла, тем выше должна быть степень уплотнения смеси в опоке. При высокой прочности формовочной смеси уплотнение ее может быть меньше.
Формы, заливаемые медленно, могут иметь большую степень уплотнения смеси. Для форм, заливаемых с большей скоростью необходима меньшая плотность. Очень высокая степень уплотие- иия смеси в опоке уменьшает газопроницаемость формы. Газ, не имея возможности своевременно выйти из формы, остается в ней, образуя в отливке газовые раковины. Кроме того, высокая степень уплотнения смеси уменьшает ее податливость и может привести к образованию в отливке трещин при усадке металла.
Уплотнение смеси в опоке контролируен'л < псаольпым арн* бором — твердомером.
Верхний слой формовочной смеси в опоке уплотняется 6aiu- маком трамбовки. Излишек смеси верхнего слоя в опоке срезается яннейкой (рис. 40, в).
Выполнение вентиляциоииых каналов. Газопроиицаемость формы при нормальной влажности формовочной смеси зависит от прочности смеси, размеров зерен песка и степени уплотнения смеси в опоке. Для получения хорошего отпечатка сложной поверхности модели около нее должна находиться мелкозернистая формовочная смесь с достаточным содержанием глины, опока должна быть плотно набита. Все это уменьшает газопроницаемость формы. Для увеличения газопроницаемости формы в ией вентиляциоиными иглами делают каналы Такую операцию при формовке называют вентилированием формы. Каналы ие должны доходить до поверхности модели, так как острым концом иглы ыожио испортить поверхность модели, а при заливке формы в каналы будет затекать жидкий металл, н оии потеряют свое иазиа- чеиие как газопроводы, а на поверхности отливки останутся нх следы, ухудшающие ее внешний вид. На 1 дма площади опоки делают от 3 до 5 наколов.
Перевертывание опоки. Заформоваиную иижиюю опоку вместе с модельной плитой переворачивают н устанавливают на прежнее место (рис. 40. а). Поднимать опоку без плиты нельзя, так как тяжелая металлическая модель может выпасть и полу-
|рэрма разрушится.
Отделка поверхности разъема формы. После удаления модели плитки из перевернутой иижией опоки поверхности формовочной смеси и заформованиой в ией модели должны представлять поверхность разъема формы. На ией устраняют возможную рыхлость, поверхность смеси у краев модел и хорошо заглаживают и посн- па^гг тонким слоем разделительного песка Разделительный песок препятствует возможному прилипанию смеси верхней опоки к смеси в иижией. С поверхности модели разделительный песок удаляют (можно сдуть мехом), так как оставшиеся на модели крупные песчинки могут испортить отпечаток поверхности модели в форме, что отразится на качестве отливки.
В формах с малой поверхностью разъема удобнее пользоваться ие разделительным песком, который засоряет смесь и ухудшает ее пластичность, а древесиоугольиым порошком. Излишек прн- пыла с поверхности модели следует удалять» так как ои может повлиять иа четкость отпечатка поверхности модели в форме. После припыливаиия поверхности разъема устанавливают верхнюю опоку по центрирующим штырям.
Изготовление верхней полуформы. На основание модели питателей устанавливают модели шлакоуловителя и стояка. На противоположном конце модели плитки ——выпор (рис. 40, л). При изготовлении верхних полуформ формовщику часто лрихи- Дится заботиться о том, чтобы укрепить в форме вьктуплюгцмг "ьн. дла предотвращения их ря1ру#«^ния пел дгйгпчим г”匕「г
венной силы тяжести при разборке и сборке формы. Модели припиливают н засыпают через сито слоем облицовочной смеси, затем насыпают и уплотняют слоями наполнительную смесь, ка< и в нижией опоке. Излишки формовочной смеси срезают вровень с краями опокн, накалывают вентиляциоиные кан24H (рис. 40, е). Затем модели выпора и стояка осторожно расталкивают и вынимают из формы (рис. 40, ж). Зачищают линию перехода стояка в литниковую чашу, так как оставшиеся острые кромки формовочной смеси при заливке могут быть смыты металлом и попасть в полость формы.
Разборка формы и удаление модели. Для удаления модели верхнюю полуформу осторожно без рывков и перекосов снимают i с нижней, переворачивают и ставят на гладкий стол или подмодель- ! иую плиту. Из нижней полуформы удаляют модели шлакоуловн- | теля н питателей. Затем стенки формы вокруг модели для увеличения прочности слегка смачивают водой. Легкими ударами по подъему модели ее осторожно расталкивают н, постукивая по модели деревянным молотком, извлекают ее из формы (рис. 40, з). В небольших моделях с рисунком иа лицевой поверх-, ности подъемы удобнее делать постоянными (см. рис. 40, а) в виде небольших пластниок, укрепленных иа обратной стороне модели. Сквозные отверстия для винтовых (съемных) подъемов в модели нарушают отпечаток лицевой стороны модели. Поэтому отверстия лучше делать не сквозными, хотя их сложнее очищать от забившейся смеси.
Отделка формы. Отделку формы удобнее начинать с верхней полуформы, так как ее исправление при повреждении или поломке не повлечет за собой переделку всей формы. Поврежденную верхнюю пол у форму можно будет выбить и, установив опоку иа готовую ннжнюю полу форму, набить вновь. Поломка нижней полуформы обычно вызывает необходимость изготовления новой формы.
Небольшие дефекты в форме можно исправить. Для этого поврежденное место, для увеличения клейкости смеси, смачивают водой, заполняют формовочной смесью и, применяя соответствуй> щий инструмент, уплотняют и заглаживают до получения требуемой конфигурации пор<!Пюности Наиболее тщательно исправляют f форме повреждения на поверхности разъема. Неправильное вос- сгаиовление пспреждений на пов「рхностн разъема влечет за собой поломку формы или брак отливки. Например, если в поврежденном месте поверхность разъема будет сделана выше, при сборке формы в этом месте верхняя полуформа сдавит ее и стенка формы будет разрушена. Если участок поверхности разъема при отделке сделать ниже, то в этом месте формы образуется зазор, который может быть причиной вытекания металла из формы или образования на отливке залива.
Подчеканка формы. После удаления модели полость в нижней опоке припиливают древесноугольиым порхисом. Модель
J10CTHJ10CTHхорошо очищают Щеткой и укладывают обратно в отпечаток по- -I иижией полуформы
J10CTH
J10CTH
• Такую операцию выполняют для увеличения ясности отпечатка поверхности модели в форме и называют подчеканкой формы. В процессе выполнения подчеканки поверхность формы покрывают слоем древесиоугольиого порошка, который проникает в рельеф поверхности модели лучше, чем зерна формовочной смеси, что обеспечивает более четкий отпечаток поверхности модели иа стейке формы. Затем модель удаляют и форму собирают для заливки (рис. 40. и).
Формовка с нижиим болваном
Среди простых художественных изделий часто встречаются такис, производство которых связано с изготовлением внетупов- б(»лванов в нижией полуформе. Примером может служить изготовление литейной формы для постамента статуэтки. Модель посга- меита делают из чугуна или бронзы с хорошо обработанной гладкой и чистой поверхностью (рис. 41, а).
И чготовлеиие литейной формы постамента начинают с изготов- ле1 ич верхней полуформы: модель постамента укладывают на глинкой подмодель ной плите (рис. 41, б), устанавливают верликмо огюкт В центре модели устанавливают щелевой литник Поверд- иость модели припиливают и насеивают на нее облицовочную смг：1,. Затем опоку заполняют наполнительной смесью и уплот- няне 匕±, как в предыдущем случае (рис. 41, в), изготовленную полуформу переворачивают вместе с модельной плитой.
Сняв модельную плиту, поверхность разъема формы присы плют разделительным песком, со ди а модели его выдувают мехом
Рве. 41. Формовк* с мыжинм болваном
циальныециальныезаиныезаиныерастворомрастворомРис- J Формика е верхним болмноиРис- J Формика е верхним болмнои
циальные
циальные
заиные
заиные
раствором
раствором
Рис- J Формика е верхним болмнои
Рис- J Формика е верхним болмнои
(рис. 41. а). Устанавливают нижиюю опоку. Полость модели прн- пыливают и, скрепив верхнюю опоку с нижией, изготовляю^ нижнюю пол у фор му (рис. 41, 0). Обе полуформы переворачивают (рнс, 41, е), удаляют модель лнтннка, поправляют проводкой 贝& левой питатель, снимают верхнюю полуформу (рнс. 41, ж). В нижней полуформе с болвана снимают модель (рис. 41, з), подправляют на болване ее отпечаток. Обе пол у формы припыливают и собирают форму для заливки (рис. 41, и). Аналогичным способом изготовляют литейные формы для пепельниц, края моделей которых плотно соприкасаются с поверхностью подмодельной плиты.
Формовка с верхним болваном
Рассмотренный процесс формовки с нижним болваном удобен тем, что ве требует особых приспособлений для крепления болвана, так как его устойчивость обеспечивается за счет собственной силы тяжести. Одиако применение формовки с иижиим болваном ие всегда возможно. Например, лицевая поверхность полой модели постамента (рис. 42, б) образует его наружную поверхность. По условиям получения более чистой лицевой поверхности отливки лицевая поверхность модели постамента в форме должна быть ориентирована вниз. В этом случае болван, образующий внутреннюю поверхность постамента, должен быть расположен в верхней полуформе. Такой способ изготовления литейной формы на-1 зывается формовкой с верхним болваном.
Формовка с верхним болваном отличается от описанных ранее способов тем, что для увеличения прочности висячего болваиа в него при изготовлении верхней полуформы закладывают cne-J каркасы или деревянные палочки (солдатики), обма- смсссг белой глииы.
Примером формовки с верхним болваном может служить из- отоВлеиие литейной формы крышки азиатского кумгаиа. формовка самого кумгаиа рассмотрена в гл. 8. Крышку кумгаиа формуют 口о латунной модели (две штуки в опоке) на специальной под- модельной плите. З^га плита имеет иа поверхности углубления для выступающих частей модели — знаков шарнира крышки в небольшие выступы для обеспечения устойчивости моделей на плите прн формовке. В шарнире модели крышки укреплены металлические зиаки: одни — в виде пластинки /, второй — в виде прутка 2 (см. рис. 42, а).
Процесс формовки крышки кумгана следующий:
Для изготовления литейной формы модели крышки укладывают на подмодельиую плиту (рис. 42, б), накрывают нижней опокой и формуют ее (рис. 42, в).
Заформоваиную иижиюю опоку переворачивают вместе с подмодельной плитой. Подмодельиую плиту снимают, в опоке заглаживают поверхность разъема.
Полости моделей припыливают, накладывают в иих облицовочную смесь, слегка уплотняют ее рукой до половины высоты болваиа. Затем внутрь болвана укладывают дугообразный металлический каркас с утолщениями на концах (рис. 42, г), ие- обх 1нмый для удержания болванов в верхней опоке формы. Мочель литниковой системы располагают на разъеме формы с той стороны моделей, где нет знаков для шарниров.
Устанавливают верхнюю опоку, наполняют ее смесью и уплотняют (рис. 42, d), стараясь при этом не ударять трамбовкой по каркасу. Излишки смеси срезают и делают два-три накола веитиляциоиной иглой в болваны моделей вокруг каркаса. Затем снимают верхнюю полуформу так, чтобы модели остались в нижней полуформе. Верхнюю опоку следует снимать аккуратно, чтобы не разрушить подвесные болваиы.
Исправляют возможные повреждения отпечатка моделей в верхней полуформе. Из иижней полуформы удаляют модели н в отпечатки знаков моделей вставляют специальные металлические стержни (см. рис 42,办 Эти стержни образуют в шарнире отливки крышки прорезь и отверстие. Чтобы пластинки и пруток 刀егко удалялись из отливки, их перед установкой в форму смачивают водой (лучше маслом) и посыпают мелким песком.
После установки стержней обе полуформы припыливают и собирают в форму для заливки. Разрез готовой формы показан на рис. 42, е.
§ 5. Формовка по разъемной модели
Рассмотренными выше способами изготовляют литейные формы по неразъемным моделям, как правило, для простых изделий. Неразъемные модели сложных изделий нельзя удалить из •Мрмн, не повредив ее стенок. Поэтому для удобства изготов-
4 Зотов Б. Н
ления литейной формы модели такнх изделий делают разъем- I ными.
Формовку по разъемным моделям и моделям с отъемными ча- I стями рассмотрим на примерах изготовления литейных форм для простых детских игрушек, представляющих собой уменьшенные оригиналы предметов домашнего обихода. Следует заметить, что несмотря на внешнюю простоту этих изделий, изготовление дн-. тейных форм для ннх требует от формовщика большого опыта н I умения. Сложность изготовления литейных форм для детских нг~ I рушек заключается в их малых размерах. Достаточно сказать, | что диаметр игрушки «Горшок» равен 36 мм. В лнтеиных формах 1 такнх изделий часто имеются небольшие болваичики, не вндер- живающие прн заливке формы давления движущегося металла 一 I оии всплывают илн разрушаются. Высокая степень уплотнения смеси, гарантирующая целостность формы, уменьшает ее газо-' проницаемость н ведет к образованию неровной, шероховатой поверхности отливки или к браку изделия по газовым раковн- нам.
В качестве примера формовки по разъемной модели рассмо* трим изготовление литейной формы для игрушки «Утюжок».
Чугунную илн бронзовую модель утюжка делают пустотелой с разъемом по вертикальной плоскости, проходящей через ручку. Половинки модели соединяют между собой шипами, укрепленными в ручке и корпусе утюжка. В опоке формуются четыре модели.
Порядок операций формовки следующий.
На подмодельную плиту укладывают четыре половинки моделей без шипов н модель питателей литниковой системы (рис. 43, а), затем накрывают их нижней опокой н формуют ее в обычном порядке.
Готовую пол у форм у переворачивают вместе с подмодель- иой плитой. На поверхность разъема укладывают вторые половинки моделей, а между ними модель шлакоуловителя н стояка (рис. 43. б). Вворачивают в модель подъемы, необходимые для удержания верхних половинок моделей в верхней полуформе при разъеме ^юрмы. Прнпыливают поверхность разъема, устанавливают верхнюю опоку и формуют ее (рис. 43, в).
На поверхности заформованной верхней опоки закрепляют подъемы моделей (рис. 43, а), удаляют модель стояка. Затем верхнюю полуформу снимают и, поставнв ее на ребро, вывинчивают подъемы моделей.
Извлекают модели из верхней и нижней полуформ, исправляют их отпечатки н собирают форму для заливкн (рнс. 43, д).
При формовке такнх моделей проще было бы ие крепить половинки моделей к верхней полуформе, оставив нх при разборке формы, на ннжией полуформе. Однако при таком способе возникает опасность поломки формы. Во избежание этого необходимо удалять модель нз формы, а не сннмать форму с модели.
РИС. 43. Фораоа по Р««и«°й “叫 АРИС. 43. Фораоа по Р««и«°й “叫 Адетской «груши .УЕ*。"детской «груши .УЕ*。"
РИС. 43. Фораоа по Р««и«°й “叫 А
РИС. 43. Фораоа по Р««и«°й “叫 А
детской «груши .УЕ*。"
детской «груши .УЕ*。"
Наиболее сложной формовкой по разъемной модели является формовка детской игрушки «Горшок» (рис. 44, а). Сложность изготовления литейной формы горшка заключается в устройстве и креплении в нижиеи опоке небольшого болванчика, который может быть легко разрушен заливаемым в форму металлом. Горшок формуют по бронзовой разъемной модели с хорошо отполированной поверхностью, состоящей из двух частей — венца и латочки. Части модели соединяют в процессе формовки замком, имеющим вид кольцевых выточек на обеих частях модели.
Процесс формовки состоит в следующем.
• Модель латочки с щелевым литником заформовывают в верх- Не« опоке (рис. 44, б). Опоку переворачивают и снимают подмо-
Дельную плиту.
Очищают выточку замка модели латочкн от попавшей в иее смеси, устанавливают на ней модель венчика (рис. 44, в). Внутрь модели насеивают облицовочную смесь и, слегка уплотнив ее пальцем, вставляют каркас в виде пустотелого грузика. Такой каркас, увеличивая массу н прочность болваиа, предотвращает сдвиги болвана в форме и его подъем металлом при заливке. После этого, придерживая венчик модели от подъема, уплотняют формовочную смесь внутри модели вокруг грузика и иа поверх- н℃ти болвана (рнс. 44. а)
Подготовив поверхность разъема формы, снимают модель венчика, обнаженную часть болвана прнпыливают порошком древесного угля, модель венчика устанавливают на прежнее место. Такая операция необходима для увеличения огнеупорности болвана. После этого поверхность разъема прнпыливают, устанавливают нижиюю опоку, н скрепив ее с верхней, формуют (рис. 44, 8).
С заформованиой нижней опоки срезают нзлншек смеси, накалывают в ней вентиляционные каналы. Затем, раскрепив опокн, с верхней полуформы снимают иижнюю, смачивают края болвана у стенок моделн венчнка н, слегка поворачивая, снимают модель венчнка с болвана (рис, 44, е). Обе полуформы припылн- вают, нижнюю устанавливают на верхнюю (рис. 44, »с).
Скрепив опоки, форму осторожно переворачивают, из верхней полуформы удаляют модель лнтника, а затем снимают ее с нижней полуформы. Металлической проводкой в снятой полуформе прорезают щелевой лнтник, в нижнеи пол у форме с болвана снимают модель латочки (рис. 44, а). Просвет между стенками нижней
луформи и болваном (полость венчика) следует осторожно очи- Втитьмягким пером и продуть, удаляя возможные засоры. После 20ro обе полуформы припылнвают н собирают форму для заливки (рис. 44, 0)・
6. Формовка по модели с отъемными частями
В практике изготовления форм бывают случаи, когда на поверхности отливаемого изделия, а значит, и на модели расположены цасти, затрудняющие свободное удаление модели из формы. Для удобства изготовления литейной формы такие части на модели делают отъемными и крепят нх к корпусу модели вннтамн, тпнль- камн или шипами в виде «ласточкина хвоста» (см. рис. 19, О). В процессе формовки отъемные части, остающиеся после извлечения корпуса модели в форме, удаляют из нее отдельно.
Наиболее простым примером формовки по моделям с отъемными частями является изготовление литейной формы пояска колонии (рис. 45, а).
Процесс формовки пояска состоит нз следующих операций.
Металлнческую модель пояска, имеющую на боковой поверхности отъемные части, укрепленные на ней шипами в виде «ласточкина хвоста», укладывают на гладкую подмодельную плиту (рис. 45, б). В полости модели устанавливают модель питателя, накрывают ннжней опокой, изготовляют нижнюю полуформу (рнс. 45,8). Полуформу переворачивают вместе с модельной плитой. Подготовив поверхность разъема в центре основания модели питателя, устанавливают модели шлакоуловителя и стояка.
производят формовкупроизводят формовкуЗатем устанавливают верхнюю опоку и (рнс. 45, г).Затем устанавливают верхнюю опоку и (рнс. 45, г).верхней полуформыверхней полуформы3»3»Рнс. 45. Формовка по модели с отъемнымя усе”Рнс. 45. Формовка по модели с отъемнымя усе”■ — ~ ■ - —• ^^- ^wr я^^^лП CTF " - ■
производят формовку
производят формовку
Затем устанавливают верхнюю опоку и (рнс. 45, г).
Затем устанавливают верхнюю опоку и (рнс. 45, г).
верхней полуформы
верхней полуформы
3»
3»
Рнс. 45. Формовка по модели с отъемнымя усе”
Рнс. 45. Формовка по модели с отъемнымя усе”
Удаляют модель стояка, снимают верхнюю гюлуф0PMy (рис. 45, 0). На поверхности разъема в ннжней полуформе уб金 рают модель питателей.
Ввернув подъемы, удаляют модель так, чтобы ее отъемные части остались в опоке (рис. 45. е).
Извлекают отъемные части модели, как показано н@ рис. 45, эк, т. е. отъемную часть модели в начале отодвигают в го- рнзонтальном направлении (рис. 45, ж, слева), а после выхода ее выступа нз смеси поднимают вверх (рис. 45, ж, справа).
Отделывают полу^юрмы и собирают формы для заливкн. Разрез готовой формы пояска показан на рис. 45, з.
Более сложной по устройству н креплению отъемных частей иа модели является формовка детской нгруткн «Котелоо. Ушки у латунной модели делают отъемными. Каждое состоит из двух частей (см, рнс. 19, а): ушка / и мочки 2. Отъемные части крепятся к корпусу модели винтами, проходящими через отверстия в стенке модели (см. рис. 19. б).
Литейную форму котелка изготовляют следующим образом；
Модель с привернутыми ушками укладывают на подмодельную плиту. Ушки обкладывают просеянной облицовочной смесью, которую уплотняют. Затем модель накрывают верхней опокой, в дно ее устанавливают точно подогнанную по поверхности модель щелевой литниковой системы. Модель прнпылнвают, насеивают облицовочную смесь и производят формовку верхней полуформы.
Верхнюю полуформу переворачивают вместе с подмодельной плитой, отворачивают винты, удерживающие модели ушек. Поверхность разъема формы присыпают разделительным песком.
4. Удаляют модель литниковой системы, снимают верхнюю полуформу так, чтобы корпус моделн остался на болваие в нижней полуформе. Поставив снятую полуформу отпечатком вверх, из формы удаляют модели ушек, вначале ——ннжние4. Удаляют модель литниковой системы, снимают верхнюю полуформу так, чтобы корпус моделн остался на болваие в нижней полуформе. Поставив снятую полуформу отпечатком вверх, из формы удаляют модели ушек, вначале ——ннжниеУстанавливают нижнюю опоку, скрепляют ее с верхней и изготовляют нижнюю полуформу. Затем обе полуформы переворачивают.
4. Удаляют модель литниковой системы, снимают верхнюю полуформу так, чтобы корпус моделн остался на болваие в нижней полуформе. Поставив снятую полуформу отпечатком вверх, из формы удаляют модели ушек, вначале ——ннжние
4. Удаляют модель литниковой системы, снимают верхнюю полуформу так, чтобы корпус моделн остался на болваие в нижней полуформе. Поставив снятую полуформу отпечатком вверх, из формы удаляют модели ушек, вначале ——ннжние
__части (ушки),
а затем — верхние (мочки), как показано на рис. 19, в. После этого в верхней полуформе на дне отпечатка проводкой поправляют отверстие щелевого питателя.
С болвана в иижней полуформе снимают модель, отделывают поверхность болвана, заглаживая следы отверстий для винтов, удерживающих моделн ушек. Обе полуформы припиливают и форму собирают для заливки.
Формовка с подрезкой
В практике литья художественных изделии часты случаи, когда края формуемой модели, имеющей сложный рельеф, не плотно прилегают к плоской подмодельной плнте. Прн формовке 102
Рис. 46. Формовка с подр««ойРис. 46. Формовка с подр««ой
Рис. 46. Формовка с подр««ой
Рис. 46. Формовка с подр««ой
по такой модели нижней опоки смесь попадает в зазоры между краями модели и поверхностью подмодель ной плиты и прн раз- борке формы не позволяет удалить из нее модель, не повреждая стенок формы. Но если смесь, находящуюся в зазорах, удалить из нижней пол у формы, а образовавшиеся углубления о^юрмить в виде болванов в верхней полуформе, то получившаяся фасонная поверхность разъема формы, соответствующая рельефу краев модели, не будет мешать свободному удалению модели из ннжней
подуформы,
Такую фасонную (фигурную) поверхность разъема формы выполняют в перевернутой нижией полуформе путем подрезки смесн в тех местах, где конфигурация модели ие позволяет извлекать ее из формы без разрушения последней (рис. 46. d)
Подрезку формовочной смеси делают в виде углублений с пологими стенками так, чтобы смесь из них в виде болванов могла свободно выниматься при разъеме формы. Описанный способ фор
мовки носит название формовки с подрезкой.
Рассмотрим формовку с подрезкой на примере изготовления литейной формы постамента подчасника.
Латунную модель постамента (рис. 46, а) устанавливают на подмодельную плиту (рис. 46, 6), накрывают нижней опокой н набивают ее (рис. 46, в).
Заформованную опоку переворачивают (рис. 46, а) и выпол- няют подрезку смеси (рис. 46. д).
Посыпав разделительным песком полученную поверхность разъема формы, устанавливают верхнюю опоку. Подставив в цен- тре дна модели щелевой лнтннк, устанавливают верхнюю опоку и изготовляют верхнюю полуформу.
нижиеймоделинижиеймоделиУдаляют модель стояка, снимают верхнюю полуфорМу поправляют в ней проводкой щелевой питатель. Из —'
нижиеймодели
нижиеймодели
пол у формы удаляют модель, делают подчеканку отпечатка и форму собирают для залнвки (рис. 46, е).
Формовка с фальшивой опокой
Прн сернином производстве отливок изготовление литейных форм способом подрезки невыгодно. Эта работа отнимает у фор. мовщиков много времени. Удобнее формовать такие модели с помощью специальной модельной плнты, поверхность которой соответствует конфигурации нижней поверхности модели. Однако применение специальных модельных плнт в формовке ажурного литья ограничено тем, что их изготовление очень сложно. Например, создание такой модельной плнты для формовки ажурной тарелки или блюда (см. рис. 63) потребовало бы затраты большего количества времени модельщиков высокой квалификации (резчиков по дереву). Поэтому в практнке изготовления литейных форм по моделям с ажурной поверхностью находят большое применение так называемые фальшивые опокн. Фалывнвымн зтн опоки называют потому, что они не участвуют в процессе заливкн форм, а являются как бы фигурной модельной плитой прн изготовлении первой пол у фор мы (верхней нли нижней). Фальшивые опоки изготовляют часто из той же формовочной смесн, что н саму форму, но с более высокой степенью уплотнения. В тех случаях, когда при помощи одной и той же фальшивой опоки необходимо изготовить большое число форм, их делают из более прочных материалов, таких, как глина, гипс или цемент.
В зависимости от формы модели и применяемого материала существует несколько способов изготовления фальшивых опок: фальшивую опоку можно изготовить обычным способом уплотнения, вдавливання модели, прессованием и заливкон. Обычным способом изготовляют фальшивые опокн для формовки невысоких тонкостенных моделей.
Для изготовления такой фальшивой опоки модель укладывают на гладкую подмодельную плиту в положение, удобное для изготовления формы. Модель накрывают опокой, выбранной для фальшивой опоки, засыпают в иее формовочную смесь н плотно трамбуют. Срезав излишек смеси, опоку переворачивают и подрезают поверхность разъема в тех местах, где модель не касалась подмодельной плнты. Затем поверхность разъема вокруг модели примачивают, модель удаляют. Исправив повреждения отпечатка модели в опоке, для увеличения прочности ее сушат. После сушки фальшивую опоку можно использовать как модельную плиту для н&бивки верхних или ннжннх опок формы.
Для высоких, массивных моделей такой способ изготовления фальшивых опок непригоден. Возникают неудобства в подрезке глубоких вырезов в поверхности разъема формы, а, кроме того, 104
Рнс. 47. Иэготовмнке филшивой опокн по специальвоЯ «чнЕй 一 прессоваввеы： б — набивкой
большие болваиы в ряде случаев могут оказаться в дальнейшем в верхней полуформе. Поэтому для высоких моделей фальшивые опоки удобнее изготовлять способом вдавливания модели. В этом случае процесс изготовлеиня фальшивой опоки сводится к следующему： выбранную опоку устанавливают на гладкую подмодельную плиту и заформовывают ее смесью. Перевернув опоку, формовочную смесь на разъеме разрыхляют и вдавливают в нее легкими ударами деревянного молотка модель на требуемую глубину, вокруг модели смесь уплотняют н подрезают до получения нужной поверхности разъема формы. Такой способ изготовления фальшивых опок применяют для кусковой формовки сложных моделей. Способ изготовления фальшивых опок путем вдавливания модели удобен, но прн большом их числе изготовления у модели от ударов при вдавливании искажается поверхность, а со временем и ее форма.
Удобнее (в отношении сохранения модели н увеличения про- нзводнтельностн труда формовщика) способ получения поверхности в фальшивой опоке путем прессования ее специальной плитой (рис. 47. а).
Для этой цели по готовой фальшивой опоке, как по модели, способом формовки с подрезкой болвана изготовляют литейную форму и в ней отливают нз чугуна плиту-обратиик. Рабочая поверхность плиты будет представлять собой обратный рельеф поверхности фальшивой опоки. Для получения фальшивой опоки заформованную опоку переворачивают, верхний слой смеси в ней разрыхляют. На штыри опоки надевают плнту-обратник А рабочей частью вниз. Поднимая н опуская плиту, впрессовывают ее рабочую поверхность в смесь. Плиту-обратник можно использовать и как модельную плиту для изготовления фальшивых опок обычным способом (рис. 47, б).
Гипсовые и цементные фальшивые опоки изготовляют путем залнвки модели в опоке раствором этих материалов и их подрезки Для получения поверхности фальшивой опоки. Фальшивые опоки, изготовленные из гипса н цемента, более долговечны, однако их применение, особенно опок из цемента, в производстве художественных отливок ограничено вследствие быстрого изнашивания поверхности моделей вследствие трения о грубую поверхность фальшивой опоки.
Процесс формовки с фальшивой опокой начинают либо с нз- готовлення фальшивой опоки, либо с установки модели в готовую фальшивую опоку, как на фасонную подмодельную плиту. Все остальные операции изготовления литейной формы ничем не отли. чаются от обычной формовки на гладкой подмодельной плите рассмотренной ранее '
§ 9. Формовка со специальной подмодельной плитой
Заменить фальшивую опоку можно специальной подмодель- ной плитой, поверхность которой повторяет поверхность фальшивой опокн. Это особенно удобно прн массовом производстве от- л ивок, где пришлось бы изготовлять много фальшивых опок.
Примером формовки со специальной модельной плитой может быть процесс изготовления литейной формы пепельницы «Ван- ночка» (рис. 48, а). Такую пепельницу формуют по латунной модели с хорошо обработанной поверхностью на специальной подмодельной плите, имеющей на поверхности вырезы, соответствующие размерам н форме буртиков модели.
Ркс. 48. Формовка со специальной подмодельной ПЛИТОЙРкс. 48. Формовка со специальной подмодельной ПЛИТОЙлы, в нижнейлы, в нижнейс болвановс болвановполуформеполуформеснимают мо-снимают мо-Для изготовления литейной формы две модели укладывают на подмодельной плите (рис. 48, 6) н накрывают верхней опокой. Модели в опоке припыливают, насеивают на них облицовочную смесь и обжимают ее вокруг модели руками. В «лно моделей устанавливают щелевые литники и, укрепив их в смеси, изготовляют верхнюю полуформу. Заформованную опоку переворачивают вместе с модельной плитой. Плнту снимают, поверхность формы прнпыливают. Углубления моделей заполняют просеянной формовочной смесью и для увеличения прочности будущих болванчиков в углубления моделей устанавливают деревянные палочки- солдатики. Затем на верхнюю пол у фор му устанавливают опоку и изготовляют нижнюю полуформу (рнс. 48, в). После этого обе полуформы переворачивают вместе. Удалив модели, снимают верхнюю полуформу, проводкой в каждом отпечатке модели верхней полуформы прорезают литниковые кана-
Ркс. 48. Формовка со специальной подмодельной ПЛИТОЙ
Ркс. 48. Формовка со специальной подмодельной ПЛИТОЙ
лы, в нижней
лы, в нижней
с болванов
с болванов
полуформе
полуформе
снимают мо-
снимают мо-
делн. Полуформы прнпы- ливают» для увеличения огнеупорности болванов производят подчеканку и собирают форму для заливки.
Разрез готовой формы показан на рис. 48, а.
Формовка по модельной плите
ваК>тваК>тформовку ло модельной плите рассмотрим иа процессе изготовления литейной формы барельефа. Процесс формовки состоит нз следующих операций： модельную плиту барельефа устанавлн- на иижней опоке шлакоуловителем вверх, на плиту устанавливают верхнюю опоку и модель стояка. Затем выполняют опе- раипн по изготовлению верхней полуформы. Обе опоки переворачивают, производят формовку нижней опоки. Ннжнюю тголу- форМу вместе с модельной плитой снимают, переворачивают и устанавливают для снятия с нее модельной плиты. Удалив модель- мую плиту, производят подчеканку отпечатка в нижней полуформе. Припылнвают полость верхней полуформы и собирают форму для заливки. Описанный порядок формовки по плите позволяет удалять модель из формы, а не форму снимать с модели, что приводит к частым повреждениям стенок формы.
ваК>т
ваК>т
Формовка в съемных опоках
Опока является одним из основных приспособлений, используемых при изготовлении отлнвок. Наибольшим разрушающим действием опока подвергается в процессе заливки формы и выбивки из нее отлнвки. Следовательно, если опока не будет участвовать в этих операциях, то она будет меньше разрушаться н срок ее службы будет больше. Прн производстве отливок с использованием формовки в специальных съемных опоках, опоки не участвуют в заливке и выбивке форм.
Применение съемных опок дает следующие преимущества： исключается необходимость наличия большого парка опок, так как для формовки всех одинаковых литейных форм используется одна пара опок;
облегчается процесс выбивки залитых форм；
появляется возможность использования для изготовления опок легких алюминиевых сплавов. Высокая стоимость опок при этом компенсируется увеличением срока их службы.
В производстве художественных изделий использование съемных опок удобно при литье архитектурных отливок. В съемных опоках литейные формы изготовляют, как в обычных опоках, н чаще всего по двусторонним модельным плитам.
Процесс изготовления литейной формы в съемных опоках следующий:
Модельную плиту помещают между иижней и верхней опо- камн и изготовляют нижнюю полуформу. Сверху укладывают Щнток (рис. 49, о) и полуформу вместе с модельной плитой и верхней опокой переворачивают на 180 ℃.
Устанавливают модель стояка, заполняют верхнюю опоку формовочной смесью н уплотняют ее (рис. 49, 6).
Рис. 49. Формовка в съвммых опожахРис. 49. Формовка в съвммых опожахУдалив производят ееУдалив производят еемодельмодельстояка, снимаютстояка, снимаютотделку (рнс. 49, в).С нижнейотделку (рнс. 49, в).С нижнейверхнюю полуформу иверхнюю полуформу и(рис. 49, г).После отделки форму _(рис. 49, 0).(рис. 49, г).После отделки форму _(рис. 49, 0).полуформы снимаютполуформы снимаютмодельную плитумодельную плитун прнпыливання обеих полуформ собираютн прнпыливання обеих полуформ собираютРаздвинув щитки Л, которые в положении Б удерживают опоке (рис. 49, е), обе опокн снимают с формы, подается под заливку. Перед заливкой на форму ―-рамку-Раздвинув щитки Л, которые в положении Б удерживают опоке (рис. 49, е), обе опокн снимают с формы, подается под заливку. Перед заливкой на форму ―-рамку-смесь в верхней Форма на щитке для скрепления жакет.смесь в верхней Форма на щитке для скрепления жакет.надевают специальную металлическуюнадевают специальную металлическую
Рис. 49. Формовка в съвммых опожах
Рис. 49. Формовка в съвммых опожах
Удалив производят ее
Удалив производят ее
модель
модель
стояка, снимают
стояка, снимают
отделку (рнс. 49, в).
С нижней
отделку (рнс. 49, в).
С нижней
верхнюю полуформу и
верхнюю полуформу и
(рис. 49, г).
После отделки форму _(рис. 49, 0).
(рис. 49, г).
После отделки форму _(рис. 49, 0).
полуформы снимают
полуформы снимают
модельную плиту
модельную плиту
н прнпыливання обеих полуформ собирают
н прнпыливання обеих полуформ собирают
Раздвинув щитки Л, которые в положении Б удерживают опоке (рис. 49, е), обе опокн снимают с формы, подается под заливку. Перед заливкой на форму ―-рамку-
Раздвинув щитки Л, которые в положении Б удерживают опоке (рис. 49, е), обе опокн снимают с формы, подается под заливку. Перед заливкой на форму ―-рамку-
смесь в верхней Форма на щитке для скрепления жакет.
смесь в верхней Форма на щитке для скрепления жакет.
надевают специальную металлическую
надевают специальную металлическую
Вопросы для повторения
Какие Вы знаете способы изготовления литейных форм?
формы?формы?Из каких операций состоит процесс изготовления лнтейиой
формы?
формы?
4.Б.6.7. дели?8.4.Б.6.7. дели?8.Как нужно располагать модель в опоке?
4.
Б.
6.
7. дели?
8.
4.
Б.
6.
7. дели?
8.
Почему на поверхность модели формовочную смесь насеивают?
Как следует уплотнять формовочную смесь в опоке?
Что такое вентилирование формы?
Что лучше делать, удалять модели из формы или снимать формы с мо-
В каких случаях прн формовке художественного литья разделительный песок заменяют древесноугольной пылью?
В чем заключается подчеканка формы?
Когда применяют формовку по модели с огьемннмн частями?
В каких случаях формуют по разъемной модели и как?
В каких случаях применяют формовку с подрезкой?
Когда применяют формовку с верхним болваном?
Чем неудобна формовка по одиночным моделям при большом нх числе в опоке?
位舞裝。諾艦黑г鼠就需期32 М6н ее НзгменнН?
Г л а в а 6
СТЕРЖНИ И ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ
Стержни и требования, предъявляемые к иим
Стержнем называют часть литейной формы, которую обычно изготовляют отдельно от самой формы н вставляют в нее при сборке для создания внутренних полостей и отверстий в отливке. В некоторых случаях стержень изготовляют с использованием полости формы.
Стержень состоит из части, образующей внутреннюю поверхность отливки, н опорной знаковой части, с помощью которой он крепится в стенках формы. Кроме того, знаки служат для отвода газов, образующихся в стержне при залнвке формы. Стержень, являясь частью литейной формы, должен удовлетворять всем требованиям, которые предъявляют к самой форме. Однако, находясь в форме прн заливке в более трудных условиях, стержень должен отвечать более жестким требованиям. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим, в каких условиях находится стержень в форме во время заливки ее расплавленным металлом.
Стержень, образующий полость в отливке, чаще всего расположен в центре полости литейной формы, поэтому он со всех сторон подвергается давлению и воздействию высокой температуры заливаемого в форму металла.
Следовательно, чтобы противостоять давлению металла, которое может вызвать деформацию стержня или его разрушение, стержень должен быть более прочным, чем форма.
В стержне, как и в форме, образуются газы. Газы, образовавшиеся в форме, могут выходить из нее через вентиляционные каналы и стенкн формы. Кроме того, форма при залнвке, соприкасаясь с металлом одной стороной, прогревается постепенно. Поэтому в форме создаются более благоприятные условия выхода образующихся в ней газов.
В стержне условия газообразовання н выхода газов иные. Прн заливке формы стержень, омываясь металлом со всех сторон, прогревается быстрее, чем форма. Следовательно, быстрее образуются в нем и газы.
Если в форме газ выходит во всех направлениях, то выход 「аза из стержня возможен только через его знаки, составляющие
109
незначительную часть поверхности. Для обеспечения нормально^ заливкн полости формы металлом газ, образовавшийся в стержНе должен быть своевременно удален; при этом газ не должен выходить на рабочую поверхность стержня, так как он может проникнуть в металл и остаться в нем, образуя газовые раковины в от， лнвке. Поэтому для получения отлнвки хорошего качества стер, жень должен быть более газопроницаемым, чем форма.
Известно, что стержень при залнвке формы подвергается в ней большему температурному воздействию металла. Следовательно, создается большая опасность образования пригара на поверхности отливкн со стороны стержня. Прн этом следует помнить, что пригар, образующийся на внутренних стенках отливки, удалять труднее, чем пригар, образующийся на внешней поверхности отлнвки. В отливках художественных изделий пригар с вну-. тренних стенок часто совершенно невозможно удалить из-за малых размеров полости или отверстий в ней. Поэтому стержень должен быть более огнеупорным, чем форма.
При усадке отливка обычно отходит от стенок формы и оказывает давление на стержень. Стержень не должен мешать усадке отливки в форме, иначе в ней могут образоваться трещины. Следовательно, стержень должен быть более податливым, чем , форма.
Стержни должны хорошо выбиваться из отливки. В художественных отливках выбнваемость стержней имеет особое значение, так как их часто приходится удалять через отверстия небольшого сечения, оставшиеся б стенке отливкн от каркаса стержня.I
Таким образом, стержни должны быть прочными в сыром и сухом состояниях, иметь достаточную газопроницаемость, огнеупорность и податливость. Кроме того, стержни должны хорошо выби- 1 ваться из отливкн и не отсыревать в форме.J
Классификация и виды стержней
Стержни в зависимости от конфигурации н условий, в которых онн находятся в литейной форме, делят на пять классов.
К первому классу относятся стержни сложной формы с тонкими частями н малым сечением стержневых знаков, образующие в отливках узкие труднодоступные для очистки внутренние полости. Стержни должны обладать высокой прочностью, огнеупорностью, податливостью, газопроницаемостью.
К。второму классу относятся стержни более массивные, чем стержни первого класса; они имеют более развитые знаки н отдельные тонкие части и ребра; эти стержни должны иметь значительную прочность н хорошую податливость.
Третий класс —стержни несложных очертаний, образующие ответственные необр абатываемые полости в отливке; они имеют развитые знаки, позволяющие газам легко удаляться. Стержни 110
класса относятся массивные стержникласса относятся массивные стержнидоЛжны обладать средней прочностью и достаточной податливостью.
класса относятся массивные стержни
класса относятся массивные стержни
с развитыми знаками, образующиемеханической обработке. Стержнис развитыми знаками, образующиемеханической обработке. СтержниК стержням четвертого несложной конфигурации полости, подвергающиеся должны обладать небольшой прочностью.
с развитыми знаками, образующиемеханической обработке. Стержни
с развитыми знаками, образующиемеханической обработке. Стержни
Пятый класс составляют массивные стержни простых очерта
ний. образующие большие внутренние полости в крупных от
ливках.
В зависимости от применяемых материалов стержни можно подразделить на песчаио-масляные, песчано-глинистые, песиано- смоляные, этилсилнкатные, содержащие быстротвердеющне связующие, песчано-цементные и металлические, по конструктивным особенностям — на объемные и оболочковые; по способу упрочнения —на сырые (не упрочняемые), сухне, холоднотвердеющие, гор ячетвердеющне.
В производстве художественных н архитектурных изделий наибольшее применение получили сухие н сырые песчано-мас- ляные н песчано-глинистые стержни. При литье по выплавляемым моделям применяют массивные и оболочковые этилсиликатные
стержни.
Способы изготовления стержней
В современных условиях производства технологический процесс получения отливок разделен в литейном цехе иа операции, каждая из которых выполняется отдельной группой рабочих (формовщиком, стерженщиком, сборщиком и т. д_). Например, формовщик для изготовления литейных форм получает готовую формовочную смесь, приготовленную в смесеприготовительном отделении, пользуется стержнями, изготовленными стерженщи-
ками в стержневом отделении цеха.
способыспособынзготов-нзготов-Такое разделение труда в производстве художественных отливок не всегда возможно. Например, невозможно отделить процесс изготовления стержня н формы, если стержень изготовляется в полости формы или в полости пустотелой модели, находящейся у формовщика в работе. В этих случаях изготовление стержня входит в обязанность самого формовщика. Поэтому формовщик художественных отливок должен знать приемы и =-■ изготовления стержней не хуже, чем способы и приемы
способы
способы
нзготов-
нзготов-
отливокпоэтомуотливокпоэтомулен и я самой формы.
отливокпоэтому
отливокпоэтому
иметь дело с раз-иметь дело с раз-В производстве художественных и архитектурных применяют стержни различной сложности и размеров, формовщику в процессе работы часто приходится личными способами изготовления стержней.
иметь дело с раз-
иметь дело с раз-
К наиболее часто применяемым способам относятся: изготовление стержней в стержневых ящнках и пустотелых моделях;
изготовление изготовление в пресс-формах;изготовлениеизготовление изготовление в пресс-формах;изготовлениестержней в полости литейной формы;
изготовление изготовление в пресс-формах;
изготовление
изготовление изготовление в пресс-формах;
изготовление
стержней для неразъемных керамических форм
стержней для форм крупных архитектурных отливок с помощью шаблонов.
Инструменты и приспособления, применяемые для изготовления стержней, в основном те же, что н для изготовления литейных форм. Дополнением к ним являются скобы н струбцины для скрепления частей стержневых ящиков, различные по геометрической форме, набойки для уплотнения смеси в тонких частях стержней, шаблоны для проверки готового стержня. Сюда же следует от- нести шаблоны с приспособлениями для изготовления стержней, каркасы для стержней и специальные фасонные металлические плиты для сушки фасонных стержней небольшой прочности — драйеры. Для скрепления деревянного стержневого ящика перед уплотнением стержневой смесн в его полости применяют металлические скобы. Части металлических ящиков скрепляют струбцинами, болтами или крючками, установленными на боковых стенках ящиков. При массовом производстве стержней для скрепления частей ящика применяют специальные пневмозажимы.
Смесь в ящике уплотняют набойками, размеры и форма которых зависят от размера н формы полости стержневого ящнка. Крупные стержни набивают ручными н пневматически ми трамбовками, применяемыми для уплотнения смесн в форме.
Для выполнения в стержнях вентиляционных каналов используют иглы, ничем не отличающиеся от применяемых прн формовке. Формовочными гладилками и ланцетами заглаживают швы и подрезают заусенцы на поверхности стержня. Подрезку тела стержня при его набнвке б полости формы производят специальными (тельными) ланцетами.
Изготовление стержней в ящиках
В стержневом ящике можно изготовить стержень почти любой сложности и формы. Поэтому этот способ при изготовлении мелких н средних стержней самый распространенный.
Процесс изготовления стержня в ящике заключается в следующем:
Подготовка стержневого ящика. Половинки разъемного стержневого ящика простого цилиндрического стержня (рис. 50, а) очищают от пыли и остатков стержневой смеси. Для лучшего отделения стержня от стенок ящика рабочую поверхность ящика смазывают разделительной жидкостью (керосином). Подготовленные половники ящика скрепляют скобами или струбцинами н устанавливают вертикально на плиту (рис. 50, б).
Уплотнение стержневой смеси. Полость стержневого ящика заполняют стержневой смесью и уплотняют ее набойкой млн трамбовкой в зависимости от размера полости. Обращают особое вни-
Pg so. Изготовление стержня в стержневом ящнжв
манне на степень уплотнения смесн. При сильном уплотнении стержневой смеси в ящике стержень получается с пониженной газопроницаемостью, что в дальнейшем приведет к образованию газовой раковины в отливке. При слабом уплотнении смесн стержень может сломаться или будет разрушаться металлом при заливке формы, вследствие чего в отлнвке появятся песчаные раковины.
Установка каркаса. Уплотнив стержневую смесь на 1/4 часть высоты стержневого ящика, в центре его полости для повышения прочности устанавливают каркас-пруток нз проволоки. Длина прутка должна быть несколько меньше длины стержня (рис. 50, в). В более крупных стержнях каркасы делают в виде труб с отверстиями иа поверхности или в виде чугунных рамок
G залитыми прутками.
Вентилирование стержня. Для увеличения газопроннцае- мости стержня в уплотненной стержневой смеси в ящике делают несколько наколов вентиляционной нглой. Наколы должны быть расположены в стержне равномерно и не должны выходить на его рабочую поверхность.
В более крупных и сложных стержнях, имеющих выступающие узкие части, для выполнения вентиляционных каналов прокладывают полый капроновый шиур нли восковые фитили, концы которых выводят в знаковые части. В процессе сушки воск расплавляется н вытекает из фасонных вентиляционных каналов.
Извлечение стержня нз ящика. После изготовления стержня с。стержневого ящика снимают скобы, струбцины и т. д. Установив ящик в горизонтальное положение, снимают верхнюю половину (со штырями) (рис- 50, г); на иижнюю половину устанавливают рамку, заполняют ее сухим безглинистым песком; на рамку кладут сушильную плнту (рис. 50, 8). Стержневой ящик
113
вместе с рамкой н плитой переворачивают на 180 °, с рамки снимают стержневой ящик (рис. 50, е). Сняв с сушильной плиты рамку (рис. 50,冗)，стержень на плите с песчаной постелью (подсыпкой) отправляют для сушки в печь.
При изготовлении песчано-глннистых стержней, имеющих достаточную прочность в сыром состоянии, извлекать стержень из ящика можно, раздвигая половинки стержневого ящнка на плите (рис. 51, а).
Фасонные стержни из малопрочных в сыром состоянии смесей в массовом производстве извлекают из ящнков, используя фасонные сушильные плиты—драйеры (рис. 51, б).
Рассмотрим несколько примеров изготовления стержней различной сложности в стержневых ящиках.
В неразъемных ящиках (см. рис. 29, а) изготовляют простые стержни, имеющие уклоны стенок, достаточные для легкого извлечения нх из ящиков. Для изготовления стержня в полость ящика набивают стержневую смесь, делают в стержне вентиляционные каналы и накрывают ящик сушильной плитой. Ящик вместе с плитой переворачивают н, легко ударяя по его стенкам деревянным молотком, снимают со стержня. Стержень, оставшийся на плите, сушат илн устанавливают в форму в сыром состоянии.
Стержень для отливки, например, карандашницы имеет более сложную форму и знак на одном конце. Такой стержень изготовляют в металлическом разъемном ящике (см. рнс. 29, б) в следующей последовательности:
вверх 2.невой чае.3.вверх 2.невой чае.3.Хорошо очищенные, смоченные разделительной жидкостью (керосин) половинки стержневого ящика соединяют, скрепляют струбциной и устанавливают на рабочем месте знаковой частью (см. рнс. 29, в).
вверх 2.
невой чае.
3.
вверх 2.
невой чае.
3.
Полость ящика до половины его высоты наполняют стерж- смесью и уплотняют ее набойкой, как и в предыдущем слу-
В центре полости ящнка для прочности стержня устанавливают каркас в виде железной трубки диаметром 8——10 мм с отверстиями на поверхности. Прнмененне такого каркаса увеличи-
Рмj Bl. Нэготоменпо стержна в стержневом ・щ・“ с глухо! полостьюРмj Bl. Нэготоменпо стержна в стержневом ・щ・“ с глухо! полостью
Рмj Bl. Нэготоменпо стержна в стержневом ・щ・“ с глухо! полостью
Рмj Bl. Нэготоменпо стержна в стержневом ・щ・“ с глухо! полостью
вает не только прочность стержня, но и его газопроницаемость. Каркасную трубку делают такой длины, чтобы она не выступала за знак н не доходила до нижнего края ящика на 10——15 мм. При близком расположении каркаса от поверхности стержня в трубку при заливке формы может прорваться металл, который преградит путь выходящим газам.
После установки каркаса полость ящика заполняют смесью
ящнка,частьюящнка,частьюи уплотняют ее доверху.
ящнка,частью
ящнка,частью
Срезав излишек стержневой смеси вровень с краями его переворачивают и устанавливают на столе знаковой
вниз.
Установив таким образом ящик, продолжают уплотнение смеси в носке. Излишек смесн срезают вровень со стенками ящика. Срезанную поверхность стержня хорошо заглаживают.
С ящика снимают крепление, легко ударяя по половинкам ящика с торца, раздвигают нх в стороны. Оставшийся на плите стержень помещают в сушило *
Большая часть отливок художественных изделий имеет глухие внутренние полости, ие выходящие на поверхность отливки. Следовательно, у стержней, образующих эти полости, иет знаков, а у стержневых ящиков ——таких отверстий в стенках, через которые можно было бы заполнять полость ящика стержневой смесью. Поэтому стержни для отлнвок с глухими полостями изготовлять описанным выше способом нельзя.
В качестве примера рассмотрим процесс изготовления стержня (рис. 52, а) в ящике с глухой полостью.
В половину стержневого ящика с отверстиями под штырн (рис. 52, б) накладывают стержневую смесь н уплотняют ее руками (рис. 52, а). Большая плотность подобных стержней уменьшает нх способность легко выбиваться из отливок. Стержни, образующие в отливках глухие полости, должны удаляться из ннх (высыпаться) через небольшие отверстия, остающиеся в стенке отливки после удаления каркасно* трубки стержня.
Излишек стержневой смеси срезают вровень с краями ящика. На поверхность половины стержня в ящике укладывают точно подогнанный по знакам на стенках ищика и смазанный раствором белой глины каркас (рис. 52, г). Каркас стержня представляет
!1Б
ПЛОТНОПЛОТНОсобой железную коническую трубку с припаянным нли привязанным к ней пр утком- по пер ечни ком. В случае прнпаива- ння массивного поперечника последняя должна быть выполнена так, чтобы припой мог легко расплавиться в процессе заливки фермы н каркасную трубку можно было свободно вынуть из отливки. Поперечник в этом случае остается залитым в стенках отлнвки.
ПЛОТНО
ПЛОТНО
На каркас накладывают слой стержневой смесн и придают ей примерную форму полости второй половинки стержневого ящика (см. рнс. 52, в). Смесь уплотняют припыленной второй половиной ящика, надевая ее па первую, постукивая по ее поверхности деревянным молотком.
после этогопосле этогоВерхнюю часть ящика снимают (рнс. 52, 0), удаляют смесь, попавшую в разъем между половинами ящика в процессе уплотнения стержня. На неуплотненные места поверхности стержня добавляют смесь н продолжают уплотнять стержень. Повторяют эту операцию до получения достаточной плотности поверхности стержня.
после этого
после этого
Добившись необходимой плотности стержня, его поверхность припылнвают графитом, обкладывают слоем рыхлой смесн и накрывают плитой, на которой его будут сушить.
Переворачивают плиту вместе с нижней половиной ящика н осторожно снимают ее со стержня. Стержень, оставшийся на слое смеси плиты, отделывают, заглаживают его шов и поверхность. Для увеличения поверхностной прочности стержень смачивают слабым раствором глины, припылнвают графитом н, срезав на плите вокруг него лишнюю смесь, отправляют сушить (рис. 52, е). Чтобы исключить возможность смятия стержня, рекомендуется использовать рамку для засыпки фасонной поверхности стержня н накрывать ее плитой (см. п. 5 на с. 113). В массовом производстве в таких случаях на стержень вместо плиты и рамкн удобнее накладывать драйер, имеющий впаднну, соответствующую профилю стержня.
Изготовление стержней в модели
Стержень для пустотелой отливки можно изготовить непосредственно в самой модели, если она пустотелая н имеет в нужном месте разъем (рнс. 53, а).
Изготовляют стержень в модели перед ее использованием для получения литейной формы, выполняя следующие операции:
Хорошо очищенную собранную модель устанавливают в фальшивую опоку, изготовленную для получения по этой модели литейной формы (рнс. 53, б).
Припылив полость модели, наполняют ее стержневой смесью м, придерживая части модели, уплотняют смесь в ней доверху.
Подрезают верхний торец стержня в модели, в теле стержня для увеличения газопроницаемости делают несколько наколов 116
вентиляционной иглой. Затем по модели с расположенным в ее полости стержнем изготовляют способом кусковой формовки верхнюю полуформу.
Изготовленную полуформу вместе с фальшивой опокой переворачивают, фальшивую опоку снимают. В модели уплотняют основание стержня, вырезают на нем знак / (рис. 53, в).
Делают поверхность разъема формы, производят формовку нижней полуформы. Скрепив обе полуформы, переворачивают их, верхнюю полуформу снимают» из нижней удаляют модель н, раскрыв ее, извлекают стержень (рис. 53, г). Стержень, изготовленный в модели, не может иметь обычных знаков. Знак — как правило, один — в таком стержне делают в виде углубления, вырезаемого в процессе изготовления стержня на его нижнем торце. Так как нижний торец соприкасается с поверхностью формы, то прн формовке ннжней полуформы в ней образуется выступ 3 (рис. 53, 5), на который при сборке устанавливают стержень, предотвращая его сдвиг. Верхняя полуформа, соприкасаясь с верхним торцом 2 установленного стержня, устраняет возможность подъема его при заливке формы.
Скоростное изготовление стержней
В технологическом процессе изготовления стержней значительную часть времени занимает их сушка. Поэтому ускорить процесс изготовления стержней в современном производстве можно в основном за счет сокращения периода сушки. В настоящее время разработан и внедрен ряд способов изготовления стержней, где процесс их сушки исключен совершенно или сведен до минимума. Прочность таких стержней достигается применением специальных способов упрочнения и использованием в стержневой смеси специальных связующих.
Применение сырых стержней позволяет исключать процесс сушкн, экономить топливо и дорогие связующие, так как для изготовления стержней, используемых в сыром состоянии, применяют обычно песчано-глинистые смеси. Кроме того, применение сырых стержней ликвидирует транспортные операции по отправке стержней в сушку и подачу стержней к месту установки их в формы. Сырые стержни можно изготовлять непосредственно у рабочего места формовщика.
Недостатком сырых стержней является их малая прочность, что затрудняет операцию сборки формы.
Изготовление поверхностно- подсушиваемых стержней. Такие стержни изготовляют из смесей с быстротвердеющими связующими материалами (жидкое стекло, сульфитный щелок, патока и др.). Упрочнение стержней возможно даже путем нх выдержки иа воздухе. Небольшие стержни, выдержанные на воздухе при нормаль* иой температуре в течение 30 мнн, приобретают поверхностную прочность, достаточную, чтобы выдержать гидравлическое давление заливаемого в форму металла.
Для увеличения прочности сырых стержней поверхностную подсушку производят в сушильных печах прн низкой температуре. Для чугунных отлнвок массой до 15 кг стержни подсушивают при температуре 40—100 ℃ в течение 5—40 мнн в зависимости от их размеров.
Достаточная поверхностная прочность подсушенных стержней позволяет безопасно транс портировать их к месту сборки и обеспечивает более удобные условия для установки в форму.
Стержни из холоднотвердеющих смесей изготовляют из смесей, где в качестве связующих материалов применяют жидкое стекло и синтетические смолы. Стержни на жидком стекле обладают способностью быстро затвердевать при нх обработке углекислым газом.
Процесс изготовления стержня заключается в заполнении стержневого ящика смесью, установке в ней каркасов с подъемами н металлических трубок для продувки стержня углекислым газом. Продувку газом продолжают 1—5 мин, после чего стержень извлекают из ящика.
Изготовление стержней из жидких самотвердеющнх смесей (ЖСС) дает возможность сократить не только процесс сушки стержня, ио и процесс уплотнения стержневой смесн в ящике. Жидкую самотвердеющую смесь приготовляют из кварцевого песка, жидкого стекла, отвердителя (феррохромового шлака, раствора едкого иатра), пенообразователя и воды в специальных установках. Для устранения прилипания стержневой смеси стенкн стержневых ящиков покрывают эмалями на основе эпоксидных смол. Перед заполнением полости стержневого ящика ЖСС в ией устанавливают каркасы с подъемами. Для отвердения смеси стержни в зависимости от нх размеров выдерживают в ящиках от 2 ч до 2 сут. Стержни из этих смесей имеют хорошую газопроницаемость, но повышенную пористость поверхности. Поэтому их тщательно покрывают противопри rapным покрытием и подсушивают газовой горелкой.
Изготовление стержней в нагреваемо* оснастке производится из смесей со связующими материалами на основе синтетических термореактивных смол, отвердевающих прн нагревании. Для изготовления стержня нагретый до температуры 200—250 ℃ стержневой ящик устанавливают на пескодувную машнну н за-
полняют быстротвердеющей стержневой смесью. Соприкасаясь с горячими стенками ящика, смесь нагревается, смола полимеризуется или поликонденсируется, и через 15—20 с на стержне образуется прочная корка, позволяющая извлекать его из ящика.
Изготовление оболочковых стержней. Материалом смеси для изютовления оболочковых стержней являются мелкне пески н порошкообразные или жидкие фенольные смолы (пульвербаке- лит). Высокая прочность смесн дает возможность изготовлять стержни не сплошными, а в виде оболочек с толщиной стенки от 6 до 15 мм.
Процесс изготовления стержня заключается в следующем. Нагретый стержневой ящик с нанесенным на стейках слоем разделительного состава заполняют стержневой смесью (обычно через стержневой знак). Смесь выдерживают в ящике 10—20 с в зависимости от необходимой толщины стенки стержня. Формирование оболочки происходит по мере прогрева смеси от стенок ящнка до температуры полимеризации смолы. После необходимой выдержки неспекшуюся часть смеси высыпают из ящнка. Для упрочнения оболочкового стержня стержневой ящик со стержнем помещают на 1,5—2 мин в электропечь с температурой 300—350 ℃, после чего стержень извлекают нз ящика.
Вопросы для повторения
Как влияет толщина стеиок художественно力 отливки иа качество ее по-
всрхиости?
2.3.2.3.- Когда полость в отливке получают способом установки в форме стержня?
2.
3.
2.
3.
Что представляет собой стержень?
Какие требования предъявляют к стержням?
5. мам?ствуют?5. мам?ствуют?Почему к стержням предъявляют более жесткие требования, чем к фор-
5. мам?
ствуют?
5. мам?
ствуют?
Для чего применяют связующие в стержневых смесях?
Что такое стержневой ящик, какие типы стержневых ящиков суще-
Какне способы изготовления стержней Вы знаете?
Как изготовляют стержень в ящике?
Когда изготовляют стержии в полости модели?
Что такое каркас и для чего его вставляют и стержень?
Какие способы скоростного изготовления стержней Вы знаете?
Когда применяют в формах сырые стержии?
Глава 7
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ СО СТЕРЖНЯМИ
Подготовка стержней
Полость в отливке можно получить с помощью песчаного болвана (рис. 54, а) илн стержня, установленного в полости формы при ее сборке (рис. 54, б). С помощью болвана получают полость в отлнвке в том случае, когущ в процессе отделки формы с песчаного болвана можно снять модель, не повредив его. Прн этом прочность песчаного болвана должна быть такой, чтобы заянвае* мый в форму металл не мог его разрушить.
С помощью стержней можно получить полость в отлнвке любых размеров и формы. Поэтому этот способ является основным.
Установка стержня в форму осуществл я етс я в процессе ее сборки и является наиболее ответственной операцией, влияющей на качество отливаемого изделия. Поэтому выполнению этой one- рации предшествует подготовка, заключающаяся в контроле качества стержня и его подготовки для установки в форму. Перед установкой стержня в форму следует убедиться в его пригодности. Проверку стержня начинают с определения степени его просушен- иости. Наличие остаточной влаги в стержне определяют влагомером.
Наиболее надежный способ определения качества сушки и толщины просушенного слоя — вырезка углубления на торце стержня.
Влажные недосушенные стержни, остаточная влажность которых более 0,5 %, подвергают повторной сушке. Пересушенные стержни с осыпающейся поверхностью бракуют. Подготовку поверхности стержня начинают с ее очистки от приставшей в процессе сушки смеси, пыли, копоти. В этом особенно нуждаются стержни для изготовления форм художественных отливок. Имеющиеся на поверхности стержня небольшие трещины и выбоины заделывают, после чего место заделки подкрашивают и при необходимости подсушивают. Стержин со значительными повреждениями поверхности, искажающими их форму н размеры, бракуют.
Перед установкой стержня в форму просматривают и очищают его веитиляцнонные каналы. Каркасные трубки в тех местах, где оин прн ааливке формы будут омываться металлом, во избежание 120
приваривания их к стенкам отливки смазывают глиной. На больших стержнях, устанавливаемых в форму с помощью подъемных средств, очищают места расположения ушек, за которые стержни поднимают краном.
Способы крепления стержней в форме
В форму при сборке устанавливают один или несколько стержней, образующих в отливке полость. В зависимости от размеров, конфигурации н расположения полости в отлнвке стержня в формах крепят различными способами.
Крепление стержня знаками — наиболее часто применяемый и наиболее надежный способ. Число знаков на модели зависит от числа отверстий в стенках отливкн, выходящих в рассматриваемую полость. В случае, когда полость в отлнвке имеет одни выход, модель и стержень имеют знак с одной стороны (рис. 55, а) и стержень в форме крепится одним знаком (рис. 55, б). Такой стержень висит в форме как балка на одной опоре (консольно). При этом размеры знака стержня можно сделать такими, чтобы центр массы стержня в горизонтальном направлении приходился на плоскость опоры стержня в форме (стержневой знак). В этом случае стержень не будет заваливаться в форму.
На рнс. 56 показан процесс формовки подставки, которая имеет сквозную полость, а ее модель (рис. 56, а) —два знака, расположен- Hbix на торцах. Процесс изготовления литейной формы подставки состоит из следующих операций:
Две неразъемные модели подставки (рис. 56, 6) кладут на специальную подмодельную плнту с углублениями, равными по-
ЦЩш,ЦЩш,б)б)Рнс. В6・ Крепление стержня в форме одним внакомРнс. В6・ Крепление стержня в форме одним внакомловине диаметра моделей. Модели накрывают нижней опокой и набивают обычным порядком-
ЦЩш,
ЦЩш,
б)
б)
Рнс. В6・ Крепление стержня в форме одним внаком
Рнс. В6・ Крепление стержня в форме одним внаком
под- плнтупод- плнтуНабитую опоку пере-
под- плнту
под- плнту
ворачивают вместе с модельной плитой,
снимают (рис. 56, е). Поверхность разъема формы посыпают разделительным песком. Затем на поверхность
разъема между моделями устанавливают модели литниковой системы, ставят верхнюю опоку н производят формовку, делают в форме вентиляционные каналы (рис. 56, а).
Удаляют модель стояка, снимают верхнюю пол у фор му отделывают ее, удаляют модель литниковой системы, прочищают каналы.
С помощью подъемов из ннжней пол у фор мы удаляют модели отливок.
Берут два ранее изготовленных стержня, очищают их поверхности н вставляют в отпечатки знаков модели в нижней опоке (рис. 56, 0). Во избежание попадания заливаемого в полость формы металла в каркас стержня (через знаки) смесь вокруг знака обжимают.
Обе полуформы припыливают угольным порошком н собирают форму для залнвкн (рис. 56, е).
Крепление стержня жеребейками. В производстве отливок часты случаи, когда крепление стержня знаками может быть недостаточным. Например, длинные или тонкие стержни, закрепленные знаками, под действием собственной силы тяжести и давления металла в форме могут прогибаться. Зго приводит к возникновению разностенности в отлнвке, а в очень узких местах металл может и ие заполнить полость формы. Чтобы избежать таких явлений, длинные и тонкие стержнн крепят в формах дополнительно особыми металлическими опорами, называемыми жеребейками.
На рис. 57 показаны жеребейки различных видов. Форма и размеры применяемых жеребеек зависят от массы стержня, формы опорных поверхностей стержня н полости формы, толщины стенки отлнвки. Жеребейки, изображенные на рис. 57, а, применяют в случае, если стержень н полость формы в месте крепления имеют плоскую поверхность. Жеребейки^ представленные на рис. 57, 6, используют тогда, когда форма в месте установки жеребейки имеет плоскую поверхность, а стержень — &рму цилиндра. Если по- 122
■・c. B7. ЖоребеАкв
лость формы и стержень имеют поверхность цилиндра, применяют жеребейки, изображенные на рис. 57, в. Для крепления в форме крупных, тяжелых стержней описанные выше жеребейки непригодны. Опираясь на стенку формы, они под действием силы тяжести стержня будут ее продавливать, н стержень просядет. В таких случаях применяют жеребейки (рнс. 57, а) с одной длинной стойкой, без нижней площадки. Такая жеребейка, удерживая стержень, опирается не на поверхность полости формы, а на крестовину нижней опоки (рис. 58, а). В верхней опоке стойка жеребейки упирается в плитку, расположенную на крестовинах опоки вверху, на месте выхода стойки из опоки. Во избежание подъема плитки под давлением на стержень заливаемого в форму металла плитку сверху нагружают грузом.
Жеребейки, изображенные на рнс. 57, 0, изготовляют из полоски жести. Онн служат для крепления в форме легких небольших стержней. Такие жеребейки во избежание смыва металлом прикалывают. Высота жеребеек, для которых опорными поверхностями служат поверхности стержня н полости формы, должна быть равна толщине стенки будущей отлнвки. Жеребейки с длинными стойками устанавливают в форме так, чтобы их высота в форме была равна толщине стенки отливки. Поверхность жеребеек должна быть чистой. Ржавчина иа поверхности жеребеек способствует появлению дефектов в отливке в виде неметаллических включений и газовых раковин. Кроме того, такие жеребейки плохо свариваются с металлом отлнвки. Поэтому стальные жеребейки покрывают слоем защитного металла (цннка, олова, меди), предохраняющего их от коррозии.
Крепление стержня шпильками. В художественных отливках нередки случаи, когда полость в них образуется небольшими, легкими стержнями с одним знаком. Такие стержни плохо удер- 激нваютс郭 в форме, смываются металлом при залнвке, поэтому их
123
б>б>Г)Г)Р・с. В8・ СпособыР・с. В8・ Способыетерквсй ■ формеетерквсй ■ форме
б>
б>
Г)
Г)
Р・с. В8・ Способы
Р・с. В8・ Способы
етерквсй ■ форме
етерквсй ■ форме
дополнительно крепят путем прикалывания к стенкам формы. Для этого в процессе изготовления в них делают сквозные отверстия, через которые специальными шпильками прикалывают стержни к форме (рис. 58, 6). Головку шпильки на поверхности стержня углубляют и заделывают.
Крепление стержня концами его каркаса. Сложные художественные изделия часто имеют глухие, ие выходящие на поверхность отливки полости. Стержни, образующие эти полости, не могут иметь знаков. Крепление таких стержней жеребейками невозможно. Во-первых, использование сложной внутренней поверхности формы как опоры для стандартной жеребейки повлечет за собой разрушение этой поверхности. Изготовление специальных жеребеек с рельефной поверхностью, идентичной сложной поверхности полости формы, в единичном производстве неоправ- даио, оно трудоемко. Во-вторых, формы художественных изделий часто заливают в вертикальном положении; в этом случае в форме стержень, расположенным в вертикальном положении, удержать на жеребейках трудно.
Такие стержни лучше и удобнее крепить в форме с помощью их каркасов (рис. 58, в). Для этого концы каркаса в стержне делают такой длины, чтобы при установке стержня в форме оии могли опираться на поверхность ее разъема.
Крепление подвесных стержней. Чтобы получить лицевую поверхность отлнвки чистой, ее необходимо располагать в иижней 124
чаСти формы. Тогда стержень, имеющий один знак, приходится устанавливать н крепить в верхней полуформе (рис. 58, г).
) С этой целью прн изготовлении стержня от его каркаса пропускают проволочные вески, оканчивающиеся петлей на его поверхности. В зависимости от размера стержня к петлям весок крепят болты или проволоку. В процессе установки стержня болты нлн проволоку пропускают через знаковую часть на наружную поверхность формы. Для крепления стержня верхнюю полуформу устанавливают на подставку нли высокие козлы разъемом вверх. На поверхности формы болты крепят через пластину гайкой, а проволоку завязывают на прутке, расположенном на крестовинах опоки (см. рнс. 58, г).
В производстве кабинетных художественных отливок подобный способ крепления стержня применяют при отлнвке постаментов статуэток и групп. Правильность установки стержней в форме контролируется спецнальиыми шаблонами.
В тех случаях, когда толщину тела будущей отливки (размер) между стенкой формы и стержня или между стержнями невозможно проверить инструментом, проверку проводят контрольным перекрытием по глиняным конусам, поставленным в местах контроля (обычно в нижней полуформе под стержнем, между стержнем н поверхностью верхней полуформы). В таких местах устаиавлн- вают «конуса» из мягкой глнны. Когда стержень или верхнюю полуформу уста на вл ивают в рабочее положение, они сжимают глиняные конуса до размеров, соответствующих толщине тела будущей отлнвки в этом месте.
Вопросы для повторения
В чем заключается контроль стержня?
Какие Вы знаете способы крепления стержней в форме?
Когда и как крепят стержни с помощью жеребеек?
Какне Вы эиаете виды жеребеек, в каком случае какие жеребейки применяют?
Когда стержень в форме крепят концами его каркаса и как это делают?
Когда стержень в форме крепят шпильками?
В каких случаяк используют подвесной стержень и как его крепят?
В чем трудность крепления стержня жеребейками в формах для художественных отливок?
Для чего жеребейки покрывают защитным покрытием?
Как коитролкровать правильность установки стержня в форме?
Глава
ФОРМОВКА В ТРЕХ И БОЛЕЕ ОПОКАХ
В практике изготовления форм для художественных отливок часты случаи, когда модель имеет весьма сложную конфигурацию. Чтобы удалить такую модель из формы, не повредив ее стенок, формовщик вынужден разбирать форму не на две, как обычно, а на большее число частей, поэтому такие формы должны иметь ие одну плоскость разъема, а две или несколько. Обычно число плоскостей разъема в форме определяет число опок, необходимых для изготовления литейной формы изделия. Например, если форма будет иметь одиу плоскость разъема, формовку изделия производят в двух опоках; при наличии в форме двух плоскостей поверхности разъема лнтейиую форму такого изделии изготовляют в трех опоках и т. д.
Формовка в трех опоках
В качестве примера формовкн в трех опоках рассмотрим процесс нзготовлеиия литейной формы для корпуса шкатулки (рис. 59, а). Латунная модель корпуса шкатулки состоит из четырех частей: корпуса 3, донышка 2 и двух ушек 4 шарниров для крышки /. Крышку шкатулки отливают отдельно в форме из двух опок. Литейную форму корпуса шкатулки изготовляют в трех опоках. Высота средней опоки делается равной высоте корпуса модели, установленного на донышке с ножками. Процесс формовки шкатулки следующий:
Модель корпуса шкатулки с укрепленными иа ней отъемными частями устанавливают на специальной подмодельной плите, имеющей выступ, равный профилю нижней поверхности донышка модели, и накрывают средней опокой (рис. 59, б). Поверхность модели припылнвают, насеивают на нее облицовочную смесь и уплотняют эту смесь.
Излишек смеси в опоке осторожно (так как иа боковой стороне модели расположены укрепленные в пазах отъемные части ушек) среаают сначала с болваиа, расположенного внутри модели, 126
затем вокруг модели вровень с краями опоки н основания уступа модели, выполняя таким образом поверхность разъема формы между средней н нижней опоками. Чтобы в дальнейшем предотвратить сдвиг болвана, в центре его (см. рнс. 59, б) нужно вырезать знак (углубление). Тогда на поверхности разъема в нижией части формы образуется равный ему выступ, который будет удерживать болван от сдвига.
Припылив поверхность разъема, устанавливают инжнюю опоку, наполняют ее смесью и уплотняют, излишек смесн срезают (рис. 59, а), делают несколько вентиляционных наколов в болване иглой.
Обе заформованные опокн переворачивают, делают подрезку поверхности разъема формы между средней н верхней опоками, по профилю краев модели донышка. Поверхность разъема припы-
127
лива ют, устанавливают верхнюю опоку, в центре модели донышка ставят щелевой питатель, опоку заформовывают. Срезав излишек смеси с опоки вокруг литника, делают несколько вентиляционных наколов иглой (рис. 59, а), затем извлекают модель литниковой системы и форму переворачивают.
Снимают ннжиюю часть формы и устанавливают ее разъе* мом вверх, с помощью пинцета из нее удаляют отъемные части модели —ушки (рис. 59, 6).
Снимают среднюю часть формы так, чтобы модель осталась на болване верхней части формы (рис. 59. е). В снятой части формы отделывают рабочую полость и плоскость разъема.
В верхней части формы осторожно снимают с болвана мо- дель (рнс. 59,优)・ Болван хорошо заглаживают, особенно его верхнюю часть, которая при заливке формы больше всего подвергается удару струи заливаемого в форму металла. Для придания большей прочности верхней части болваиа ее желательно немного смочить.
Среднюю и нижнюю части формы устанавливают на место. Собранную н скрепленную форму переворачивают на 180 °.
Снимают верхнюю часть формы, прорезают в ней проводкой щелевой питатель н заглаживают отпечаток модели донышка.
Из средней части формы извлекают модель донышка (рис. 59, з), собирают форму для заливкн. Готовая литейная форма шкатулки показана на рис. 59, и.
Формовка с перекидным болваном
Литейная форма из трех опок (как правило, требуется наличие специальных опок) может быть выполнена и в двух опоках с использованием способа формовки с перекидным болваном.
Рассмотрим формовку с перекидным болваном на примере изготовления литейной формы подставки (рис. 60, а). Процесс формовки следующий:
.60, б),н под-.60, б),н под-Половину модели подставки без шпилек устанавливают на модельную плнту, в полости модели располагают модель питателя, накрывают ее нижней опокой н формуют (рнс
.60, б),н под-
.60, б),н под-
Заформованную опоку переворачивают (рис. 60, в) резают смесь в местах I, мешающих извлечению модели из формы.
Устанавливают вторую половину модели, вокруг модели припылнвают площадь подрезки, уплотняют смесь во впадине между половинами 3 модели (рис. 60, г). Для большей устойчивости при набивке перекидного болвана верхнюю половину модели нагружают грузом 2.
Посыпают разделительным песком поверхность разъема формы, устанавливают верхнюю опоку. В центре модели на питатель ставят модель стояка, уплотняют смесь в опоке (рнс. 60, cl).
Удалив модель стояка, снимают верхнюю полуформу. В нижней полуформе с поверхности разъема болвана удаляют
Рнс. 60. Формовка с перевиднин болваномРнс. 60. Формовка с перевиднин болваном
Рнс. 60. Формовка с перевиднин болваном
Рнс. 60. Формовка с перевиднин болваном
модель питателя.модель питателя.Затем снимают верхнюю половину модели
модель питателя.
модель питателя.
(рис. 60, е).
Верхнюю полуформу снова устанавливают на ннжиюю» форму скрепляют н переворачивают. Снимают ннжнюю полуформу (рис. 60,沁,удаляют вторую половину модели (рис. 60, з), обе полуформы отделывают. Снова накрывают верхнюю полуформу ннжней н обе полуформы снова переворачивают. Разрез готовой формы подставки изображен на рис. 60, 〃 .
Формовка с перекидным болваном характерна наличием многих операций, требующих высокой квалификации формовщика и снижающих производительность труда. Поэтому применение этого способа удобно при отливке небольшого числа изделий, при мас- ссеом производстве выгоднее заменять перекидной болван стерж
нем.
§ 3. Формовка в четырех опоках
Более сложные по форме изделия, требующие (для извлечения из формы их моделей) деления формы на четыре части, формуют в четырех опоках. Примером изготовления такой литейной формы является формовка азиатского кумгана (рис. 61, с).
Латунная модель кумгана по внешним очертаниям не отличается от готового изделия без крышки. Она состоит из двух сим-
Рис. fll. Формовка ■ Четырех опоках
метричныхметричных
метричных
метричных
частей н отъемного донышка (рис. 61, б). Плоскость разъема модели проходит вертикально через ручку н рожок.
Крышку кумгана отливают отдельно и монтируют на изделии в процессе его сборки. Части модели соединяют с помощью трех шипов, находящихся в утолщениях стенок одной части, во второй части расположены соответствующие им гнезда .
Формовку кумгана производят в четырех опоках: верхней, двух средних, по высоте немного больших высоты модели, и нижней. В плоском ребре нижней опоки крепится трубчатый каркас болвана. Процесс формовки следующий:
Одну из половин модели корпуса кумгана (без шнпов) устанавливают на подмодельную плнту, имеющую две вертикальные стойки (рнс. 61, в), н накрывают ее одной нз половни средней опоки (рис. 61, г).
Укрепив поставленную опоку между стойками плиты со стороны горла модели закладкой /, опоку заполняют формовочной смесью н уплотняют ее через окно на боковой стенке опокн, как показано на рнс. 61. а. Затем опоку переворачивают вместе с модельной плитой, плиту снимают н устанавливают на ией за- формованную опоку, как показано на рнс. 61, д.
Набивают полость рожка. В рожок заформованной нижней половины модели насыпают формовочную смесь и уплотняют ее. Излишек смеси срезают вровень с краями модели. На поверхность среза укладывают обмазанный белой глиной пустотелый каркас, имеющий форму рожка.
Каркас обкладывают облицовочной смесью и уплотняют ее, как описано ранее изготовлении стержня по модели), второй половиной модели рис. 61, 6).
У горлышка кумгана и у конца рожка на поверхности разъема формы смесь подрезают в виде конуса. Присыпав вырезан- углубление разделительным песком, его заполняют смесью н придают поверхности форму болванчика 2 (рис. 61, е), необходимого для опоры каркаса и стержня рожка. Поверхность разъема формы вокруг модели посыпают разделительным пе- ском и устанавливают вторую половину среднем опоки (см. рИС. 61, е)- Обе опоки через ушкн скрепляют внитами. Опоку заформовывают, так же как и первую, через окно в боковой стенке.
Изготовленную часть формы устанавливают в положение, показанное на рис. 61, ж. В полость модели (до половины ее высоты) насыпают облицовочную смесь и уплотняют ее плоской деревянной набойкой. Затем устанавливают иижнюю опоку с прикрепленным к ее ребру каркасом, который входит в полость модели и служит для крепления болвана в форме. Нижнюю опоку соединяют со средними штырями, укрепленными в ее ушках. В полости разъема средних опок имеются соответствующие гнезда для штырей нижней опоки. Опоки скрепляют специальными скобами. Установив нижнюю опоку, продолжают уплотнять смесь внутри модели, а затем и в самой опоке. Во избежание попадании формовочной смесн в трубчатый каркас ннжней опоки его отверстие в ребре опоки затыкают паклей.
Заформованные средние и нижнюю опоки переворачивают вместе и устанавливают на нижнюю опоку (рис. 61, з). Через отверстие в модели продолжают формовку до верхней части узкого места модели.
Взрыхлив смесь верхней части болвана, устанавливают отъемную часть модели донышка.
Ставят верхнюю опоку, в центре донышка устанавливают модель щелевого питателя и, посыпав разделительным песком поверхность разъема, формуют верхнюю опоку.
Удаляют модель литниковой системы, снимают верхнюю часть формы, отделывают в ней поверхность отпечатка, прочищают канал питателя. Через окна средних опок в форму вставляют подъемы, чтобы соответствующие половины модели (при разъеме средних частей формы) отошли от болвана вместе с ними. Затем раскрепляют средние части формы и отводят их в стороны вместе с половинами модели (рис. 61, ы).
Вытащив подъемы, части формы с моделями устанавливают в горизонтальном положении. Слегка смочив смесь у стенок мо- Делей, их извлекают из формы. Отделывают поверхность отпечатков моделей. В знак 3 (рис. 61, к) на ручке модели вставляют металлическую пластину, которая в отливке будет служить основанием шарнира крышки кумгана.
Ю. Отделывают болван в нижией части формы, заглаживают мвн на корпусе и рожке. В верхней части болвана срезают острые кромки, образованные дном и стенками модели. Слегка смачивают
тонкие части болвана во избежание нх подсыхания и потери проч, иости при заливке формы.
Средние части формы устанавливают на разъем нижией части формы в прежнее положение н придвигают их к болвану до шты« рей в нижней опоке. Равномерность толщины стенки отливки про- веряют сверху по просвету между стенками формы н болваном. Скрепляют средние части формы винтами. На них устанавливают верхнюю часть формы н скрепляют ее со средней скобой.
Разрез готовой литейной формы кумгана показан на рнс. 61,七
Вопросы для повторения
123.%5.6.7.&123.%5.6.7.&Какне модели формуют в трех опоках?
123.%5.6.7.&
123.%5.6.7.&
Как изготовляют литейную форму в трех опоках?
В какнх случаях производят формовку в четырех опоках?
Как устроены опоки для формовки кумгана?
Какой способ формовки может заменить формовку в трех опоках?
Как выполняется формовка с перекидным болваном?
Какие недостатки имеет формовка с перекидным болваном?
отливок?отливок?Чем можно заменить перекидной болваи при массовом прондводстве
отливок?
отливок?
Глава
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ ДЛЯ АЖУРНЫХ ОТЛИВОК
Особенности отливок и форм
Существует много видов литых художественных изделий; они различаются сложностью и особенностями изготовления По степени сложности, массе и продолжительности изготовления литейных форм художественные отливки можно разделить на несколько типов: 1) мелкие художественные отливки: детские нгрушкн, пепельницы, детали чернильных приборов и др.; 2) тонкостенные художественные отливки со сложной поверхностью (ажурные отливки): тарелки, вазы, настенные кронштейны, шкатулки, барельефы, цепочки и т. и.; 3) мелкие и средние художественные отливки сложной формы: настольные бюсты, статуэтки и др.; 4) крупные скульптурные отливки; статуи, скульптурные группы, памятники； 5) архитектурно-художественные отливки: садовые решетки, балясины, колонны и другие части архитектурных сооружений.
Литые ажурные изделия отличаются от всех других видов художественных отливок мелким и сложным рельефом поверхности с большим числом просветов, образующих ажур изделия. Кроме того, ажурные отливки при сравнительно большой площадв поверхности имеют обычно незначительную толщину стенки. Литейные формы ажурных отливок должны удовлетворять следующим требованиям:
Для получения в литейной форме четкого отпечатка ажурной модели поверхность полости такой формы должна быть прочной и пластичной, поэтому формовочные смеси следует изготовлять нз песков с мелкими зернами.
Ажур в виде сквозных отверстий в стенках отливки образуется болванчиками формы, расположенными на ее внутренней поверхности. Прочность таких болванчиков зависит от степени Уплотнения формы и прочности применяемой формовочной смеси. Хорошо показала себя в производстве ажурных отливок формовоч- ная смесь с зернами песка размером 0,05—0,063 мм с содержанием глмнн 10—12 % и пределом прочности на сжатие 0,03—0,035 МПа.
Металл, заливаемым в форму, протекает по узким, нзвнлн- стнм каналам полости формы, образуемым болванчиками. В та-
ких условиях металл быстро охлаждается, теряет жидкотеку. честь и может заполнить полость формы не полностью или образовать в отлнвке спай. Поэтому скорость заливки форм для ажур, ных отливок следует увеличивать н применять верхнюю литниковую систему с щелевым питателем или горизонтальную с кольце- выми питателями. Нормальное заполнение полости формы ажурной отлнвки зависит от своевременного удаления газов, образую- щихся в ией при заливке. Следовательно, формы для ажурных от- ливок должны быть достаточно газопроницаемыми.
На заполнение формы металлом влияет ие только способ подвода металла в полость формы, но и его жидкотекучесть, зависящая прежде всего от температуры металла при заливке формы. Чем выше температура металла, тем лучше его жидкотекучесть, тем лучше и легче металл заполняет форму. Но чем выше температура заливаемого в форму металла, тем больше опасность образования пригара на стенках отливкн. Поэтому стенки полости форм ажурных отливок должны быть достаточно огнеупорными.
Литейные формы ажурных отливок нужно уплотнять так, чтобы отпечаток поверхности модели на ее стейках был четким. С этой целью в процессе изготовления форм для ажурных отливок включают операцию, которая иоснт название подчеканки формы (см. § 2, гл. 5). В случае, если ажур модели двойной, т. е. расположен с обеих ее сторон, подчеканку отпечатка модели производят в верхней и нижней полуформах.
Перед удалением модели из формы прочность небольших болванчиков увеличивают смачиванием поверхности формы через просветы модели водой. Но смачивание поверхности полости формы одновременно увеличивает ее влажность и уменьшает газопроницаемость, что может отразиться на качестве будущей отливки. Металл, попадая на переувлажненные стенкн формы, быстро охлаждается, теряет жидкотекучесть н плохо заполняет мелкие детали ее поверхности, при этом уменьшается резкость рельефа отливки. При изготовлении отливки нз чугуна ее поверхность может получиться с отбелом (с повышенной твердостью и хрупкой), не исключена возможность образования газовых раковин.
Во избежание подобных явлений поверхность полости форм ажурных отлнвок перед заливкой подвергают кратковременной сушке коптящим пламенем ацетиленовых горелок в течение 2— 3 мин. При такой сушке с поверхности формы испаряется излишек влаги, увеличиваются газопроницаемость и прочность небольших выступов, образующих ажур. Подогрев стенок формы перед заливкой устраняет возможность отбела чугунной отлнвки, создает благоприятные условия заполнеиня формы металлом. Кроме того, прн такой подсушке, косящей название «подкапчм- ванме», на ее стейках осаждается тонкий слой копотн, который увеличивает огнеупорность формы, повышает чистоту поверх- иостн отливки н придает ей своеобразный оттенок.
Формовка по моделям с односторонними двусторонним ажуром
Среди художественных отливок различают изделия с односто- рониим и двусторонним ажуром. Модели изделий с односторонним ажуром (рис. 62, а) имеют четко выраженный рельеф рисунка с формовочными уклонами только на лицевой стороне. Вторая сторона модели представляет собой гладкую поверхность. В литейных формах* изготовленных по модели с односторонним ажуром, болванчики, образующие просвет в изделии, расположены только в ннжней полуформе.
Модели изделий с двусторонним ажуром (рис. 62,① имеют рельефный рисунок с обеих сторон и соответственно два формовочных уклона, начинающихся с середины высоты стенки модели, н направлены в разные стороны. Поэтому литеиные формы, изготовленные по этим моделям, имеют болванчики, образующие просветы в изделии как в нижней, так н в верхней полуформах.
Поверхность разъема формы в этом случае должна проходить не по поверхности модели (как при формовке тарелки), а внутри нее. Следовательно, болванчики, образующие ажур отливки, будут не целые, а разъемные, оин будут иметь высоту, равную половине толщины модели, н располагаться как в верхней, так и в иижней полуформах.
Формовка по модели с односторонним ажуром. Литейную форму для ажурной тарелки (рнс. 63, а) изготовляют по латунной модели в круглых опоках. Формовку начинают с изготовления фальшивой
опоки.
мо-мо-мо-мо-Для этого модель тарелки укладывают на гладкую подмодель- иую плиту и накрывают опокой. Модель прнпыливают, опоку заполняют жирной формовочной смесью и уплотняют ее. Заформованную опоку переворачивают вместе с модельной плитой. Плиту снимают, примочив смесь вокруг модели, удаляют модель, заглаживают отпечатки ее просветов до уровня общей площади отпечатка модели. Такую операцию выполняют для того, чтобы болванчики, образующие просветы в отливке, располагались в иижней опоке. Отпечаток модели припыливают, модель в прежнем положении укладывают н легкими ударами деревянного лотка осаживают так, чтобы смесь плотно закрыла просветы
мо-
мо-
мо-
мо-
Рис. 02. Сечение стенок моделей ажурных тарелоя: а — с одяосторов н им ажуром； б — с двуежоромиям ажуромРис. 02. Сечение стенок моделей ажурных тарелоя: а — с одяосторов н им ажуром； б — с двуежоромиям ажуром
Рис. 02. Сечение стенок моделей ажурных тарелоя: а — с одяосторов н им ажуром； б — с двуежоромиям ажуром
Рис. 02. Сечение стенок моделей ажурных тарелоя: а — с одяосторов н им ажуром； б — с двуежоромиям ажуром
P・c. 68. Ажурные отлнажв
делн. Затем, исправив поверхность разъема, модель удаляют, фальшивую опоку для увеличения плотности сушат.
Литейную форму для тарелкн изготовляют следующим образом:
В приготовленную фальшивую опоку укладывают модель (рнс. 64, с) и накрывают нижней опокой (рис. 64, б), поверхность модели в ней припыливают древесноугольным порошком, затем насыпают облицовочную смесь слоем 15—20 мм и, заполнив опоку наполнительной смесью, изготовляют ннжнюю пол у форму.
Заформоваиную опоку вместе с фальшивой переворачивают, фальшивую опоку снимают (рис. 64, в), заглаживают поверхность разъема формы, проверяют плотность болванчиков в просветах модели.
Накрывают верхнюю опоку. В дно модели устанавливают щелевой стояк так, чтобы ои не попадал на просветы модели. Припылив поверхность модели и разъема формы, насыпают облицовочную смесь и изготовляют верхнюю полуформу (рнс. 64, а)
Рме_ 6・.Форможна по модели с односторонним ажуром
Срезав лишнюю смесь с опоки, делают несколько наколов вен- тнляциониой иглой на поверхности и вокруг стояка. Удаляют стояк. Снимают верхнюю опоку, исправляют в ней отпечаток модели и литниковый канал (рис. 64, д).
В нижней полуформе смачивают смесь вокруг модели и в ее просветах. Ввернув подъем н легко ударяя деревянным молотком по модели, удаляют ее из формы.
После удаления модели исправляют сдвинувшиеся при съеме модели болванчики.
Рис. 66・ Ажурная ваэжРис. 66・ Ажурная ваэжОкончательно отделывают полуформы. Нижнюю полуформу в (подкапчивают). После подкапчивания, посредственно перед заливкой, форму
Рис. 66・ Ажурная ваэж
Рис. 66・ Ажурная ваэж
течение 2—3 мин сушат которое делается не- собирают для заливкитечение 2—3 мин сушат которое делается не- собирают для заливки(рис. 64, е).
течение 2—3 мин сушат которое делается не- собирают для заливки
течение 2—3 мин сушат которое делается не- собирают для заливки
Литейную форму для ажурного блюда (см. рис. 63, б), имеющего односторонний ажур, изготовляют так же, как и для тарелки, с той лишь разницей, что блюдо на ннжней стороне имеет ножкн, которые отливают отдельно и крепят к корпусу в процессе его механической обработки.
Формовка по модели с двусторонним ажуром. Вазу (рис. 65) отливают в внде пяти отдельных деталей: тарелки /, розетки 2, подставки 3, состоящей из двух половин, и основания 4. Все детали скрепляют при сборке в одно целое (вазу) с помощью вннта, проходящего через подставку и основание. Детали вазы отливают по латунным, хорошо прочеканенным моделям в двух формах: в одной — тарелку, во второй ——остальные детали. Процесс формовки розетки, подставки и основания аналогичен рассмотренному ранее процессу формовки тарелки, так как мо- делн их имеют односторонний ажур.
Модель тарелки вазы имеет двусторонний ажур, поэтому в изготовлении фальшивой опоки и самой формы есть некоторые особенности.
Процесс изготовления литейной формы для тарелки вазы начинают с изготовления фальшивой опоки. Для этого модель та-
релки укладывают на гладкой подмодельной плите, накрытсА опокой, и набивают опоку смесью. Затем заформованиую опоку вместе с модельной плитой переворачивают, снимают подмодель, иую плиту и извлекают из опоки модель. Отпечаток просветов мо дели в опоке хорошо заглаживают н очищенную от песка моде；^, снова укладывают в опоку в прежнее место. Легкими ударами деревянного молотка осаживают модель так, чтобы болванчики, образующиеся в просветах модели, поднялись до половины высоты модели.
Загладив поверхность разъема вокруг модели, ее припыливакл древесиоугольным порошком н устанавливают иижнюю опоку. Установленную опоку плотно набивают жирной формовочной смесью, так как оиа впоследствии будет представлять собой фаль* шивую опоку. Затем обе опоки переворачивают и осторожно снимают верхнюю. Просветы модели, оставшейся на болване, примачивают н модель снимают. Таким образом, иа поверхности болвана иижней (фальшивой) опоки образовались болванчики, равные по высоте стенке модели. Полученную фальшивую опоку окончательно отделывают и для прочности сушат.
Лнтейиую форму тарелки вазы изготовляют так.
На болван фальшивой опоки укладывают модель и устанавливают верхнюю опоку формы. В середине ди а модели ставят специально подогнанный по его поверхности щелевой литник, так чтобы его питатель не перекрывал просветов в модели. Укрепив литии к в вертикальном положении, поверхность модели припыли ва ют древесноугольиой пылью, засеивают слоем формовоч* мой смеси и формукхг верхнюю полуформу.
Заформованиую верхнюю опоку переворачивают вместе с фальшивой опокой н последнюю снимают. Смочив просветы в модели, ее удаляют из верхней полуформы и тщательно приглаживают отпечатки просветов.
Поверхность смеси в опоке припыливают н укладывают на прежнее место хорошо очищенную модель.
для придания большой плот- в верхней опоке во избежание их отрыва придля придания большой плот- в верхней опоке во избежание их отрыва приснятииснятииверхней полуформыверхней полуформыс модели, находящейся на болванес модели, находящейся на болване«Легкими ударами деревянного молотка модель осаживают в смесь опоки до половины толщины стеики модели, как это делалось при набивке фальшивой опоки. После осадки модели смесь вокруг нее хорошо заглаживают, делая поверхность разъема формы. Смачивание просветов, заглаживание их отпечатков в опоке н осаживание модели необходимы ности болванчикам
для придания большой плот- в верхней опоке во избежание их отрыва при
для придания большой плот- в верхней опоке во избежание их отрыва при
снятии
снятии
верхней полуформы
верхней полуформы
с модели, находящейся на болване
с модели, находящейся на болване
в нижией опоке.
Кроме того, эти операции вызваны и тем, что возможно частичное разрушение болванчиков в фальшивой опоке (поломка, обсыпка и изнашивание), а это приводит к искажению поверхности разъема болванчиков в просветах модели, нх разрушению при съеме верхней полуформы с модели и снятии ее с болваиа в ннж- ией полуформе.
Рис. М. Полчсканк* полости формы моделью
Устанавливают нижнюю опоку на поверхность разъема формы, модели припиливают, засеивают облицовочной смесью, наполняют опоку наполнительной смесью и производят набивку опоки до верха. Излишки смеси с опоки срезают, накалывают в ней вентиляционные каналы и переворачивают обе полуформы вместе.
Удаляют модель лнтника, осторожно снимают верхнюю полуформу. Небрежность при снятии верхней полуформы, наличие люфта штырей в ушках верхней опоки могут привести к срыву болванчиков в просветах модели. В иижией опоке болванчики для увеличения прочности слегка смачивают водой через просветы в модели и осторожно снимают модель с болвана нижней опоки.
После отделки поверхности обеих полуформ их припыли- вают древесиоугольиой пылью и производят подчеканку хорошо очищенной моделью (рис. 66), укладывая ее на прежнее место. Подчеканка моделью внутренней поверхности формы, припыленной древесиоугольиым порошком, увеличивает резкость отпечатка модели в форме, так как частицы угольного порошка, будучи мельче частиц формовочной смеси, лучше заполняют рисунок поверхности модели. В процессе подчеканки формы следует обращать внимание иа правильность положения модели при ее Укладке в форму. Укладка модели в иное положение, чем она была ранее, приводит к смятию болванчиков и искажению поверхности полости формы. Чтобы исключить это, на краю модели полезно делать небольшую риску и перед удалением модели из формы отметить положение риски на поверхности разъема формы.
Перед заливкой полуформы подкапчивают и собирают форму лля залнвки. Расплав в подогретой перед заливкой форме
139
медленно теряет жидкотекучесть н хорошо заполняет сложную полость, на стейках отливки отбел не образуется. Кроме тог слой копоти предохраняет отлнвку от пригара.'
§ 3. Изготовленве форм для цепочек
Уральские мастера издавна славятся искусством отлнвки изделий из чугуна. Одним из примеров совершенства их мастерства является отливка цепочек.
Сложность изготовления литейных форм для цепочек заключается в малых размерах их моделей. Достаточно сказать, что отливка такой чугунной цепочкн из 36 звеньев имеет длину 120 мм и весит всего 20 г.
при-при-затворазатвораИзготовление формы для цепочки браслета. Модель цепочки браслета (рис. 67, а) состоит из четырех частей: звена — цепки (рис. 67, б), двух звеньев (рис. 67. б), основания (рис. 67, е) н затвора (рис. 67, 0).
при-
при-
затвора
затвора
Процесс формовки включает следующие операции:
моделимоделиПервое звено — начало цепочки — отливают по одного звена с прицепкой без ушек, как обычную отливку.
модели
модели
Для отливки (приливки) следующего звена по модели даух иеподаижно скрепленных звеньев изготовляют литейную форму (рис. 67, е).
Верхнюю полуформу снимают н ставят разъемом вверх. В иижней полуформе, где осталась модель, к первому звену по направлению его больших сторон прорезают два питателя сечением, меньшим, чем у прилегающего звена. Толстые питатели приведут к поломке тонкой отливки звена при их удалении. После прорезки питателей из формы удаляют модель звеньев.
В отпечаток второго звеиа (без питателей) закладывают ранее отлитое и обработанное звено цепочки так, чтобы его боковая часть поместилась в центре отпечатка ушек первого звена. Сторону звеиа, которая заливается в ушках вновь отливаемого звена,
fe^B -5Г~5__3 N. 5~=5^ I：^^^^^^：^^^^"!^：?fe^B -5Г~5__3 N. 5~=5^ I：^^^^^^：^^^^"!^：?<Дб，噌Цв> 底]Э" [>А><Дб，噌Цв> 底]Э" [>А>е)ж>з.е)ж>з.Рнс. 17 Изготовление формы для цепочки браслет.Рнс. 17 Изготовление формы для цепочки браслет.
fe^B -5Г~5__3 N. 5~=5^ I：^^^^^^：^^^^"!^：?
fe^B -5Г~5__3 N. 5~=5^ I：^^^^^^：^^^^"!^：?
<Дб，噌Цв> 底]Э" [>А>
<Дб，噌Цв> 底]Э" [>А>
е)ж>з.
е)ж>з.
Рнс. 17 Изготовление формы для цепочки браслет.
Рнс. 17 Изготовление формы для цепочки браслет.
перед укладкой в форму смачивают маслом и равномерно посн- пат мелким песком для того, чтобы она не сварилась с ушками уливаемого звена цепочки (рис. 67, *).
Готовую форму собирают для заливки. Понятно, что зали- ваТЬ форму, в которой отливка имеет толщину стенки не более 0,8 мм, следует при соответствующем перегреве металла. Осторожно выбив остывшую отливку» получают два звена цепочки, причем одно из них прилито к другому так. что если первое звено пдаорачивать в ушках второго (прилитого), присыпанный ранее слой песка разрушится и одно звено будет свободно вращаться в ушках другого.
Для отливки третьего звена снова берут модель, состоящую нз двух звеньев, заформовывают ее так же, как н в предыдущем случае (см. пп. 2, 3). После удаления модели в отпечаток звена (без питателей) вставляют только что прилитое к первому второе звено. Как н в первом случае, смачивают маслом и присыпают мелким песком ту сторону, которая укладывается в отпечаток ушек приливаемого звена. Далее обе полуформы припыливают и собирают для отливки третьего звена браслета (рис. 67, ас). Продолжая таким образом приливать каждый раз по звену, получают цепочку с необходимым числом звеньев. Закончив отливку цепочки браслета, к его последнему звену приливают крючок. Для этого заформовывают модель основания крючка со звеном (см. рис. 67, г). В отпечаток модели звена вставляют последнее звено цепочки (рис. 67, з). Подготовив и залив форму, получают браслет с прилитым основанием крючка.
После этого изготовляют литейную форму самого крючка. В отпечаток модели крючка вставляют отливку его основания (рнс. 67, и) с предварительно смоченными маслом и присыпанными мелким песком шариком и торцом, на котором он расположен. Кроме этого, в отпечаток модели крючка вставляют плоскую стальную защелку /, которая частично зальется металлом в теле крючка. Обе полуформы припыливают н собирают для заливки.
Изготовление форм для цепочки подобно выполнению ювелирных работ; оно сложно еще тем, что каждый раз цепочка распола- гается в опоке рядом с полостью формы отливаемого звена. Малейшее смещение цепочки при отделке и сборке формы влечет за собой поломку формы.
Изготовление формы для цепочки к часам производится по модели, состоящей из нескольких частей: модели первого звена (рис. 68, а), модели второго звена (рис. 68, б), разъемной модели третьего звена (рис. 68, в), модели основания (рис. 68, а), крючка (рис. 68, 0). Цепочку изготовляют так: сначала отливают по модели первое звено; после этого изготовляют формы по модели второго звена способом по-сырому н отливают отдельные звенья Цепочки; затем каждые два отлитых звена соединяют прнливае- м&м третьим Эту операцию выполняют следующим образом;
Рис- QB. Изготовление формы для цепочки к часам
На специальную модельную плиту укладывают два отлитых звена, в середину того и другого ставят в вертикальном положении половину модели третьего звена (рнс. 68, е).
Под устаиовлеииой моделью звена изготовляют часть перекидного болваиа 1. Загладив н припылив болван, на плиту устанавливают верхнюю опоку, на модель звена — модель щелевого стояка и изготовляют верхнюю полуформу (рис. 68, м).
Полуформу переворачивают, плиту снимают, устанавливают вторую половину модели звена (рис. 68, з), под ней, как и под первой, выполняют перекидной болван.
После припылнвания поверхности разъема формы и болвана устанавливают и формуют нижиюю опоку (рис. 68, и). Затем полуформу снимают для удаления половины модели звена (рис. 68, к).
После удаления модели нижнюю полуформу устанавливают на место и вместе с верхней переворачивают (рис. 68, л).
Верхнюю полуформу снимают, удаляют с болвана вторую половину модели звена (рнс. 68, ж). В верхней полуформе прочищают литниковый канал, полуформы припыливают и собирают для заливки (рис. 68, я).
Залив форму и выбив отливку, получают три звена цепочки- Повторяя описанные выше операции, получают следующие три звена и т. д. Таким образом, соединяя отдельные части, получают цепочку с нужным числом звеньев. К концу цепочки приливают основание крючка. Для этого в отдельной форме отливают основание крючка. Затем способом, описанным выше, основание крючка приливают к последнему звену цепочки. Последним приливается крючок. Процесс изготовления его литейиой формы аналогичен описанному выше (для цепочки браслета).
Вопросы для повторения
Как подразделяют художественно-архитектурные отливкн?
Каковы особенности литья ажурных отливок?
Как подразделяют моделк ажурных отливок?
Какие требования предъявляют к формам для ажурного литья?
Каков。отличие моделей с односторонним ажуром от модели с двусто оонним ажуром?
'6. Почему не применяют специальные фигурные модельные плиты для
формовки ажурных отливок?
Каков порядок формовки тарелки по модели с односторонним ажуром?
Каков порядок формовки по модели с двусторонним ажуром?
Для чего н как осуществляют кратковременную сушку (подкапчнвание) форм ажурных отлнвок?
Из какнх операций состоит процесс формовки иепочкн браслета?
П. Каков порядок формовки цепочки к часам?
Глава 10
КУСКОВАЯ ФОРМОВКА
Сущность кусковой формовки
Рассмотренные выше способы изготовления литейных форм относятся к формовке по моделям, конфигурация которых позволяет извлекать их из формы, не повредив стенок последней. Такие модели имеют, как правило, гладкую поверхность и достаточные формовочные уклоны. Модели художественных отливок на боковых стейках имеют различного рода впадииы, выступы или рисунки, затрудняющие удаление их из формы без повреждения стенок последней. Поэтому для изготовления литейных форм по этим моделям нельзя применять способы формовки, описанные выше.
При изготовлении литейных форм бюстов, статуэток и других художественных изделий применяют более сложные способы формовки. Одним из наиболее распространенных способов формовки художественных отливок является способ кусковой формовки.
Сущность способа кусковой формовки разберем на простейшем примере.
Барельеф (рис. 69, а) на лицевой поверхности имеет поднутрения /—3, препятствующие съему с модели верхней части формы. Чтобы снять форму, ие повреждая ее стенок, надо убрать поднутрения, как бы сгладить поверхность модели. Такое сглаживание ——выравнивание поверхности модели ——выполняют в процессе изготовления литейной формы путем набивкн в поднутрения модели отдельных частей формы ——кусков формовочной смеси ——так, чтобы каждый из них мог сниматься с модели без повреждения на нем отпечатка поверхности модели. Если кускн прилегают друг к другу, в форме их разделяют слоем древесио- угольиого порошка или ликоподия. Наружную поверхность кусков /—3 (рис. 69, б) подрезают в виде болванов с пологими стенками, чтобы с иих удобнее было снимать полуформу. Кроме того, на поверхностях кусков для фиксации их положения в форме вырезают знаки в виде продолговатых углублений. По модели с за- формоваииыми кусками, припылив поверхности разъема, модели и кусков, изготовлякгг нижнюю полуформу 6 (рис. 69, в). Зафор- мованную опоку вместе с фальшивой переворачивают, фальшивую 144
Ряс. 69. Кусковы формовка бар«льефа
снимают, а на оставшейся нижней полуформе заформовывают верхнюю полуформу А с литниковым каналом К н выпором Л (рис. 69. г). Перевернув обе полуформы вместе, иижнюю снимают так, чтобы модель с прилегающими к ее поверхности кусками осталась на верхней полуформе А (см. рис. 69, г), расположенной в данном случае внизу.
Куски снимают с модели плоской иглой так, чтобы не повредить на них отпечаток поверхности модели. Снятые с модели куски отделывают и по имеющемуся на них знаку укладывают на соответствующее место в снятой иижней полуформе. Чтобы куски не выпадали и не смещались, при дальнейших операциях их укрепляют шпильками или приклеивают (рис. 69, О). Таким образом, в ннжней полуформе получают полный профиль поверхности модели, составленный из отдельных кусков формы. Части формы с прикрепленными кусками, как правило, сушат, так как куски набивают из недостаточно газопроницаемой, жирной формовочной смеси. Собранная форма показана на рис. 69, е.
Приведенный пример является простейшим случаем кусковой формовки. Форма в данном случае имеет небольшое число кусков, расположенных на одной стороне модели или в одной опоке. Формы более сложных изделий могут иметь несколько десятков кусков, расположенных на всей поверхности модели.
Кусковая формовка по-сырому
При кусковой формовке для изготовления формы, особенно ее частей ——кусков, прилегакдцих к поверхности модели,——обычно применяют жирные формовочные смеси. Эти формы заливают после сушки. Однако несложные формы с небольшим числом кусков, расположенных на боковой поверхности моделн, можно из-
готовлять и из обычных формовочных смесей, применяемых дЛя формовки по-сырому. Если форму ИЗГОТОВЛЯЮТ способом кусковой формовки, а для набивки кусков используют формовочную смесь применяемую для форм, заливаемых в сыром состоянии, такой способ называют кусковой формовкой по-сырому.
Примером изготовления формы таким спосМом является фо|ь мовка пепельницы «Палубок» (рис. 70). Латунная модель состоит из трех частей: палубка, его головки и полозьев. Полозья отливакл1 отдельно и монтируют на палубке в процессе механической обработки отливки. Формовка палубка состоит из следующих операций:
Модель палубка без отъемной части (головки) укладывают иа специальную подмодельную плиту (рис. 70, а). Заднюю стенку модели, имеющую поднутрение, не позволяющее сиять верхнюю полуформу с модели, не повреждая стеики формы, прнпыливают и изготовляют на ией кусок / из облицовочной смеси. Поверхность куска хорошо заглаживают н посыпают разделительным песком или прнпыливают древесноугольиым порошком.
Модель с набитым куском накрывают верхней опокой, устанавливают подогнанный по дну модели щелевой стояк н изготов
ляют верхнюю полуформу обычным способом.
Готовую полуформу переворачивают вместе с подмодельмой плитой, п刀нту снимают. Отделывают поверхность разъема формы. На модель устанавливают отъемную головку 2 (рис. 70, б), поверхность разъема посыпают разделительным песком.
Рнс. 70. Иаготоыенве формы для пепельницы .Прбок»Рнс. 70. Иаготоыенве формы для пепельницы .Прбок»
Рнс. 70. Иаготоыенве формы для пепельницы .Прбок»
Рнс. 70. Иаготоыенве формы для пепельницы .Прбок»
Рмс. 71. Иэгото^левве формы М- шпагв ・ статут” «Меф-сжофмъ»Рмс. 71. Иэгото^левве формы М- шпагв ・ статут” «Меф-сжофмъ»
Рмс. 71. Иэгото^левве формы М- шпагв ・ статут” «Меф-сжофмъ»
Рмс. 71. Иэгото^левве формы М- шпагв ・ статут” «Меф-сжофмъ»
На осиованне куска накладывают лист бумаги 3 (рис. 70, в), полость модели заполняют облицовочной смесью и уплотняют ее. Заглаживают поверхность разъема н. присыпав ее разделительным песком, устанавливают нижнюю опоку и изготовляют в ней нижнюю полуформу.
Обе полуформы переворачивают, из верхней удаляют модель щелевого стояка, снимают верхнюю полуформу, при этом модель с прилегающим к задней стенке куском остается на ниж
ней полуформе.
Прилегающий к задней стенке модели кусок отодвигают от стеики модели на конец листа бумаги, находящейся под ним, иглой 4 на такое расстояние, чтобы можно было сиять модель с болвана, не задевая куска (рис. 70, в). Перед тем как отодвинуть кусок, его положение отмечают на плоскости разъема формы.
Слегка расшатав модель, ее снимают с болвана. Болван припыливают для подчеканки формы.
Удалив модель с болвана, после подчеканки пинцетом вынимают отъемную часть модели — головку. Кусок подвигают к болвану на прежнее место. Разрез готовой формы показан на рис. 70, а.
Аналогичным вышеописанному способом, но с двумя сырыми кусками изготовляют форму для отливки шпагн к статуэтке «Мефистофель».
Формовку производят по металлической модели (рис. 71, а) с помощью фальшивой опоки (рис. 71, б). После изготовления на фальшивой опоке нижней полуформы подрезают поверхность разъема в иеи до середины толщины нижнего ограничителя модели шпаги с обеих сторон. Хорошо припылив подрезанную поверхность, по левую сторону ограничителей рукоятки шпаги накладывают облицовочную смесь, уплотняют и подрезают ее б виде куска / (рис. 71» в). Боковая вертикальная стенка куска должна проходить между верхними и нмжиими ограничителями. Верхняя поверхность куска должна начинаться от середины высоты верх- него ограничителя и наклонно спускаться до поверхности разъема
по рукоятке. Смежный с куском I кусок 2 изготовляют таким жБ образом, но по правую сторону ограничителя рукоятки. После подрезки кусков нх слегка смачивают водой для увеличения проч- и ости. Затем устанавливают верхнюю опоку и формуют ее. Вер*, нюю полуформу снимают так. чтобы модель и прилегающие к неП куски остались на модели в нижней пол у форме. Слегка постукивая по модели, куски отодвигают в стороны для удаления модели. После извлечения модели куски придвигают и а прежнее место, форму припыливают и собирают для заливки.
Кусковая формовка по-сырому удобна тем» что форму перед заливкой не сушат, так как куски и форму набивают нз смеси с достаточиой газопроницаемостью, одиако ее применение возможно лишь для формовки моделей, имеющих поднутрения только на боковой поверхности.
§ 3. Кусковая формовка по-сухому
Способом кусковой формовки по-сырому изготовляют литейные формы сравнительно простых художествеииых изделий.
В приведенных примерах формовки для удаления модели из формы заформоваииые куски нз формы не вынимали, а лишь отодвигали по плоскости разъема формы на расстояние, допускающее свободное извлечение модели. Поэтому кускам такой ф°РМЬ1 не нужна особая прочность.
Большинство моделей художественных изделий ——модели фигур человека, животных, птиц — более сложны и по форме, и по рельефу их поверхности. Для извлечения таких моделей из формы приходится изготовлять в форме большее число кусков, располо- жеиных не только иа боковых частях модели, ио и на ее верхней и нижней поверхностях. При удалении модели из формы куски, расположенные на верхннх частях модели, невозможно передвигать, как это делалось при кусковой формовке по-сырому; их следует убирать совсем. В этом случае формовщик вынужден, убирая куски, брать нх в руки, отделывать их поверхность и укладывать на соответствующее место в опоку. Чтобы куски ие разрушались при таких операциях, они должны быть достаточно прочными. Поэтому в сложных формах художествеииых изделий куски изготовляют на модели из специальной формовочной смеси с содержанием глины 25—30 %. Кроме того, повышение содержания глннн в облицовочных смесях для кусковой формовки диктуется необходимостью хорошей пластичности смеси для получения резкого отпечатка сложной поверхности модели. Но так как с применением жирных формовочных смесей ухудшается газопроницаемость литейной формы, то ее обычно сушат перед заливкой. Поэтому процесс изготовления таких форм носит название кусковой формовки по-сухому.
Чтобы ясно представить способ кусковой формовки по-сухому, разберем изготовление формы для чернильницы (рис. 72). Модель 148
г)
Рнс. п. Kyso." формовжа чернмиьимцы
—I (рнс. 72, а), (рис. 72, а). Все—I (рнс. 72, а), (рис. 72, а). Всен основаниян основаниячернильницы состоит из нескольких частей: латунного разъемного корпуса головы (рис. 72, а), шляпы (рис. 72, 6), пера (рис. 72, е) '— 7力_ °、 п「а детали чернильницы, за исключением корпуса головы, отливают в сырых формах. Корпус головы формуют способом кусковой формовки, форму заливают после сушки. В процессе изготовления литейной формы чернильницы модель головы используют как стержневой ящик для изготовления
—I (рнс. 72, а), (рис. 72, а). Все
—I (рнс. 72, а), (рис. 72, а). Все
н основания
н основания
стержня..
Порядок выполнения основных операций следующий:
Изготовление литейной формы начинают со стержня. Для этого разъемную модель соединяют, ее полость заполняют стержневой смесью и уплотняют ее. Затем хорошо подрезав н загладив смесь, на нижнем торце вырезают знак для фиксации стержня в форме.
Модель с находящимся внутри стержнем укладывают в фальшивую опоку, поверхности модели и разъема припыливают Древесноугольным порошком. На боковую часть модели (у правой щеки) накладывают облицовочную смесь, уплотняют ее (рис. 72, 0) н подрезают в форме куска / (рис. 72, е). Верхняя плоскость куска должна быть на уровне верхнего края модели. Две боковые вертикальные плоскости: одна — по плоскости разъема модели, вторая — по середине лица, вдоль носа и бороды. Боковую ломаную поверхность, соприкасающуюся с формой, подрезают наклонно до поверхности разъема формы. На верхней по- верхностн куска вырезают углубление — знак 2. Поверхность подрезанного куска припыливают сухим угольным порошком
Припылив поверхность модели, таким же образом нзгогов» ляют кусок 3.
Аналогичным способом изготовляют куски 4 H 5, расположенные на задней части модели.
Затем на фальшивой опоке с болваном, образованным кусками, формуют ннжиюю опоку. Верхний слой смесн в ней во избежание поломки поверхности кусков, расположенных вокруг модели, уплотняют деревянным бруском.
Заформованную ннжнюю опоку переворачивают вместе с фальшивой, последнюю снимают. Дополнительно уплотняют куски сверху и выполняют подрезку, если это необходимо для извлечения модели. Припылив обр азова вшуюся поверхность разъема формы, устанавливают верхнюю опоку н изготовляют верхнюю полуформу. Вентиляционные каналы в ней выполняют так, чтобы они попадали в стержень.
Обе полуформы переворачивают. Затем, приподняв один край нижией полуформы (она наверху), легко ударяют по смесн деревянным молотком для того, чтобы модель н куски ие остались в ней, снимают нижиюю полуформу.
В снятой полуформе исправляют отпечаток. С модели, оставшейся в верхней полуформе, снимают куски, начиная с любого, так как оии расположены вокруг модели в один ряд. Куски исправляют, припыливают, излишек древесноугольиого порошка с виутреиней поверхности кусков сметают мягкой кисточкой из перьев и укладывают куски на песчаную постель для сушки.
Перед удалением модели иа поверхности разъема в верхней полу форме прорезают стояк н питатели, затем удаляют из опоки модель; раскрывая ее, извлекают стержень и так же, как куски, укладывают его иа песчаную постель сушильной плиты.
После сушки кусков и обеих полуформ в нижией укрепляют стержень, укладывают вокруг него куски и собирают форму для заливки.
Изготовление форм для бюстов
Особенность изготовления литейных форм для бюстов по сравнению с другими видами художественных отливок состоит в том, что их модели всегда имеют сложную поверхность, точность выполнения которой является непременным условием получения качественной отливки. Малейшее искаженне в форме отпечатка поверхности модели приводит к нарушению портретного сходства отливки с оригиналом. Поэтому правильное деление сложной поверхности модели иа части н изготовление на ней кусков представляет основную сложность процесса формовки бюстов.
При изготовлении этих форм формовщик должен помнить следующие правила:
При изготовлении фальшивой опоки укладывать модель в опоку так, чтобы наиболее сложная часть ее поверхности (с под- 150
нутреннями и выступами) располагалась вверху. Лучше, если часть модели, углубляемая в фальшивую опоку, не имеет поднутрений, а стало быть, и кусков.
В процессе изготовления кусков следует стремиться сосредоточить большее их число в иижией полуформе. Куски к верхней полуформе приходится крепить, чтобы они не могли выпасть из нее в процессе сборки формы. В то же время сами операции крепления кусков к стенке формы могут привести к их разрушению.
Изготовление кусков в форме следует производить снизу с поверхности фальшивой опоки, постепенно заполняя поднутрения модели до верха.
При делении поверхности на части нужно выделять для каждого куска возможно большую поверхность модели. Одним куском следует закрывать несколько смежных поднутрений, имеющих аналогичный уклон так, чтобы кусок мог быть снят с по
верхности модели в одном направлении.
Правильность деления поверхности модели на части, для изготовления на них кусков, зависит от опыта формовщика. Менее опытный формовщик, опасаясь неудач при разборке формы и извлечении из нее модели, всегда изготовляет формы с большим числом кусков; прн этом он тратит больше времени на их изго товлеиие, разборку н сборку формы. Квалифицированный, опытный формовщик делает так, чтобы каждый из кусков охватывал возможно бблыпую часть поверхности модели. Тем самым он сокращает число кусков в форме, меньше времени тратит на нзго- товлеиие формы. Производительиость труда такого формовщика значительно выше. Кроме того, улучшается качество отливаемых изделий. Меньшее число кусков в форме дает соагветствеино меиьшее число швов на поверхности отливки, благодаря чему сокращается процесс механической обработки изделия, устраняется возможность случаев отклонения формы изделия от оригинала.
В качестве примера рассмотрим формовку настольного бюста (рис. 73). Литейную форму для него изготовляют по неразъемной латунной модели.
Формовка состоит из следующих операций:
I Начинают с изготовления фальшивой опоки способом вдавливания модели. В фальшивой опоке модель укладывают иа <спииу> (рис. 73, б). Оформив поверхность разъема, модель припыливают н приступают к набивке кусков формы в порядке н местах, показанных на рис. 73, а.
Кусками заформовывают части поверхности модели, имеющие поднутрения, с которых трудно снять полуформу, не повредив ее стенок. Части модели, с которых можно сиять форму без Повреждения (лицо, борт одежды н верхняя часть основания — по стамента бюста), оставляют иезаформованнымн.
Набивку кусков в форме начинают с куска /, расположенного У основания бюста. Подрезав поверхность куска на верхней его
грани, вырезают знак.
Рис. 73. Изготовление формы для настолъиого бюста
Куски 2 н 3 изготовляют иа боковых поднутрениях модели. Границы этих кусков проходят так: нижняя — по поверхности фальшивой опоки, верхняя — по борту одежды.
Набивают кусок 4, располагающийся на плече и примыкающий к соседнему куску 2. Кусок 2 хорошо присыпают (натирают) древесноугольным порошком и заглаживают, чтобы при разборке формы он легко отделялся от кусков, примыкающих к нему, а в процессе изготовления последующих кусков к нему не прилипала формовочная смесь.
Так же изготовляют куски 4 H 5, 6 н 7, располагающиеся вокруг головы бюста на фальшивой опоке.
На верхней части модели изготовляют куски 8 н 9, прикрывающие шею и борт одежды (см. рис. 73, б).
Припылив поверхности кусков н оставшуюся свободной поверхность модели (незакрытую кусками), на фальшивую опоку устанавливают иижнюю опоку. Свободную поверхность модели обкладывают облицовочной смесью. Оставшуюся часть опоки заполняют наполнительной формовочной смесью и уплотняют ее так, чтобы получить достаточную плотность формы и ие повредить прилегающие к поверхности модели куски.
В том случае, если при формовке остается свободная поверхность модели, опоку набивают в два приема. Первый заканчивается после того, как уплотненная в опоке формовочная смесь будет составлять над поверхностью модели слой 25——30 мм. После этого опоку снимают, очищают мягкой щеткой поверхность модели, припыливают ее древесноугольным порошком и, установив снятую опоку, продолжают засыпать в нее смесь н уплотнять ее До верха. Такую операцию называют подчеканкой формы. Цель подчеканки при кусковой формовке та же, что н при формовке по-сырому, — увеличение резкости отпечатка поверхности модели в форме. Выполнение подчеканки при кусковой формовке 152
отличается тем, что ее производят не моделью, а формой, прижимая ее к припыленной древесноугольным порошком модели в процессе уплотнения формы на втором этапе.
У Для получения ровной поверхности смеси в опоке н предотвра- щення возможности поломки кусков верхний слой смеси в опоке уплотняют деревянным бруском. В этом случае сила удара рас- пределяется на большую часть поверхностн смеси, соответственно и деление на куски в опоке более равномерное. У плотненную таким образом поверхность смеси в опоке натирают сухим древесиоуголь- ннм порошком, чтобы исключить возможность прилипания к ней смесн, что может привести в дальнейшем к выдавливанию формы при установке ее в пресс для заливки.
Нижнюю полуформу переворачивают вместе с фальшивой опокой, последнюю снимают. Дополиительно уплотняют поверхность кусков вокруг модели н подрезают их до получения необходимой поверхности разъема формы. Для удобства крепления конца каркаса стержня, который будет вставляться в форму при сборке, необходимо, чтобы разъем формы проходил через центр основания модели бюста. Поэтому поверхность разъема у основания модели подрезают до его середины, а оставшуюся часть закрывают куском 10 (см. рис. 73, 6), являющимся продолжением куска / в верхней полуформе.
Закончив набивку куска /0, единственного, который будет располагаться в верхней полуформе, поверхность модели припыливают, ставят верхнюю опоку и производят ее формовку в два приема с подчеканкой.
Снимают верхнюю полуформу, исправляют в ней отпечаток модели, снимают кусок 10 с иижней полуформы н укладывают его на соответствующее (по знаку) место в верхней полуформе. Кусок 10 следует закрепить шпилькой или приклеить клеем, так как ои может выпасть при накрывании нижней полуформы верхней.
Способ крепления кусков в форме клеем, применяемый на некоторых заводах художественного литья, неудобен, так как куски в форме прилегают неплотно и на отливке образуется грубый шов. На поверхности разъема в верхней полуформе к плечу бюста прорезают литниковый канал, к центру головы — выпор.
Поверхность разъема в нижней полуформе припыливают, устанавливают на нее деревяииую рамку, размеры которой равны размерам опоки, заполняют ее и а полнительиой смесью и, прикрыв Деревянным щитком сверху, переворачивают вместе с нижией по луформой.
Нижнюю полуформу снимают, легко ударяя деревянным молотком по поверхности смесн в ней так, чтобы модель с прилегающими к ней кускамн осталась на смеси в рамке. Рамку нсполь- зуют для того, чтобы было удобнее снимать куски с модели, так как некоторые из ннх приходится сннмать, подрезая около ннх смесь.
Ланцетом н специальной иглой с модели снимают кускн в порядке, обратном нх изготовлению (последний кусок снимают первым). В каждом куске (после снятия с модели) исправляют возможные повреждения, прмпнлнвают поверхность древесио угольным порошком» излишек его сметают мягкой кистью. Готовые куски укладывают на песчаную постель для сушкн.
В специальном стержневом ящике изготовляют центральный стержень для формы.
Обе полуформы, куски и стержень сушат.
5. Изготовление стержня в полости формы
К внутренним полостям художественных отливок ие предъяв- ляют особых требований по точности размеров н формы; их делают в основном для уменьшения массы отливки, толщины ее стенок. Кроме того, художественные отливки изготовляют обычно в небольших количествах. Для разовых изделий делать стержневой ящик для изготовления стержня не всегда выгодно, так как значительно повышается стоимость отливки. Стержни для разовых отливок можно изготовлять без стержневых ящиков, используя для этого полость самой литейной формы. Такой способ называется изготовление стержня 6 полости формы.
Процесс изготовления стержня в полости формы следующий:
Полость нижней полуформы с уложенными кусками припиливают и заполняют стержневой смесью. В небольших формах смесь осторожно уплотняют руками, чтобы не повредить поверхность кусков формы.
На поверхность смеси в полости укладывают обмазанный белой глиной каркас, состоящий из полой металлической трубки 2 и поперечника / (рис. 74. а) так, чтобы концы его опирались на поверхность разъема формы.
Поверх каркаса снова накладывают стержневую смесь и подрезают ее в виде болвана, объем которого равен объему полсютн в верхней полуформе. Затем смесь уплотняют прессованием.
0)0)6)6)
0)
0)
6)
6)
Ркс. 74. Иаготовлек не стержня ■ полости формы
накрывая ее несколько раз припыленной верхней полуформой так же, как при изготовлении стержня в стержневом ящике с глухой полостью. При каждом снятии опоки контролируют поверхность стержня; там, где необходимо» подсыпают или срезают смесь, и по степени заполнения стержнем отпечатка полуформы н плотности поверхности судят о готовности стержня.
С уплотненной поверхности стержня, после снятия верх- ией полуформы, формовщик осторожно тельиым ланцетом снимает слой смеси, равный толщине будущей отливки. Это одна из ответственных операций при изготовлении стержня, от точности выполнения которой зависит качество получаемой отливки. Неравномерный срез слоя смеси со стержня может быть причиной брака отливки. Если, например, со стержня снят слой смеси недостаточной толщины, возможно незаполнение формы при заливке, если снят слой смеси больше заданной толщины стеики отливки, возможем пригар на поверхности отливки.
Поэтому при изготовлении крупных стержней для равномерного снятия слоя смеси со стержня поверхность его припыливают н накалывают иа глубину, равную толщине стенки отливки специальным шаблоиом-наколкой (рис. 74, 6). После этого формовщик свободно срезает со стержня необходимый слой смеси, ориентируясь на хорошо заметные следы накола. Подрезанную поверхность стержня хорошо заглаживают, для упрочнения поверхностного слоя его смачивают и припыливают.
На поверхность разъема нижией полуформы накладывают деревянную рамку высотой немного больше подрезанного стержня н заполняют ее наполнительной смесью. Над стержнем в смеси закладывают чугунную плиту ——драйер, на который стержень будет помещен в печь.
Нижнюю полуформу вместе с рамкой переворачивают и снимают так» чтобы куски и стержень остались на смеси в рамке. Затем куски снимают со стержня так же, как их снимали с модели, при удалении ее из формы. Поверхность стержня, как и нижнюю его часть, подрезают иа заданную толщину стенки отливки (рис. 74, в), смачивают н вместе с плитой и смесью (как на драйере) отправляют сушить. Излишек смеси на плите вокруг стержня следует убрать, это обеспечит более высокую скорость и равномерность просушки стержня.
Способ изготовления стержня в полости формы удобен, однако использовать его для форм с тонкой н сложной вмутреиией поверхностью ие рекомендуется, так как при изготовлении стержня по- лость формы теряет резкость отпечатка модели.
§ 6. Изготовление форм для статуэток
Художественные отливки могут состоять ие из одной фигуры или части, как бюсты, а из целого ряда связанных между собой определенной темой фигур, например «Орел на скале», «Медведь
156
Fee. 75. Иэготовлехие формы дм ств-ту»тап «Ерм&в*
у пня», «Олеии> н т. п. Такие художественные отливки называют статуэтками.
Изготовление цельной литой статуэтки представляет большую сложность, поэтому чаще всего статуэтки отливают по частям, т. е. по составляющим их фигурам, а в процессе механической обработки отдельно отлитые фигуры собирают в статуэтку. Кроме того, для удобства формовки иногда делят на части н отдельные более сложные фигуры статуэток (голова, туловище, руки, иоги). Рассмотрим несколько примеров изготовления литейных форм для статуэток.
Изготовление формы для статуэтки «Ермак» (рис. 75). Бронзовая модель состоит из двух основных частей: фигуры Ермака н постамента. Кроме того, модель фигуры Ермака делится на части: корпус, две рукн и клииок. Все эти части модели отливают отдельно и собирают на постаменте в процессе механической обработки. Фигуру Ермака и отдельные ее части (руки и клииок) обычно формуют в одной опоке, форму заливают после сушки. Постамент статуэтки отливают в сырой форме.
Процесс изготовления формы для статуэтки следующий:
Изготовляют фальшивую опоку путем вдавливания модели в заформоваииую опоку в положении «на спине». При массовом производстве отливок выгоднее вместо фальшивой опоки отливать металлическую плиту с поверхностью фальшивой опоки и формовать на ней.
В фальшивую опоку нлн на плиту укладывают модель фи- гуры «Ермака», рядом помещают модели рук и клинка (рис. 75. б). На лицевой поверхности модели набивают семь кусков в порядке, показанном на рис. 75，а.
После подрезки н прикрашивания кусков древесиоуголь- ннм порошком на фальшивую опоку устанавливают иижиюю оПоку н заформовывают в два этапа с подчеканкой полуформу.
Нижнюю полуформу вместе с фальшивой опокой переворачивают, фальшивую опоку снимают. Дополнительно уплотняют основания кусков, подрезают поверхность разъема. На поверхности модели изготовляют кусок 8. На ладони согнутой руки изготовляют кусок 9 (см. рис. 75, б).
Устанавливают верхнюю опоку и формуют ее как н нижнюю в два приема с подчеканкой. Форму раскрывают, с модели снимают куски 8 н 9 н прикалывают их на соответствующие места в снятой верхней полуформе. Из инжней полуформы удаляют модели руки и клинка.
м •‘м •‘Рмс. 7в. Иаготоыенма формы для статугтвн «Орел н* <■***»Рмс. 7в. Иаготоыенма формы для статугтвн «Орел н* <■***»На нижиеи полуформе формуют рамку и переворачивают ее вместе с полуформой. После смятия иижиеи полуформы кускн с модели
м •‘
м •‘
Рмс. 7в. Иаготоыенма формы для статугтвн «Орел н* <■***»
Рмс. 7в. Иаготоыенма формы для статугтвн «Орел н* <■***»
снимают б порядке, обратном их изготовлению, и укладывают на песчаную постель.
полостиполостиИзготовляют стержень в стержневом ящике нли в формы в зависимости от числа изготовляемых отливок.
полости
полости
В верхней полуформе прорезают литниковый канал, как показано на рис. 75, б.
Обе полуформы, куски н стержень сушат, после чего форму собирают для заливки.
Изготовление формы для статуэтки <Орел на скале» (рис. 76), Модель статуэтки состоит из двух основных частей: орла и постамента-скалы. Каждую из частей отливают отдельно н собирают в статуэтку в процессе механической обработки. Форму для постамента (скалы) изготовляют по чугунной пустотелой модели. Для удобства формовки полость у модели постамента заделывают металлической плаикой.
Процесс формовки постамента:
Модель укладывают в фальшивую опоку задней стенкой (рис. 76, а). На уложенной модели набивают два куска: / — на основании скалы, 2 — на ее вершине (рис. 76, б).
Подрезав и прикрасив куски / н 2, избивают смежные с ними куски 3 н 4 на боковых поверхностях модели. Ввиду больших размеров кусков их лучше изготовлять с каркасами.
На фальшивую опоку с моделью устанавливают нижнюю опоку н формуют ее с подчеканкой.
Нижнюю полуформу вместе с фальшивой опокой переворачивают, фальшивую опоку снимают. В нижией полуформе производят доуплотнение кусков и подготовку поверхности разъема формы.
Устанавливают верхнюю опоку и формуют ее так же, как и иижнюю — с подчеканкой.
Верхнюю полуформу снимают, исправляют в ией отпечаток поверхности модели, прорезают литниковую систему.
На нижней полуформе устанавливают деревянную рамку, заполняют ее формовочной смесью и, накрыв щитком, переворачивают вместе с иижней полуформой. Нижнюю полуформу снимают так, чтобы модель с прилегающими к ее поверхности кусками осталась на смеси в рамке.
Снимают с модели куски 4 н 3, а затем куски 2 и 1, после отделки укладывают их в тазик с песчаной постелью для сушки.
В специальном стержневом ящике изготовляют стержень. Для больших форм изготовление стержня в полости формы неудобно, так как можно повредить стенки формы.
Обе полуформы, кускн и стержень сушат и собирают форму для заливки.
Форму для отливки орла изготовляют с фальшивой опокой, где модель располагается в положении <на спине» (рис. 76, в)- В форме изготовляют шесть кусков, первые четыре (/—4) располагаются в нижией опоке (рис. 76, в), два последних (5 и 6)— 158
верхней (рис. 76, г). Порядок изготовления и расположения кусков на модели показан на рнс. 76, в. Стержень с крестообраз- уМ каркасом изготовляют отдельно в стержневом ящике. Куски, стер贸ень и обе половины формы сушат. После сушки форму собирают для заливки.
' Лапы орла отливают отдельно в сырой форме. Для увеличения прочности в лапы заливают стальные пруткн, иа концах которых в процессе механической обработки нарезают резьбу. Резьба слу- 水мт для крепления лап иа корпусе орла.
Изготовление формы для статуэтки <Садящийся всадник» (рнс. 77). Бронзовая модель статуэтки состоит из пяти частей: корпуса коня (передняя согнутая йога его для удобства формовки делается отъемной и соединяется с корпусом шипом в виде «ласточкина хвоста»), всадника, нижией части — накидки на коие, хвоста коня и постамента. Каждую из частей, кроме отъемной согнутой ноги коня н части накндкн, отливают отдельно и собирают вместе на постаменте в процессе механической обработки отливки. Изготовление литейной формы для коня составляет основную работу при отливке статуэтки. Сложность заключается н необходимости изготовления большого числа кусков как в ниж- ней, так и в верхней полуформах.
Процесс формовки коня следующий:
Модель корпуса койя укладывают в фальшивую опоку в положение «иа боку» (рис. 77, а) так, чтобы передняя (согнутая) отъемная йога была наверху.
Припылив поверхности фальшивой опоки и модели, приступают к набивке кусков нижней полуформы. Порядок изготовления и расположения их на модели показан на рис. 77, б. Всего в нижией полуформе набивают девять кусков. На модели с кусками формуют с подчеканкой иижнюю опоку.
В нижней полуформе, перевернутой вместе с фальшивой опокой, изготовляют куски (всего их шесть) на второй половине модели (рис. 77, в). Некоторую трудность вызывает изготовление кусков 12 и /3, значительная часть которых располагается под накидкой, и кусков 14 н 15, заформованных на части руки (перекрывая друг друга). Не меньшую трудность, связаииую с малыми размерами н сложностью рельефа модели под ними, представляет изготовление кусков 10 и 11.
После подрезки кусков и поверхности разъема устаиавли- вают верхнюю опоку и изготовляют в ней верхнюю полуформу. Заформоваииую полуформу снимают, прорезают в ией литник и вы- пор. Снимают с модели куски, устанавливают и прикалывают нх в снятой полуформе.
На нижией полуформе заформовывают рамку. С модели в рамке убирают отъемную часть модели (накидку), прикрываю- ВУю кусок 9 (рис. 77, 6), затем снимают с модели кусок 9, прикрывающий кусок 8. После этого снимают кусок 8 и отъемную часть согнутой иоги койя.
>55w Е&Е
3HHVI3 MUMIfff
W5 2&* «VXV2£CUMX
Разрушая эаформованную смесь в рамке, с модели снимают боковые кускн 6, 5, 4 н 3. Куски / и 2, расположенные между ног коня, удобнее снимать с модели, выбивая нх после того, как мб будет изъята из смесн в рамке.
В полости нижней полуформы, образованной уложенными кусками, описанным выше способом изготовляют стержень. Слож- ность его изготовления заключается в необходимости испольэова- ння для его уплотнения верхней полу формы с приколотыми в ней кусками. После изготовления стержень, снятые с него куски н полу фор мы сушат.
Фигуру всадника отливают отдельно:
Латунную модель всадника без половины правой руки (часть руки до локтевого сустава отливают вместе с корпусом коня) укладывают в фальшивую опоку в положение сиа спине».
Припылив поверхность модели и фальшивой опокн, приступают к иабивке кусков иа лицевой части модели. Всего на этой стороне модели иабнвают девять кусков (порядок изготовления и расположение их на модели показан на рнс. 77, г).
После иабивкн кусков на лицевой части модели иа фальшивой опоке изготовляют с подчеканкой нижнюю полуформу.
Полу фор му с фальшивой опокой переворачивают, на обратной стороне модели набивают куски 10 и 11 (расположение их иа модели показано на рис. 77, d),
Припылив куски и поверхность разъема формы, устанавливают верхнюю опоку и изготовляют в ней с подчеканкой верхнюю погуформу. Сияв верхнюю полуформу, в ней устанавливают г»п» гые с модели в иижией полуформе куски 10 и 11. На разъеме в иижней полуформе устанавливают и заформовывают рамку. Рамку с опокой переворачивают, опоку снимают. С модели в рамке снимают куски, отделывают их и устанавливают в снятой нижней полуформе.
В полости иижней полуформы изготовляют стержень. Обе полуформы, куски и стфжеиь сушат.
Изготовление формы для статуэтки «Юдифь». Латунная модель статуэтки (рис. 78, а) для удобства изготовления литейной формы делается из пяти частей: корпуса, постамента, двух рук и меча (рис. 78, б). Правая рука с частью одежды отливается вместе с корпусом, хотя на модели оиа сделана отъемной и крепится к корпусу в процессе формовки шипом в виде «ласточкина хвоста». Остальные части статуэтки (постамент, часть левой руки и меч) отливаются отдельно от корпуса в сырой форме и монтируются На и ем в процессе механической обработки и сборки статуэтки. Процесс изготовления литейной формы статуэтки следующий:
. Главную часть модели — корпус укладывают в фальшивую опоку «на спину» (рис. 78. в). Приставляют к корпусу отъемную правую руку. Припылив поверхность модели у руки, под ией на- бввают первый кусок формы.
Рис 78, а Статуэтка ■2从2“Рис 78, а Статуэтка ■2从2“
Рис 78, а Статуэтка ■2从2“
Рис 78, а Статуэтка ■2从2“
Полр^^вв ьи0грх01М*ть 匕 dotQTo к『с“. на нем пьрсзэк^ ，” £ OpmcpAlVnBaiVT УГОЛЬИЫ|| ••рр^шиои, мзСеон 絃〃рс<1 "Уссч <p・r 71t 厶 В)・ Лаллопшмл изб” “гл в форме у остальные 可 ч ус мои <р，〔 7瓦，，#•) Во n亦“ нне сд^ипв мус€оа • форме m>：w уХдленнА #<и・8・ на их верхней 2 ьерхтлгтн Hwp^iavir маки в вм#е конуемсА лапа』
О^ра»пплвюився .уект甫 %тван,，х rapiuH(?"rt нг <лкрытым« "VC*aMH ппп₽рхЕ^й-ТИ мпдели и ^льшиьс»Й с计окн припыпивают, набивают с подчгканкоЛ нижнюп cimKY (рис 78,館
Заформованнуш опоку вмсстг L фллыиивой переяорачма；1Ю1, 4и>ЛЬШН«у|Г отх)ку ГПИ^ЛИГТ Н ИНЖ нгЛ и，"、ке >плотмжп тисм：1"мз «мГепил енро моде月"куснив
. ГЬиргми уплгггнгичую но nepinrui ь^ ・i ннжней опеке де* ・、№1 поьерхыогги раегм・({юрмы, нрИПЫ-1ИВ ту ИП^срХНОГГЬ N UA #• рХНО< 1b *1射矶 НабнМЕ ВЫ1> курков на МратноА стироме * 1елп (рис 78. 〃. к>
Hnncpxwnc^M paTUM3*$g KyVhCJB И М0/「、Н припыл ие^лкп.
гис ；•・ fl Ur」cT>・・《 -*iCT»i *^<2外 f .，・г・н
рмс.
.•.―….-»Г ……“2 ”зв а
Рнс. 78, 8. НВ.“" .торого *■■
₽ИС. 7瓦………•——-。皿м。，。Ei i収
Рис. 7В・ е. Расосложен не набитых кусков Рис. 78, ж. Порядок нвбивки кусжов (/—/Д) на лицевой поверхности моделина лицевой поверхности модели
устанавливают верхнюю опоку и набивают ее в два приема с подчеканкой.
Уплотнив верхний слой смеси в опоке бруском, верхнюю опоку снимают. Куски в иижней опоке снимают с поверхности модели и укладывают в их отпечатки в верхней опоке. Во избежание выпадания кусков из верхней опоки при ее перевороте, прессовке стержня и сборке формы куски, расположенные в верхней опоке, прикалывают или приклеивают к стейке формы.
Для снятия кусков с лицевой поверхности модели на нижней опоке устанавливают рамку (рис. 78, л), размеры которой равны размерам опоки, а высота немного больше высоты кускового болваиа, расположенного иа модели в иижней опоке. Припылив поверхность разъема н модели в нижией опоке, рамку заполняют наполнительной смесью, которую слегка уплотняют, рамку накрывают щитом и переворачивают вместе с нижней опокой.
Опоку снимают с рамки так, чтобы модель с прилегающими к ее поверхности кусками осталась иа смесн в рамке.
Куски отнимают от модели (рис. 78, ж) в по рядке, обратном порядку их набивки и укладывают в их отпечатки в снятой иижией опоке (рис. 78, н).
В опоке с уложенными кусками (рис. 78, о) набивают стержень. Для этого в полость иижней полуформы (рис. 78, п) укладывают конусообразную пустотелую трубку — каркас с припаянным крестообразно прутком -поперечником — так, чтобы концы каркаса и поперечника опирались на стенки формы в ее разъеме, а сам каркас располагался в центре полости формы.
Припылив полость, ее заполняют стержневой смесью и повторным накры* тием верхней опокой уплотняют до получения необхо-
Рнс. 7в. з. набивш ннжиеЛ on。" Ф°Р**ЫРнс. 7в. з. набивш ннжиеЛ on。" Ф°Р**Ыотливки (рис. 78, р).отливки (рис. 78, р).димой плотности стержня. Затем поверхность стержня подрезают на толщину стеики будущей 一一 _ После чего с помощью рамки стержень (как прежде модель) осво- бождают от прилегающих к его поверхности кусков формы, так же как и с первой его половины, снимают слой смеси, равный толщине
Рнс. 7в. з. набивш ннжиеЛ on。" Ф°Р**Ы
Рнс. 7в. з. набивш ннжиеЛ on。" Ф°Р**Ы
отливки (рис. 78, р).
отливки (рис. 78, р).
Рнс. 78. в. Расположение
набнтнх кусков н. обратиоИ стороне 3皿
мбнвкв цусков {/一 стороне моделимбнвкв цусков {/一 стороне модели
мбнвкв цусков {/一 стороне модели
мбнвкв цусков {/一 стороне модели
卩岷・ 78, *• Поре докн・ обратноА
Рис. те, а・ Р・вш лабитвя смесью, ва —0 опоке
Р* 76, ■• Моде» £ «Р««ег«ющИМИ Ьией кусжжмв на смеси ра“* ■ отделение «ус
166
Ри^ . <» Нижняя опожа s yao^etiHi.tMH кугиамм
〃 Н,(м.・ слер.н. ■ нн*н°В <н2*е (ушладма ・』口鈍・1*>
)67
Рнс, 78, г. Готовый стержень e°. постедм
PM 7".i鵰靠严inf
ва
песв
16в
Рис. п,т. Подуформы. отдельные ис*.
СТ.р'ш, керед с；ШКОЙ
еНКИ отливки. Готовый стержень, установленный на плите с песчаной постелью (рис. 78, с), обе полуформы и куски (рис. 78, т) (.,.щат в сушильной печи периодического действия. При выполие- %н большого числа отливок стержни удобнее изгитс.злять в специальных стержневых ящиках. Эго сокращает процесс их изго- ювления, сохраняет стенкн полости формы от повреждений в про gee набивки стержня.
§ 7. Кусковая формовка в стержнях
Наиболее распространенным способом изготовления малых форм для художественных отливок является кусковая формовка. Одпако вследствие сложности выполняемых операций этот способ требует от формовщика высокой квалификации и большого опыта. Технологический процесс кусковой формовки занимает много вромсяи, поэтому производительность труда формовщика низкая. Кроме того, в большинстве случаев кусковая формовка связана с необходимостью сушки изготовленных форм и их частей (кусков), иа что тратится много времени и расходуется топливо. Все это повышает стоимость выпускаемых отливок.
В современной практике производства отливок малых скульптур находит применение известный в производстве машиностроительных отливок способ кусковой формовки в стержнях. Сущность способа кусковой формовки художествен кого литья в стержнях заключается в том, что части (куски) литейной формы изготовляют ие на поверхности модели, что собственно н составляет основную сложность способа кусковой формовки, а в специально изготовленных стержневых ящиках. Размеры и поверхность изготовляемых в иих стержней — кусков — соответствуют размерам и поверхности кусков, изготовляемых иа модели способом кусковой формовки.
Для кусковой формовки в стержнях модель отливаемого изделия, разделенная на необходимое число частей, располагается иа двусторонней подмодельной плите. В зависимости от размеров модели и ее знаков на плите можно располагать несколько моделей. Металлические знаки на плите делают в тех местах, где иа модели будут располагаться куски при обычной кусковой формовке. Число стержневых ящиков должно равняться числу знаков У модели на обеих сторонах плнты.
При наличии такой модельной плиты и стержневых ящиков получение литейной формы для художественной отливки ие представляет большой сложности. Полуформы изготовляют по модельной плите из формовочной смесн, применяемой для формовки по-сы- рому, а стержни (куски) — в металлических ящиках (если иеоб- х(1,щмо — с применением каркасов). Физике-механические свойства стержневой смеси должны соответствовать свойствам смеси, применяемой для набивки кусков при обычной кусковой формовке.
Процеп- кусколлй формовки в стержнях рассмотрим и а примере изгитивления Л1ПСЙМОЙ ^^мы .V'1 口》01\ пасье «Чертик» (рис 79) Пресс-naiiijv iisi(，i vu・，”iai но loyri ценней мпцельной плите с расположенными :)л нсн лвумн мюле .1Я ми с литниковой енгггми^ н выпаром. КажДап на Миделей, рм、нотте”“нх на обеих с «проча к II 厶 хгы, им€-ег знаки, соответ стьу к лци е размер* v n»rat ов- сяемнх при обычной кvcковоМ формовке кускам 巾叩мм
Процесс изготавленн^ литейной 中ормн следующий
Хорошо очтпенн^ю молельную плиту укладывают на перевернутую верхнюю опоку и накрывала ннжней опокой так, чюбы штыри ее прошли через втулки плиты и ушки верхней опоки
Поверхности моделей в опоке припыпив.чют дреженоуголь- ной пылью н насенвнют на них слой облицовочной cuvcu, предназначенной для форм, заливаемых в сырим состоянии Затем опоку заполняют гмесью дп верха и набивают ее в два приема с подчеканкой.
Обе опоки переворачивают ьмеет« с модельной плитой и, так же как и первую, набива1пт вюрую пплуформу.
Спимиют верхнюю полуформу с Плиты, н п.ситу с нижней опоки
Обе полуфор мы «тг целы ел ют, на соответствующие места в них устанавливаю! .iHyaMcv ни 1ловленньк* и высушенные стер*- ни-куски. В верхней [туформе стержни прикг.'ивают
После ус^йновки пгржиеЛ форму в紀нракп Д-гя заливки. При сборке ф(1|'*иы слег)гт обрат#，，,，внмхнМни на т<ян1кть установки стержней в ее Зпакал, не;)ьзм лоиусхять Мрнзавин"” зазоров между с iHKrfwin знака и стержня, что мо*ет привести к образованию на б」нвке швов
Собранную форму устанавливают в пресс для залнвки в вертикальном иот»женин.
Описанная кускизмя -^юрмовкл в стерж”вх билес ухобна по сравнению с обычной кусытиЛ фирм»ibкой Bo-nvpsux. она упрощает технологический пргтцгсс 巾ор”，зкн. к<ключ«ет необходимость имегь формовщиков высокой киилификаиии, так как фор-
мовка производится по модельной плите. Изготовлять куски в стержневых ящиках значительно проще, чем ня родгля. Во-вторых, кусковая формовка в стержнях дает во1можнся:ть заливать литейные формы в сыром состоянии, исключает их сушку, которая прн обычно員 кусковой формовке составляет значительную часть времени технологического процесса изготовления пнтеЕнс京 формы. Все это повышает производительность труда и снижает cHSiстоимость отливок.
Формовка по разборной модели
Сложность техиологического процесса изготовления литейной 十ермн для художественного изделия определяется возможностью удаления модели из формы. В рассмотренных нами способах кусковой формовки для удаления модели из формы приходилось разбирать форму на части и применять для изготовления отдельных частей прочные формовочные смеси, а форму перед заливкой сушить, Одним нз способов упрощения процесса формовки и сокращения его продолжительности является применение разборной модели.
Сущность формовки по разборной модели состоит в том, что для удаления модели из формы разбирают по частям не форму, а модель. В этом случае модель художественной отливки делают из отдельных соединяющихся между собой при сборке частей.
При изготовлении разборной модели отливаемого изделия ее делят по плоскости разъема формы иа две по возможности равные части. Одну из частей делают такой, чтобы ее можно было удалить из формы (не деля на части), не повредив отпечатка в форме. Вторую часть модели с более сложным рельефом, иа которой при кусковой формовке набивают куски, делят иа отдельные части.
Деление производят с таким расчетом, чтобы каждую из частей модели можно было удалить из формы в направлении, соответствующем формовочным уклонам выступов и подиутреиий ее лицевой стороны, ие повредив отпечатка в форме. На границе соединения отдельных частей модели в форме, а затем и на отливках могут образоваться швы, размеры которых будут зависеть от точности прилегания частей модели друг к другу. Поэтому части модели при изготовлении должны быть точно подогнаны друг к другу, должно быть обеспечено необходимое направление их движения при удалении из формы.
Рассмотрим конструкцию разборной модели статуэтки <Муза» и процесс формовки по ией. Для изготовления формы корпуса модель статуэтки без обеих рук и лиры делят по вертикальной плоскости разъема формы, проходящей через плечи, на две части К к П. Затем обе части укладывают основаниями вместе в фальшивую опоку (рис. 80, а) на некотором расстоянии друг от друга так, чтобы это расстояние могло служить впоследствии знаком 0
Pxc. ЙО. Разборная модель статузткм ・Муу
для установки общего для двух отпечатков стержня. Там же устанавливают разрезанные модели рук и лиры.
В изготовленной таким образом форме отливают реверсивную модельную плиту, лицевая сторона которой показана иа рис. 80, б. После этого модельную плиту разрезают на две части — левую н правую — по линии АА (см. рис. 80, а). Поверхность модели, расположенной иа правой части плиты, несложна, поэтому эту часть можно легко удалить из формы, не повредив стенок. На второй части плиты (левой) расположена часть модели с более сложной поверхностью. Эту часть (для возможности удаления модели из формы) делят на четыре части /——4, причем среднюю часть 2 делают клинообразной. На четвертой части плиты расположены модели обеих рук и лиры.
Все части модельной плиты хорошо обрабатывают и тщательно подгоняют друг к другу. Для компенсации удаленного при разрезке плиты металла иа поверхностях разреза устанавливают металлические пластины.
Изготовленные таким образом части реверсивной модельной плиты собирают в рамке с конусными внутренними стенками и закрепляют в ней. Рамку с уложенными частями плиты монтируют иа столе формовочной машины с протяжкой модели или с поворотным столом. Изготовить такую модель сложно и дорого, и затраты на иее окупаются только при массовом производстве от- 172
初вок. Сам же процесс формовки очень прост и заслуживает вии-
манн 现
«ас ib«ас ibот-от-Для изготовления литейной формы по разборной модели на модальную плиту в рамке устанавливают опоку и набивают ее £П(1' эбом обычной формовки по-сыр ом у. Затем стол машины поворачивают так, чтобы модельная плита оказалась на опоке. Рас- крепив детали плиты, удаляют их из формы. Удаление моден иа- ■нНпЮТ с деталей левой части плиты. Движением вверх удаляют «аст 4 и клинообразную часть 2 Затем в соответствии с направ- леннг конусов поднутрений и выступов лицевой части модели удаляют части / и 5. Последней из формы удаляют правую часть плиты. Удаленные из формы части разъемной модели снова собирают в рамку, устанавливают ее иа стол формовочной машины и изготовляют аналогично первой вторую полуформу. Для получения пустотелой отливки в полость формы ставят изготовленный в специальном стержневом ящике стержень ——один для двух отпечатков модели. Крепится стержень в общем знаке О. При сборке формы верхнюю полуформу при спаривании с иижней поворачивают в плоскости разъема на 180° для правильного совмещения от-
«ас ib
«ас ib
от-
от-
печатков в полуформах.
Для формовки по разборной модели можно использовать формовочную машину с протяжкой модели. В этом случае части модели из формы удаляют с помощью специальных рычагов, смоити-
ронанннх в машине.
Способ формовки по разборной модели по сравнению с кусковой формовкой более прост и при массовом производстве выгоден.
Процесс изготовления литейной формы по разборной модели производительнее, так как на разборку модели при ее удалении "з формы тратится значительно меньше временн. чем на изготовление и разборку кусковой формы.
При квалифицированном изготовлении разборной модели чи- «_лз ес частей всегда будет меньше числа кусков в кусковой форме. Кроме того, число частей модели не зависит от квалификации и опыта формовщика, как число частей формы при кусковой формовке. Вследствие отсутствия кусков в форме ее можно изготов- л”ть нз смесей, предназначенных для форм, заливаемых в сыром с.иоянин. т. е. форму перед заливкой не надо сушить. Процесс 4，1Моекм по разборной модели значительно легче поддается механизации, чем кусковая формовка.
Вопросы для повторения
I Почему нельзя изготовлять литейные формы бюстов н статуэток обыч
ноП формовкой?
опоку при формовкеопоку при формовкеВ чем состоит сущность кусковой формовки?
опоку при формовке
опоку при формовке
Как правильно заложить модель в фальшивую
соблюдать при набнвке кусков?соблюдать при набнвке кусков?в кусках?
соблюдать при набнвке кусков?
соблюдать при набнвке кусков?
Какие правила следует
Б. Почему при кусковой формовке применяют жирные формовочные смеси?
Как подрезают поверхность кусков при формовке?
Для чего на поверхности кусков вырезают знаки?
Как увеличить резкость отпечатка модели в кусковой форме?
Ках увеличить прочность крупных кусков в форме?
Как изготовляют куски на модели?
Как CHJW.UOT куски с модели при удалении модели из форин?
Как крепят куски в верхней полуформе?
Когда применяют кусковую формовку по сырому?
Как изготовляют форму для пепельницы «Палубок>?
Нля чего при кусковой фориовке на лицевой повч)хностм нижней поду, формы формуется рамка?
Почему кусковые формы перед заливкой сушат?
Как изготовляется стержень в полости самой формы?
Какие недостатки имеет кусковая формовка?
20.21.22.23.20.21.22.23.В чем сущность кусковой формовки в стержнях?
20.
21.
22.
23.
20.
21.
22.
23.
В чем сущность формовки по разборной модели?
Как изготовляют разборную модель?
Каковы преимущества н недостатки формовки по разборной модели?
Как производится формовка ло разборной модели?
Г г. п в а 11
4>0РМ0ВК\ по ГИПСОВЫМ МОДЕЛЯМ
у 1. Способы формовки по гипсовой модели
•，、MfMHe/bl Р31С”4"СГО 卩。4丄 ИЛ1ККНД 4СТН，е& CKV Tklll уриых 1ГГ!1 НЗГОШЬЛЯиг- "3 ЛЛА^НЛНН<1| ЙИГН4 МЛМ ГЫ1Ж4 SH М”С риа >ы > добнь %、а qe，，KM. 〃“ исд£мп^т«>чн«» np，z，lu для миделей М к， к/гомгнм нэ •1ластпли1М н у* 1ггкс из.меня»пт i di'H1 *；юрму nui цегв|>чнт*льным мвла・х”м Орлгннааь」из гипса яг. KiA^i.An 1；рзн，т. гк>?>шу ак v<^ihu »кпользоваi^ как модели
• ►.«• ip” к» лн/шигсчьнои толщине уеикн он» тоже ”ewu・ Ц1ЧНЫ, 11О1ТП)П дл 仔 би.льшгй ярочн^юти нзгсгомики гипсовые W. '• С ПбрлГЯйЙ СТ^ОНЫ П^СХ КИМЛ. 1 f б«т 9П4ДЛН. CO<JTACTlT・
е； индик релЬк^ру пЗ лицевой стороны
1 /icdbnsi мидель (вследствие малой плотности материала), имгг^ небольшую маету, отливка /е, изготовленная 门。ней на vs:ua*. бу^рт 1яж<%^оА. Кроме юго, массивная к »ивка 6у，Е •fvu-h на пстерАнсхти Ooi 1>шоА пригар Для умеиым^ння массы гл • 2%»“ не г обратной стороне делают в"аи"・『. соигветпвуюшун» ：•' ь^|>¥ Л !• Целой с-проны. 1 * ГОЛ ЩИ ну 11*НА 縫 5T"UKM 二 RMKL
Р*с. 81. Гилсовая модель (а) барельефаи металлическая огливка (<Г>Э полу-ченная по ней
одинаковой по всей ее поверхности. На рис. 81 показаны гипсовая модель барельефа и полученная по ней отливка. Рельеф на обратной стороне отливки делает в процессе изготовления литейной формы сам формовщик, зная заданную толщину стенки будущей отливки.
по гипсовой модели: с рам-по гипсовой модели: с рам-Существуют два способа формовки кой и с подрезкой болвана.
по гипсовой модели: с рам-
по гипсовой модели: с рам-
Формовка с рамкой
Формовку с рамкой применяют при изготовлении литейных форм по гипсовым моделям, имеющим небольшую высоту и пологие стенки типа барельефов. Процесс изготовления формы заключается в следующем:
Гипсовую модель укрепляют на подмодельиой плите с отверстиями для штырей нижней опоки. На модельной плнте формуют иижнюю опоку с подложенной под края рамкой; при этом смесь уплотняют особенно тщательно (рис 82, а). Высоту рамки делают равной толщине тела будущей отливки.
Заформованную опоку переворачивают вместе с модельной плитой.
Постукивая по поверхности модельной плиты деревянным молотком, ее снимают с опоки. После этого с опоки снимают рамку.
Образовавшийся после удаления рамкн выступ формовочной смеси над краями опоки срезают по всей поверхности разъема формы до уровня краев опоки (рис. 82, б). Таким образом, в по луформе получают отпечаток, который меньше высоты модели на толщину подкладываемой под края опоки рамки или толщину будущей отливки. .
По отпечатку в иижней опоке как по модели изготовляют верхнюю полуформу с литниковым каналом и выпором (рис. 82, в). Верхнюю опоку формуют более внимательно н аккуратно, так как непрочную поверхность песчаной модели можно легко повредить при уплотнении смесн трамбовкой.
Удалив щелевую литниковую систему, верхнюю полуформу снимают, исправляют и отделывают. Заформо- ваиную вначале нижиюю опоку с рамкой, служившую моделью для нзго топления верхней полуформы, выбивают.
Выбитую иижнюю опоку устанавливают на модельную плиту и формуют ее без рамки.
Нижнюю полуформу переворачивают, модельную плиту снимают, отделывают получившийся отпечаток модели, проре- зают питатель литниковой системы.
Полуформы барельефа собирают (рнс. 82, г).
Формовка по гипсовой моделис подрезкой болвана
Изготовление литейной формы по гипсовой модели способом формовки с рамкой можно применять не всегда. Например, если гипсовая модель имеет высокие вертикальные стенки с малым уклоном, то при формовке с рамкой эти стенки отливки получаются значительно тоньше верхннх, н металл при заливке может заполнить не всю полость формы, а только ее верхнюю часть.
В таких случаях при формовке по гипсовой модели применяют формовку с подрезкой болваиа. Процесс формовки следующий:
На модельную плиту, как и прежде, устанавливают верхнюю опоку и формуют ее, сильно уплотняя в ней смесь (рис. 83, а).
Заформованную опоку вместе с плитой переворачивают, модельную плиту снимают (рис. 83, б).
Полученный отпечаток припыливают и по нему как по модели формуют иижнюю опоку, устанавливая элементы крепления болваиа (рис. 83, в).
Опоки переворачивают, верхнюю опоку снимают с болвана иижией полуформы (рис. 83. г).
z&2i?z&2i?
z&2i?
z&2i?
Рве. 8,，Формовка ПО гяпсовов *а・ « i*W*«。. ■«*■•«
Сняв нижнюю опоку, выбивают и производят ее повторную формовку на модельной плите, изготовляя на этот раз верхнюд полуформу с литниковой системой (рис. 83, 0).
Поверхность болвана в нижней поту||юрме прняылинл^т “ ] накалывают специалоно приготовленным пупом на г」》«““у. равную ютщине сгенкн будущей отллвкм «м рнс. 83, di
Затем поверхность болвана срезают на глубину накосиц 修 хорошо заглаживают.
Нижнюю и верхнюю полуформы спаривают для заликкв (рис. 83, е). При массовом или серийном производстве отяив<жП формовку по гипсовым моделям не производит, так как гипсимя 1 модель непрочна и требует от формовщика чрезвычайно аккул^ъ I ного обращения Кроме того, при формовке пс иасснвнои гипсипс<й модели приходится иметь дело с формовкой по отпечатку ма^*£Л# J в верхней или ннжней опоке, что требует от формовщика болм того опыта. Все это делгет формовку но гипсовым мпце^ям ншро изводите оьной. При большом числе «пл и вок 6аре.〕ьп[ов и псдиб- иых им нздели й выгодмее н проще отливать описан ны* вьпие ! способом металлические модели н, обработав нх, изгссов.1 мть но ним отливки обычным способом в двух опоках с нижним или верхним болваном.
Литейные формы для объемных художественных изделий (бюсты, статуэтки и др.) изготовляют по гипсовым моделям обыч- I ным способом, как н по металлическим моделям Но применение . гипсовых моделей при кусковой формовке ограиичтьзется те. что при подрезке кусков в форме на ее сравнительно мягкой поверхности остаются следы подрезов Это является причиной тоге, что модель быстро становится непригодной дли дальнейшей pafiuirf ]
Вопросы для повтореиия
Почему гипсовые модели барельефов дела>от без впадину на о6「”но, стороне?
Какие способы формовки по гипсовой модели применяют для noev'tjH* отливки с равномерной толщиной стенки?
Для чего при формовке по гипсовой модели нзользуют рхмку и кам* толщины?
Как изготовляют литейную форму по гипгпвой м одет и с высокими в—* тикальными Енкамн》
Какие недостатки имеет гипсовая Мигель при K}cz:・t冷 фортке?
Глава 12
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОКПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ
Сущность способа
Сущность способа получения отливок по выплавляемым моделям заключается в том, что модели отлнвки и ее литниковой системы изготовляют из легкоплавких материалов (воска, парафина, стеарина, церезина н др.) путем запрессовки или заливки их в пресс-формы. Затвердевшую модель извлекают из пресс-формы, припаивают к литниковой системе, образуй модельный блок. На поверхность модельного блока наносят несколько слоев суспен- зим и обсыпки, которые после сушки создают на блоке высокоогнеупорную керамическую оболочку. Выплавив из оболочки модельный состав, получают тонкостенную оболочку литейной формы отливки. Полученную оболочку заформовывают в специальных неразъемных опоках, прокаливают и заливают расплавом.
Способ получения художественных отливок по выплавляемым моделям не новый, им пользовались прн лнтье скульптур лз бронзы еще в древности. Преимущество такого способа — возможность получения тонких по форме, без швов на поверхности, не нуждающихся в особой механической обработке и сборке отливок. Однако сложность и продолжительность процесса изготовления литейной формы, высокая себестоимость разовой модели, в создании которой принимает участие скульптор, делают этот способ невыгодным, поэтому в производстве скульптур его применяют редко. Вгот способ заменили более удобным — способом кусковой формовки скульптур (по частям). С развитием промышленности н технического прогресса в XX в. конструкции деталей усложнились, появились новые сплавы, трудно обрабатываемые резанием. Необходимо было повысить качество отлнвок, точность нх размеров, чистоту поверки ости, уменьшить. а иногда н ликвидировать припуск на механическую обработку.
В связи с этим литье по выплавляемым моделям вновь привлекло внимание литейщиков в производстве художествен ных отливок.
В современном литейном производстве прежний способ получения отливок по выплавляемым моделям значительно усовершенствован. Изменились процесс изготовления выплавляемой модели, материалы модели, способы изготовления формы н удаления модели. Все это дало возможность получать отливки с высокой точностью размеров и чистовой поверхности, из любых сплавов, в том числе из ие поддающихся ковке и штамповке н трудно обрабатываемых механической обработкой, с минимальным припуском на обработку; освободить оборудование, ранее применяемое дли
механической обработки заготовок; экоиомио расходовать дорогостоящие материалы отливки; снизить себестоимость выпускаемых изделий.
В производстве художественных отливок применение современной технологии литья по выплавляемым моделям пока ограничено трудоемкостью изготовления пресс-форм для сложных модо лей, размером и массой скульптурных отливок. Однако нет сомнения, что дальнейшее совершенствование технологического процесса позволит более широко применять этот способ и в производстве художественных отливок.
Литье по выплавляемым моделям имеет следующие преимущества.
Использование неразъемной формы исключает образование на отлнвке швов и перекосов.
Высокоогнеупорная, механически прочная, с точным отпечатком поверхности модели внутренняя поверхность керамической формы позволяет получать отлнвки с чистой, не требующей сложной механической обработки и чеканки поверхностью.
Значительно сокращается процесс сборки художественного изделия, так как возможность получения более сложных отливок позволяет сократить число отдельно отливаемых частей.
Заливка расплава в горячие формы обеспечивает хорошее нх заполнение, снижаются внутренние напряжения в металле, уменьшается возможность коробления отливки. Кроме того, заливка в горячие формы чугуна обеспечивает получение отливок без отбела, сокращает дорогостоящий процесс ее термической обработки — отжиг.
Упрощается опочное хозяйство, сокращается стоимость опок.
При литье небольших изделий в одной опоке можно располагать несколько моделей, укрепленных на стояке.
При правильном использовании технологического процесса значительно сокращается стонмость получаемых изделий.
Пресс-формы и их изготовление
Пресс-формой называют оснастку для изготовления выплавляемых моделей. По внешнему виду пресс-форма для моделей художественных отлнвок представляет собой стержневой ящик с глухой полостью. Внутреииее устройство пресс-формы аналогично устройству литейной формы, изготовленной способом кусковой формовки, с большим числом отъемных частей. Поэтому сложной и ответствеииой частью технологического процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям является изготовление пресс- форм.
В зависимости от сложности отливаемых изделий и их числа пресс-формы можно изготовлять из стали, чугуна, легкоплавких сплавов, гипса и пластмассы. Применять медные и алюминиевые 180
сплава, особенно для внутренних частей пресс-форм, соприкасающихся с поверхностью модели,ие рекомендуется.Медные сплавы, окисляясь, создают на поверхности модели налет, вызывающий дефекты на отливке. Алюминиевые сплавы из-за низкой твердости не дают чистой и прочной внутренней поверхности пресс-формы. В производстве кабинетных художественных отливок пресс-формы чаще всего изготовляют из чугуна или делают их комбинированными. Внутренние части комбинированных пресс-форм делают нз чугуна и легкоплавких сплавов на основе олова» свинца, висмута, сурьмы, а наружные оболочки — кожухи — из чугуна или алюминия. Прочностью, чистотой поверхности и значительной изиосостойксютью отличаются пресс-формы, изготовленные из чугуна.
Точность размеров и чистота поверхности изготовляемых в пресс-формах моделей зависят в основном от точности изготовления пресс-формы и ее конструкции.
При конструировании пресс-форм для моделей художественных отливок необходимо учитывать следующее:
Материал пресс-формы должен обеспечивать ее прочность, четкость рисунка поверхности модели, хорошо чеканиться.
Расположение внутренних частей-кусков пресс-формы должно быть таким, чтобы обеспечивались свободные сборка и разборка пресс-формы н легкое удаление из нее модели.
Литниковое отверстие, через которое производится заполнение пресс-формы модельным составом, должно располагаться над толстым сечением модели во избежание усадки.
Необходимо обеспечивать возможность свободного выхода воздуха из полости пресс-формы в момент заполнения ее верхней части модельным составом.
Конструкции пресс-формы должна обеспечивать прочность крепления ее частей. Недостаточная прочность креплении может вызвать выход модельного состава при запрессовке его под давлением. Неудачная конструкция крепления частей пресс- формы приводит к потере времени на крепление и разборку пресс- формы.
В зависимости от сложности формы н поверхности отливаемых изделий части пресс-формы могут быть изготовлены путем механической обработки специальной заготовки, литьем по ме- таллической модели изделия или его оригиналу. Заготовки для пресс-форм можно также получать литьем по выплавляемым моделям. Для отливки небольшого числа моделей пресс-форму можно изготовить из формопласта.
Способ механической обработки пресс-формы применяют для моделей, имеющих более правильные геометрические формы. Для моделей художественных отливок пресс-формы удобнее изготовлять литьем.
Пресс-форму, как правило, отливают по оригиналу, изготовленному с учетом усадки модельного состава и отливки. В отлив-
ках художественных изделий линейная усадка, от которой зависит точность размеров изделия, не влияет на качество отливки. Поэтому при изготовлении пресс-формы для моделей художест— венных отливок нет необходимости в изготовлении специального сригинала> для этой цели можно использовать металлическую модель изделия.
Процесс отливки пресс-формы с применением легкоплавких сплавов следующий:
Очищенную металлическую модель изделия, для отливкн которого делают пресс-форму, укладывают в фальшивую опоку, при готовленную из глииы.
Поверхность модели заформовывают кусками нз гипса fЗычным способом кусковой формовки. Общий контур всех кусков подрезают в виде конусного болвана, поверхность которого служит для изготовления внутренней поверхности половины кожуха отливаемой пресс-формы.
? На гипсовом болване, как на модели» формуют опоку; получаемый в ней отпечаток болвана для получения внешней поверхности подрезают на глубнну, равную толщине стеики будущего кожуха пресс-формы. Подрезкой же выполняют приливы для крепления и площадки для установки пресс-формы на столе прн запрессовке модельного состава
После подрезки опоку устанавливают на место. В образовавшееся пространство между гипсовым болваном н подрезанной по- верхнсютью его отпечатка в опоке заливают алюминиевый сплав. Полученная отливка будет половиной кожуха пресс-формы.
Вторую половину кожуха отливают на ннжней половние модели аналогично первой. Отливки обеих половин кожуха подвергают механической обработке, устанавливают детали для их скрепления между собой. После изготовления кожуха приступают к изготовлению внутренних частей — кусков пресс- формы.
Модель с прилегающими к ее поверхности гипсовыми кусками располагают в нижией половине кожуха пресс-формы, как в фальшивой опоке. Затем от гипсового болвана верхней части модели отнимают один из кусков. На оставшуюся часть гипсового болвана устанавливают верхнюю часть кожуха. В кожухе над полостею снятого куска сверлят отверстие, через которое заливают легкоплавкий сплав, содержащий 87 % свинца и 13 % сурьмы.
Половину кожуха снимают, удаляют от модели отлитый металлический кусок, проверяют его исправность н, убрав с модели следующий гипсовый кусок, укладывают отлитый на прежнее место.
Кожух снова устанавливают иа болван, в пространство, образовавшееся от снятого с модели второго гипсового куска, через отверстие над ним в кожухе заливают сплав, как и при отливке первого куска. Чтобы исключить возможность сваривания кусков, 182
поверхность сопри кос н овен и я у отлитого ранее куска смачивают опгил^ цинка
Зегрм такн” же образом отливают все оставшиеся вокруг »」、ieqii кутки, в том числе и на нижней половине модели
I什 В п<\!овинах biok、ка пресс 卞。рмн, после отливки всех «‘сков, ^д^лывают отверстия, использ}суие ранее для залнвкн £；,〔Зв」, выполняют литьаковскг отверстие для запрессовки мо・ uc.wuro состава.
Описанный способ получения пресс-формы удобен тем, что 11“ с,・1мгнх г j молили kvckob не требуется большой механической пГрлС<ггки — чеканки лицевой поверхимиги и подгонки их в ко ♦\в匕 1ргсс-<1)ормы. Пр’ус-формн с частями из легкоплавких спла- вои удобны в изготовлении н дешевы, но недолговечны Слабая ii. иерхиослЬ кусков быстро изнашивается, теряет четкость нзобра- ч< ния гон^фхносги модели.
Наиболее прочны пресс-<юрмы 心 чугуна и 〃8тунн Чугунные 1?气с-форун с ку* ками in латуни сложнее в изготовлении и до- ；“」*「• олнако пр|>лилжител 5ный срок службы и у добства в работе х【:олие окупают .итрегы на иа изгеловление. Процесс литья »;г<чч |*<ipv нс чугуна игличает* я от описаииого ранее тем, что их 4*4 и отливаю г ие Hd поверхности модели, а в елдгльных фирмах, илпиовленных по гипсовым моделям (кускам гипсового болвана) Or.•“尸ев гаким образом части поели тщательной обработки и ^о- BOjKH собирают в кожуге пре<х-формыг как было описано выше.
При массовом производстве отливок по выплавляемым моделям изготовление пресс-форм лнгьем по выплавляемым моделям значительно упрощает гехиологию и сокращает себестоимость Ui ливки Процесс изготовления пресс Дюрмы〉рн этим состоит» как и прежче. из двух этапов: отливки кожуха пресс-формы и ее в*гутренних частей.
Изготовление кожуха пресс-формы. 1. Мо- )e.ib изделия (рис 81, а) укладывают на щиток с пластилиновой п.ыгтилкой I, габаритные размеры которой делают равными га- Епрнтпнм размером опорной плоскости отливаемого кожуха с при- ?гвамн “я крепления частей пресс-формы (рис 84. 6).
2 Hd поверхности моде 1и делают пластилниовый болван ()м.・.84, 8)подобно гипсовому болваиу, выполняемому при литье к ей пресс-формы из легкоплавких сплавов Поверхность бол- ь」<」надрезают, хорошо заглаживают и смазывают трансформаторным маслом
3 На болван наносят слой гипса, поверхность которого под・ рпают вровень с краями подстилки / (рис 84, г), так как ее габа- рнгнне размеры выполнены по внешнему контуру отливаемого Кожу ха Верхкюю часть гипсового слоя срезают так, чтобы остав- ин〃с丑 слой им«л толщину будущей стенки модели кожуха Под- реазннн莉 слой гипса после снятия его с пластилинового болвана ^Удет гипсовой моделью иижней части кожуха пресс-формы.
Рис. 64、Маготовленне жорпуса пресс-формы
Гипсовую модель нижней части кожуха с расположенным внутри пластилиновым болваном н моделью изделия переворачивают вместе со щитком. Щиток снимают и удаляют пластилиновую подстилку с поверхности разъема.
Смазав поверхность разъема маслом, на нее, как и при изготовлении гипсовой модели нижией половины кожуха, наносят слой гипса, равный толщине стенки модели верхней части кожуха (рнс. 84, 0).
Края гипсового слоя подрезают по контуру нижней половины кожуха.
Гипсовые модели кожуха снимают (рис. 84, е).
По этим моделям отливают половины кожуха из чугуна. Полученные части обрабатывают и собирают. Готовый кожух пресс- формы изображен на рис. 84, ж.
Изготовление внутренних частей пресс- формы. 1. Модель изделия устанавливают на нижнюю часть готового кожуха пресс-формы (рис. 85,可.Накрывают модель верхней частью кожуха. Через отверстие в верхней половине кожуха в полость между его стенками н моделью изделия запрессовывают модельный состав (рис. 85, б).
После затвердевания модельного состава верхнюю часть кожуха снимают и от образовавшегося болвана отрезают часть, равную первому куску (рнс. 85, в). Поверхность среза болвана н модели смазывают трансформаторным маслом, кожух устанавливают на место (рнс. 85, а).
184
Л)Л)
Л)
Л)
Рнс. 86. МаготФжяенм ・・утренн!га ч««а пресс-формы
В образовавшуюся полость через отверстие в кожухе над ней запрессовывают модельный состав. После затвердевания получают выплавляемую модель первого куска пресс-формы.
Кожух снимают, от болвана отрезают часть, равную еле* дующему куску (рис. 85. 0). Установив кожух на место, в образовавшуюся под ним полость запрессовывают модельный состав (рис. 85, е) для получения модели второго куска пресс-формы.
Таким же образом изготовляют модели третьего и всех последующих кусков (частей) пресс-формы (рис. 85, ж——«).
Сняв верхнюю часть кожуха, с модели снимают парафн- ио-стеариновые куски (рис. 85. к).
К полученным частям пресс-формы припаивают модели питателей и затем каждую часть припаивают к стояку (рис. 85, ж). Модельный комплект готов для дальнейших операций получения отливки по выплавляемой модели.
Полученные литьем по выплавляемым моделям части пресс- формы удобны тем, что онн имеют точные размеры н не требуют большого объема механической обработки, подгонки в кожухе, имеют четкий рисунок поверхности модели. Общий вид пресс- формы изображен иа рис. 85, л. Для удобства работы верхний кусок пресс-формы крепят к верхнему кожуху, в дальнейшем они будут составлять одно целое. Части пресс-формы в процессе изготовлеиия в ней модели крепятся клиньями, болтами с барашковыми гайками, прикрепленными к стенкам пресс-формы.
При массовом производстве отливок по вып 1ав чяемым мо=. лим для изготовления моделей применяют многогнездные ”рк* низированиые и автоматизированные пр£3б)рмн, с пнкмгмю сжимн к ли гидравлическими мехаинзм**” открывания и вакр* ваиия пресс・[а，мь>】,с м<#хл1гиз¥лмн В1^т<1лкива^ия готовых *с《. лей. Для получения чистой поверхности мой^зи рабочие поверх^ иости пресс*формы полируют
Модельные составы
Выплавляемые модели изготовляют нз легкоплавких материалов В качестве исходных М9Г「рк》лм смесей, называемых мп.4г пь- ныни о^тавамн, иг пользуют пара] “н. Lepe〔”H. буроугола i ып и торфяной воски, канифоль и др
Для получения выплавляемых моделей высокого качества модельные составы должны обладать следующими основными свойствами:
Иметь достаточную прочность» твердость и теплостойкость, не размягчаться при температуре рабочего помещения.
Иметь необходимую 次и.жотркучсть. хорош。заполнять полость пресс формы, четко в<к прои 1всия ее рабоч) ю поверхность
Быстро затвердевать в пресс-формеt xopcuic уд»житься из нее при разборке
. Хорошо смачиваться суспензией, ие взаимодействовать с ней и материалом прмофпрмн.
Не прилкпять к поверхьингги прегс-<|*орчы и р\кам рабочего.
Иметь минимальные и стабильные усадку при охлаждении и расширение при нагреваннм
, Должны быть пригодны для многократного нстюльз<«панЕЯ.
Быть безвредлыми и безопасными для работающих
Иметь невысокую стоим^чгги
Прнм?няемне мопельнн* (2авн подрачлеляют по темпера* туре плаБлеиия на легк<>ллавкие и тугоплавкие； по состоянию при вв^л^нии в пресс-^РМУ — иа жидкие н пастообра тчые; по способу у;ха・”н[兩 из обо точки — иа выплавляемые, выжига- емь1А и растворимые
Легк »пллвкие епггавы применяют для моделей небольших спл и апк и 聖：|гсгов 刀нют в ocwcrkcm нз пар 知，》ина и стеарина (ПС Ю-SO, ПСВ 17-17-661 Г1р< |,иушлтй< ^гл^\ модельных газ- rob, имеют ох низкую температуру плзн〃ен・м — у 1»*бство выплавления иоде лей t возмоя иос^ь повторного испольл-заиия вы- гыавлеииог^ из 4юрм модельного состава, недостаток низкая температура размягчения и невысокая прочность моделей Тугоплавкие мпдельиые ссгтавы применяют для модален крупных еггливок с повышенной тоиностью размеров и прочностью поверх- н«ти Н/абз* часто испсшьзукл состав КПсЦ 50-30-20 (50 % >86
Содержание компонента. %. в<менееСтеарлвЦ.р・0・・ВоемПереплав5050252550—812—80171766Содержание компонента. %. в<менееСтеарлвЦ.р・0・・ВоемПереплав5050252550—812—80171766такихтакихТаблица 15Таблица 15Модельные соста・н. применяемые ■ производстве кабннетных художественных атливожМодельные соста・н. применяемые ■ производстве кабннетных художественных атливожприменяемых для него материалов.применяемых для него материалов.66Рис. 86. Электровавна для плавки мо^ельногь составаРис. 86. Электровавна для плавки мо^ельногь составаРабо-ванныРабо-ванны、1、1модел ьн ого составамодел ьн ого составачается в следующем.чается в следующем.Очн-Очн-
Содержание компонента. %. в<
менее
Стеарлв
Ц.р・0・・
Воем
Переплав
50
50
25
25
50
—
8
12
—
80
17
17
66
Содержание компонента. %. в<
менее
Стеарлв
Ц.р・0・・
Воем
Переплав
50
50
25
25
50
—
8
12
—
80
17
17
66
таких
таких
Таблица 15
Таблица 15
Модельные соста・н. применяемые ■ производстве кабннетных художественных атливож
Модельные соста・н. применяемые ■ производстве кабннетных художественных атливож
применяемых для него материалов.
применяемых для него материалов.
6
6
Рис. 86. Электровавна для плавки мо^ельногь состава
Рис. 86. Электровавна для плавки мо^ельногь состава
Рабо-ванны
Рабо-ванны
、
1
、
1
модел ьн ого состава
модел ьн ого состава
чается в следующем.
чается в следующем.
Очн-
Очн-
канифоли» 30 % полистирола, 20 % церезина), растворимые модельные составы приготовляют на основе технической мочевины с добавкой в качестве п л астифи катора 2 %-ной борной кислоты.
В производстве кабн- нетных художественных отлнвок для изготовления выплавляемых моделей наибольшее применение
получили парафино-стеа-
рниовые модельные составы (табл. 15). Преимуществом составов является легкость выплавления моделей, позволяющая использовать такие способы выплавления, при которых модельный состав незначительно теряет свои свойства и может быть использован вновь для изготовления моделей.
Технологий приготовления модельного состава зависит от объема производства отливок
н степени его механизации. Парафин о-стеариновые модельные составы приготовляют в водяных электроваи-
нах млн термостатах, чий бак ] такоП (рис. 86) помещают в вуар 4, заполненный
Дно и боковая поверхность резервуара обогреваются электрической нихромовой спиралью 5. В дно рабочего бака вмонтирован обогреваемый кран 瓦 предиазиачен- ный для выпуска готового модельного составаt кран 7 для спуска загрязненного состава и кран 8 для слива обогревающей бак воды. Температура модельного состава и обогреваемой воды контролируется термометрами 2, установленными в крышке 5 ванны.
заклю-заклю-Процесс приготовлен н я
заклю-
заклю-
щенные от механических загрязнений куски парафина, стеарина и возврата размером 100Х 100х 100 мм в определенных соотношениях (по массе) закладывают в рабочий бак электрованны н расплавляют. При температуре 80—86 ℃ состав выдерживают 5——10 мин для осаждения попавших загрязнений. После отстоя расплав фильтруется н переливается в мешалку. Здесь модельный состав охлаждается до пастообразного состояния (до 42―45 ℃) н для уменьшения усадки насыщается воздухом. Готовый состав подается для запрессовки моделей.
Изготовление моделей
Выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах путем заполнения нх полости модельным составом. Модельный состав вводится в полость пресс-формы в жидком состоянии путем свободной заливки или в пастообразном состоянии путем запрессовки.
Способ свободной заливкн полости пресс-формы жидким модельным составом прост, не требует применения специального оборудования, дает возможность получать большие прочные, с внутренними пустотами модели, экономно расходовать модельный состав. Однако он имеет существенные недостатки: 1) малая производительность вследствие медленного охлаждения модельного состава, залитого в пресс-форму с высокой температурой; 2) большая объемная усадка модельного состава из-за высокой температуры заливки; 3) ограниченные возможности получения моделей с четким рельефом внутренней поверхности пресс-формы; 4) необходимость хорошей герметичности пресс-формы.
В производстве художественных отливок наиболее распространен способ изготовления выплавляемых моделей путем запрессовки модельного состава в пресс-форму в пастообразном состоянии. При этом способе модели получают четкий рельеф поверхности с наименьшей объемной усадкой, так как значительная часть ее происходит в период охлаждения расплавленного модельного состава до пастообразного состояния. Более быстрое охлаждение модели в пресс-форме по сравнению с заливкой ее жидким модельным составом увеличивает оборачиваемость пресс-формы и повышает производительность процесса изготовления моделей.
Оборудование участка изготовления выплавляемых моделей зависит от сложности отливаемых изделий, объема их производства и степени механизации процесса. В мелкосерийном производстве художественных отливок при изготовлении моделей нз пастообразного модельного состава применяют шприц, в цилиндре которого помещается модельный состав, пневматический пресс для запрессовки модельного состава в полость пресс-формы, ванну с холодной водой и устройство для обдува деталей пресс-формы перед сборкой.
Рис. 87. Пиеам&тичесвий пресс для мэготовлемми моделейРис. 87. Пиеам&тичесвий пресс для мэготовлемми моделейПри наличии такого оборудования процесс изготовления модели состоит нз следующих операций:
Рис. 87. Пиеам&тичесвий пресс для мэготовлемми моделей
Рис. 87. Пиеам&тичесвий пресс для мэготовлемми моделей
Части (куски) пресс- формы очищают от пыли н остатков модельного состава струей сжатого воздуха. Смазав поверхность внутренних частей пресс-формы трансформаторным маслом, нх укладывают в половинах кожуха. Затем пресс-форму собирают, укрепляют и устанавливают на стол / пресса (рис. 87).
В цилиндр шприца, наполненный необходи
мым количеством модельного состава, устанавливают поршень.
Носок шприца 3 вставляют в литниковое отверстие пресс- формы 2. В пиевмоцилиидр пресса подается сжатый воздух, при этом шток 4 поршня пневмоцилиидра опускается вниз на поршень шприца, выдавливая из него модельный состав в полость пресс- формы.
После небольшой выдержки под давлением пресс-форму гннмают со стола и охлаждают в ванне с холодной водой или обдувают воздухом до затвердевания в ней модели.
Охлажденную пресс-форму раскрывают, разбирают ее на части, извлекают модель и укладывают ее для окончательного охлаждения на 30~-40 мин в корзину с мягкой подстилкой.
При массовом производстве отливок для запрессовки модельного состава в пресс-форму применяют пневматические, гидравлические и механические установки. Пневматические и гидравлические установки используют для прессования парафино-стеариновых моделей» механические установки, подающие модельный состав в полость пресс-формы шестеренчатым иасосом, для запрессовки моделей из более вязких составов, содержащих буроугольный и торфяной воск.•
Чеканка моделей. Удаленные из пресс-формы модели подвергают чеканке, которая заключается в следующем. Рукой в хлопчатобумажной перчатке берут модель нз корзины и специальным стальным ланцетом-скальпелем очищают ее поверхность от заливов и швов, срезают питатель и тщательно заглаживают иа поверхности модели его следы. Гладкую поверхность модели обрабатывают капроновой тканью, поверхность модели в местах снятия швов н питателей прочеканивают гребенчатой насечкой под общую поверхность модели. После чеканки модели поверхность
42/42/Рис. 88- Устаиоввв стержня ■ пресс-формеэРис. 88- Устаиоввв стержня ■ пресс-формеэ/ — пресс-форма; 2 — стержень; 3 — полость; 4 — концы каркаса стержня/ — пресс-форма; 2 — стержень; 3 — полость; 4 — концы каркаса стержняее очищают колонковой или барсучьей кистью от остатков модельной массы.
42/
42/
Рис. 88- Устаиоввв стержня ■ пресс-формеэ
Рис. 88- Устаиоввв стержня ■ пресс-формеэ
/ — пресс-форма; 2 — стержень; 3 — полость; 4 — концы каркаса стержня
/ — пресс-форма; 2 — стержень; 3 — полость; 4 — концы каркаса стержня
Сборка моделей. Модели сложныххудожествен н ых
изделий изготовляют (для упрощения конструкции пресс-форм) обычно по частям. Прн сборке модели к ее корпусу плоскими электропаяльниками припаивают отдельно нзготовлеиные части. Обработанные и собранные модели укладывают на специальные стеллажи в по
ложение, исключающее возможность нх поломки, коробления, загрязнения и искажения поверхности.
В художественной отливке чистота поверхности и ее соответствие оригиналу зависят от толщины стенки отливкн. Чем тоньше стенка отливкн, тем чище поверхность, меньше масса и возможность искажения от усадки.
Прн изготовлении пустотелых отливок обычными способами литья в полость формы при сборке устанавливают стержни. При литье по выплавляемым моделям неразборная форма не позволяет использовать этот способ получения полости в отливке. Полость в такой отливке может быть получена при налнчин стержня в са- мой модели, который останется в полости керамической формы после выплавления модели.
Прн получении выплавляемой модели со стержнем в пресс- форму перед ее заполнением модельным составом вставляют стержень (рнс. 88). Фиксация стержня в пресс-форме осуществляется кониамн его каркаса, размещающимися в специальных вырезах-знаках, сделанных в стенках пресс-формы на ее разъеме.
Для изготовления выплавляемых моделей со стержнем применяют массивные песчаные стержни и пустотелые стержни из керамической обмазки. Пустотелые стержни изготовляют обычным способом получения керамических форм по выплавляемым моделям. Для этой цели по внутренним размерам проектируемого пустотелого стергкня изготовляют выплавляемую модель с выступающими концами каркаса для крепления стержня в пресс-форме. На модель наносят необходимое число слоев суспензии, образующих после выплавления модели стенку пустотелого керамического стержня. Пустотелые стержни выгодны тем, что позволяют получать легкие отливки, однако нз-за частых случаев их разрушения прн запрессовке модельного состава, заливке формы отливок такие стержни применяют пока редко. Чаще используют массивные песчаные стержни, изготовляемые обычным способом (в стержне- 190
Сжатый воздух
睜"……3…….….，弋:爲………………………
них ящиках с последующим покрытием их поверхности одним слое» cysrанн (без обсыпки).
В ми целях с маеснвнммн стержнями (^ля обеспечения выхода нз с^ержяя газа н выбивки из отливки) трубкой диаметром 5—— 1U зм делаип вырез до поверхности стержня В этом вырез*- в теле стер*нн 5f.iai「T отверстие глубиной 10——15 мм диампрпч 2— 4 мм. в Кигорое вставляют металлическую шпильку длиной до 50 мм, образующую впоследствии в теле стержня капал для вы- хЛ£а「а，з. Вырез в теле модели образует затем в стенке отливки полость, через кслорую mj нее выбивается стержень
Для нзпловления выплавляемых мотелей в усчовиях массового оронзвох 1ва машин остроител ьиых отанвок применяют линии, вып<*,1ННкпцие все операции, от прнгзовленнн молельного со» стам 1с изготовления moiq〃h (рис. 8^1 В баке / модрлэный сс- с、аа. ^лгружеичым на nfiогреваемые водой трубки 2, пл«лвится и «ре тр\《ку 3 стекает а бак 4, откуда иасосом 5 перекачивается з «як 6 При закрыт«.<м клл<|«не 7 отмеренное количество состава nqw，HB^F「M в ло«тастную мешалку 8. Здесь модельный состав ппьгу1П7 ло нглбходимой температуры н коисистемции, затем з， m р?к.ц|ип<г^тся в ил-латочный бак 9, откуда иаеггим 10 подлетел 断 пре»-.-у // для запрег<овки в установленную на карусели пресс- 巾0PMy /2 Охлажденные водой пресс-формы автоматически от- крызгются, модель 13 выталкивается в ваину 14 с холодной водой.
Изготовление литниковой системы. Литниковую систему н，г。- 】°0.1 не из модгльиогс- состава в специальных металлических Ф^рма* способом свобод к ой загивки С целью экономии мпдель- hnrr егхтава н ускорения выплавления его из формы наиболее ^йссишые части литниковой системы (стояки, выпоры и при- М」”； делают пустотелыми
Пустотелые стояки изготовляют спосо бом обмакивания в жидкий модельный состав металлического стержня. Для этого изготовляют металлический стержень в виде модели стояка с размерами, уменьшенными на толщину слоя наносимого на него модельного состава. Трехкратным погружением стержня в жидкий модельный состав на его поверхность наносится слой, равный толщине стенки стояка. В целях экономии модельного состава на стержень стояка наносят расплавленный возврат модельного состава. В начале процесса выплавления модели тонкий слой модельного состава вокруг стержня- стояка быстро плавится н освобождает его для дальнейшего нспользоваиня.Сборка модельного блока. В производстве лнтья по выплавляемым моделям небольшие изделия отливают по нескольку штук в одной форме при общем стояке. Такой стояк с прикрепленными к нему моделями называют модельным блоком (рис. 90), а процесс крепления моделей иаПустотелые стояки изготовляют спосо бом обмакивания в жидкий модельный состав металлического стержня. Для этого изготовляют металлический стержень в виде модели стояка с размерами, уменьшенными на толщину слоя наносимого на него модельного состава. Трехкратным погружением стержня в жидкий модельный состав на его поверхность наносится слой, равный толщине стенки стояка. В целях экономии модельного состава на стержень стояка наносят расплавленный возврат модельного состава. В начале процесса выплавления модели тонкий слой модельного состава вокруг стержня- стояка быстро плавится н освобождает его для дальнейшего нспользоваиня.Сборка модельного блока. В производстве лнтья по выплавляемым моделям небольшие изделия отливают по нескольку штук в одной форме при общем стояке. Такой стояк с прикрепленными к нему моделями называют модельным блоком (рис. 90), а процесс крепления моделей иа
Пустотелые стояки изготовляют спосо бом обмакивания в жидкий модельный состав металлического стержня. Для этого изготовляют металлический стержень в виде модели стояка с размерами, уменьшенными на толщину слоя наносимого на него модельного состава. Трехкратным погружением стержня в жидкий модельный состав на его поверхность наносится слой, равный толщине стенки стояка. В целях экономии модельного состава на стержень стояка наносят расплавленный возврат модельного состава. В начале процесса выплавления модели тонкий слой модельного состава вокруг стержня- стояка быстро плавится н освобождает его для дальнейшего нспользоваиня.
Сборка модельного блока. В производстве лнтья по выплавляемым моделям небольшие изделия отливают по нескольку штук в одной форме при общем стояке. Такой стояк с прикрепленными к нему моделями называют модельным блоком (рис. 90), а процесс крепления моделей иа
Пустотелые стояки изготовляют спосо бом обмакивания в жидкий модельный состав металлического стержня. Для этого изготовляют металлический стержень в виде модели стояка с размерами, уменьшенными на толщину слоя наносимого на него модельного состава. Трехкратным погружением стержня в жидкий модельный состав на его поверхность наносится слой, равный толщине стенки стояка. В целях экономии модельного состава на стержень стояка наносят расплавленный возврат модельного состава. В начале процесса выплавления модели тонкий слой модельного состава вокруг стержня- стояка быстро плавится н освобождает его для дальнейшего нспользоваиня.
Сборка модельного блока. В производстве лнтья по выплавляемым моделям небольшие изделия отливают по нескольку штук в одной форме при общем стояке. Такой стояк с прикрепленными к нему моделями называют модельным блоком (рис. 90), а процесс крепления моделей иа
“с. * модельный стояке — сборкой модельного блока. Для сборки модельного блока стояк устанавливают в специальном приспособлении, обеспечивающем его устойчив(х:ть в вертикальном или горизонтальном положении, удобном для работы.
Далее, пользуясь эталонным модельным блоком как оригиналом, сборщик плоским электрическим паяльником припаивает в нужном месте к поверхности стояка необходимое число моделей с питателями. Просветы между моделями на стояке делают ие менее 10 мм, а верхняя точка модели должна быть ннже воронкн стояка иа 15—20 мм. При припаивании модели к стояку необходимо учитывать прочность крепления модели на стояке; возможность полного выхода из формы модельного состава при выплавлении модели; удобство дальнейшей работы с модельным блоком в процессе его обмазки и обсыпкн; устойчивость положения модельного блока при сущке н хранении.
Для обеспечения прочности крепления модели на стояке и устранения зазоров между стенкой стояка н питателем в местах их спайки должен быть образован шов из модельного состава. Наиболее полное удаление модельного состава из формы при выплавлении модели достигается присоединением питателей н моделей к стояку с определенным наклоном и устройством дополнительных каналов для выхода модельного состава. Части моделей, которые должны давать в отливке чистую, четкую поверхность, рекомендуется при сборке моделей на стояке располагать внизу.
Изготовление керамических оболочек
Стейка оболочковой формы, изготовленной по выплавляемой модели, представляет собой прочную керамическую корочку, полученную в результате нанесения на модель нескольких слоев суспензии и обсыпкн. Суспензия представляет собой смесь жид- кого связующего и огнеупорного наполнителя. Слой суспензии на модели должен обладать достаточной прочностью, быть огнеупорным, иметь хорошую способность точно воспроизводить сложный рельеф поверхности модели отлнвки.
В качестве связующего в суспензии применяют гидролизованные растворы этилсилнката, жидкое стекло, ацетоновый раствор кремневой кислоты и др. В производстве художественных отливок чаще всего применяют эти леи л и кат в виде гидролизованного раствора. Связующие свойства этилсиликата объясняются его взаимодействием с водой, но вода почти ие смешивается с этил- енликатом, и реакция гидролиза идет медленно. Поэтому для введения воды в этилсиликат применяют различные растворители (ацетон, этиловый спирт н др.), хорошо растворяющие воду н этилен ли кат. Для ускорения гидролиза, увеличения прочности оболочки формы и сокращения времени ее сушки применяют 0,2— 0,3 %-ную соляную кислоту. Для проведения гидролиза этилси- лнката необходимо знать расход воды, растворителя н соляной кислоты. Их количество определяется расчетом н зависит от химического состава этилсиликата. Примерный состав гидролизного этилсиликата марки 32 следующий: 30——34 % SiO2; 30 % этилового спирта (гидролизный) марок А и Б; 62,7 % этилсиликата; 7.3 % воды; 100 мл соляной кислоты плотностью 1,18—1,19 г/смв (сверх 100 %). Жидкое стекло как связующее суспензии в производстве художественных отливок не получило широкого распространения вследствие низкой огнеупорности получаемого покрытия.
В качестве наполнителя суспензии применяют пылевидный кварц — маршаллит, искусственную кварцевую муку, получае* мую размолом чистого кварцевого песка, молотый плавленый кварц. Наиболее распространенным из иих является маршаллит марок КП-1, КП-2, КП-3 с содержанием кремнезема не менее 98 %, оксидов железа не более 0,05 %, влаги не более 2 %. Содержание щелочей не допускается. Размеры зерен кварца соответствуют размеру стороны ячейки сит 0,1—0,05 мм (номера сит 01—005).
Перед употреблением пылевидный кварц прокаливают в течение 3~—4 ч прн температуре 850—900 ℃. После прокаливания кварц охлаждают до 】8——22 ℃ и для обеспечения необходимого зернового состава просеивают через сито 005. Недостаток пылевидного кварца как наполнителя суспензии в том, что при на- греве ои претерпевает полиморфные превращения, связанные с увеличением его объема, что приводит к изменению линейных размеров оболочек. При нагреве до 1000 ℃ их размеры увеличи-
8 Зотов Б. Н.8 Зотов Б. Н.193
8 Зотов Б. Н.
8 Зотов Б. Н.
Рис. 01. Бачок дл・ су спев- аияРис. 01. Бачок дл・ су спев- аияваются иа 1,4 %. Поэтому кварцевый песок в ряде случаев стали заменять дру. г нм высокоогнеупорным материалом, более постоянного объема (плавленый кварц, цнркои н др.). -
Рис. 01. Бачок дл・ су спев- аия
Рис. 01. Бачок дл・ су спев- аия
Для обсыпки слоев суспензии применяют кварцевый песок марок 06瓜01匸 О62К025 с содержанием кремнезема ие менее 97 %. Кварцевый песок перед употреблением прокаливают при температуре 850—900°С и просеивают через сито с ячейками 0,630—1,0 мм.
Огнеупорную суспензию приготовляют в бачках из коррозноиио-стойкой стали или
алюминия, с ручным перемешиванием или в специальных механических мешалках-бачках (рис. 91). Вместимость бачка должна быть такой, чтобы в него свободно погружался модельный блок. Для удобства рекомендуется иметь два бачка с суспензией: один — с раствором для слоя первого покрытия, второй ——для последующих. Для приготовления суспензии в ба- чок заливают гидролизованный раствор до уровня, позволяющего полностью погружать в него модельные блоки. Перемешивая раствор, в бачок-мешалку медленно засыпают маршаллит до получения однородной массы установленной плотности. Плотность суспензии для первого слоя покрытия блоков рекомендуется 1,74—1,78 г/см*, для второго и последующих 1,68—1,72 гем®. Перед употреблением приготовленную суспензию отстаивают в течение 5—10 мин до прекращения выделения из нее пузырьков воздуха.
Процесс нанесения слоя суспензии на модельный блок сводится к следующему. Модельный блок берут за литниковую чашу или подставку стояка (если стояк изготовлен с металлическим стержнем) и погружают в бачок с суспензией (см. рнс. 91). Затем блок вынимают из бачка и, медленно поворачивая, добиваются образования на его поверхности равномерного слоя суспензии. После этого модельный блок (с целью закрепления слоя суспензии и связи его с последующим слоем) переносят в струю песка для обсыпки. Обсыпка модельных блоков производится в специальных установках. На рис. 92 показана схема установки для обсыпки б кипящем слое.
Принцип работы установки следующий. В мегаллическнй цилиндр I (рис.网，заполненный кварцевым песком 2, снизу через металлическую сетку 4 и слой войлока $ по трубе 5 подается сжатый воздух. Проходя через слой песка, воздух разрыхляет его, образуя кипящий слой, в который и погружается модельный блок. После обсыпки модельный блок подвергают естественной сушке в течение 30—35 мнн прн температуре 20—25 ℃. Затем на модельный блок наносят аналогично первому последующие слои суспен-
9ИИ и обсыпки. Число слоев покрытия зависит от размера модельного блока. На моделях кабинетных художествеи- ннх отливок достаточно иметь три-четыре слоя покрытия. После последнего покрытия и обсыпки модельный блок устанавливают на стеллаж для естественной сушки на 4—5 ч при темпе* ратуре 20—25 ℃. При использовании принудительной циркуляции воздуха процесс сокращается до 2—3 ч. Для сушки модельных блоков после нанесения суспензии и обсыпки применяют также вакуумно-аммначные камеры. Оболочки выдерживают в камере под действием паров влажного аммиака в течение 2 мин После откачки аммиака оболочки проветривают, прокачивают воздух через камеру. Общая продолжительность сушки одного слоя обо-
Рмс, 92. Песжосып с кипящим слоемРмс, 92. Песжосып с кипящим слоемлочки 15—20 мнн.
Рмс, 92. Песжосып с кипящим слоем
Рмс, 92. Песжосып с кипящим слоем
Процесс нанесения огнеупорного покрытия на поверхность песчаного стержня такой же, как и для модельного блока, с той лишь разницей, что слой суспензии не обсыпают кварцевым песком, чтобы предотвратить его попадание в отливку. Слой суспензии на стержне сушится в электрическом шкафу при температуре 50—60 ℃.
Выплавленне моделей
На практике применяют несколько способов выплавления молельного состава из форм: 1) в ваннах с горячей водой; 2) с помощью подогретого воздуха или пара, направляемого в литниковую чашу оболочки модельного блока; 3) нагретым модельным составом; 4) в печах, применяемых для прокаливания форм. Последний чаще используют не как способ выплавления, а как способ выжигания, так как модельный состав при этом не только расплавляется, но и выгорает.
В зависимости от размера формы и типа модельного состава модели могут выплавляться непосредствен ио из корочки огнеупорного покрытия или нз форм, приготовленных для прокаливания.
При производстве художественных отливок наиболее часто модели выплавляют в ваннах с горячей водой. Преимущества 3Tого способа следующие:
］，Возможность более полного (на 80—95 %) использования выплавляемого модельного состава для изготовления моделей (многократное использование).
8*8*196
8*
8*
Прн выплавлеиин моделей в ваннах с горячей водой модельный состав начинает плавиться у стеиок формы раньше, чем вся остальная масса, что дает возможность остальной части модели свободно расширяться при нагревании, не оказывая давления на форму.
Появляющийся на внутренней поверхности формы после выплавления модели (от взаимодействия этилсиликата со стеарином поверхностного слоя модели) белый налет ——«пепел» при выплавлении моделей в водяных ваннах легко смывается горячей водой.
Для выплавления моделей горячей водой модельные блоки устанавливают в специальное приспособление — комплектодер- жатель 1 (рис. 93) литниковой чашей вверх и погружают в ванну 2 с водой, температура которой 85——90 °C. Через I——2 мнн после погружения модельного блока в ванну металлический стержень стояка прогревается н освобождается от слоя модельного состава； после чего стержень удаляют для дальнейшего использования, а модельный блок продолжают выдерживать до полного выплавления из формы модельного состава. При этом модельный состав, будучи легче воды, поднимается из формы (в виде капелек) на поверхность воды и по мере накопления сливается в отделитель 5 модельного состава, расположенный сбоку ваниы. После выплавления моделей комплектодержатель с формами вынимают из ванны. Керамические формы вынимают нз приспособления, выливают из ннх воду и не менее двух раз промывают их внутреннюю поверхность горячей водой. Промытые керамические формы устанавливают на стеллажах для сушкн. Сушат их в течение 3 ч при температуре 20—25℃. В керамических формах с расположенными внутри стержнями удаляют вставленные при чеканке модели шпильки, образующие каналы для выхода из стержня газов при заливке формы металлом.
Восстановление выплавленного модельного состава. В процессе выплавления модельного состава свойства стеарина ухудшаются, он омыляется н становится хрупким, модели при этом получаются с шероховатой поверхностью. Для восстановления прежних свойств выплавленный парафиио-стеариновый модельный состав подвергают специальной обработке (восстановлению). Для этого в ванну из коррозноино-стойкой стали заливают 5 %-нын водный раствор соляной кислоты (плотность 1,19 г/см*). Раствор нагревают до 70—80 ℃ н загружают в него предвазначенный: для восстановления модельный состав. В ванне раствор доводят до кипения и кипятят в течение 25—30 мни. Нагрев ванны прекращают, раствор с возвратом отстаивают в течение 20 мнн. Затем обработанный возврат спускают через кран н разливают в формы для охлаждения.
Формовка оболочек
Процесс формовки керамических оболочек ие представляет сложности. Ои сводится к простому заполнению пространства опокн (с установленными в ней оболочками) применяемым при формовке наполнителем. В зависимости от размеров отливаемых изделий и требований, предъявляемых к ннм. применяют сухие, влажные и комбинированные наполнители. Опоки, используемые для формовки, представляют собой сварные из листов нли литые из жаростойкой стали коробки. Размеры опоки должны превышать габаритные размеры формуемых оболочек иа 20—30 мм с каждой стороны.
В зависимости от размера формы и применяемого наполнителя опоки могут быть с дном и без дна. В последнее время для формовки с жидким наполнителем нашли применение н разъемные опоки. В производстве художественных отливок наиболее распространенным способом формовки оболочек является формовка с сухим и комбинированным наполнителями.
Формомка с сухим наполнителем. Для небольших форм кабинетных художественных отливок в качестве наполнителя прн формовке оболочек применяют кварцевый песок 1К02, предварительно прокаленный при температуре 750——900 ℃ н просеянный 9ерез сито 04—01. Вместо кварцевого песка рекомендуется использовать шамотную крошку, которая незначительно расширяли при высоких температурах прокаливания форм.
Опокн больших размеров для форм средней сложности за ползают тем же наполнителем с добавлением в качестве связующего ]~2 % технической буры или борной кислоты. Борная кислота и бура, имеющие температуру плавления 575 и 741 'С. прн прока- "нваннн форм расплавляются н, обволакнвая зерна, скрепляют всю массу наполнителя б опоке.
Преимущество сухнх наполнителей — возможность их многократного использоваиня. Вследствие легкой выбиваемостн из
197
RRРис. Оболочки ■ наложи ителемРис. Оболочки ■ наложи ителемопок они меньше подвергаются ра、 рушению. Кроме того, формы с су. хим наполнителем требуют ме» шей тепловой обработки. Форму с сухнм наполнителем прокаливасуг в течение 3—6 % с жидким 〜 в течение 8—24 q.
R
R
Рис. Оболочки ■ наложи ителем
Рис. Оболочки ■ наложи ителем
Формовку с сухим наполни! «• лем производят в следующем по.
на пол-на пол-рядке: на дно коробчатой огкжл Y (рнс 94) насыпают слой /
на пол-
на пол-
вверх устанавливают однивверх устанавливают одниили н。или н。нителя толщиной 20—30 мм. В С4О* наполнителя 5 литниковой чаше#
вверх устанавливают одни
вверх устанавливают одни
или н。
или н。
сколько блоков 4 оболочек так, Ч7обы зазор между блоками и стенкой опоки был не мену J0—20 мм Чтобы избежать попадания наполнителя при $и> ■ивке в полость оболочки, в канал стояка закладывают ватку. а литниковую чашу закрывают алюминиевым колпачком 3. П& странство опоки между блоками и ее стенкой заполняют на под- нителем» для лучшего заполнения опоки по ее стенкам при формовке слегка постукивают молотком нлн уплотняют наполнит^и на вибрационном н』н встряхивающем столе. После заполнены# опокн наполнителем литниковая чаша блока должна возвышатьин над уровнем наполнителя на 15—20 мм. Заформованные таким образом оболочки поступают иа прокаливание.
Формовка с комбинированным наполнителем. Такая формовкл позволяет применять опоки без дна, упрочняет форму и упрощает процесс ее выбивки. При формовке оболочек опоки заполняют влажным и сухим наполнителем. Для приготовления литейной формы оболочки с очищенной торцовой частью литниковой чашх устанавливают на смазанную маслом плиту и накрывают опокой Нижиюю часть опоки на 2/3 высоты литниковой чаши заполняют влажным наполнителем, состоящим из тщательно перемешанных 90 % кварцевого песка и 10% жидкого стекла. Среднюю часть опоки заполняют сухим наполнителем прежнего состава, а верх， ний слой (на 25——30 мм) — тем же влажным наполнителем. Для увеличения газопроницаемости формы в верхнем слое выполняют вентиляционные каналы. После формовки влажные слои в тече ние 1—3 ч сушат> после чего опока поступает на прокаливание.
В настоящее время применяют способы заливки оболочек без опорного наполнителя. Чтобы увеличить прочность керамического слоя оболочки» на нее наносят дополнительно до трех слое» спецнального состава: 70 % кварцевой муки зернистостью 010■_00; 39 % жидкого стекла плотностью 1—2 г/см8.
Для упрочнения оболочки подвергают естественной сушке в течение 2—3 ч. Использование упрочненных оболочек в производстве скульптурных отливок вызывает некоторые сомнения. 196
Прн изготовлении кабинетных художественных отливок, масса к0Topнх незначительна, способ заливки без опорного наполнителя м0Жет найтн применение.
Прокаливание форм
При существующих способах выплавления модельного состава полностью удалить его из формы не удается. Трудность бывает вызвана обычно сложностью конфигурации моделиэ поэтому полное у деление модельного состава нз формы н придание форме окончательной прочности достигается в процессе дальнейшей операции — прокаливания формы. Кроме того, заливка чугуна в горячие формы после прокаливания дает возможность получить отливки без отбела. Это практически исключает необходимость операции отжига» облегчает механическую обработку отливок н снижает нх стоимость.
При массовом производстве для прокаливания форм применяют специальные электрические нлн газовые печи. Нагреваемые в печи формы передвигает специальный механизм-толкатель. Конструкция электрической н а гревател ьн ой печн представлена на рис. 95. Печь имеет три зоны с максимальной температурой нагрева до 950 ℃- Размеры рабочего пространства печи 4500 X X 600x400 мм.
Рнс. Об. Схема толкательной леям для пропалив&кня форм: толкатель; 2 — засломм; 3 — кожух; ♦ — огнеупорная футеровка; 6 — рельсовый суть: ，— вагреватель; 7 — поддон
嘤国g B^BZ^
BOD
700
БОО
в ю
4 Б Время, ч
Рис. 96・ График прокаливания форм с сухим нвполнмтелем для “■Мкетннх худо ж ественных от- лнвох
Для прокаливания формы устанавливают на жаропрочные поддоны, рас- положенные на роликовом конвейере у загрузочной дверцы печи. С роликового конвейера формы прога л кива* ются толкателем на рельсы, расположенные внутри печи — от загрузочного окна до окна выгрузки. Скорость продвижения в печи поддонов с уста нов-
ленными
на них формами зависит от
жествениых отливок в казан иа рис. 96. После
размеров форм и применяемого при формовке наполнителя. График прокаливания форм для кабинетных худо опоках размером в плане 350 X 350 мм по-
формовке
окончания прокаливания формы в го
ря“ем состоянии подаются на площадку для заливки.
Вопросы для повторения
В чем заключается сущность способа литья по выплавляемым моделям?
Какие преимущества имеет литье по выплавляемым моделям?
Чем отличается современный способ』нтья по выплавляемым моделям от способа получения отливок по выжигаемым моделям?
Что представляет собой пресс-форма для изготовления моделей художественных отлмвок?
Какне Вы знаете способы изготовления пресс-форм для моделей художественных отливок?
Какие материалы применяют для изготовления выплавляемых моделей?
7・.Как изготовляют пресс-форму?
8_ Как изготовляют выплавляемую модель?
Кнкне материалы применяют для прнготовленкя огнеупорного покрытия моделей?
Для чего н как производится обсыпка модельного блока после его обмазки?
Как изготовляют выплавляемые модели для получения пустотелых отлнвок?
Кан выплавляется модельный состав нз формы?
Что такое модельный блок н как его изготовляют?
Как Босстанавливают парафнно-стеарнновыб модельный состав, выплавленный из форм?
Какие существуют способы формовки керамических оболочек?
Как производится формовка с сухим наполнителем?
Ках изготовляют форму с комбинированным наполнителем?
Ках н для чего прокаливают формы перед залнвкой?
Глава
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ ДЛЯ СКУЛЬПТУР
Процесс получения крупных художественных отливок в основном тот же, что н процесс производства кабннетиых отливок. Некоторые особенности в выполнении технологических операций формовки связаны с увеличением размеров формы и ее частей. К таким особеииостям следует отнести: применение каркасов при изготовлении крупных частей формы для увеличения их прочности н удобства съема, изготовление литейных форм без опок (в формовочных ямах и литейных кессонах), изготовление стержней путем заливки жидкой стержневой массы в полость формы, сушка форм на месте. Своеобразным способом изготовления литейных форм для литья скульптур является формовка по выплавляемым моделям. Таким образом, прн литье скульптур применяют формовку по выплавляемым (восковым) моделям — массивным, оболочковым н пустотелым, кусковую формовку без опок (кессонную формовку), кусковую формовку с глиняной рубашкой и кусковую формовку в опоках.
Формовка по восковой модели
Одним из недостатков кусковой формовки является то, что на поверхности отлитого изделия остаются следы соединений отдельных кусков в форме в виде швов. Это осложняет механическую обработку отливки, чеканку ее поверхности. Кроме того, как указывалось ранее, такую формовку должен выполнять формовщик высокой квалификации.
Для нзготовлеиия литейной формы для художественной от- 刀нвкн наиболее простой является формовка по восковой модели, так как модель вместе с литниковой системой и выпором (которые также изготовляют из воска) удаляется из формы путем внплав- “ення или выжигания в процессе сушки (а не путем раз- боркн).
Для небольших, мен ев сложных художествен иых изделий восковые модели изготовляет скульптор (лепкой). Для получения
201
пустотелой отливки внутрь восковой модели в процессе ее изготовления устанавливают отдельно при готовленный песчаный стержень с удлиненными концами каркаса. Бывают случаи нзго> товлени я моделей литьем в гипсовых формах целыми или по частям с последующе克 сборкой и обработкой.
Изготовление литейных форм по восковым моделям, ие имеющим тонких деталей на поверхности, сводится к следующему: восковую модель укладывают в специально приготовленную, с хорошо припыленной поверхностью, фальшивую опоку. На поверхностн фальшивой опоки к модели в нужным местах прикладывают восковую литниковую систему и каналы для вытекания воска. На фальшивую опоку с моделью устанавливают опоку формы. Модель припыливаюту засеивают облицовочной смесью, применяемой для кусковой формовки, и, слегка уплотнив ее вокруг модели рукой, продолжают изготовление полуформы. В этом случае при уплотнении смеси в опоке следует иметь в виду малую прочность поверхности модели, как н при кусковой «ормовке по пластилиновому оригиналу. Затем заформованиую опоку вместе с фальшивой опокой переворачивают, фальшивую осторожно снимают так, чтобы не повредить модель и литниковую систру, устанавливают и формуют аторую опоку. Форму, не разбнрая, вместе с моделью сушат, в процессе сушки восковая модель плавится, вытекает из формы оставляя в ней полость для заливки металла.
Способ формовки по восковой модели несложен, позволяет получать чистую (без швов) поверхность отливки. Однако он имеет ряд недостатков- Во-первых, при формовке по восковой модели сама модель, как художественное произведение, уничтожается в процессе приготовления одной формы и в случае необходимости ее повторения модель нужно изготовлять вновь. Во- вторых, отливка по восковой модели обходится дорого, так как в стоимость, кроме стоимости работ н материалов, для изготовления литейной формы и механической обработки, включаются затраты на изготовление восковой модели, которые высоки. В-третьих, формовка по восковой модели неудобна н ограничивает производнтельисх:ть труда формовщиков из-за возмозкностн поломки модели или повреждения ее непрочной поверхности.
В современном производстве художественных отливок формовку по восковой модели почти не применяют. Ее используют лишь иногда при получении разовых отливок, необходимых для изготовлеиня металлической модели.
Способ изготовления форм для скульптур по восковым моделям является самым древним и до начала XIX столетия считался единственным способом получения скульптур. В России по восковым моделям были отлиты хорошо известные памятники: Петру I в «Ленинграде, Минину и Пожарскому в Москве, группа укротителей коней иа Аиичковом мосту в Ленинграде и многие другие уникальные отливки.
ПронгсПронгсизготовления литейиых форм таких отливок, описаи-
Пронгс
Пронгс
“艮在 в трудах профессора Н. Н. Рубцова, в прошлом состоял в следующем：
нн，‘нн，‘Изготовление модели и стержня Вокруг изготовленного ,гу?ыттором и у стаи овленного на кирпичном постаменте гипсо- оригинала отливки делали кусковую гипсовую форму. Ориги- “j" для удобства отделения ст него кусков смазывали жировым 、ктавом На куски, облегающие поверхность оригинала, нано ；мпн гипсовый слой ——раковины, объединяющие несколько кусков гипсовой формы и позволяющие впоследствии точнее собирать M、ovy для модели. Затем раковины снимали, с оригинала убирали “ytkh гипсовой формы На внутреннюю поверхность кусков, ейлзаиную тонким слоем жирового состава, кистью наносили 匸池宓 воска, соответствующий толщине стенки будущей отливки. Далее гипсовый оригинал убирали и на его место на постамент устанавливали металлический каркас для стержня. Вокруг кар- кдгл в прежнем положении собирали гипсовую форму, полость которой заполняли жидкой стержневой массой, состоящей из кирпичной муки и гипса. После затвердевания стержневой массы гипсовую форму разбирали так, чтобы ее восковой слой остался на поверхности стержня. Такой слой воска на стержне н представлял собой вьшлавляемую модель. Изготовленную модель исргц формовкой осматривал скульптор, исправляли повреждеи- места (при снятии кусков), чеканили. Вокруг модели устраи- вплм восковую литниковую систему (выпоры, представляющие собой вертикальные восковые стояки, ответвления от них, примыкающие к телу модели-пнтатели) (рис. 97, а).
нн，‘
нн，‘
В таком виде модель была готова для формовки.
Изготовление литейной формы. Процесс формовки заключался в приготовлении на модели глиняной формы. Материалами п〃н изготовления формы были хорошо размолотые н пропаренные конский навоз, глина н коровья шерсть, приготовленные в виде мастики. Такую мастику в несколько приемов кисточкой наносили на поверхность модели слоем 15——20 мм. После сушки на слой мастнки наносили слой глины толщиной до 200 мм. Для прочности
■уюрмы вокруг обмазанной модели клали кирпичную стенку, пространство между обмазкой и кирпичной кладкой заполняли землей и утрамбовывали. Снаружи кирпичную кладку обмазывали глиной и стягивали металлическими стяжками (рис. 97, б). В таком положении форму сушили иа месте. В процессе сушки из Формы выплавлялись восковая литниковая система и модель. Влек стекал вниз по специально устроенным каналам； на месте еыплавленной модели оставалась полость, которую заполняли металлом н получали отливку.
Достоинством такого способа формовки является получение отлнвки с чистой (без швов) поверхностью не требующей особой ^►ханической обработки. Говоря о механической обработке скуль- Еур, с.тедует заметить, что она знкстзино проще по сравнению
203
Рис-・7. Формовма по восковой модели:
восковая модель с лхтнмковоВ ехстемоА： С — нзгстовленяая по ■■• лхтеАявя ферма
с обработкой поверхности кабинетных отливок (из-за меиее жестких требований» предъявляемых к ней). Эго связано с тем, что на иее смотрят с большого расстояния 5—10 м, а иа статуэтку — с расстояния 50 см и меиее.
К недостаткам описанного способа формовки относятся большая продолжительность изготовления литейной формы (литейную форму для отливки кониой статуи Петра I изготовляли в течение года), высокая стоимость отливки вследствие уничтожения в процессе отливки дорогостояще* разовой модели.
В настоящее время по восковой модели, ио по новой технологии отливают бронзовые скульптуры. Например, на Мытищинском заводе художественного литья статую отливают по частям, что позволяет уменьшить габаритные размеры литейной формы. Применен новый способ приготовления смеси н изменен ее со- став. Изменен способ крепления кусковой гипсовой формы при изготовлении стержня. Применен новый способ наращивания стенки формы на восковой модели (обливание модели). Сушка формы и выжигание модели производятся ие на месте, как прежде, а в специальных камерных сушильных печах периодического дей- 204
ствня, работающих на газе. Измеиенный способ формовки поз- волнл* сократить процесс изготовления литейной формы, умеиь- щнть его трудоемкость и стоимость отливки.
§ 2. Формовка по пустотелой выплавляемоймодели
Более совершенным способом формовки по выплавляемой модели является способ, при котором оригинал изделия, как художественное произведение, не уничтожается в процессе изготовления литейной формы, а является моделью для изготовления пустотелых выплавляемых моделей.Такой способ отливки изделия состоит также из двух процессов: изготовления по оригиналу изделия пустотелой выплавляемой модели и изготовления по пустотелой выплавляемой модели литейной формы изделия. Процесс изготовления пустотелой модели следующий:
Гипсовый оригинал укладывают в фальшивую опоку (рис. 98, а). Поверхность оригинала накрывают тонкой мокрой бумагой и обкладывают слоем глины (рис. 98, б).
На фальшивую опоку с оригиналом устанавливают опоку и заливают ее гипсом. В слое гипса оставляют два отверстия, соединяющие гипсовый слой в опоке со слоем глины иа оригинале (рис. 98, б).
После затвердевания гипса опокн переворачивают, фальшивую снимают и устанавливают вместо нее вторую опоку.
Вторую половину оригинала, находившуюся ранее в фаль. шивой опоке, таким же образом покрывают бумагой во избежание прилипания глины к ее поверхности. Наносят слой глины и заливают гипсом, оставляя в нем два отверстия, как н в первой опоке.
После затвердевания гипса опоку снимают, с поверхности оригинала удаляют слой глины и бумагу. Снятую опоку устанавливают на место.
В пространство, образовавшееся между поверхностью оригинала и гипсом опоки, ранее занимаемое слоем глины, через отверстия в гипсе заливают особую клеевую массу, основу которой составляет столярный клей. После застывания такая масса приобретает свойства эластичной резины.
После остывания клеевой массы обе опокя переворачивают н снимают нижнюю опоку; затем удаляют с поверхности оригинала, как н в первой опоке, слой глины и бумагу, устанавливают снятую опоку вновь и заливают в образовавшееся в ней пространство клеевую массу (рис. 98, г).
Форму разнимают и удаляют оригинал. При этом эластич- иость клеевой массы, несмотря иа наличие иа поверхности оригинала различного рода извилин н углублений, дает возможность снять верхнюю опоку н удалить оригинал из иижней опоки, не повредив стенок клеевой рубашки и оригинала. Внутреннюю поверхность клеевой рубашки обеих полуформ покрывают лаком и наносят иа нее кистью подкрашенный слой воска.
Форму снова собирают (рис. 99, 0) и заливают в ее по- лость расплавленную канифоль. Затем канифоль выливают из формы» при этом часть ее остается на стенках полости формы. Повторяя несколько раз такую операцию (заливку н выливание), на внутреннюю поверхность формы наносят слой канифоли равный желаемой толщине стенки модели и будущей отливки.
После затвердевания слоя канифоли с него осторожно снимают опоку с гипсом и клеевой рубашкой. Образовавшийся таким образом канифольный слой н является пустотелой выплавляемой моделью, изготовленной по оригиналу отливаемого изделия. Освободившиеся опоки с гипсом и клеевой рубашкой приготовляют для получения следующей модели.
Изготовление литейной формы по такой модели начинают с изготовления в ней стержня. В полость модели устанавливают специальный каркас, концы которого выходят из модели и служат для крепления стержня в форме, затем в полость модели с установленным каркасом заливают жидкую стержневую массу. После затвердевания стержня модель поступает на формовку.
Полученная таким образом выплавляемая модель имеет небольшую прочность и при формовке требует особой осторожности. Поэтому небольшие литейные формы по таким моделям часто изготовляют из жидкой формовочной смеси. Опоку вместе с моде- ■лью подвергают сушке, в процессе которой канифольная оболоч- 206
ая модель выплавляется. При выплавлении модели часть ка- нйфоли впитывается в стенки формы и стержня. Такой слой при соприкосновении с жидким металлом сгорает, оставляя на стежке формы копоть, улучшающую чистоту поверхности отливки. /
Преимущество описанного способа в том, что отливки получа- ются без швов иа поверхности (вследствие использования иеразъ- емноА формы), сохраняется оригинал модели н уменьшается расход материала на модель. Однако этот способ имеет ряд недостатков. Во-первых, пустотелая выплавляемая модель, изготов- леииая способом заливки, имеет менее четкий рельеф поверх- ностн, ее трудно исправлять и чеканить, во-вторых, сушка стержня и формы, изготовленной из жидкой стержневой и формовочной смеси, более длительна и неудобна.
Кусковая формовка с глиняной рубашкой
Такая формовка скульптур производится по гипсовым моделям в кессоне, представляющем собой яму в полу литейного цеха» сгеики которой выложены водонепроницаемой кирпичной кладкой, металлическими плитами или бетонированы. Литейную форму изготовляют в кусках из жирной формовочной смеси, позволяющей снимать их с модели без повреждения. Процесс изготовления формы сводится к следующему： .
Поверхность установленной в кессоне гипсовой модели делят на отдельные участки, предназначенные для изготовления кусков формы.
Куски начинают изготовлять снизу модели, постепенно заполняя всю ее поверхность. Подрезанную поверхность каждого из кусков перед изготовлением следующего во избежание прилипания их друг к другу припыливают древесиоугольным порошком или графитом. На поверхности каждого куска вырезают углубления —знаки, обеспечивающие впоследствии правильность сборки формы. Куски подсушивают иа месте.
На первый слой кусков наносят второй. Сглаженная первым слоем кусков поверхность модели позволяет делать куски второго слоя большими по величине, чем первые, т. е. каждый из них может прикрывать несколько кусков первого слоя. Для увеличения прочности куски изготовляют со специальными металлическими каркасами и проушинами, облегчающими удаление куска с модели. 。
На поверхность второго слоя наносят упрочняющий слой гипса.
Форму разбирают, куски первого слоя (лицевые) уклады* вают н закрепляют в снятых кусках второго слоя. Делают литниковую систему, укрепленные части формы подсушивают.
Освобожденную от кусков модель убиракуг, на ее место устанавливают металлический каркас для стержня формы.
На лицевую поверхность подсушенных кусков первого слоя кистью накладывают слой глины, равный толщине будущей отливки.
Изготовлеииые таким образом части формы укладывают вокруг каркаса в прежнее положение, образуя полость формы. Скрепив части формы, в ее полость сверху заливают жидкую стержневую массу, приготовленную из кварцевых песков, мар. шаллита и цемента.
После затвердения стержня форму разбирают, слой глииы с лицевой части кусков и рубашку снимают. Части формы и стержень хорошо просушивают и собирают форму для заливки.
Кессон, где установлена собранная форма, заполняют песком с целью предупреждеиия разрушения формы в момент заливки ее металлом.
Описанный способ формовки по сравнению с формовкой по выплавляемой модели проще и дешевле. Одиако он имеет ряд недостатков. Операции по изготовлению глиняной рубашки, наносимой на лицевую поверхность кусков, отрицательно влияют на качество отпечатка в инх поверхности модели. Слой глины, иа- несеииый на поверхность глиняных кусков, увлажняет и размывает ее. Кроме того, снимая с кусков слой глииы (после изготовления стержня), можно повредить их поверхность. Естественно, это приводит к повреждению поверхности будущей отливки.
Кусковая формовка в опоках
Наиболее удобной по сравнению с описанными выше способами формовки скульптур является кусковая формовка в опоках. Преимущества такой формовки заключаются в следующем: 1) куски изготовляют на модели, расположенной в наиболее удобном для этой операции горизонтальном положении; 2) стержни для форм можно изготовлять путем набивки смеси, а не путем заливки, которая затрудняет условия сушки стержня; 3) сушку стержней н форм, имеющих значительно меиыине размеры, чем форма целой скульптуры, можно производить в сушильных печах; 4) обеспечивается более удобное и надежное крепление формы для заливки.
Способ кусковой формовки является одним из основных способов изготовления литейных форм, обеспечивающих более высокую производительность и качество отливок.
Отливать скульптуру целиком неудобно, так как необходимо иметь крупные, тяжелые опокн н. следовательно, специальное крановое оборудование для перемещения нх в процессе формовки. Процесс изготовления литейной формы усложняется из-за необходимости изготовления большого числа кусков формы. Поэтому такие отливки, как правило, получают ие целыми, а по частям, которые затем собирают в скульптуру в процессе ее механической обработки.
Для этой цели модель скульп- турн изготовляют отдельными qa- сгями. Деление скульптуры иа частн удобнее делать по таким местам, где швы соединения их в скульптуре менее заметны. Например, голову отделять по воротнику рубашки, ногн — по поясу брюк, руки — по плечевому шву рукава одежды и т. д. Каждая из частей модели для удобства сборки отливки в местах соединений имеет соотве- тстЬующие углубления нли выступ (замок), обеспечивающий точную сборку и надежное крепление частей в процессе сборки.
Процесс изготовления кусковой лнтейиой формы для скульптур в опоках аналогичен описанному ранее способу формовки статуэток, ио имеет некоторые особенности, связанные с размерами модели,
формы н ее частей.
Рассмотрим порядок формовки одной нз частей четырехметровой статуи памятника (рис. 99, а). Для удобства изготовления литейной формы гипсовая модель статуя сделана из восьми частей (рис. 99, б): голова, две руки, туловище, ногн, молот, винтовка
и постамент.
Процесс формовки следующий:-
Часть модели статуи (туловище) укладывают спиной в фальшивую опоку, полость модели с торцов заделывают смесью. Поверхность модели разделяют на отдельные участки и после при- пыливания, которое начинают с фальшивой опоки, изготовляют иа них куски из жирной формовочной смеси. Для обеспечения прочности кусков, имеющих в эт(»4 случае большую массу н размеры, в них заформовывают металлический каркас в виде рамки, используемой в дальнейшем и для снятия куска с модели.
При изготовлении кусков формовочную смесь уплотняют трамбовками, поверхностный слой — деревянным молотком. На верхней плоскости каждого куска при его подрезке вырезают необходимое число знаков, обеспечивающих правильное положение куска в опоке при сборке формы. Болван, образованный иа модели кус- камн, после подрезки припыливают древесиоугольиым порошком с целью устранения возможности прилипания к нему формовочной смесн в процессе формовки опоки (припыливаиие графитсж делает поверхность кусков скользкой, неудобной в работе).
На опоку ,с болваном устанавливают иижиюю опоку. Поверхность модели и болвана в опоке припыливают. засыпают в
смесн трам-смесн трам-опоку и уплотняют формовочную смесь. При уплотнении в верхней части опоки можно применять пневматические бовки.
смесн трам-
смесн трам-
Опоки переворачивают, фальшивую снимают, дополнительно уплотняют основания кусков, подрезают поверхность разъема формы. Припылив поверхности разъема и модели, изготовляют куски на поднутрениях модели, как и в иижней полуформе. Поверхность кусков и оставшуюся незакрытой кусками часть поверхности модели припыливают, устанавливают верхнюю оттоку, элементы литниковой системы и формуют опоку.
Заформованную верхнюю опоку снимают и устанавливают отпечатком вверх. С поверхности модели, оставшейся в иижней опоке, снимают куски н, уложив их в соответствующие по знакам места в верхней опоке, прикалывают,
На нижнюю полуформу с моделью устанавливают рамку или соответствующих размеров свободную опоку, заполняют ее наполнительной смесью и слегка уплотняют.
Прикрыв верхнюю опоку (рамку) деревянным щитком, обе опоки переворачивают, иижнюю снимают так, чтобы модель с прилегающими к ее поверхности кусками осталась на смеси в рамке. Снимают с модели куски (небольшие куски снимают съемниками, большие — используя каркасную рамку). Снятые с модели куски укладывают по знакам в полость иижней полуформы.
Перед изготовлением стержня делают каркас стержня с учетом размеров полости формы. Основной частью каркаса является труба с отверстиями в стенках. Подгоняют ее в полости формы так, чтобы ее концы опирались на поверхность разъема формы, а средняя часть проходила в центре ее полости. К трубе в зависимости от размеров и формы стержня крепят одни нли два прутка (поперечника), удерживающие стержень в форме от поворотов. Концы поперечников, как и трубы, должны опираться иа поверхность разъема формы. При изготовлении боль- ши«х стержней к трубе и поперечникам крепят различные по величине дополнительные прутки, создающие корпус каркаса. После подгонки каркаса последний убирают. Полость формы в нижней полуформе припыливают, заполняют ее стержневой смесью и уплотняют. На поверхность стержневой смеси укладывают смазанный раствором глины каркас так, чтобы концы трубы и поперечников встали иа свои места по разъему формы.
Постепенно заполняя полость формы стержневой смесью, уплотняют ее трамбовкой, стараясь избегать ударов по каркасу и стейкам формы. Верхний слой смеси стержня уплотняют и выравнивают (по необходимому профилю полости формы) накрыванием припыленной верхней полуформы нижней.
Закончив изготовление стержня, верхнюю полу фор му снимают. Поверхность стержня припыливают и накалывают специаль-
ннм шаблоном иа глубину, равную толщине стенки будущей оливки. Затем с поверхности стержня снимают слой смеси, рав- пЬ1Й глубине наколов. После подрезки поверхность стержня хорошо заг» оживают я для увеличения поверхностной прочности примачи- вают жидким раствором глины.
При удалении стержня нз иижней полуформы поступают так же, как и при извлечении модели. На полуформу устанавливают рамку, припылив подрезанную поверхность стержня, рамку заполняют наполнительной смесью, легко уплотняя ее. Над стер- жнем в рамку закладывают пластину (плиту), иа которой стержень будет помещен в сушку На рамку накладывают деревян- ннА щит н все это вместе с нижией опоковой переворачивают. За- гем опоку снимают так, чтобы куски, прилегающие к стержню, исталнсь в рамке со стержнем. Куски со стержня снимают н укладывают иа драйер для сушки. При отсутствии стацноиариого сушила куски, очищенные от остатков стержневой смеси, укладывают в опоку и вместе с ней сушат иа месте, используя переносные сушила Сушка на месте меиее качественна и ие позволяет получить хорошую поверхность в отливке.
ее.ее.какаОсвобожденную от кусков поверхность стержня накалы- =зют шаблоном, подрезают» заглаживают, примачивают раствором глины, как и первую половину. Затем стержень с пластиной удаляют из рамки Внутреннюю поверхность обеих полуформ красят графитовыми чернилами для увеличения огнеупорности. Поверхность стержня удобнее красить, несколько подсушив “ Сушка таких форм в сушильных печах производительнее.
ее.
ее.
ка
ка
чественнее н гигиеничнее.
После сушки внутреннюю поверхность формы хорошо очищают от пыли и лишней копоти. То же самое проделывают со стержнем В нижнюю полуформу с уложенными кусками вставляют стержень, выполняя газоотводные каналы для свободного выхода из него газов прн заливке формы, устанавливают верхнюю полуформу, скрепляют и готовят форму для заливки.
Аналогично изготовляют литейные формы для всех других частей отливки. Отлитые части статуя обрабатывают, подгоняют Друг к другу н собирают на постаменте.
Отливка статуи по частям упрощает процесс формовки, сокращает трудоемкость изготовления литейной формы, позволяет заменять стержни в форме песчаными болванами (отливка без ^ержней).
Вопросы для повторения
Какне отливкн относятся к скульптурным?
Каковы особенности изготовлен ня форм длн 5aheтур по сравнению Орлами для кабинетных отлнвок?
Какие Вн знаете способы формовки ску“к£ггур?
Как Как КакКакКак Как КакКак7. модели?7. модели?пронэводятся формовка скульптур по выплавляемый
Как Как Как
Как
Как Как Как
Как
7. модели?
7. модели?
изготовляют восковую модель?м°Деляц>
изготовляют стержень прк формовке по выплавляемой модели? устраивают литниковую систему при формовке по выплавляемой 8. Какой недостаток имеет формовка скульптур по выплавляемой модели} 9. Как 'Производится формовка скульптур способом с глиняной рубашкой? 10. Каковы преимущества способа литья скульптур в кусковых формах н опоках?
Как изготовляют пустотелые выплавляемые моделн?
Как нзготоалнют форму по пустотелой выплавляемой модели?
Каковы преимущества и недостатки формовки по пустотелой выплавляемой модели?
Глава
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМДЛЯ АРХИТЕКТУРНЫХ ОТЛИВОК
Особенности архитектурных отливок
Архитектурными называют отливки, идущие иа отделку и украшение зданий, мостов н других сооружений. К таким отливкам относятся крупные барельефы, балясины для балконов и лестниц зданий, решетки мостов, набережных, садов, колонны, фонарные столбы н другие так называемые малые архитектурные формы. Отливки архитектурных изделий отличаются от рассмот- реииых ранее художественных отливок тем, что они имеют большие размеры и толщину стенок, менее сложны по форме. Кроме того, отливки архитектурных изделий в процессе эксплуатации часто являются деталями, несущими определенную силовую нагрузку в архитектурном сооружении (брусья, поручни, колонны и др.), поэтому в отличие от художественных отливок они должны иметь большую прочность.
Способы получения архитектурных отливок разнообразнее н в техническом оснащении более совершенны по сравнению со способами получения скульптур. Если в производстве художественных отливок до сих пор применяют в овиовиом способы ручной формовки, то при изготовлении литейных форм для архитектурных отливок широко применяют способы машинной формовки, литье в металлические формы н другие перспективные способы получения отливок.
Изготовление форм для решеток
Форма для газонной решетки. Форму (рис. 100, а) изготовляют по неразъемной чугунной модели на гладкой модельной плите. Процесс изготовления литейной формы состоит из операций, рассмотренных в § 2, гл. 5.
К торцам 1 модели (см. рис. 100, а) иа модельной плите (рис. 100, б) прикладывают металлические модели литниковой системы, а к местам 2 подводится выпор. При этом шлакоулови- Зн и основания стояков углубляются в специальные вырезы 3 Модельной плиты.
Рис. 100. Иэготовленке формы дм газонной решетки
Модель накрывают опокой я изготовляют в ней ннжнюк. челуформу.
Готовую нижиюю полуформу переворавнчают вместе с мо цельной плитой, устраивают в ней поверхность разъема формы
Установив модели стояков и выпора, устанавливают опоку, изготовляют в ней верхнюю полуформу (рис. 100, в) В верхней полу форме, как и в нижней, накалывают вентил я ционные каналы, извлекают модели стояков и выпора.
Снимают верхнюю полуформу и отделывают ее Из иижией полуформы вынимают модели питателей. Смочив смесь у краев модели, приглаживают болваны в просветах модели, затем, ввернув в модель подъемы и слегка растолкав ее, удаляют из формы (рис. 100, 2),
Особенностью изготовления формы для газонной решетки является наличие в нижней полуформе большого числа иеболь ших болванов, образующих звенья модели. Целость этих болванов в форме при удалении из нее модели обеспечивается наличием у модели формовочных уклонов, применением при формовке проч* иой облицовочной смеси и дополнительным прикалыванием этих болванов перед удалением модели специальными формовочными гвоздями-шпильками.
Обе полуформы припиливают и собирают форму для залнвкн.
Форма для садовой решетки. Сложность процесса изготовления формы для садовой решетки заключается в том, что отливка нмеет г^льшие размеры и сравнительно небольшую толщину стенки с большим числом просветов. Следовательно, формовщику при изготовлении литейной формы приходится иметь дело с большим числом болванов различных размеров, которые не только затрудняют удаление модели из формы, но и могут быть легко смыты металлом при заливке. Поэтому отливают садовую решетку обычно звеньями (общая длина до 4 м) по неразъемным н разъемным моделям, а иногда и по моделям с отъемными частями В завися- МОСТИ ОТ СЛОЖНОСТИ КС1%ГП»ПЙЬ；!ОННОГО рисунка МОДЕЛЬ ргшеткм 214
Рис. 101. Садовал решеткм (а) и в модель (б)
для удобства формовки можно разделить на отдельные части, повторяющие деталь композиции орнамента. В процессе монтажа отдельные части решетки собирают в звеио. Одни из видов такой решетки показан иа рис. 101, а.
Форму для сборной решетки изготовляют по разъемной модели в следующем порядке:
Половину металлической модели (рис. 101, б) укладывают на гладкую подмодельиую плиту с моделями питателей в центре больших просветов модели и основания выпоров с торца, накрывают иижней опокой и изготовляют нижнюю полу форму.
Заформованиую полуформу переворачивают вместе с модельной плитой, устраивают поверхность разъема формы. Устанавливают вторую половину модели с ввернутыми в нее подъемами и верхнюю опоку. В основании питателей и выпоров ставят модели стояков.
Изготовляют верхнюю полуформу с вентиляционными каналами.
Укрепив на поверхности опоки подъемы модели, верхнюю полуформу снимают вместе с верхней половиной модели.
Поставив опоку на ребро, вывертывают подъемы, затем опоку устанавливают разъемом кверху. Во избежание обрыва болванов при удалении модели их крепят в просветах модели гвоздями. В модель ввертывают подъемы и, слегка растолкав, ее удаляют из формы.
В нижней полуформе прорезают питатели и удаляют из нее модель.
После отделки полуформ форму собирают для заливки. При Формовке по разъемным моделям следует обращать особое вни- манне на надежность крепления болванов в верхней полуформе и точность соединения опок по штырям.
Изготовление форм для брусьев и поручней
Форма для бруса. Брус (рис. 102, а), имеющий трапецеидальное или Т-образиое сечение, является основанием монтируемой решетки. На верхней части бруса расположены гнезда, в которые при монтаже входят выступы нижней части решетки. Длину бруса делают равной длине звена решетки с припуском для крепления его в гнездах колонки. Модель бруса из елюминиевого сплава для удобства удаления из формы н предотвращения коробления делают разборной, состоящей из четырех частей, которые собирают на металлической подмодельной плите (рис. 102, 6). Модельная плита имеет цапфы для подъема краном. В плиту ввернуты центрирующие штыри для установки опоки. Стержневые знаки иа модели для удобства удаления ее из формы делают отъемными.
Процесс изготовления литейной формы для бруса состоит из следующих операций:
Части модели собирают иа^плите. В верхней части модели устанавливают стержневые знаки, с ее торцов располагают модели питателей и зумфа, а с боку ——основание выпора (см. рнс. 102, б).
^/^ _^^ zzy. ^О , 4=^ _ ^^ 一 Л=Г； ДУ ^г d а>^/^ _^^ zzy. ^О , 4=^ _ ^^ 一 Л=Г； ДУ ^г d а>б>б>此乐рл方忆多息次次汇秀：糧匕此乐рл方忆多息次次汇秀：糧匕Собранную на плите модель накрывают нижией опокой н формуют ее (рис. 102, е). При формовке иижией опоки следует обращать внимание на расположенные на модели отъемные знаки, которые при небрежности могут быть сбиты.
^/^ _^^ zzy. ^О , 4=^ _ ^^ 一 Л=Г； ДУ ^г d а>
^/^ _^^ zzy. ^О , 4=^ _ ^^ 一 Л=Г； ДУ ^г d а>
б>
б>
此乐рл方忆多息次次汇秀：糧匕
此乐рл方忆多息次次汇秀：糧匕
В)В)После наколов вентиляционных каналов за- формованиую опоку переворачивают вместе с модельной плитой, плиту снимают так, чтобы модели питателей и основания выпора остались в опоке. В полуформе заглаживают поверхность разъема формы и присы пают ее раз-
В)
В)
делительным песком.
Устанавливают верх-
吐腮奪磔男涉注刃為h吐腮奪磔男涉注刃為hД)Д)Рис. 102. Язгоювление формы для бруса решеткиРис. 102. Язгоювление формы для бруса решеткинюю опоку, скрепляют ее с нижней, ставят модели стояков и выпора, изготовляют верхнюю полу форму (рис. 102, г).
吐腮奪磔男涉注刃為h
吐腮奪磔男涉注刃為h
Д)
Д)
Рис. 102. Язгоювление формы для бруса решетки
Рис. 102. Язгоювление формы для бруса решетки
Заформоваииую по- луформу снимают, производят отделку в ней отпечатка модели.
Рис.Рис.ЮЭ.ЮЭ.Нзготовлевнв формы дм поручня решеткеНзготовлевнв формы дм поручня решетке
Рис.
Рис.
ЮЭ.
ЮЭ.
Нзготовлевнв формы дм поручня решетке
Нзготовлевнв формы дм поручня решетке
Из нижней полуформы по частям удаляют модель, а затем модели знаков, питателей н выпора. В отпечатки знаков вставляют стержни. Стержни следует укреплять во избежание их всплытия при заливке формы.
форму собирают для заливки. Для лучшего заполнения полости формы металлом литниковую чашу устанавливают в иа- ращалке (рис. 102, д), на месте отверстия выпора располагают выпориые чаши такой же высоты.
Форма для поручня. Поручень решетки является венчающей ее частью. Изготовление литейной формы для поручня из-за сложности профиля модели сложнее, чем формы для бруса. Рассмотрим формовку одного из видов поручней решетки моста.
Металлическая модель поручня делается разъемной по линии АА (рис. 103, а). Верхняя (рис. 103, 6) и иижияя (рис. 103, е) части модели располагаются иа самостоятельных подмодельных плитах. Гофрированная боковая поверхность нижней части модели выполняется отъемной в виде полосок, которые крепятся к корпусу самой модели шипами в виде «ласточкиного хвоста».
Поручень, как и брус, формуют в двух опоках по двум модельным плитам, причем верхнюю часть поручня для получения более чистой лицевой поверхности располагают в нижней полуформе (рис. 103, г). Изготовляют формы следующим образом:
На плите с моделью верхней части поручня формуют опоку. Заформованную опоку снимают с модели и после отделки устанавливают иа место заливки формы.
Отъемные части второй половины модели (см. рис. 103, в) хорошо очищают я крепят на корпусе модели* На плите с собранной моделью формуют верхнюю опоку.
Заформованную верхнюю опоку переворачивают вместе с плитой. Плнту снимают, вместе с ней удаляют из полуформы и корпус модели, укрепленный на плите. Отъемные части боковой поверхности модели остаются иа месте в полости полу формы.
Отъемные части модели удаляют из полуформы, В отпечатки знаков устанавливают стержни. При установке стержней следует иметь в виду, что прн заливке формы они будут находиться в верхней опоке и могут выпасть, поэтому их нужно надежно укрепить.
Производят отделку формы и сборку ее для заливки. Разрез готовой формы показан на рис. 103, г.
§ 4. Изготовление форм для колонок
В ограждении колонка (рис. 104, а)' является связующим элементом отдельных звеньев решетки и элементом крепления их в вертикальном положении. Колонка представляет собой полый цилиндр, окаичивающийся внизу квадратным основанием (подземная часть колонки). Верхняя часть колонки закрывается отдельно отливаемой декоративной головкой. На уровне верхнего края основания в колонке делается сквозное отверстие, предназначенное для укладки концов бруса решетки.
Рис. 104. На готовлен ао формы для колонки садовод решеткм
В верхней части под основанием головкн устроены вырезы лпя концов поручня, боковая поверхность колонки ребристая.
Цля удобства изготовления литейной формы металлическую ^yr/ниую) модель колонки (рис. 104, б) делают разъемной по вертикальной плоскости. Для уменьшения массы и снижения стоимости модель изготовляют пустотелой, а стержневые знаки Сокиных и центрового стержней делают деревянными. Особеи- нс1ь формовки колонок заключается в том, что формовщику при ылгеповлеиии литейной формы приходится устанавливать в форму тржнн различных размеров и применять различные способы их копления.
Рассмотрим в качестве примера изготовление литейной формы мл колонки садовой решетки.
Для изготовления литейной формы используют гладкую 1Х)дмплельиую плиту. Поставив иа нее половинку модели (без шпилек), приставляют к этой половнике модели питателей, как показано на рис. 104, О. Устанавливают опоку, изготовляют в ней мл/пнюю полуформу (рис. 104, в). Переворачнвают заформоваи- иую полуформу вместе с модельной плитой, плиту снимают.
Приготовляют поверхность разъема формы, устанавливают вторую половину модели с ввернутыми в нее подъемами, ставят мозги стояков н выпора. Формуют верхнюю полуформу (рис 104, г).
На верхней поверхности полуформы закрепляют подъемы и снимают ее так, чтобы верхняя половина модели поднялась с пълуформой. Вывернув подъемы, устанавливают полуформу разъемом вверх и удаляют из нее модель.
В иижией полуформе прорезают канал к выпору, удаляют моа ель. Затем устанавливают в форму стержии. Во избежание про- гмба центровой стержень в форме устанавливают иа жеребейки. В данном случае применяют жеребейки с длинной стойкой и одной полочкой, повторяющей профиль стержня. Длина стойки жере- 厶с而кн определяются внизу расстоянием от поверхности стержня до ребра нижней опоки, а вверху —уровнем смеси (см. рис. 104, О). 1 олшина стенки отливки определяется половиной разности дна- метров модели центрового стержня и ее знаков. Определив длину стойки, устанавливают жеребейки в нижней н верхней полу формах в местах предполагаемого прогиба стержня так, чтобы полочка зкеребейки, па которую будет опираться стержень, возвышалась над дном полости формы иа высоту, равную толщине стенки будущей отливки. При этом конец стойки жеребейки в иижией полуформе должен опираться на ребро опоки, а в верхней ——на пластину, установленную иа поверхности полуформы (рис. 104, г).
На поставленную таким образом жеребейку в знаки иижией полуформы укладывают центровой стержень.
Проверив правильность расположения стержня шаблоном. Устанавливают в знаки стержни боковых отверстий колонки, п«£гоияя их торцы плотно к поверхности центрового стержня.
219
Подготовленные нижиюю и верхнюю полуформы собирают для заливки. Разрез готовой литейной формы показан на рис. 104, е.
Аналогичным образом изготовляют литейные формы для более крупных колонн, где стержни крепятся большим числом жеребеек.
§ 5. Формовка по шаблонам
Рассмотренные выше способы изготовления лнтейиых форм по модели не всегда выгодны и удобны. Например, для отливки фонтанной чаши диаметром 2 м и высотой 0,5 м изготовление модели потребует много времени.
Для изготовления лнтейиых форм крупных единичных отливок, поверхность которых представляет собой тело вращения н может быть образована вращением вокруг оси ее образующей, удобнее пользоваться не моделью, а специальными приспособлениями —шаблонами. Шаблоны вращения (рис. 105, б) изготовляют из доски. Они имеют вырез, представляющий собой по размерам и форме полупрофиль отливаемого изделия (рис. 105, а). Причем шаблон Н имеет вырез, соответствующий размерам и форме наружной поверхности отливаемого изделия, шаблон В — размерам и форме его внутренней поверхности. Поэтому шаблон Н называют наружным, шаблон В — внутренним. Разность размеров выреза наружного н внутреннего шаблона равна толщине стенки отливки.
С помощью шаблонов можно изготовлять литейные формы для отливок с прямоугольным сечением. Шаблоны при изготовления литейных форм таких изделий ие вращают вокруг шпинделя приспособления, а протягивают вдоль направляющей рамки. Поэтому такие шаблоны называют протяжными.
Формовка по шаблону вращения. В процессе формовки для вращения шаблонов применяют специальное приспособление, состоящее из четырех частей (рис. 106, а). Первая часть ——подпятник / —имеет вид опорной плиты с конической втулкой, в центре которой сделано отверстие для установки шпинделя, Вторая часть —шпиндель 2 —имеет стальной стержень. Нижний конец его делается в виде конуса н при сборке приспособления
Р.с・ 10В. Пряелособэеине для формовки во шаблону вращемкя
вставляется в отверстие втулки подпятника. Третья часть ——надеваемый на шпиндель рукав 3, к нему болтами крепят шаблон 5. Отверстие втулки рукава и втулки подпятника делают с выточками в середине (для уменьшения трения при вращении рукава на шпинделе и шпинделя в подпятнике). Четвертой частью приспособления является опорное кольцо 4, которое крепится на шпинделе. Оно удерживает рукав с шаблоном на шпинделе иа заданной высоте. При вращении рукава с шаблоном вокруг шпинделя шаблон обтачивает уплотненную под ним формовочную смесь в виде болваиа или углубления по профилю, соответствующему очертанию поверхности отливки.
В связи с тем, что по шаблону изготовляют литейные формы для больших отливок и в небольшом количестве, чаще всего применяют комбинированную формовку, т. е. нижнюю часть формы изготовляют в почве, верхнюю в опоке.
Формовка по шаблону включает следующие операции:
Подготовка почвы (постели) для формовки и установка приспособления для вращения шаблона.
Вытачивание болвана ——«песчаной модели» —в почве для формовки верхней части литейной формы.
Формовка верхней части формы на «песчаной модели».
Изготовление иижней части формы — срезание поверхности «песчаной модели» внутренним шаблоном иа толщину тела отливаемого изделия.
Сборка формы и подготовка ее к звлнвке.
При изготовлении по шаблону литейных форм для овальных отливок примеияют приспособления для вращения шаблона несколько иной конструкции. В отличие от предыдущего (см. рис. 106, а) это приспособление (рис. 106, б) вместо опорного кольца 4 на шпинделе имеет фасонную шайбу с канавкой 8. име- юЩей профиль отливаемого изделия. Рукав 3 шаблона имеет прорезь, в которую вставляется основание держателя шаблона 5 со стойкой 6; на конце последней укреплен ролик 7. Таким обра- зом, шаблон, закрепленный на держателе, при вращении может
одновременно перемещаться в прорезн рукава по радиусу, описывая траекторию, задаваемую канавкой 5.
При подготовке приспособления к работе на шпиндель, установленный в подпятнике, надевают фасонную шайбу, которую укрепляют на нем как опорное кольцо иа высоте, равной вы< ：оте отливаемого изделия. Сверху шайбы на шпиндель надевают рука, со вставленным в него держателем шаблона. При установке рукава ролик стойки держателя шаблона должен входить в ка- иавку фасонной шайбы. При вращеннн рукава вокруг шпинделя ролик будет двигаться в направляющей канавкн шайбы, как в копире, а шаблон будет повторять эту траекторию движения при вытачнваннн поверхности формы отливки. Все остальные операции изготовления литейной формы аналогичны описанным прн формовке по шаблону чаши фонтана.
Рассмотрим процесс формовки по шаблону чаши фонтана (см. рис. 105, а). Для изготовления формы применяют два шаблона —наружный и внутренний. Формовку начинают с подготовки почвы. Для этого в почве роют яму размером несколько больше подпятника. Дно ямы плотно н ровно утрамбовывают. В середине ямы устанавливают подпятник, приспособления для вращения шаблона. В подпятник вставляют шпиндель, на шпнн- дель надевают опорное кольцо и рукав с шаблоном. Проверяют правильность установки приспособлення. Для этого, закрепив на шпинделе опорное кольцо, на рукав шаблона устанавливают уровень.
Поворачивая рукав в различных направлениях, проверяют вертикальность положения шпинделя. Обнаруженную неточность устраняют осаживанием подпятника в нужном месте. Правильно и прочно установленное приспособление может служить для нескольких формовок, однако проверять его следует перед изготовлением каждой новой формы. После проверки приспособления устанавливают наружный шаблон в рабочее положение. При этом шаблон укрепляют на рукаве так, чтобы верхняя кромка его выреза была над плоскостью краев ямы на высоте 0,5 м, а нижняя часть выреза отстояла от шпинделя на расстояннн 1 м (радиус чашн).
Сняв со шпннделя рукав с шаблоном, яму плотно утрамбовывают вровень е ее краями. Вокруг шпннделя до уровня верхнего края опорного кольца насыпают н уплотняют формовочную смесь в виде болвана (рис. 107, а). Внутренний слой его изготовляют из кокса для увеличения газопроннцаемостн наполнительной смеси н наружный ——из облицовочной смесн.
Вращая надетый на шпиндель рукав с шаблоном Я, обтачивают уплотненный болван. Он должен иметь форму н размеры наружной поверхности отливаемой чаши (рис. 107, 6). После обточки болвана рукав с шаблоном снимают. На поверхности болвана с помощью специального протяжного шаблончика К (рис. 107, в) вырезают, хорошо заглаживают и закрашивают графитом ле-
Рис. 107・ Формовка по шаблону «ашн фонтана
песткн наружной поверхности отливаемой натн. Затем по готовому болвану, как по модели, формуют опоку (рнс. 107, е). Положение опоки фиксируется колышками, вбнтымн в почву у стенок опокн. Заформованную опоку по колышкам, как по штырям, снимают и отделывают. Отверстие, оставшееся в опоке от шпинделя ааделнвают.
На шпиндель надевают рукав с прикрепленным шаблоном В, имеющим профиль внутренней поверхности отливаемой чашн (рнс. 107, ©). Вращая рукав с шаблоном вокруг шпинделя, обтачивают болван, снимая с него слой, равный толщине стенки будущей отливкн. Поверхность выточенного болвана хорошо заглаживают, припылнвают графитом. Снятую опоку по колышкам устанавливают на место. На поверхности опокн, на отверстиях стояков н выпоров, делают наращалки. Разрез готовой литейной формы фонтанной чаши показан на рнс. 107, е.
При формовке по шаблону пустотелые отлнвки получают не только в формах с песчаным болваном, но н со стержнями. В этом случае для получения в литейной форме знаков для крепления стержня в профиле шаблона предусматривают профиль стержневых знаков нлн стержневые знаки заформовывают в форме дополни- тмьно по моделям.
Рве. 101. Формовка по прот«жиоа(у ma6g.y
Формовка по протяжному шаблону. Протяжные шаблоны в отлнчие от шаблонов вращения имеют полный профиль сечеиия отливаемого изделия. Протяжка шаблонов по уплотненному нз формовочной смеси болвану производится по спецнальиой направляющей рамке (рнс. 108).
Процесс формовки по протяжному шаблону следующий:
Установка направляющей рамкн, внутренние размеры которой должны соответствовать размерам будущей отливкн.
Изготовление внутри рамкн болвана нз формовочной смесн.
Установка на рамке шаблона и удаление лишней смеси с уплотненного болвана шаблоном Л (для получения песчаной модели отливаемого изделия).
Формовка на болване, как по модели верхней опоки.
Снятие заформованной опокн н ее отделка.
Удаление с поверхности песчаной модели шаблоном Е слоя смесн. равного толщине стеикн будущей отливки.
Отделка болвана и накрнванне его верхней полу фор мой. Полученную форму готовят для залнвки.
Таким образом, с помощью шаблонов можно изготовлять лн- тейиые формы для различных крупных изделий, профиль сечення которых не изменяется по длине.
Изготовление стержней по шаблону. При изготовлеинн пустотелых архитектурных отливок (колонн, фонарных столбов), имеющих форму тел вращения» н других подобных нзделнй с полостью применяют стержни. Такие большие стержни неудобно и невыгодно изготовлять в стержневых ящиках: ящнк будет тяжелым и неудобным в работе. Поэтому стержни больших размеров чаще всего изготовляют по шаблонам. Стержни, как и формы, изготовляют путем обтачивания и протягнвання.
Изготовление стержней по шаблону способом обтачнвання. Способом обтачивания изготовляют стержни, имеющие форму тел вращения. Шаблон 7 (рнс. 109) делают из доски, его вырез равен половине профиля стержня. При изготовлении большого числа стержней иа рабочей кромке шаблона укрепляют металлическую планку 4 для уменьшения нстирання (нзнашнваиия) при обтачивании стержня.
Для нзготовлення стержня по шаблону способом обтачивания применяют специальное приспособление (рнс. 109, а), состоящее из двух стоек 2 с треугольными вырезами на торцах. Эти вырезы предназначены для укладкн каркаса 39 представляющего собой
Приложение
ОБРАЗЦЫ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОК
Фрагмент памятника настеру формовки художественного литья В・ Ф. Торокину
Медведь у пня
Кутуаов и Багратион
Рас. 10В. Ивготовлеине стержяе* по шаблму| способом обтачимвыя; б 一 способом протягывшмя
трубу с отверстиями на поверхности для вывода газов из стержня. В процессе изготовления стержня на каркас, смазанный глнной наматывают соломенный жгут» который обеспечивает легкость, газопроницаемость и податливость стержня при усадке отлнвкн. Число слоев жгута на трубе должно быть такнм* чтобы толщина слоя глины, наносимого на его поверхность, была 15—30 мм в за- бнсимости от размеров стержня.
После навнвкн соломенного жгута на его поверхность, вращая каркас специальным приводом нли ручкой, наносят слой жирной глнны. Излишек глнны срезают кромкой шаблона, укрепленного на стойках и придвинутого к стержню. Покрыв соломенный жгут первым слоем глнны, стержень снимают со стоек и сушат. После этого стержень снова устанавливают на станок, очищают его поверхность щеткой, слегка смачивают водой, заделывают образовавшиеся прн сушке трещины н наносят на него как н в первый раз слой, но из более тощей стержневой смесн н снова обтачивают, проверяя его размеры специальными шаблонами. Затем поверхность стержня окончательно отделывают и стержень сушат.
Для повышения огнеупорности поверхность стержня после сушкн н в горячем состоянии красят специальными формовочными красками, в состав которых чаще всего вхоят графит, глнна н связующие вещества. После окраски стержень слегка подсушивают.
Изготовление стержней по шаблону способом протягивания. Згот способ используют прн изготовлении единичных пустотелых отливок с полостью, имеющей прямоугольное, полуовальное нлн полукруглое сеченне. В этом случае стержень получают путем протягивания шаблона вдоль предварительно уплотненного болвана стержневой смеси по специальной направляющей рамке. Протяжной шаблон в от- личне от шаблона обтачивания нмеет полный профиль нзготовля- ^ого стержня. Протяжной шаблон /, протягивание шаблона по уплотненной стержневой смесн 2 и готовый стержень 3 изображены на рнс. 109, б.
§ 6. Формовка в почве
Литейные формы для простых отлнвок, ие требующих большой точности размеров н чистоты одной из поверхностей, можно изготовлять без опок в специально подготовленной яме в полу ли» темного цеха. Такой способ изготовления литейных форм называю! формовкой 8 почве, а место, предпвзкаченное для размещения формы в почве, постелью. Постель для изготовления формы должна иметь ровную н плотную поверхность. К формовочной смеси постели предъявляют те же требования, что н к смесн для фо]ь мовкн в опоках, а в некоторых случаях даже более жестки». Например, газопроницаемость постели должна быть лучше, чем газопроницаемость стенок закрытой формы, так как толщина формовочной смесн вокруг отливки больше, чем в форме, изготовляемой в опоках. Улучшение газопроницаемости постели достигается специальной подготовкой почвы.I
В зависнмостн от массы получаемого в почве изделия прн-| готовляют мягкую нлн твердую постель. Первая служит для форм| небольших отливок, вторая ——для форм крупных отлнвок.
Мягкую постель (рис. ПО) готовят в яме, размеры которой немного больше размеров формуемой модели, глубина ямы больше высоты модели на 200 мм. На дно ямы устанавливают два бруска I (рнс. 110, а) горнзонтальность которых по длине н между собой проверяют по уровню. Бруски укрепляют, пространство между ними заполняют наполнительной смесью 2. Поверхность смесн выравнивают линейкой 3 (рнс. ПО, 6) по высоте брусков. На бруски кладут планки 5 высотой 10 мм Вровень с ними на поверхность наполнительной смеси насеивают слой облицовочной смеси 4, Убрав планки, слой
Р・С. 110. Приготовление мягкой по- стели
облицовочной линейкой до (рнс. ПО, в).
На мягкой
смеси уплотняют уровня брусков
постели можно от-
лнвать изделия небольшой массы. Масса металла большой отливки может продавить слабый слой формовочной смеси мягкой постели, н изделие может получить поду
ТОСТЬ.
При изготовлении
почве
крупных отлнвок применяют твердую постель (рис 111) Ее прн-
готовляют
В почве
следующим образом.
роют яму, длина и шн-
рина которой больше модели на 200—ЭОО мы, глубик» ——на 300-
400 мм. Дно ямы уплотняют ,1 засыпают слоем мелкого кок「а 2・ Для вывода газов, образующихся в почве при 山 лвке формы, нз слоя кокса и it поверхность выводят трубы /. Слон кокса закрывают сеткой 瓦 препятствующей засорению его при формовке. Затем слоями тг лщиной до 100 мм в не- сгсплько приемов заполняют
Модель
111. Приготовление твердо* постели
Рес.
яму
наполнительной смесью 4 доостанется расстояние больше
тех пор, пока до верхнего края не вЕСАТн модели на 100 мм. Каждый слой смеси утрамбовывают и вентиляционной нглой до коксового слоя. На по- насеивают слой облицовочной
накалывают
верхность верхнего слоя смесн смес и 5.
Закрытую формовку в почве применяют н прн
ан「иК0Х крупных отлнвок; при этом формовку производят твердой постели. Кроме того, осаживание высоких моделей в почву молотком недопустимо. Зго может привести к разрушению модели н высокой степени уплотнения смесн под мо-
нзготовленнн
на
дслью.
Высокие моделн после установки и проверки в почве формуют, пссбивая формовочную смесь под модель с боков. Прн формовке в почве разъемных моделей нижнюю часть модели заформовывают в почве, верхнюю, установленную на поверхности разъема формы —в опоке. Все последующие операции приготовления формы аналогичны обычной формовке по разъемной моделн.
Собранную форму нагружают. Чтобы не повредить полуформу в почве, под углы опоки укладывают опоры.
Твердая постель отличается от мягкой тем, что при ее нзготовленнн для увеличения газопроннцаемостн применяют коксовый слой и накалывают вентнляцнониые каналы, а для увеличения прочности слои смеси уплотняют. Рельеф верхнего слоя постели делают б соответствии с нижней поверхностью укладываемой
в нее моделн.
Изготовление открытых форм. Рассмотрим изготовление литейной формы плнты для настила полов. У этой отлнвки должны быть ровными и гладкими лицевая н боковые поверхности, чи- стота нижней стороны не важна. Поэтому такую отливку можно получить в форме с открытой верхней поверхностью. Такую формовку в почве называют открытой формовкой.
Прн изготовлении открытых литейных(}юрм, чтобы устранить возможность перелива металла через край формы прн залнвке н получить отливку с ровнкмн краями, моделн делают несколько вь1ше их нормальной высоты При этом нормальную высоту mqwh отмечают на ее торне риской.
Рве. 112・ Формовка ■ почна
Процесс формовки плнты состоит нз следующих операций：
Деревянную модель плнты укладывают иа приготовленную б почве мягкую постель н легкими ударами молотка по деревянной планке, положенной на модель, равномерно осаживают ее в почву (рнс. 112, а).
Уровнем проверяют горизонтальность положения модели в почве. Формовочную смесь вокруг модели уплотняют, излишек срезают вровень с поверхностью модели (рис. 112, 6).
С одного торца модели прорезают питатель / с приемной чашей, с другого на уровне риски на модели — отводной канал 2 (рнс. 112, в). Если питатели выполняют с двух торцов полости формы, отводной канал прорезают сбоку.
Для увеличения газопроннцаемостн почвы вокруг модели накалывают вентиляционные каналы.
Перед удалением модели нз формы формовочную смесь вокруг нее слегка смачивают водой для увеличения прочности стенок формы. В центр модели ввертывают подъем, ударяя по нему с разных сторон, расталкивают модель н вынимают ее из формы (рнс. 112, г).
Поверхность формы отделывают. Для увеличения огнеупорности ее стенок полость формы прнпылнвают нлн присыпают мелким кварцевым песком. Заливку металла в форму производят до тех пор, пока он не появится в отводном канале, т. е. пока форма не заполнится на должную высоту.
Формовка в почве с опокой. Более сложные отлнвкн с выступами н углублением на верхней и нижней поверхностях отливать в почве в открытой форме невозможно.
Для таких отлнбок в почве изготовляют закрытые илн комбинированные формы, когда нижнюю часть формы изготовляют в почве, а верхнюю — в опоке. Для изготовления комбинированной формы поступают следующим образом:
Приготовленную для формовки модель осаживают б почву (как при формовке в почве); при этом строго выравнивать положе-
ние модели по уровню не следует, так как полость формы при заливке будет закрытой н уровень металла в ней будет определяться поверхностью полости формы в опоке.
Уплотняют смесь вокруг модели, заглаживают поверхность разъема формы, посыпают ее разделительным песком.
Заформованную в почве модель перекрывают опокой н, фиксируя ее положение колышками, вбитыми в почву у стенок опок% формуют опоку.
Заформованную опоку снимают, отделывают, как верхнюю часть формы. В почве у модели прорезают питатели, удаляют нз
формы модели.
Опоку по колышкам устанавливают на место, нагружают ее и готовят форму для заливки.
Правильное нагружение опокн при формовке в почве имеет особое значение. Например, опока, нагруженная малым грузом, при заливке может подняться под действием давления металла, н металл выйдет наружу. Чрезмерный груз на опоке может вдавить опоку в ннжнюю часть формы и поломать ее. Поэтому массу гру *а для крепления формы перед заливкой рассчитывают, исходя из подъемных снл, возникающих прн заливке металла в форму и соответственно массы верхней части формы. По практическим данным, масса груза на опоке должна быть примерно в 3 раза больше массы отливаемого изделия.
Машинная формовка
Архитектурные отлнвки по сравнению с художественными значительно проще, литейные формы для них во многом аналогичны формам обычных машиностроительных отливок. Технологический процесс изготовления форм для таких отливок состоит из следующих основных операций： подготовки модели, установки опоки, заполнения опоки формовочной смесью н уплотнения ее в опоке, извлечения модели из формы, отделки формы, изготовления стержня, сборки и транспортирования формы к месту заливки.
В настоящее время основные, наиболее трудоемкие н сложные операции изготовления формы механизированы.
Машинная формовка имеет по сравнению с ручной ряд преимуществ. При ручной формовке по одной н той же модели у разных формовщиков могут получаться отливкн разных размеров. Например, более опытный формовщик равномернее уплотняет формовочную смесь в опоке н аккуратнее расталкивает модель при извлечении ее нз формы, поэтому у него получаются более правильные отлнвкн. Кроме того, у одного н того же формовщика в зависимости от его физического состояния (в различное время рабочей смены — в начале, в конце) формы и отлнвки могут быть Разными. Формовочные машины дают хороший отпечаток модели, ие требующий отделки формы, большую точность размеров от-
По виду энергвн
По способу уллотяеная смесн в опоке
По способу удаленка модалв из формы
Пневматические Механнческне Гидравлическне Электромагнитные
Прессовые Внбропрессовые Встряхивающие
Встряхивающие с допрессовкой
Пескометы
Пескодувно-прессовые
Со штифтовым подъемом
С протяжной рамкой
С поворотной плитой
С перекидным столом
Клаеснфвкдция м，ш・・
Таблица %
ливки, сокращают процесс изготовления литейных форм, облегчают труд формовщика, повышают производительность и культуру его труда, позволяют лучше использовать площадь литейного YYAVO
Классификация формовочных машин
В современных литейных цехах применяют различные формовочные машины. Формовочные машины классифицируют по виду энергии, применяемой для приведения в действие машин, способу уплотнения формовочной смесн в опоке н удалению модели нз формы (табл. 16).
Формовочные машины различают по маркам, обозначаемым тремя цифрами: первая обозначает группу машины, вторая — тнп, третья — порядковый номер. Все формовочные машины, как машины литейного производства, относятся ко второй группе.
Выбор формовочных машин. При выборе формовочной машины учитывают: 1) размеры опок, применяемых для изготовления форм; 2) конструктивные особенности формовочной машины, например для изготовления нижиих полуформ необходимо наличие механизма поворота полуформ; 3) сложность модели н особенности технологического процесса изготовления по ней литейных форм.
Для удобства изготовления форм, снижения трудоемкости и увеличения производительности труда на рабочем месте устанавливают две илн три формовочные машины различных типов. Машниы со штнфгговкм подъемом опокн для формовки верхних полуформ, машины с поворотной плитой для ннжннх полуформ. При использовании в формах сырых стержней на рабочем месте устанавливают третью машину для изготовления стержней.
Конструкции н работа формовочных машин
Прессовые формовочные машины уплотняют формовочные смесн путем прессования ее в опоке сверху нлн снизу. Машины с верхним прессованием уплотняют формовочную смесь вдавлива- 230
а) б) в)
р・с 111. Уплотаеняе 5=с・■ on。” ка формовочной машнт с верхн” пре£совм・・к
нием ее в опоку сверху. Формовочный стол 5 (рис. 113, а), на котором крепится модельная плита 4. представляет собой поршень 2 прессового цилиндра /. Над формовочным столом машины на не<юдвижной траверсе 6 крепится прессовая колодка 7.
Для изготовления полуформы опоку 5 ставят на модельную плнту стола. Сверху на опоку устанавливают наполнительную рамку 6. Высота рамки должна быть такой, чтобы после прессования формовочная смесь имела необходимую плотность, а уровень ее совпадал с верхним краем опоки. Опоку с рамкой заполняют формовочной смесью, траверсу машниы устанавливают нал ойокой так, чтобы ее прессовая колодка была над рамкой опоки с зазором I мм. Подачей воздуха в цнлнндр I машины стол с опокой поднимается кверху (рис. 113, б) до упора рамкн в траверсу. При этом прессовая колодка входит в рамку н вы- преесовывает нз нее смесь в опоку, уплотняя ее. После выпуска вс дцуха из цилиндра (рнс. 113. в) стол машниы возвращается в первоначальное положение.
Верхнее прессование обеспечивает большую плотность верхних слоев смеси в опоке н меньшую — у модели. Технологически правильнее нижнее прессование, прн нем наибольшая плотность формы получается у модели н меньшая — наверху опоки, ^го обеспечивает получение плотной поверхиостн полости формы, чистой поверхности отлнвкн, нормальных условий выхода газов из формы прн заливке.
В настоящее время в лнтейных цехах применяют пневматические прессовые машины с ннжннм прессованием мод. ПФ-3, ПФ-4 н гидравлнческне мод 763.
Прессовая машина ПФ-3 (рис. 114) имеет стол 7 с прессовым механизмом. В станине машины на стойках 3 укреплена нетто- ^вижная траверса 2. Ниже траверсы на стойках расположены вращающиеся вокруг стоек два формовочных стола 4 с щетками 5 ‘ДЛк работы на машине одновременно двух формовщиков).
Для изготовления полуформы модельную плиту 4 (рис. 115, а), расположенную на столе /, обдувают сжатым воздухом н опрыскивают разделительной жидкостью. На рамке стола устанавливают опоку 2 и заполняют ее смесью. Выровняв смесь сверху по уровню краев опоки, стол с опокой, поворачивая на стойке 5, устанавливают на позицию прессования (рис. 115, б). Поворотом клапана управления под поршень прессового цилиндра подают сжатый воздух. Поршень, поднимаясь вверх, выпрессовывает смесь в опоку, уплотняя ее (рис. 115, в). Нз прессового цилиндра выпускают воздух, поршень опускается, извлекая модель из формы (рис. 115, г). Стол выводится нз-под траверсы в исходное положение, готовую полуформу снимают со стола. Аналогично первой на втором столе машины изготовляют вторую полуформу.
Прессовые машины бесшумны, обеспечивают высокую производительность труда. В настоящее время в литейных цехах при-
Рнс・ 115. Уплотненве смеси в опоке ка формовочнов машине мод, ПФ-8Рнс・ 115. Уплотненве смеси в опоке ка формовочнов машине мод, ПФ-8
Рнс・ 115. Уплотненве смеси в опоке ка формовочнов машине мод, ПФ-8
Рнс・ 115. Уплотненве смеси в опоке ка формовочнов машине мод, ПФ-8
Рие. Це. Уплотнен■• смеем ■ опоже R* ■стряжмвающвй формовочное маишн*
меняются прессовые машины, в которых процесс прессования формовочной смеси в опоке происходит одновременно с вибрацией. Такие машины называют вибропрессовыми. Преимущество внбропрессовых машин — возможность более качественно уплотнять смесь в форме для более сложных изделий. Недостатком вибропрессовых машин яаляется нх шум В производстве архитектурных отливок вибропрессовые машнны применяют при изготовлении форм для больших деталей.
Встряхивающие формовочные машины мехаинзируют процесс уплотнения смесн в опоке, а соаременные встряхивающие машнны, оборудованные дополнительными механизмами, — допрессовку верхннх слоев смеси в опоке н удаление модели из формы или снятие формы с модели. На рнс. 116 показана одна нз схем встряхивающего механизма. Модельная плнта 7 (рнс. 116. а) крепится иа масснвном столе 2, который оканчивается полым поршнем 3 с боковым отверстием 5 для впуска сжатого воздуха. Поршень стола входит в цнлнндр 4 основания машнны. На уровне с отвер- стнем 5 в поршне имеется отверстие 6 (рис. 116, б) для впуска сжатого воздуха, несколько нюке расположены выхлопные отверстия 7.
Принцип работы встряхивающей пневматической формовочной машины состоит в том. что сжатый воздух, входящий через отверстия 5 н 6 (см. рнс 116, а) в полость поршня, поднимает его на высоту выхлопных отверстий 7 цилиндра (см. рис. 116, 6) и открывает их. Сжатый воздух выходит через этн отверстия, давление в цилиндре резко уменьшается, поршень со столом н расположен- ной на нем опокой, падая, ударяется в торец цилиндра (рнс 116, в). В момент удара поршня формовочная смесь, находящаяся в опоке 8 с наполнительной рамкой 9. уплотняется. Пор- тень стола, вернувшись в прежнее положение (см. рнс. 116, о), открывает входное отверстие 6 для сжатого воздуха, н процесс встряхивания повторяется. Такнм образом, с каждым ударом пыг”【а уплотпеииоги слоя смесн над моделью увеличивается.
Рве. 117. Ветра х ивающая формовочввв NaminiB мод. 271 с до прессовкой м про- тажкоА моделм:Рве. 117. Ветра х ивающая формовочввв NaminiB мод. 271 с до прессовкой м про- тажкоА моделм:J — ставя ва; 2 — резервуар для масла; 3 — колонка; 4 — упор; 5 — траверсе; 6 — прессовая колодка; 7 — стол; 8 — возду- хораспределитель； 9 — коленный клапан； 1。— штмфты; ，1 — штнфтолодъем мы А ме・ хакнзмJ — ставя ва; 2 — резервуар для масла; 3 — колонка; 4 — упор; 5 — траверсе; 6 — прессовая колодка; 7 — стол; 8 — возду- хораспределитель； 9 — коленный клапан； 1。— штмфты; ，1 — штнфтолодъем мы А ме・ хакнзм
Рве. 117. Ветра х ивающая формовочввв NaminiB мод. 271 с до прессовкой м про- тажкоА моделм:
Рве. 117. Ветра х ивающая формовочввв NaminiB мод. 271 с до прессовкой м про- тажкоА моделм:
J — ставя ва; 2 — резервуар для масла; 3 — колонка; 4 — упор; 5 — траверсе; 6 — прессовая колодка; 7 — стол; 8 — возду- хораспределитель； 9 — коленный клапан； 1。— штмфты; ，1 — штнфтолодъем мы А ме・ хакнзм
J — ставя ва; 2 — резервуар для масла; 3 — колонка; 4 — упор; 5 — траверсе; 6 — прессовая колодка; 7 — стол; 8 — возду- хораспределитель； 9 — коленный клапан； 1。— штмфты; ，1 — штнфтолодъем мы А ме・ хакнзм
Степень уплотнения формовочной смеси в опоке зависит от высоты подъема стола машины и числа его ударов. Встряхивающие формовочные матннн могут совершать от 150 до 300 ударов в минуту. Необходимое число ударов для уплотнения смеси колеблется от 30 до 60, высота подъема стола от 25 до 80 мм・ При встряхивании смесь лучше уплотняется около мо
дели, верхние же слои смеси в опоке требуют дополнительного уплотнения. Дополнительное уплотнение верхних слоев смеси в опоке выполняют вручную илн с помощью специальных допрессовочных механизмов, применяемых в формовочных машинах.
Встряхива юща я формовочная машина мод. 271 (рис. 117) предназначена для нзготовле- ння полуформ по односторонним модельным плитам. Верхнюю н нижнюю полуформы из
готовляют обычно на двух рядом стоящих машинах. Встряхивающнй и прессовый механизмы машниы располагаются в ее станине, на колонке находится поворотная траверса с прессовой колодкой.
При включении механизма встряхивания сжатый воздух поступает по каналу 6 под поршень 5 цилиндра встряхивающего механизма, поднимает стол S с модельной плитой н опокой, наполненной формовочной смесью (рнс. 118> б). Прн подъеме стола открывается выхлопное отверстие 4, вследствие чего давление
воздуха под поршнем резко снижается» н поршень со столом падает вниз. В результате удара всей системы о торец цилиндра происходит уплотнение смесн в опоке.
Допрессовка верхнего слоя смеси в опоке производится подачей воздуха через отверстие 8 (рнс_ 118, о) под поршень цилиндра прессового механизма. Стол машины поднимается, смесь в опоке» | соприкасаясь с прессовой колодкой траверсы, уплотняется. Для снятия пол у формы с модели масло через канал 10 подается под поршень цнлнндра штифтоподъемного механизма 9, связанного с траверсой //, н штифты 7 поднимаются.
Процесс изготовления полуформы на машине мод. 271 следующий.
Рмс. lie. Схема работ* формовочной машинымоа. 271：
а — влсмпха е“・ в спеку; б — встрякввявяе;
• — допрессовка; ▲ — съем полуфорыы с модель-вой плиты штвфтвмв
Модельную плиту I (рис. 118, а) обдувают сжатым воздухом и опрыскивают разделительной жидкостью из пульверизатора.
На модельную плнту устанавливают опоку 2 и наполняют ее формовочной смесью.
Включают механизм встряхивания (см. рис. I18v б) н уплотняют смесь в опоке, после чего смесь в опоке разравнивают, излишек ее срезают, оставляя необходимый слой для допрео совки.
Траверсу с прессовой колодкой устанавливают над опокой. Под поршень прессового механизма подают свежий воздух, производят допрессовку верхнего слоя формовочной смесн.
Траверсу с прессовой колодкой отводят в сторону. Пере- ключают рукоятку воздухораспределителя в положение <Вы- тяжкаэ для включения вибратора н подъема штифтов.
Готовую пол у фор му снимают со штифтов.
一 7. Рукоятку воздухораспределителя сггааят в полбжздие •_тппэ, штифтовой механизм опускайся.
>-3>-3оо44Рнс. 119. Схема работы метательнойголовкн пескомета:/ — В1л электродвигателя, 2 — ковш;S — смесь; 4 — опокаРнс. 119. Схема работы метательнойголовкн пескомета:/ — В1л электродвигателя, 2 — ковш;S — смесь; 4 — опока
>-3
>-3
о
о
4
4
Рнс. 119. Схема работы метательнойголовкн пескомета:
/ — В1л электродвигателя, 2 — ковш;S — смесь; 4 — опока
Рнс. 119. Схема работы метательнойголовкн пескомета:
/ — В1л электродвигателя, 2 — ковш;S — смесь; 4 — опока
Пескометы. Формовочные машины, механизирующие процесс наполнения опокн и уплотнение в ней формовочной смеси путем забрасывания ее в опоку, называют пескометами. Основная часть пе- с комета — его метательная головка, схема работы которой показана на рис. 119. Пескометы могут быть стационарными н передвижными. Стационарный пескомет устанавливают в определенном месте цеха и применяют для набивки опок средних размеров, подаваемых к нему. Пескомет работает более производительно прн наличии карусельного многопозн- ционного станка. Такой станок представляет собой вращающийся круглый стол, площадь которого
разделена на секторы (позиции). Каждый из секторов оборудован механизмами и приспособлениями, необходимыми для выполнения определенной операции. Например, на первом секторе на модель устанавливается опока, на втором эта опока набивается смесью, т. е. подводится к го・ повке пескомета, на третьем ——из опокн удаляется модель, на последнем ——опока снимается для сборки формы Так, вращаясь, стол четырехпознцнонной машины подает под головку пескомета пустые опоки, обеспечивая его бесперебойную работу.
Для изготовления крупных форм (садовые решетки, тумбы, фонарные столбы, колонки, постаменты) чаще всего применяют пескометы консольного типа, приспособленные для обслуживания нескольких рабочих мест, расположенных в одном ряду.
Консольный пескомет (рис. 120) состонт из вертикальной тел еж кн //, верхняя часть которой движется по подкрановому пути /2, а ннжняя — по рельсу 10. В головке пескомета 7 на вал 1 (см. рис. 119), вращающийся от электродвигателя, посажен ковш 2. В процессе работы в головку пескомета по конвейеру 6 беспрерывно подается формовочная смесь. Ковш, частота вращения которого 1500 с-1, отсекает порции поступающей смеси н через выходное отверстие головки выбрасывает ее в опоку 5 Формовочная смесь, движущаяся из головкн с большой скоростью, встречая на своем пути модель, уплотняется на ее поверхности, постепенно заполняя опоку. Вследствие шарнирного крепления рычагов гидравлического цилиндра 9 подъема н опускания головка пескомета свободно перемещается в горизонтальной н вертикальной плоскостях Формовщик, передвигая головку, может направлять струю смеси в нужное место опокн. Непрерывность подачн смеси
Рис. 190. Консольный пескомет 290M
на конвейеры 4 н 6 н в головку пескомета обеспечивается цеховым конвейером 1 через воронки 3 и 5. На конвейер 1 смесь попадает по желобу 2.
Плотность набивки форм нз пескомета зависит от частоты вращения ковша головки пескомета, высоты расположения ее над поверхностью модели н скорости передвижения над опокой.
Благодаря высокой производительностн (пескомет уплотняет в час от 5 до 40 м3 смеси), равномерному уплотнению смеси в опоке и экономному расходу электроэнергии пескомет по сравнению с другими формовочными машинами является наиболее удобной формовочной машиной для изготовления крупных форм.
Пескодувные машины. Прн крупносерийном производстве архитектурных отливок для изготовления стержней применяют стержневые машины, которые по принципу уплотнения смеси в стержневом ящике подразделяют на мундштучные, пескодувные и пескострельные. Наиболее современными являются пескодувные н пескострельные машины, на которых можно изготовлять стержни любой конфигурации. Производительность таких машин более 200 стержней в час. Стержни, изготовленные на пескодувных машинах, отличаются прочностью, чистотой поверхности н хорошей газопроницаемостью.
Принцип работы пескодувной машины состоит в том, что стержневая смесь из пескодувного резервуара вместе с сжатым воздухом вдувается б полость стержневого ящика н уплотняется в нем. На рис. 121 показан принцип работы стержневой песко-
дувной машины мод. С-216, предназначенной для нзготов^ лёйня стержней в ящиках с горизонтальным разъемом. Изготовл яемые на машине стержни массой до 10 кг нмекуг гладкую поверхность и высо кую точность размеров.
Для изготовления стержня на машине мод. С-216 подготовленный стержневой ящик 2 устанавливают на рабочий с гол / (см рис. 121). В рабо чнЛ резервуар 4 из бункера 7 загружают стержневую смесь, с целью устранения возможности зависания смеси вклк> =<ают вибратор 8. Загруженный смсеью рабочий резервуар перемещается из-под бункера по роликовому конвейеру 9 пнев- клапан ду!ья 5. Рабочий стол
«х^диимаетен до уипрз стержн^ою ящика в надувную плиту 3. Рабочий резервуар с кареткой поциимаекн до упара в механизм подачи воздуха. Плотность прилегания рабочего резервуара к механизму подачи воздуха обе-гпечипается ргшиовым уплотни- гельным кольцом при включении механизма дутья открывается шибер 6, производится надув смеси в стержневой ящик через надувную плиту 5. После надува смсгн стол со стержневым ящиком (пускается вниз, ящик снимают со стола, извлекают из него вентиляционные шомпола, при необходимости накалывают до ж>лиительиые вентиляционные каналы через отверстие для надува. Стержневой ящик раскрывают для удаления стержня. Недостатки л-сскодувных стержневых машин: большой расход воздуха, ис- 1К»льзоваиие стержневых смесей только с низкой прочностью в сыром состоянии н сравнительно слабое уплотнение крупных степжней
Более экономичными являются пескострельные стержневые машины По принципу работы лесжодувиые и пескострельные машины имеют много общего: на тех н других изготовляют стержни путем надува смеси в стержневой ящик сжатым воздухом. Однако пескострельные машины позволяют использовать смеси с цостаточио высокой прочностью в сыром состояний, чтаоблегчает исследующие операции со стержнями до сушки Кроме того, на «ескострельннх машинах можно изготовлять крупные стержни аа несколько выстре.тов. т 匕・ мпачит» ст^жнеанй мши к пор・ UM&：4M csiecfl.
Автоматические формовочные линии
В последние годы создано много различных конструкций высокопроизводительных формовочных автоматов н полуавтома- 〕ов, обеспечивающих получение форм для отливок массой от 0,1 &о 2Ю кг, производительностью от 80 до 300 форм в час. На базе формовочных автоматов созданы и широко внедряются в литейных 這зх автоматические линии. На рис. 122 представлена схема одной из формовочных автоматических линий конструкции НИИтракторсельхозмаш. В процессе работы автоматической jih- ннн опоки после выбивки поступают в распаровщнк /, где верхняя опэка отделяется от нижней. Первая по приводному роликовому конвейеру-накопителю подается на участок 〃 формовки верхних ж^уформ, вторая — на участок / формовки нижних полуформ. Нм*нян опока по роликовому конвейеру поступает на кантова- тмп 3、переворачивается на 180° (в рабочее положение для 中。р- мс'вки) и толкателем 2 подается на формовочный пресс 4 с пневма- TdutvKHM приводом н рычажным усилителем давления. Далее за^рмованная нижняя опока поступает на кантователь 5, переворачивается на 180° и подается на приводной роликовый кон- аеь?р-накопитель 6 для установки стержней. Верхняя опока TI «.< хателем 15 подается на аналогичный первому формовочный пресс 14. Готовая верхняя полуформа поступает через кантова- т>7 3 13 на роликовый конвейер-накопитель /2 для контроля сгпечатка модели. Нижняя полуформа с роликового конвейера- ил ко пите л я 6 толкателем 7 подается в автомат сборки 10. Верхняя пол у форма перед сборкой проходит кантователь // и затем посту- па”т в автомат сборки.
Собранные литейные формы проходят по роликовому конвейеру н толкателем 8 подаются на участок заливки ///. Здесь формы автоматически устанавливаются на подоночные плиты» нагружаются грузовыми плитами н заливаются. После заливки грузо-
，”.Схема автом&тнчФСКоА формовочной ЯИН1П1 коиетруищп! НИНтракторсшь- sOMiain
Рис. 123. Схема авто матич г свой лкнил фирмы <Дкзам*тнк>Рис. 123. Схема авто матич г свой лкнил фирмы <Дкзам*тнк>
Рис. 123. Схема авто матич г свой лкнил фирмы <Дкзам*тнк>
Рис. 123. Схема авто матич г свой лкнил фирмы <Дкзам*тнк>
вие плиты с форм сннма. ются пневмоприводом. За- литые формы толкателем 9 подаются на роликовый конвейер охладительной ветви (участок /V) Про- ходя под вентиляционным кожухом* формы охлаж- дакгтся н поступают под пресс для выбивкн (участок V). Выдавленная прессом из опок формовочная смесь с отливкой ПО' ступает на встряхивающую решетку» где отливка от・ деляется от смеси. Пустые опоки с решетки поступают на распаровку. Подопечные плиты перед поступлением форм на выдавливание возвращаются
на участок заливки.
Производительность автоматической линии 180 форм в час, ее обслуживают (без заливщика и установщика стержней) четыре
человека.
На формовочной автоматической линии датской фирмы «Дизама тик» изготовляются небольшие фасонные отливкн из чугуна, стали и цветных сплавов в безопочных литейных формах. Для изготовления форм используют высоко пр оч ные формовочные смеси, прочность которых в сыром состоянии более 100 МПа. Для уплотнения смеси б форме используется пескодувно-прессовый способ.
Литейные формы изготовляются б формовочной камере с модельными плитами / и 4 (рис. 123). Камера заполняется формовочной смесью 3 из резервуара 2 под давлением сжатого воздуха. В заполненной формовочной камере смесь прессуется плунжером 5 с модельной плитой 4. После этого модельная плита / отходит и повор ачиваетс я - Уплотненная пол у форма 6 плунжером 5 проталкивается по плите 7 до соприкосновеиия с предыдущей полуформой 8 и образует полость формы 9 с литниковой системой /2.
Повторяя процесс изготовления литейной формы, получают непрерывный ряд форм, который заполняется расплавом из ковша //. Залитые формы поступают на выбивку, где отливки 10 освобождаются от формовочной смеси. Отливки, полученные на лнннн. имеют чистую поверхность с минимальным припуском на обработку. Производительность автс магической лннмн 300 форм в час.
Лесспосадчнца
v
Каслинский чугунный павильон
«Россия**
Vlf
VfH
Кресло
Вопросы для повторения
].Какие отливки отяосятсн к архитектурным?
Каковы особенности изготовления форм для архитегтуринх отливок?
Как изготовляют *4одели поручней н брусьев?
Как изготовляют форму для садовой решетки?
Для чего при установке стержня в форме прнменяют жеребейка?
В чем состоит процесс формовки по шаблону?
Какие приспособления применяют при формовке по шаблону?
Как изготовляют литейную форму чаши дли фонтана?
Можно ли формовать по шаблону изделия» имеющие форму овала?
Как изготовляют по шаблону стержни?
Когда н как изготовляют литейную форму в почве?
Что такое машинная формовка, каковы ев прекмущества и冊"ручиоВ
формовкой?
Как классифицируют формовочные машина?
Как устроены и работают прессовые формовочные машиив?
Как устроены и работают встряхивающие формовочные машина?
Как устроены и работают пескометы?
Каков принцип работы пескодувных стержневых машин?
Какие Вы виаете формовочные автоматические линии?
10 Зотмп В. И.
Глава
ПОДГОТОВКА ФОРМ К ЗАЛИВКЕ
Нанесение покрытий на поверхностиформ и стержней
На поверхности отливок художественных изделий не должно быть пригара и раковнн, поэтому полость формы художественной отливки следует хорошо защищать от действи я заливаемого в нее расплавленного горячего металла. Поверхность полости сырых форм для защиты от пригара припиливают порошком древесного угля или графита. Древесноугольный порошок применяют для форм тонкостенных отливок, графит — для форм толстостенных отливок. На стенках сухих форм порошок не удерживается, поэтому на стенки таких форм наносят защитный слой в процессе их сушки в камере сушильной печи. Коптящее пламя смолистого топлива, взаимодействуя с формовочной смесью стенки формы, образует на ней защитный слой, который, не ухудшая четкости сложной поверхности полости формы, препятствует образованию пригара иа стенках отливки. Полость сырых форм ажурных отливок покрывают таким слоем, подкапчивая их в течение нескольких минут коптящим пламенем смолистого топлива. Под- капчивание поверхности стенок формы в сочетании с ее легким подсушиванием обеспечивает хорошую заполняемость формы расплавом и красивую поверхность отливки.
Архитектурные отливки с менее сложной поверхностью и большей толщиной стеики предохраняют от пригара, нанося на стенки формы слои противопригарного покрытия. В состав покрытий входят вода, графит, древесноугольная пыль н (для увеличения клейкости) небольшое количество связывающих веществ. Наносят нх на поверхность формы н стержня кистью или специальными распылителями, после чего формы н стержни подсушивают.
При производстве крупных архитектурных отливок повышают противо пр и гар иые свойства формовочной смеси путем введения в нее специальных добавок (каменноугольного н древесноугольного порошков, графита, пылевидного кварца).
Сушка форм и стержней
Прочность форм художественных отливок обеспечивается высоким содержанием глины в применяемых для нх изготовления формовочных смесях. Для повышения прочности стержневой смеси используют специальные связующие. И в том н в другом случаях высокая прочность формы и стержня достигается после сушки.
При сушке в формовочных и стержневых смесях происходят фнзяко-химические процессы, повышающие их прочность. Глина, иапример, теряя влагу, упрочняется, масляные крепители окисляются, образуя клейкую массу, которая, высыхая, прочно связывает зерна песка в смесн. Смолы и пеки плавятся и при затвердевании скрепляют зерна смеси. В смесях на декстрине происходит процесс клейстеризации. Сульфитная барда образует смолу, обладающую клеящей способностью. Формы, изготовленные из жирных формовочных смесей, обладают плохой газопроницаемостью, так как глмиа и влага уменьшают пористость смеси в форме. В процессе сушки большая часть влаги испаряется, прн этом пары, расширяясь прн нагревании, прорываются через стенки формы н стержни, оставляя в них небольшие каналы, в результате чего газопроницаемость стенок формы н стержня увеличивается. Кроме того, в процессе сушки форм и стержней при взаимодействии с газами, образующимися от сгорания смолистого топлива в топке сушильной печи, на стенках отлагается налет сажи, который защищает их от воздействия заливаемого металла.
Таким образом, в процессе сушки повышаются прочность, газопроницаемость и огнеупорность форм и стержней.
Продолжительность сушкн формы часто равна времени процесса изготовления самой формы, а в отдельных случаях и превосходит его. С целью сокращения процесса получения отливкн осуществляют не сквозную, а поверхностную сушку форм. При сквозной сушке форма просушивается полностью, при поверхностной — на глубину 10——40 мм.
Сушат форму на месте ее изготовления или в сушильных печах в зависимости от способа изготовления формы н ее размеров.
Сушка форм на месте. Литейные формы больших размеров и формы, изготовленные в почве, сушат обычно на маете переносными сушильными агрегатами и устройствами с источником инфракрасного излучения.
Переносной сушильный агрегат (рис. 124) устанавливают на 0орму. Внутри корпуса 2 печи в топке / сжигается топливо, продукты горения которого (горячие газы) вентилятором 3. установленным в верхней части, прогоняются через выпор в полость формы н подсушивают ее. Наиболее рационально использование инфракрасного излучения специальных электроламп мощностью 250—500 Вт.
Prc. 124. ПереносноД еушнлъныА аппарат
Рмс. ”■• К&керни сушильная ne.、rw- ркодического деВствня
Сушка форм и стержней в сушильных печах. Самым удобным н экономичным способом сушки форм и стержней является их сушка в сушильной печи, представляющей собой камеру с расположенной внутри или сбоку топкой. Горячие газы из топки по специальным каналам или непосредственно проходят в камеру, прогревают н сушат находящиеся в ней формы и стержни. Сушильные печи по конструкции подразделяют на переносные и стационарные, а по принципу действия ——на печи периодического н непрерывного действия. При массовом производстве отливок применяют конвейерные сушильные печи непрерывного действия. Загрузку и выгрузку форм н стержней в камеры сушильных печей непрерывного действия производят непрерывно с разных сторон печи. Продвигаясь, формы и стержни проходят разлнчиые температурные зоны, обеспечивающие заданный режим сушки.
В тупиковых сушильных печах периодического действия формы н стержни сушат периодически, в момент загрузки н выгрузки сушильная печь не работает.
Для сушки форм и стержней художественных отливок чаще всего применяют тупиковые сушильные печи периодического действия.
На рис. 125 показана камерная сушильная печь, используемая для сушки форм и стержней кабинетных художественных отливок. Кирпичная камера сушильной печи перекрыта сводом, в середине которого расположены два ряда крючков 2 для подвешивания небольших полу форм. Вдоль боковых стен камеры устроены этажерки 3 для размещения полуформ и драйеров со стержнями и кусками форм. Топка / сушила расположена у задней стенки ниже уровня пола. Каналы 5 для выхода газов из печи устроены в углах передней стеики камеры н проходят под полом печи в об- 244
щиб дымовой боров 4. Для регулирования иагрева камеры и вн- хода газов каналы, идущие к общему дымовому борову, перекрыты шиберами, которыми регулируют движение газа в камере. В передней стенке сушильной камеры устроена створчатая дверь, с внутренней стороны покрытая футеровкой из огнеупорной глины. В центре сушильной камеры расположен рельсовый путь 6 с поворотным кругом 7 для ввоза в сушильную камеру вагонетки с крупными полуформамн и стержнями.
После загрузки камеры дверь закрмввют, зазоры в ней за- называют глиной и, прикрыв шиберы, разжигают топку. В топливо добавляют мазут для копоти. Горячие газы из топки поднимаются вверх, соприкасаются с поверхностью форм, оставляя на ннх слой копоти, и вместе с парами испаряющейся из форм влаги уходят в дымовую трубу.
Литейные формы для скульптур сушат в специальных камерных нли нмннх сушильных печах периодического действия, работающих на газе. Ямная печь представляет собой кирпичную камеру, расположенную ниже уровня пола цеха н перекрытую съемным сводом. Загрузка и выгрузка форм из ямных печей производится через съемный свод краном. Для сушки небольших стержней применяют сушильные шкафы, обогреваемые воздухом, предварительно нагретым в установленном на шкафу калорифере. Внутри сушильного шкафа находятся решетчатые полки, передние кромки которых прикреплены к дверкам так, чтобы при открытии дверкн ввдвигалась н полка с расположенными иа ней стержнями.
Процесс сушки форм и стержней осуществляется в три периода. В первый период, постепенно повышая температуру, стержни и формы нагревают медленно, что способствует лучшему их прогреву, без растрескивания. Во втором пернцце быстро повышают температуру до максимального значения, что способ- ствует интенсивиому удалению влаги с поверхности форм и стержней. Максимальная температура зависит от связующих, применяемых прн изготовлении форм и стержней. При использован и я органических связующих она составляет 160—240 ℃t при использовании глины — 300—350 ℃, при использовании жидкого стекла — 200—250 ℃, при использоваиии тер мор еа ктивных смол— 300—400 ℃. При максимальной температуре формы н стержни выдерживают некоторое время в зависимости от режима сушки, толщины стенки форм и условия передачи теплоты в сушиле. В третий период сушки формы и стержни при полуоткрытом шибере постепенно охлаждают в сушильной камере до температуры выгрузки (50 — 60°С).
Сборка и подготовка форм к заливке
Кусковые формы. Хорошо просушенные полуформы, стержни и части формы (куски) выгружают из сушильной печи и внимательно осматривают их с целью обнаружения возможных по- 245
вреждений. С поверхности полуформ, стержней и кусков сметают мягкой щетинной щеткой пыль и золу. Затем в ннжнюю полу- форму по знакам укладывают куски, стараясь не касаться поверхности их лицевой части (отпечатки моделей). Куски небольших форм укладывают вручную, куски форм статуарного литья используя подъемные механизмы.
Во избежание заливов и больших швов на поверхности отливки при укладке кусков следует добиваться плотного прилегания их друг к другу. Причиной неплотного прилегания кусков в форме может быть плохая очистка знаков или поломка нижней части куска. В собранной нижней полуформе, прочистив каркасную трубку, устанавливают стержень; концы его трубки н поперечника должны располагаться точно в знаках, стержень при этом не должен качаться. В противном случае могут произойти сдвиг стержня и повреждение поверхности верхней полуформы.
При установке стержня следует проверить величину н равномерность просвета между ним н формой (толщину стенки отливки). В условиях единичного производства толщину стеики отливки определяют контрольным перекрытием полуформ. Для этого до установки стержня в необходимых местах полости формы и на стержень (после его установки) устанавливают конуса из мягкой глины, после перекрытия полуформ примятые конуса покажут величину просвета, т. е. толщину стенки будущей отливки.
Особое внимание при сборке формы следует уделять верхней по л у форме, в которой куски в процессе удаления модели должны быть приколоты или прикреплены к ее поверхности. При сборке формы необходимо убедиться в надежности крепления полуформ заделать между ннмн швы с целью устранения возможности проникания в них металла при заливке формы. После установки стержня, проверив каналы литниковой системы, полуформы спаривают. Плотность, прилегания одной полу формы к другой проверяют прокладкой между ними валика пластичной глины по равномерности обжатия валика можно судить о плотности прилегания полуформ.
Чтобы при заливке избежать подъема металлом верхней полуформы, полуформы перед заливкой скрепляют. Для получения хорошей плотности металла в определенной части отливки и резкости отпечатка на ней поверхности модели кусковые литейные формы статуэток заливают в вертикальном положенин, располагая наиболее ответственные их части внизу. При этом увеличивается гидростатическое давление металла в форме, что способствует получению четкого отпечатка.
Для заливки в вертикальном положении кусковые формы зажимают на прессе (рис. 126, а). Кусковые формы статуарных отлнвок заливают в ямах (кессонах). Для скрепления формы пространство между стенкой кессона и формой забивают песком. Формы, изготовленные по выжигаемым моделям, заливают на плацу. Подготовку заливки форм для ажурных отливок начинают 246
F.t・ IM. Расооломмве форм 乂“ ■■■・■■■，
I — вертжшальво; 6 — “кло・во； • — ■ стспиу
с подкапчивания полуформ. Подогретые полуформы спаривают н устанавливают для заливки. Формы с подопочиыми щитками располагают на специальных подставках (таганах). Полуформы скрепляют путем установки на форму груза. Формы с горизонтальной литниковой системой, расположенной с одной стороны ее полости, для лучшего заполнения металлом устанавливают на подставке с неболыиим наклоном относительно стояка (рис. 126, б). Литейные формы для отливок типа барельефов с целью экономии площади рабочего места при заливке удобно укладывать в стопку (рис. 126, в).
Формы для архитектурных отливок. Процесс сборки н подготовки таких форм к заливке включает следующие операции: подготовку к сборке полуформ н стержней, установку и крепление стержней в полуформах, проверку точности их установки, отделочные работы и спаривание полуформ, установку литниковых и выпорных чаш, скрепление полуформ для заливки.
В отличие от сборки форм для художественных отливок сборка форм для архитектурных отливок начинается с подготовки полу- 4»рм и стержней, исправления обнаруженных в них дефектов, проверки качества сушки, подготовки места сборки и заливки 4»рмы. После окончания подготовительных работ в полуформах устанавливают стержни. Небольшие стержни массой до 15 кг устанавливают вручную, более крупные —с применением подъемных механизмов. Крепят стержни в зависимости от их конструкции и расположения в полуформе жеребейками, подвешиванием в верхней полуформе, прикалыванием, приклеиванием. Правильность установки стержней в форме контролируют шаблонами, кондукторами, стандартными жеребейками.
При заливке в(}юрме и стержне образуется большое количество газов. Несвоевременное удаление их из формы вызовет образование газовых раковия в отливке или повреждение формы н получение соответствующих дефектов в отливке. Поэтому при сборке формы необходимо проверить наличие и качество вентн- ляциоиной системы формы н стержня.
В процессе отделочных работ на поверхности крупных стержней заделывают облицовочной или стержневой смесью углубления
247
для весок, если они расположены на их рабочей части. Зазора между стержнями заделывают тестообразной пастой. При необходимости на места заделки наносят противопригарное покрытие.
После выполнения отделочных работ полуформы спаривают по штырям. При спаривании необходимо обеспечить плотную посадку полуформ по поверхности вокруг полости формы, препятствующую прорыву расплава через разъем формы при заливке. Для этого в нижних полуформах крупных сухих форм по периметру полости (на расстоянии 30—50 мм от края) прокладывают валик из мягкой глины. В сырых формах вместо глины на поверхности разъеыа в нижней опоке подрезают гладилкой песчаный валик.
В завнсимостн от размеров полуформ спаривание их при сборке пронзводится вручную илн с помощью крана. В целях увеличения гидростаггического давления расплава, поступающего в форму, прн залнвке больших форм для архитектурных отливок применяют литниковые и выпорные чаши. На поверхностях небольших и средних форм такие чаши (наращалки) устанавливают над стояком и выпором. Для мелких форм нх делает вам формовщик нз формовочной смеси в небольших рамках- опоках. Для крупных форм литниковые н выпориые чаши изготовляют специально в стержневом отделении цеха.
Вопросы для поиторения
Эачея сушат формы для кудожествениых отливок?
Почему после сушки газопроницаемость н прочность формы и стержней выше?
Какое вначение кроме увеличения прочности и газопроницаемости имеет сушка для форм художественных отливок?
Какие Вы внаеге способы сушки форы н стержней?
Когда и каи сушат формы на месте?
Какне Вы енаетв виды сушильных печей?
Какне сушильнне печи применяют для сушки форм н стержней яудо- жественных отливок?
Как устроена сушильная печь периодического де&ствня?
Как протекает процесс сушки форм н стержне去 в сушильных печах?
Как сушат большие формы для скульптурных отливок?
В чем состоит процесс сборки н подготовки к аал ивке кусковых форм?
Как подготовляют н заливке формы для ажурных отливок?
Как ирепят кусковые формы перед заливкой?
В чем состоит процесс сборки и подготовки к эаливке форм архитектурных ОТЛИВОК?
Как проверить правильность установленного в форме стержня?
Как крепят перед заливкой формы архитектурных отливок?
Почему формы для кабинетных художественных отлввок ааливают в вертикальном положении?
Глава
ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСПЛАВОВИ ЗАЛИВКА ФОРМ
Плавильные печи
Для приготовления расплавов, применяемых для заливки форм художественных и архитектурных отливок, используют различные плавильные печи. В процессе работы плавильные печи должны обеспечивать получение расплава заданного химического состава, соответствующей температуры и жидкотекучести; минимальный угар расплава н минимальное насыщение его вредными примесями; низкий расход топлива н максимальную производительность. Кроме того, плавильные печи по типу н производительности должны быть приспособлены к режиму литейного цеха.
Наиболее широкое применение нашли вагранкн. дуговые и индукционные электрические печи, пламенные и тигельные печи, электрические печи сопротивления. В производстве литья по выплавляемым моделям используют электрические высокочастотные печи.
Вагранки. Для плавки чугуна наиболее удобными являются вагранки, особенно если необходимо иметь значительное количество металла постоянного химического состава. Высокая производительность вагранок объясняется тем, что оии являются печами непрерывного действия.
Вагранка представляет собой шахтную плавильную печь, внутри выложенную огнеупорным кирпичом 2 (рис. 127), снаружи обтянутую сваренным или клепаным металлическим кожухом 10. Печь смонтирована на колонках 7. В опорной плите 4 имеется люк 5, который во время работы вагранки закрывается створчатой дверцей, подпираемой подставкой 6. Дно вагранки, называемое лещадью, набивается огнеупорными материалами с наклоном в сторону отверстия 8 для выпуска чугуна (чугунной летки). В противоположной стороне от чугунной летки, выше ее, устроено отверстие 3 для выпуска шлака (шлаковая летка). Выше шлаковой летки в стенках вагранкн расположены сквозные отверстия 9 Для вдувания воздуха —фурмы.
В современных вагранках фурмы делают в два или три ряда, иижние называют основными, верхние ——вспомогательными.
Рис. 127« В・「1мш*а без копильника (а) н копильник <<Г)Рис. 127« В・「1мш*а без копильника (а) н копильник <<Г)
Рис. 127« В・「1мш*а без копильника (а) н копильник <<Г)
Рис. 127« В・「1мш*а без копильника (а) н копильник <<Г)
Часть вагранки, расположенная ниже фурм, называется 2орном. а часть вагранки, расположенная выше фурм, ——шахтой. Шахта вверху, на уровне колошниковой площадки имеет завалочное окно 7. Верхняя часть вагранки заканчивается трубой с искроуловителем //.
Чтобы накопить металл для заливки крупных форм, вагранкн делают с копильником /3 (рис. 127, б)- Копильник представляет собой дополнительный гори вагранкн, пристроенной к ней сбоку, ниже чугунной летки в виде цилиндра, внутри выложенного, как н вагранка, огнеупорным кирпичом. Расплавленный металл, попадая на лещадь вагранки, стекает через переходную летку 8 в полость копильника, откуда по мере накопления через летку 12 выпускается в ковш для заливки. Недостатком вагранок с копильником является снижение температуры металла на 20―25 ℃.
ШихтовыеШихтовыематериалы н и хматериалы н и хИсходные : шихтовыми 250Исходные : шихтовыми 250подготовка, плавки, называют идущая на загрузкуподготовка, плавки, называют идущая на загрузкуВагранка приспособлена для плавки чушкового чугуна н металлических отходов собственного производства — литников, прибылей и бракованных отливок. Недостатком плавки чугуна в ваграике является увеличение в расплаве серы вследствие перехода ее из кокса.
Шихтовые
Шихтовые
материалы н и х
материалы н и х
Исходные : шихтовыми 250
Исходные : шихтовыми 250
подготовка, плавки, называют идущая на загрузку
подготовка, плавки, называют идущая на загрузку
материалы, идущие в печь дляматериалами, а мерная их доза»
в вагранку, — колошей. Для получения чугуна в качестве шихтовых материалов в литейных цехах применяют чушковый чугун, цугунный и стальной лом, возврат собственного производства. Материалы для присадки ——ферросплавы (ферросилиций, ферромарганец).
Топливом прн плавке чугуна является кокс — продукт пере
работки коксующихся каменных углей. Кроме металла н кокса в состав шихтовых материалов входит флюс (известняк), необхо
димый для образования легкоплавкого шлака, с помощью которого нз металла удаляются неметаллические включения.
Перед загрузкой в вагранку чушки чугуна ломают на чушко- ломах, крупные куски металлического лома дробят с помощью копров, флюсы измельчают в дробилках. Возврат (литники, прибыли, бракованные отливки) очищают от формовочной смеси в специальных барабанах. Кокс просеивают, чтобы отделить
мелкие куски.
Плавка чугуна в вагранках. Подготовку вагранки к плавке производят в следующем порядке.
На лещади вагранкн разжигают дрова для сушки ее стенок. После того как дрова разгорятся, на них загружают кокс холостой колоши (слой кокса без металла). Шихту в вагранку загружают с помощью бадьи, вводимой в шахту вагранки через загрузочное окно. Когда кокс холостой колоши разгорится, начинают поочередно загружать металлические, коксовые колоши и флюс до уровня завалочного окна. Такой уровень материалов в шахте вагранкн поддерживается до конца плавки. К концу завалки шихты включают вентилятор н подают воздух через фурмы в зону горения. По мере сгорания топливных колош металл в вагранке подогревается, спускается ниже и, попадая в пояс плавления (верхняя часть холостой колоши), плавится. Расплавленный металл, каплями проходя через раскаленны員 cnoii холостой колоши, науглероживается за счет кокса и опускается в горн на лещадь. Из горна чугун по мере накопления выпускается через чугунную летку в разливочный ковш. Шлак, получающийся в вагранке от плавления флюса, скапливается в горне на поверхности чугуна н выпускается из вагранкн через шлаковую летку.
Для окончания процесса плавки прекращают завалку материала и дают расплавиться ранее загруженному. Затем выключают вентилятор, раскрывают дверки опорной плиты, остатки кокса холостой колоши высыпаются из вагранки, где их заливают водой.
После охлаждения вагранки ее внутреннюю часть ремонтируют: исправляют выгоревшие места огнеупорной кладки, набивают лещадь н готовят вагранку к следующей плавке. Производительность вагранки в зависимости от ее внутреннего диаметра может быть от 3 до 30 т/ч. Расход топлива от 10 до 16 кг на 100 кг расплавленного чугуна.
В последние годы конструкции вагранок были значительно уо»с»ршенствованы. Созданы и освоены новые конструкции более
экономичных коксогазовых вагранок, вагранок закрытого тнпа, с очисткой н дожиганием отходящих газов. Для увели* чения производительности в вагранках используют подогретое дутье н дутье, обогащенное кислородом.При заливке форм для архитектурных отливокэкономичных коксогазовых вагранок, вагранок закрытого тнпа, с очисткой н дожиганием отходящих газов. Для увели* чения производительности в вагранках используют подогретое дутье н дутье, обогащенное кислородом.При заливке форм для архитектурных отливокР・с・ 1，В・ Стац・он*рм* п<пмеввкя печьР・с・ 1，В・ Стац・он*рм* п<пмеввкя печь
экономичных коксогазовых вагранок, вагранок закрытого тнпа, с очисткой н дожиганием отходящих газов. Для увели* чения производительности в вагранках используют подогретое дутье н дутье, обогащенное кислородом.
При заливке форм для архитектурных отливок
экономичных коксогазовых вагранок, вагранок закрытого тнпа, с очисткой н дожиганием отходящих газов. Для увели* чения производительности в вагранках используют подогретое дутье н дутье, обогащенное кислородом.
При заливке форм для архитектурных отливок
Р・с・ 1，В・ Стац・он*рм* п<пмеввкя печь
Р・с・ 1，В・ Стац・он*рм* п<пмеввкя печь
в целях повышения механических свойств расплава серый чугуи подвергают модифицированию ——на желоб вагранки (прн выпуске чугуна) из вибрирующего совка подают мелкораздробленный ферросилиций. Такая операция позволяет измельчать пластинчатые включения графита в чугуне, в результате чего прочность чугуна повышается.
Пламенные печи. При производстве крупных художественных отливок для плавки чугуна н цветных сплавов применяют пламенные печи.
Стационарная пламенная печь (рис. 128) представляет собой камеру, кожух которой собран нз литых чугунных плит, укрепленных на стойках. Внутри печь выложена огнеупорным кирпичом. Под печи набивают из кварцевого песка и огнеупорной глины в форме ванны 3, ограниченной передним 2 и задним 5 порогами. Перед передним порогом в печи расположена топка / для сжигания твердого, жидкого или пылевидного топлива. За задним порогом печи расположена труба 6 для отвода дымовых газов. В передней стенке печи перед ванной имеется окно 4 для загрузки шихты. Крупногабаритные материалы закладывают в печь через съемный свод. Расплавленный металл по мере готовности выпускают в ковш через летку.
Пламенные печи могут бнть стационарными н поворотными.
Поворотная барабанная печь устанавливается иа роликах, приводимых в движение электродвигателем. Покачивание на роликах позволяет в процессе плавки хорошо перемешивать металл, и за счет использования теплоты стенок сокращать продолжительность плавки.
Преимущество плавки чугуна в пламенных печах — возмож- ность получения перегретого чугуна с меньшим содержанием вредных примесей, использование для плавки крупногабаритного лома. По сравнению с вагранками пламенные печи менее экономичны н менее удобны в работе. Они выдают металл периодически, требуют большего расхода топлива, имеют продолжительный период плавки (4―7 ч) н большой угар металла (5—8 %).
Тигельные печи. По виду применяемой для плавки энергии тигельные печи подразделяются на коксовые н электрические. В производстве художественных отливок тигельные печи нсполь- 252
дуют для плавки бронз и латуней. Тигельные печи могут быть стацио- варными и поворотными.
Стационарные печи (рис. 129) устраивают в полу литейного цеха в виде колодца, с одной стороны которого делается небольшая шахта 2 с колосниковой решеткой внизу. Вторая часть / колодца служит для уборки золы из-под колосниковой решетки н естественной тяги при плавке. В верхней части шахты имеется дымоход 3. На уровне пола
цеха шахта закрывается шарнирной крышкой 5 с противовесом для удобства ее открывания. Материалы для плавки загружают в графитовый тигель 6, установленный на
Рис. 129. Стацнопармав ткгельнжя печьРис. 129. Стацнопармав ткгельнжя печьколосниковой решетке шахты печи.
Рис. 129. Стацнопармав ткгельнжя печь
Рис. 129. Стацнопармав ткгельнжя печь
Заполненный тигель сверху закрывают крышкой, предохраняющей металл от воздействия газов, образующихся при горении топлива. После загрузки тигля пространство между стенками тигля и шахты заполняют коксом и разжигают его. Горящий кокс разогревает тигель с материалами н затем расплавляет металл. Для заливки форм тигель с расплавленным металлом извлекают из печи специальными клещами- захватом 4.
В поворотных тигельных печах графитовые тигли закреплены, а металл выливают из тигля при повороте печи иа цапфах.
Тигельные печи работают с естественной тягой или вентиляторами. Преимуществом плавки в тигельных печах является возможность получения расплава однородного состава с малым содержанием серы. Кроме того, тигельные печи, работающие на коксе, просты по конструкции, поэтому не требуется больших затрат на их изготовление. Недостаток тигельной плавки на коксе — высокий расход топлива (30——120 % массы металла), малая производательиость (50—150 кг за плавку), высокая стоимость графитовых тиглей.
Электрические печи. Электрические плавильные печи в производстве художественного литья применяют чаще для плавки бронз и латуней, реже —для чугуна. В производстве машиностроительных отливок электрические печи используют для получения качественного чугуна, идущего на отливки ответственного
назначен%
Для плавки чугуна электрические печи используют как самостоятельный плавильный агрегат, работающий на твердой завалке, так и агрегат для доводки до необходимого состава жидкого чугуна, расплавленного в вагранке. Твкой процесс получения
263
Рис. 1Э0. Дугома електрнческая печьРис. 1Э0. Дугома електрнческая печь
Рис. 1Э0. Дугома електрнческая печь
Рис. 1Э0. Дугома електрнческая печь
Рис. 181. Ивдущпонная тнгельнм печь вместимостью а т
расплава с применением двух плавильных печей (вагранка + + электропечь) называют дуплекс-процессом.
Электрические плавильные печи подразделяют иа дугоаые, индукционные и печи сопротивлеиня. Источником теплоты для плавки в дуговых печах является электрическая дуга, возникающая между графитовыми электродами и массой металла в печи. Дуговые однофазные электрические печи типа ДМК вместимостью д。1 т с двумя горизонтально расположениымн гр афитовыми электродами применяют для плавки латуни н бронзы.
Ду г о ва^я электрическая печь (рис. 130) представляет собой стальной сварной барабан / с огнеупорной футеровкой 2 внутри. Барабан опирается на роликовые опоры 4, с помощью которых осуществляется поворот печи для выливания готового расплава. Графитовые электроды 3 вводятся в рабочее пространство печн через торцы.
Шихта для медиых сплавов, чушковый материал, лигатуры, машинный лом н отходы производства загружают в печь через рабочее окно, снабженное желобом для выпуска готового расплава. После расплавления шнхты сплав перемешивается, перегревается, доводится до требуемого химического состава и температуры.
Среди плавильных агрегатов перноднческого действия наиболее экономичны и производительны электрические индукционные тигельные печи промышленной частоты (50 Гц), применяемые в литейных цехах для плавки серого чугуна на твердой завалке. Создаваемое индуктором / печн (рис. 131) электромагнитное переменное поле индуктирует внхре- вне токи в металле, при этом электрическая энергия переходит в тепловую. Тигель 2 печи футерован массой, состоящей из 48 % кварца (с размером зерен 0,6—1,6 мм) с содержанием SiOg не менее 95 %; 50 % пылевидного кварца КП-3 (с размером зерен 254
Рнс. 1Э8. Эяежтрнчсская печь сопротнвленяяя
J 一 форкамерк для исходных шихтовых матервалов； 2 — электрические спираля; q — металлосборвик; 4 — щамотная футеровка： 6 — желоб； 6 — роликовые опоры： 7 — механизм поворота печи
не более 0,5 мм) и 1,8 % бориой кислоты. Футеровочную массу приготовляют в смесителе в сухом виде. Набивку тигля производят слоями толщиной 50—70 мм, обеспечивая между ними хорошую связь, после чего футеровку сушат. Шихту в тигель загружают осторожно без ударов。стенку и как можно плотнее, что способствует быстрому расплявлению металла в тигле и уменьшению расхода электроэнергии. Плавку ведут при закрытом тигле. Готовый расплав выливают из тигля в ковш 3 путем наклона печи механизмом поворота 4.
Основными преимуществами индукционной электрической тигельной печи являются возможность более строго выдерживать химический состав металла, небольшой угар металла, не превышающий 2—3 %, и улучшение условий труда.
Электрические печи сопротивления (стационарные н качающиеся) применяют для плавки алюминиевых сплавов. Металл в печах сопротивления плавится теплотой, выделяемой нихромовыми нагревателими, заделанными в фасонные кирпичи стенок печи. Схема устройства качающейся печи сопротивления мод. САН показана на рис. 132.
Заливка форм
Разливочные ковши. Для залнвки литейных форм применяют ковши различных размеров н форм (рнс. 133). В соответствии с существующими нормативами разливочные ковшн делят иа ручные, монорельсовые н крановые.
Небольшие формы заливают ручными ковшами- ложками (рис. 133, а) вместимостью от 16 до 40 кг, переносимыми одним или двумя рабочими с помощью ухватов нли специальных носнлок-рогачей (рнс. 133, б). Такие ковшн изготовляют из листовой стали. Для удобства креплений нх на носилках и выбнвкн настылей, образующихся в ковше прн работе, онн имеют коническую форму-
Рк» 18Э. Разлнвочнвйе ковша
Внутренние стенки ручных ковшей обмазывают огнеупорной глиной н хорошо просушивают. Более крупные ковши такой формы передвигают вручную по подвесным монорельсам илн тр а испорти руют краном. Для заливки крупных форм применяют барабанные ковши (рис. 133, в) вместимостью 400— 800 кг. Ковши подвозят к формам на специальных вагонетках по рельсовым путям цеха илн в специальных коромыслах мостовым краном. Прн заливке форм из крупных ковшей нх наклоняют о помощью поворотного механизма со .штурвалом.
Условия заливки. Заливка литейных форм по продолжительности является самой короткой операцией в технологическом процессе получения отлнвкн, одаако ее влияние на качество отливкн велико. Брак прн залнвке занимает до снх пор значительное место. Недоливы, слан, прнгар, шлаковые и усадочные раковннн часто являются следствием неправильной залнвкн.
Качество операций запивки определяется следующими параметрами: температурой расплава прн заливке форм, высотой струн металла над литниковой чашей, скоростью залнвки расплава в форму. Кроме того, на качество отлнвкн немалое влияние оказывает своевременность залнвкн формы.
Температура расплава обусловливается толщиной стенкн отливкн н размерами ее поверхности. Чем тоньше стенка отлнвки и больше ее поверхность, тем выше должна быть температура заливаемого в форму металла (табл. 17). Температура расплава прн заливке влияет н на величину его усадкн; чем выше температура, тем больше усадка металла. Поэтому при получении массивных отлнвок температура расплава должна быть минн- 256
Таблица 17
Температура валивкн форя для художественянх отливок
ЛвтеВиые сытл
В КД ©тлнвов
Толщина стенкв ОТЛИВКН. мм
Температуря по оптическому шфс^нру.
Серый чугун (3,4—3.6 % С,
Тонкостенные, ажур-
2-4
1400
2.2-3.2 Si)
Серий чугун (3,4~3,6 % С, 2.5-3.0 % Si)
ные Кабинетные
6-10
1350
Статуарные, армтек- турные Кабинетные
10—20
1300
Серый чугун «60 5口 r j
2.3—3,0 啸 Si)
Оловянные к фосфоркстые
До 10
1100—1150
бронзы
А гтшъгпН'ЯйП'Яв бпОНЗЫ
Статуарные
10—20
1050—1100
Св. 20
1000—1050
Кремнистая яатунь
Кабинетнне
До 10
1100—1150
Таблица 18
Понижение температуры расплава при выдержке в ковше
OnepAR££
Вместимость кован, кг
Понвженпе температуры. ℃
Выпуск вэ печи ели перелив кз ковша в ковш
—
20—50
Выдержка в течение 1 мин в ковше
50
180
20—40 15—30
300
10—20
11000—2000
5—Ю
!3000—4000
До 6
мальной. Перегретый расплав перед заливкой в форму охлаждаютдо требуемой температуры, выдерживая его в ковше (табл. 18).
Температуру жидкого металла перед заливкой проверяют
Рнс. 184・ ОптмескмА пярометрзI ■— объектив; 2 — дымчатое стекло; S — перг- менныб резистор, 4 — лампочка иакаливання； 6 ■— линза; 6 — краI ное стекло; 7 — окуляр；8 — г・ль”х*/метрРнс. 184・ ОптмескмА пярометрзI ■— объектив; 2 — дымчатое стекло; S — перг- менныб резистор, 4 — лампочка иакаливання； 6 ■— линза; 6 — краI ное стекло; 7 — окуляр；8 — г・ль”х*/метртермопарой нлн пирометром. Оптический пирометр (рис. 134) работает по принципу сравнения цвета нити лампочки накаливания 4 с цветом зеркала расплавленного металла. Для измерения температуры металла смотрят в окуляр 7. Направляя объектив 1 на зеркало расплавленного металла, с помощью переменного резистора 3 н устанавливают
Рнс. 184・ ОптмескмА пярометрз
I ■— объектив; 2 — дымчатое стекло; S — перг- менныб резистор, 4 — лампочка иакаливання； 6 ■— линза; 6 — краI ное стекло; 7 — окуляр；
8 — г・ль”х*/метр
Рнс. 184・ ОптмескмА пярометрз
I ■— объектив; 2 — дымчатое стекло; S — перг- менныб резистор, 4 — лампочка иакаливання； 6 ■— линза; 6 — краI ное стекло; 7 — окуляр；
8 — г・ль”х*/метр
Р%С・ 135. Модель спиральной пробы Для определения жидкотекучестн рас・ пммР%С・ 135. Модель спиральной пробы Для определения жидкотекучестн рас・ пммдля каждого вида отлнвокдля каждого вида отлнвоктакую силу тока, чтобы цает нити лампочки пирометра совпадал с цветом зеркала металла. Температуру определяют по показаниям стрелки гальванометра &
Р%С・ 135. Модель спиральной пробы Для определения жидкотекучестн рас・ пмм
Р%С・ 135. Модель спиральной пробы Для определения жидкотекучестн рас・ пмм
для каждого вида отлнвок
для каждого вида отлнвок
Для обеспечения нормальной заливки форм и четкого рисунка на поверхности отливки заливаемый в формы металл должен иметь хорошую жидкотекучесть, которая оценивается обычно по результатам залнвкн специальной пробы (рнс. 135). Но повышение температуры чугуна вызывает увеличение пригара на стенках отлнвки. Кроме того, чем выше температура металла, тем большую жидкотекучесть приобретает шлак и тем труднее отделять его от металла. Поэтому 【асто приходится подбирать необ
ходимую температуру залнвкн металла, основываясь на практическом опыте.
Высота струн металла прн залнвке не должна быть большой во избежание размыва стенок литниковой системы и засорения формы. Высота струи металла над литниковой чашей в начале заливкн должна быть не более 50 мм с последующим увеличением до 100—150 мм.
Скорость заливки расплава. Прн залнвке формы следует сразу заполнять литниковую систему н держать ее заполненной до конца заливкн. При прерывании заливки нли медленном заполнении формы (если литниковая система не заполнена) шлак н грязь нз литниковой чашн стекают в литниковую систему н проходят в полость формы, образуя шлаковые раковины и засоры в отливке. Кроме того, медленная заливка формы понижает температуру металла, что влечет за собой брак от недоливки формы и ухудшает резкость рисунка на поверхности отливки. Поэтому необходимая скорость залнвкн формы является одним нз условий получения отлнвкн хорошего качества. Скорость залнвкн зависит от толщины стенкн отлнвки н ее конфигурации. Для обеспечения нормальной скорости залнвкн форм для тонкостенных отлнвок залнвку производят через несколько стояков, применяя специальную литниковую чашу. Во избежание попадания шлака в форму необходимо тщательно счищать его в ковше перед заливкой и в процессе ее. Прн залнвке крупных форм полезно для лучшего удержания шпака поверхность металла в ковше посыпать кварцевым песком. Песок, расплавляясь, образует на поверхности металла корочку, на внутренней поверх- 258
мости которой удерживается шлак. При заливке небольших форм посыпка песком не рекомендуется, так как корочка, образовавшаяся на поверхности металла в ковше, бо время неоднократных наклонов его (при заливке последующих форм) ломается н части ее уходят с металлом в форму.
Своевременность заливки формы влияет на качество отливаемого изделия. Задержка заливки 卜рмы может быть причиной отсыревания формы н стержня, подсыхания н обсыпки тонких частей полости формы, вследствие чего в отливке могут образоваться газовые раковины и засоры. Несвоевременная заливка формы приводит к браку ажурных отлнвок, так как остывшие после подкапчнвания формы заливаются плохо.
Способы заливки форм. В зависимости от места расположения литейных форм существует несколько способов заполнения нх расплавом: на поду (плацу) цеха, на роликовом или тележечном конвейере. Кроме того, прн получении отлнвок, к которым предъявляют особо высокие требования, в ряде случаев применяют специальные способы заливки: залнвку в наклонные н поворотные формы, заливку в автоклаве, залнвку в вакууме н в среде инертных газов (аргона, гелня).
Рассмотрим ряд способов залнвкн литейных форм, применяемых прн лнтье художественных и архитектурных отливок.
Заливку форм н а плацу применяют в маломех а- ннзнрованных литейных цехах. Формы для залнвкн в зависимости от требований, предъявляемых к отливке, располагают иа полу в горизонтальном, наклонном нлн вертикальном положении. В горизонтальном положении (по одной нли стопкой) располагают формы архитектурных нлн ажурных отливок. Прн этом формы устанавливают в ряд лнтинковой чашей в сторону литейного прохода. С целью экоиомнн площади цеха формы для небольших отливок (детали архитектурного литья) располагают для залнвки в стопку (см. рис. 127, в). На полу, зажатыми в прессе в вертикальном положении (см. рнс. 127, а) заливают кусковые формы для статуэток и групп (для увеличения плотности расплава) в нижией части полости формы.
Прн производстве тонкостенных ажурных отлнвок, когда литниковая система расположена с одной стороны, формы заливают в наклонном положении (см. рнс. 127, б) для лучшего заполнения расплавом полости формы.
Для обеспечения лучших условий кристаллизации расплавов залнвку осуществляют в поворотную форму. С этой целью форму для залнвки устанавливают под углом 7—8°, после залнвкн поворачивают на 90° так, чтобы наиболее массивные части илн прибыли располагались сверху.
Заливку форм на роликовом конвейере применяют в литейных цехах со средним уровнем механизации технологического процесса. При этом подготовленные формы поступают на участок залнвкн по роликовому конвейеру. Под-
решетки, для Быбивкн стержней ——пневматические рубильные молоткн, гидравлические устаиовкн.
Вибрационная скоба представляет собой переносной вибрационный механизм, приводимый в действие сжатым воздухом. Он предназначен для выбнакн отливок и формовочной смеси нз опок. Вибрационная скоба накладывается на стенку подвешенной на кране опокн. При включении механизма скоба создает вибрацию, которая передается опоке. От сотрясения опоки формовочная смесь н отливка вываливаются.
Вибрационное коромысло (рнс. 136) — наиболее удобное подвесное устройство, создающее при выбнвке вибрацию опоки с двух сторон. Это обеспечивает равномерное вытряхивание смеси из опок н ускорение процесса выбивки отливкн. Прн выполнении подобной операции участок должен быть оборудован вытяжной вентиляцией с нижннм или боковым отсосом.
Для выбнвки небольших и средних опок применяют механические выбивные решетки (рис. 137). Принцип работы решетки состоит в том, что она специальным механизмом приводится в колебательное движение, вследствие чего установленная на ней опока подбрасывается н, форма, ударяясь при падении о решетку, разрушается в опоке. Формовочная смесь проваливается вниз на ленту конвейера, отливка остается на решетке.
Выбивка стержней нз архитектурно-художественных отливок производится ручным или механнзнрованным способом. Ручной способ применяют при аыбнвке стержней нз кабинетных художественных отливок, имеющих глухие полости. Стержни из таких отливок выбивают с помощью молотка н нглы через отверстие, оставшееся в отлиаке после удаления каркасной трубки. Такой
Рис. 136. Вибрационное жо- ромысло:I — коромысло; 2 一 вибраторы; 3 — крюки; 4 — цап^ фы; 5 — опока; 6 — рукоятка подвчн сжатого воздухи в вибраторыРис. 136. Вибрационное жо- ромысло:I — коромысло; 2 一 вибраторы; 3 — крюки; 4 — цап^ фы; 5 — опока; 6 — рукоятка подвчн сжатого воздухи в вибраторыРнс. 137- Схема выбнвной механической решетжнРнс. 137- Схема выбнвной механической решетжн
Рис. 136. Вибрационное жо- ромысло:
I — коромысло; 2 一 вибраторы; 3 — крюки; 4 — цап^ фы; 5 — опока; 6 — рукоятка подвчн сжатого воздухи в вибраторы
Рис. 136. Вибрационное жо- ромысло:
I — коромысло; 2 一 вибраторы; 3 — крюки; 4 — цап^ фы; 5 — опока; 6 — рукоятка подвчн сжатого воздухи в вибраторы
Рнс. 137- Схема выбнвной механической решетжн
Рнс. 137- Схема выбнвной механической решетжн
процесс удаления стержня очень трудоемкий н проходит нормально лишь прн хорошей выбиваемости стержневой смеси н правильной установке стержня в форме, при которой каркасная трубка не приваривается к стейке отлнвкн.
Прн серийном производстве архитектурных отлнвок (колонн, тумб, постаментов) стержни нз ннх удаляют с помощью пиевматн- ческнх рубильных молотков, вибрационных машни н гидравлических установок. Наиболее совершенными выбивными устройствами, исключающими в процессе работы шум и пнлеобразованне, являются гидравлические установки. Принцип работы такой установки основан на вымываинн стержня струей воды в специальных камерах с решетчатым дном н отстойниками, куда втекает вода с песком. К недостаткам способа гидравлической внбнвкн следует отнести высокую стоимость процесса н необходимость сушкн отлнвки после удаления стержня.
Обрубка отливок
Внбнтая из формы отливка имеет иа поверхности литннкн, выпоры н прибыли. Кроме того, на ее поверхности могут быть заливы, образующиеся прн проникании металла в зазоры между отдельными частями формы. Лнтники, выпоры н залнвы при небольшой нх толщине по сравнению с толщиной стенкн отлнвки удаляют вручную с помощью молотка н зубила, с отлнвок архитектурных изделий н скульптур ——пневматическими зубилами.
Прн производстве художественных отлнвок (тарелкн, вазы, коробкн н др.) возможны случаи, когда толщина питателей равна толщине стенкн самого изделия. Простая обрубка литников с этих отливок может привести к тому, что вместе с питателями отколются н стенкн отлнвок. Поэтому литники у тонкостенных отливок из чугуна н цветных сплавов отрезают ножовкой вручную илн на специальных станках с ленточными пилами.
Очистка отливок
Освобожденные от литников н выпоров отливки подвергают очистке от пригоревшей к нх поверхности формовочной смесн. В завнснмости от размеров отливкн н сложности ее поверхности применяют несколько способов очистки: ручную, с помощью механических щеток, в барабанах, дробеструйных аппаратах, установках химической н электрохимической очнсткн.
Ручную очистку применяют для небольших художественных изделий, имеющих сложную поверхность н тонкие стенки. Очистка такнх отлнвок производится на специальных столах с металлическими решетками н пылеотсасывающнмн трубами (рис. 138). Очищенный с отлнвок песок проваливается через отверстия решетки в расположенный под ией бункер, нз которого по мере
Рис- 19・. Очнетной б&р&бш)
丄一цапфы; ? — корпус; 3 — лнте» боковины: ■ — подшнпникв
накопления его удаляют. Для ручной очнсткн отлнвок применяют проволочные щетки различных видов н размеров.
Очистка механической щеткой. Для тонкостенных изделий (ажурных тарелок, кронштейнов, стеиок коробочек) наиболее распространенной является очистка круглой проволочной механической щеткой, приводимой в даижение от электродвигателя. Конструкция такой щетки проста. На металлической гумбе высотой 800——900 мм прикреплена плнта с распсложенным в центре электродам гател ем. На обоих концах вала электродвигателя укреплены тарельчатые проволочные щетки. Прн включении электродвигателя щетки вращаются н счищают песок с поверхности отливок.
Механическими щетками очищают н небольшие кабинетные изделия (настольные бюсты, статуэтки)f имеющие на поверхности тонкие украшения, которые прн использовании других способов механической очистки могут быть повреждены.
Очистка в барабанах. Толстостенные художественные н архитектурные отливки, не имеющие на поверхности тонких украшений, очищают в специальных очистных галтовочных барабанах (рнс. 139). Для очнсткн отливки закладывают в барабан вместе с чугунными звездочками. Барабан закрывают н приводят во вращение электродвнгателем. Прн вращении барабана звездочки, скользя по поверхности отлнвок, счищают с них песок.
В очистных барабанах можно очищать и тонкостенные отливки. В этом случае отливки в барабане укладывают так, чтобы онн не могли свободно перекатываться во время вращения барабана и ударяться друг о друга. При загрузке между ними укладывают деревянные прокладки, обеспечивающие устойчивость отлнвок прн вращении барабана.
Время очистки художественных отливок в барабанах должно быть точно рассчитано. При продолжительном вращении барабана звездочки могут стереть рисунок на поверхности отлнвкн.
Гидроабразивиая очистка. Для очнсткн крупных художественных и архитектурных отлнвок (скульптуры» колонны, решетки) прн массовом их производстве применяют гидроабразнвную очи* 264
Рмс« 140. Дробеструйный аппаратРмс« 140. Дробеструйный аппаратРмс« 141. Установи для жлежтромехлннче- свой очистки отлмвокРмс« 141. Установи для жлежтромехлннче- свой очистки отлмвок
Рмс« 140. Дробеструйный аппарат
Рмс« 140. Дробеструйный аппарат
Рмс« 141. Установи для жлежтромехлннче- свой очистки отлмвок
Рмс« 141. Установи для жлежтромехлннче- свой очистки отлмвок
ст ку. Прн этом пригоревшая смесь с отлнвкн смывается струей воды и кварцевого песка под давлением 8—8,5 МПа.
ДробеструЙная очистка отливок производится струей сжатого воздуха с чугунной дробью, иаправлеииой на поверхность отливки, установленной в специальном аппарате (рнс. 140). Для очнсткн отлнвкн 3 (типа постамента с открытой полостью) устанавливают в камере 5 на опору 2 н плотно закрывают ее крышкой 4 с резиновой прокладкой. В ннжней части камеры воронка 6 заполняется чугунной дробью 1. Сжатый воздух под давлением 0,5—0,6 МПа подается в камеру по шлангу 7 через кран & Воздух, проходя через слой дроби, увлекает ее за собой и выбрасывает на поверхность отлнвкн, очищая отлнвку от пригоревшей смесн.
Химическая очистка — выщелачивание —■ применяется для
очистки отлнвок, полученных лнтьем по выплавляемым моделям. Отлнвкн помещают в сетчатый барабан, который вращается в ванне с горячим раствором каустика (NaOH) с частотой 15 мнн"1, прн этом удаляются остатки керамической оболочки нз труднодоступных мест на поверхности отлнвок. После выщелачивания отлнвкн промывают^ помещая барабан в ваниу с горячей водой, содержащей 35 % каустика, в течение 0,5—2 ч, в завнсимостн от размеров отлнвок н сложности нх поверхности.
Электрохим и ческа я очистка основана на химических реакциях.
проходящих в расплаве гидроксида калня или натрия прн про
пускании через него постоянного электрического тока напряжением 5—10 В, Электрохимнческая очистка отлнвок производится б специальных установках. В ванну / (рнс. 141) иалнвают щелочь 2, с помощью электронагревателей 3 ванну медленно подо* гревают до температуры 480—^500 ℃. Отлнвку 4 на подвеске помещают между анодами 5 н вы
держивают 15—20 мнн до полного удаления воды. Затем штангу подвески устанавливают на токо приемные призмы; после чего начинается поочередная обработка
отлнвки — сначала анодная, затем катодная (анодная ——3 мин, катодная — 7 мин). Такое чередование производится 2"~3 раза н закаичивается катодной обработкой.
Общее время андержкн отливок в расплаве щелочи 30 мнн. После вндержкн отливки охлаждают до температуры 250—300 ℃. В качестве электролита для очистки применяют едкий иатр н каустик с температурой плавления 328 ℃ илн смесь (80 % NaOH + 20 % КОН), плавящуюся при температуре 246 ℃. Электрох и мнческа я очистка обеспечниает высокое качество поверхности отлнвои.
Контроль отливок
Отлнвкн, имеющие дефекты, отделяют от годных. Процесс отбора дефектных отлнвок называют браковкой, различают исправимые и неисправимые дефекты. К исправимому нли условному браку относят отливки, дефекты которых легко устранить. К неисправимому нли безусловному браку относят отлнвки, стоимость исправления которых больше, чем стоимость изготовления новой отлнвки.
Брак всегда является причиной синження рентабельности работы литейного цеха. Он алечет за собой бесполезные затраты средств н времени, увеличивает стоимость выпускаемых изделий.
Прн производстве художественных отлнвок брак влечет за собой болывне затраты, чем при нзготовленнн обычных отлнвок. Это объясняется сложностью н продолжительностью технологического процесса нх изготовления. Кроме того, если брак отливки будет обнаружен только в конце механической обработки, убытки от брака станут еще больше, так как в стоимость отлнвки войдет н стоимость механической обработки,которая для художественных изделий часто превышает стоимость нзготовлення отлнвкн.
Следовательно, отлнвки, начиная с момента нх выбнвки из форм, необходимо тщательно осматривать, своевременно выявлять дефектные во избежание дальнейших расходов иа нх механическую обработку.
В хорошо организован ном производстве с целью предупреждения брака организуется не только контроль отливок, но н контроль исходных материалов лнтейиых форм, пооперапионныЙ технологический контроль.
Основные виды дефектов отливоки причины их образования
Для успешной борьбы с браком нужно хорошо знать причины возникновения и способы предупреждения образования дефектов. Рассмотрим несколько основных видов дефектов, наиболее часто встречающихся в отливках художественных изделий.
Газовые раковины — дефекты в виде полостей, образованных выделившимися нз металла илн аиедрившнмися в металл газами-
Причины: 1) слишком высокая степень уплотнения кусков и самой формы, уменьшившая ее газопроницаемость; 2) недостаточная газопроницаемость нли чрезмерная влажность формовочной смесн при заливке в сырую форму; 3) недостаточная просушка форм н стержней; 4) неправильное положение пустотелого каркаса стержня, в результате чего при заливке формы в него попадает жидкий металл н преграждает путь выходящему газу； 5) плохая вентиляция толстостенных форм; 6) отсутствие выпоров в формах для массивных отливок.
Усадочные раковины образуются в виде пустот в толстостенных сечениях отливки илн утяжки на поверхности.
Причины: 1) неравномерное охлаждение металла в форме; 2) неправильное расположение питателен в форме; 3) высокая температура заливаемого металла; 4) отсутствие в форме прн- былей.
Шлаковые и песчаные раковины образуются на поверхности отлнвки в виде отдельных включений частиц шлака нлн формовочной смесн.
Причины: 1) плохая очистка от шлака поверхности металла в ковше перед заливкой, загрязнение шлаком ковша; 2) неправильная конструкция литниковой системы в форме; 3) размыв формы или плохая очистка ее перед сборкой; 4) засор полости 4юрмы.
Спай чаще всего образуется а тонкостенных, имеющих большую поверхность, отливках. Спай в виде полоски, а иногда н сквозной щелн образуется на поверхности отливки, когда струн металла, текущие в разных частях формы, не сливаются друг с другом.
Причины: 1) тонкие питатели, не успевающие подавать металл в полость формы в нужном количестве. Металл остывает в ее отдельных частях, на его поверхности образуются пленки, мешающие соединению поступающего металла нз разных питателей; 2) холодная форма (без подкапчнвання), когда поступающий в полость формы металл быстро остывает, теряя нужную жидкотекучесть; 3) заливка формы через два питателя, если оии расположены слишком далеко друг от друга.
Лишняя масса отливок. Масса отливок получается больше расчетной, а ее размеры больше нормальных. Толщину стенок обычных отливок легко нзмернтъ, в отливках же художествениых изделий измерить ее трудно нлн вообще невозможно. Поэтому о толщине стенки судят по массе отлнвкн. Увеличенная масса свидетельствует об увеличении толщины стенок отлнвкн.
Причины: I) слабое уплотнение смесн. Металл, залитый в такую форму, деформирует ее слабые стеики, увеличивая размеры полости; 2) чрезмерное расталкивание модели перед извлечением
ее нз формы; 3) неправильная подрезка тела стержня при изготовлении его в полости формы для отлнвок статуэток, бюстов и подобных нм изделий с глухой полостью. Чем больше подрезка» тем больше тело отлнвкн и больше ее масса.
Повышенная твердость поверхности! которая затрудняет даль* нейшую обработку отлнвки н требует дополнительных расходов на отжиг.
Причины: 1) несоответствие химического состава чугуна расчетному; 2) повышенная влажность формы, что вызывает быстрое охлаждение металла и отбеливание поверхности чугунной отлнвки; 3) преждевременная выбнвка отлнвкн нз формы, быстрое охлаждение ее на воздухе; 4) уменьшение толщины стенки отливки при перекосе стержня нли сборке формы.
Шероховатость поверхности тонкостенных художественных отливок считается неисправимым браком. Основными причинами шероховатости, нарушающей сложный рисунок поверхиостн отливки, являются прнгар и крупнозерннстость смеси. Восстановление сложной поверхности такой отлнвкн часто обходатся дороже, чем повторная отлнвка изделия.
Причины образовання пригара: 1) отсутствие необходимого слоя припыла на поверхности стеиок полости формы; 2) плохое качество облицовочной смесн; 3) плохое подкапчивание формы перед залнвкои илн отсутствие его； 4) плохая просушка формы и ее частей.
Перекос — сдвиг отдельных частей отливкн относительно друг друга.
Причины: 1) износ шипов разъемной модели или штырей опокн, неправильная сборка формы, плохое крепление кусков, которые могут сдвигаться в форме прн ее переносе н сборке; 2) неправильное расположение моделей на плитах.
Разиостенность отлнвкн появляется прн неправильной установке стержня б форме, слабом уплотнении формы* в том числе ее знаков, неправильном креплении больших и длинных стержней, неправильной сборке форм.
Холодные трещины чаще всего возникают в результате неосторожной выбивки отлнвок из форм н неправильном их транс- портировании. Кроме того, разбить отлнвку можно в процессе обрубки и очистки. К холодным часто ошибочно относят н горячие трещины, образующнеся в отливке прн ее затвердевании в форме，
Горячие трещины наиболее часто встречаются на отливках нз цветных сплавов и стали.
Причины: 1) неудачная конструкция изделия ——наличие резких переходов в сечении; 2) плохая податливость стержня илн частей кусковой формы; 3) нер а аномер ное охлаждение частей отлнвки.
Горячие трещины отличают от холодных по более темной окисленной поверхности излома стенкн.
Вопросы для повторения
L Квкке Br вкаете способы выбивкк отлнвок нз форм?
Какое оборудование существует для механмзнрованной выбивки от* лнвок?
Почему тонкостенные ажурные отлнвки следует выдерживать в форме до полного охлаждеиня?
Как осуществляют обрубку художественных отливок?
Почему питатели от тонкостенных сггливок отрезают, а не отламывают?
в- Как очищают отлнвкн от пригоревшей веек?
7，Как происходит очистка отливон в галтовочных барабанах?
Можно лв очищать в галтовочных барабанах тонкостенные отливки?
Как удаляют стержни из отлнвок?
Когда очищают отливки вручную?
II ・ В чем принцип гидравлической очистки?
Как проводится очистка отливок в дробеструйном аппарате?
Когда к как производится химическая очистка?
Для чего необходим контроль отливок?
Какие Вн янаете виды дефектов художественных отлнвок?
От чего образуются газовые раковины в отливках?
Каковы причины образования шлаковых к песчаных раковин?
Какие причины образования спаи в отливках?
Почему шероховатость поверхности тонкостенных художественных отливок считается неисправимым браком?
Как отличить горячие трещины от холодных?
Глава
СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ЛИТЬЯ
Увеличению выпуска и качества отлнвок в значительной мере способствовало развитие и широкое применение в литейном производстве специальных способов лнтья: в кокилн (металлические формы), по выплавляемым н выжигаемым моделям, в оболочковые формы, центробежного, под давлением и др.
Этн способы пока не нашлн применения в производстве художественных отлнвок, однако некоторые из них могли бы быть использованы для получения архитектурных отливок и их частей. Следует заметить, что в прошлом в художественном литье как и во многих более сложных процессах производства, существовали секреты, ревностно сохраняемые н передаваемые старыми мастерами лишь по наследству. В отдельных промыслах традиция сохранять технологические секреты дошла и до наших дней н часто является помехой в рас пространен ин опыта н обмена им между отдельными предприятиями.
В известной мере этим объясняется некоторое отставание производства художественных отлнвок в техническом оснащении, использовании прогрессивных способов получения отлнвок, широко известных н применяемых для получения машиностроительных отлнвок.
Литье в кокиль
Литейные формы» изготовленные нз металла, называют кокилями. В отлнчие от разовых форм, которые разрушают после одной залнвки, б одной металлической форме можно получить в зависимости от размеров, сложности н применяемого сплава от 50 до 5000 отливок. Кроме того, прн литье в кокиль повышается чистота поверхности н точность отливок, уменьшается объем нх механической обработки, увеличивается механическая прочность, в несколько раз повышается производительность труда, экономится площадь литейного цеха (не нужны участки приготовления формовочной смеси и изготовления литейных форм). Недостатки литья
Рис. 142. Типы кожклеА：
а — внтряжкой； б — створчатый с вертикальным разъемом; в — с гсрнэонтальвам разъемом; ■ — с комбинированным разъемом
в кокиль — высокая стоимость кокиля, ограниченный срок его службы, сложность получения тонкостенных отлнвок вследствие высокой теплопроводности стенок кокиля, быстрая кристаллизация металла отливкн.
Техиологнческнй процесс получения отливки в кокиле включает следующие операции: подготовку кокиля; сборку кокиля для залнвкн; заливку кокиля расплавом; удаление отливкн из кокиля; обрубку, очистку н прн необходимости термическую обработку отливкн.
Классификация кокилей. В завнсимостн от сложности формы отливаемого изделия кокнли могут быть цельными (неразъемными) и разъемными. Неразъемные, нлн вытряхные кокилн, применяют прн изготовлении простых по форме отлнвок, удаление которых нз кокиля производится вытряхиванием прн повороте кокиля на 180°. Вытряхной кокиль для получения деталей ажурной стенки из чугуна показан на рнс. 142, а. Вытряхные кокнлн, конструкция которых обладает большой жесткостью, не коробятся, дают точные по размерам отливки. Прн использовании стержней, облегчающих процесс удаления отлнбкн нз кокиля, вытряхные коки л и используют н для изготовления более сложных деталей.
Разъемные кокнли применяют для литья более сложных изделий, имеющих части, которые затрудняют удаление отлнвки нз кокиля способом Бытряхивання. В зависимости от конструкции отливаемого изделия разъем кокиля может быть вертикальным, горизонтальным н комбинированным. По принципу разъема частей кокнли подразделяют иа створчатые н с параллельным разъемом. На рнс. 142, 6 представлен створчатый кокиль с вертикальным разъемом для лить я винтоб герметической дверки отопительного прибора. Половники такого кокиля крепятся шаринрио иа стержне I, части стягиваются зажимами. Прн от-
лнвке головкн вннта в знак 2 на разъеме кокиля устанавливают металлический стержень с резьбой, который заливается в отливаемой головке вннта.
Кокнлн с горизонтальиым разъемом (рис. 142, е) применяют для получения изделий с большими внутренними полостями, так как горизонтальный разъем кокиля позволяет удобно устанавливать в нем стержни.
Кокнлн с комбинированным разъемом используют для лнтья сложных отливок. Для удобства удаления отлнвок такие кокнли имеют несколько частей, причем часть из инх составляют песчаные стержни. Кокиль, изображенный на рис. 142. г, имеет четыре металлические части н два стержня.
Изготовление кокилей. Кокнлн изготовляют нз серого чугуна, стали н алюминия способом механической обработки специальных заготовок или лнтьем (с готовой рабочей поверхностью) в керамических формах. Игольчатые кокнли изготовляют путем сборки из проволочных элементов в специальных опоках.
С целью повышения срока службы кокиля, предохраиення его от разъедания расплавленным металлом н приваривания металла к стенкам кокиля, регулирования времени затвердевания отдельных частей отлнвки на рабочую поверхность кокиля наносят слой огнеупорного покрытия (в виде облицовки н краски). Для приготовления облицовки и краски в качестве наполнителей применяют пылевидный кварц, тальк, графит, асбест, в качестве связующих — жидкое стекло, глииу, сульфитиую барду. Для лучшего сцепления со стенкой кокиля в состав облицовки добавляют кремнефторнстый натрий, буру и борную кислоту. Облицовку слоем 0,3—1 мм наносят на стенку кокиля одни раз в смену, краску на облицовку — после каждой залнвки. По сравнению с красками облицовки делают более огнеупорными и менее теплопроводными. Стержни, применяемые в кокилях, могут быть песчаными, керамическими н металлическими, сухими илн подсушенными. Сырые стержни, имеющие низкую прочность, применяют редко. Для увеличения газопроннцаемостн металлической формы на ее рабочей поверхности н поверхности стержня делают небольшие риски, на плоскостях разъема — канала глубиной 0,3—1 мм.
Заливка кокилей. Для лучшего заполнения полости кокиля расплавом его перед заливкой подогревают: прн заливке чугуном —до 200—400 ℃, при залнвке сталью—до 150—300 ℃» при залнвке алюминиевыми сплавами — до 200——400 ℃. Заливку форм осуществляют через литниковую систему, изготовленную чаще всего в стержне. Вследствие быстрого охлаждения расплава, заливаемого в кокиль, сечение питателей его лнтинковой системы делают больше, чем сечение питателей лнтннковой системы песчаных форм, на 25—30 %.
Механизация литья в кокили. Ручные операции технологического процесса литья в кокнлн, трудоемки и выполняются на 272
оборудовании, нагретом до 400 ℃. Поэтому в современных лнтей- иых цехах для раскрытия н закрытия кокилей, нанесения иа их поверхность облицовочного слоя, установки металлических стержней н удаления отливки применяют специальные механнзнрован- ные кокильные станки.
Привод механнзнрованннх кокильных станков может быть пневматическим, электрическим н гидравлическим. На рнс. 143 представлен пневматический кокильный станок. На станине / станка смонтированы две половины кокиля с вертикальным разъемом： подвижная 4 н неподвижная 2 Подвижная половина кокиля по направляющим 5 перемещается к неподвижной под действием штока поршня пневматического цнлнидра 6. Спаривание половин кокиля производится по штырям 3. установленными в неподвижной половине кокиля.
В серийном производстве применяют высокопроизводительные карусельные установки, конвейерные автоматические кокильные линии. Лнтье в кокилн может быть использовано в производстве мелких художественных отливок нз алюминиевых сплавов, чугунных архитектурных отливок, газонных решеток, головок колонок деталей ажурных стенок и других небольших деталей.
В настоящее время разработан способ литья в кокили и более сложных по форме художественных отлнвок типа небольших статуэток н бюстов нз сплавов с инзкой температурой плавления. Заливка производится в кусковую литейную форму из медного сплава (подобно пресс-форме, применяемой для изготовления выплавляемых моделей). Для заливки формы используют легкоплавкие цниковые сплавы. Готовую отлнвку извлекают путем разборки формы. Пустотелые художественные отлнвки несложной формы с полостью, выходящей наружу, отливают в кокилях без стержней способом намораживания металла на внутренней стенке формы.
Центробежное литье
273273Если залить расплавленный металл в полость вращающейся литейной формы, то его частицы под действием центробежных снл будут удаляться от осн вращения формы и, встречаясь со стенкой
273
273
11 Зотов Б. Н
Рис. 144. Схемы центробежной здливкк форм
Рис. 145. Схема роликовой машины с горн- вонтмьыоА осью вращения формы для центробежного лнтьа
формы, распределяться по ней, образуя в центре формы полость. Такое явление используется при производстве отливок центробежным литьем. Заливая во вращающуюся форму необходимое количество расплава, можно получить плотную, без газовых раковин н рыхлости пустотелую отливку, не устанавливая в форме стержень.
На рис. 144 показаны схемы центробежной залнвкн форм с вертикальной (а) и горизонтальной (б) осями вращения. Формы (изложницы) для центробежного литья делают металлическими и футерованными. Для их вращения применяют шпиндельные и роликовые машины. На рис. 145 изображена схема роликовой машины с горизонтальной осью вращения.
Цситробежным способом литья получают в основном отливкн, имеющие форму тел вращения (втулки, водопроводные и канализационные трубы, барабаны нз чугуна, стали, бронзы и других сплавов), толщину стенки до 30—50 мм н массу до 45 т.
Литье под давлением
Сущность лнтья под давлением в том, что расплавленный металл при заливке в металлическую форму (пресс-форму) поступает не самотеком, а под даалением до 350 МПа, создаваемым в применяемых для этой цели машинах.
Литьем под давлением можно получать отливки со стенками толщиной до 0,8 мм, практически не требующие дальнейшей механической обработки. Производительность труда при лнтье под давлением по сравнению с другими способами литья высокая. Прн использовании мн ого гнездных пресс-форм получают до 20 000 отливок из цинкового сплава в час. Санитарно-гигиенические условия работы в цехе сравнимы с условиями в цехе механической обработки.
При литье под давлением отливкн испытывают значительные нагрузки прн усадке, плотном обжатни металлических стержней прн снятии со стержней н выталкнваннн из пресс-формы. В связи
с этим применяемые литейные сплавы должны обладать высокой сопротивляемостью к образованию горячих трещин, необходимой прочностью прн высоких температурах, не взаимодействовать с металлом пресс-формы н камер прессования.
Наибольшее применение при литье под дввлением нашли цнн-
ковне, алюминиевые, магниевые сплавы, нз медных сплавов — латунь. Цинковые сплавы обладают хорошими лнтейиыми свойствами, имеют низкую температуру плавления (400——430 ℃). почти не реагируют с металлом пресс-форм и камер прессования. Из алюминиевых сплавоа рекомендуются сплавы марок АЛ2, АЛ4, АЛ9, из магниевых — МЛЗ и MJI5, из латуней — ЛЦ40С, ЛН16К4 / Бронзы, имеющие широкий интервал кристаллизации, для лить А
год давлением применять не рекомендуется.
В последние годы на отечественных предприятиях, используя пресс-формы из сплавов иа основе молибдена, осаоилн процесс литья под давлением чугуна н стали. Получены чугунные н сталь
ные отливки, по точности размеров не уступающие отливкам, изготовленным лнтьем под давлением нз алюминиевых, магниевых и
медных сплавов.
Пресс-формы ——металлические литейные формы, заполняемые расплавленным металлом под давлением, изготовляют нз хромистых жаростойких инструментальных углеродистых сталей. Пресс-форма состоит нз двух частей: подвижной н неподвижной. Для удобства извлечения отливкн из пресс-формы стержин н выступы, образующие внутренний контур отливки, делают в подвижной части. Для увеличения стойкости пресс-формы н снижения прилипаемости металла к ее стенкам рабочую поверхность шлифуют, полируют, хромируют н фосфатируют. В пресс-форме предусмотрена система охлаждения ее рабочей части обдувом сжатым воздухом, а также водой, циркулирующей в каналах, устроенных внутри стенок.
Стойкость пресс-формы определяется числом полученных в ней отлнвок. Средняя стойкость пресс-формы при литье цинковых сплавов 250 000 отлиаок, алюминиевых 80 000, латунных 10 000 отлнвок.
Машины для литья под давлением бывают двух типов: с горячей н холодной камерой прессования. Машины с горячей камерой прессования, принцип работы которых показан на рнс. 146. а. применяют для получения отливок из легкоплавких сплавов на основе цинка, свинца н олова. В машине камера прессования / расположена в подогреваемом тигле 2 с расплавленным металлом. Прн верхнем положении поршня 8 металл в камеру прессования поступает через отверстие 7. При движении поршня 8 вниз он перекрывает входное отверстие и выпрессовывает металл нз камеры прессования по трубе 3 через мундштук 6 в полость 4 пресс-формы. После затвердевания отлнвкн пресс-форма раскрывается, нз ее подвижной части толкателями 5отливка удаляется из пресс-формы. При подъеме поршня 8 в прежнее положение входное отверстие
Рнс. 14б. Сжеиы работы машин для литья под давлением
открываетсяt металл поступает в камеру прессования для следую- щей прессовки.
Машины с холодной камерой прессования применяют для изготовления отливок нз сплавов алюминия, меди, магннн, стали и чугуна. В зависимости от расположения камеры прессования различают машины с вертикальной и горизонтальиой камерами прессования. Принцип работы машины с вертикальной камерой прес- сования показан на рис. 146, 6.
В последнее время широкое применение нашли машины с горизонтальной камерой прессования, позволяющие создавать большие усилия прессования. В современных машинах с горизонтальной камерой прессования при литье алюминиевых и медиых сплавов давление прессования достигает 200—350 МПа. Высокое давление обеспечивает получение плотных отливок. Для увеличения стойкости пресс-формы металл в камеру прессования заливают в полужидком состоянии. Пресс-форма машины состоит из двух частей: подвижной 3, укрепленной на плите 5, и неподвижной 2, расположенной на плите / машины. В подвижной части пресс- формы (рнс. 147, о) расположен металлический стержень 4, образующий полость в отливке. Для удаления отливки из пресс- формы в плиту 6 вмонтированы выталкиватели 7.
Процесс получения отливки следующий. После прогрева и смазывания пресс-формы подвижная часть прижимается запорным механизмом к неподвижной. В камере прессования 8 через заливочное отверстие 9 (рис. 147, б) мерным ковшом вручную или с помощью специального дозирующего устройства подается необходимая доза расплава. Включается механизм прессования; при этом плунжер 10 перемещается вперед, перекрывает заливочное отверстие, создает в камере высокое давление, вследствие чего металл проходит через литниковый вход и заполняет полость пресс-формы.
Рнс. 147, Схема аитм под давлен мем ка машинах с горнзон та лъной камерон прессования
После затвердевания отливки подвижная часть 3 пресс-формы отводится вместе с отливкой (рис. 147, а); при этом плунжер 10. продвигаясь вперед, выталкивает из камеры прессования пресс- остаток 11. Плита 6 толкателей, дойдя вместе с подвижной частью пресс-формы до упора /2, останавливается. Пресс-форма, продолжая двигаться до соприкосновения с плитой 6, оставляет отливку 13 на вышедших толкателях (рис. 147, г), с которых она попадает на приемный конвейер.
Процессы литья под давлением в настоящее время осуществляют на механизированных и автоматизмрованных машинах с автоматической дозировкой и подачей расплава в камеру прессоваиня, операцией извлечения из пресс-форм отливок и подачей их в штамп обрезного пресса с помощью механических рук, с плавильными печамн, с регулированием температуры расплава в раздаточной печи.
Простота процесса литья под давлением дает возможность полностью его автоматизировать.
К недостаткам этого способа получения отливок относятся: сложность и продолжительность процесса изготовления пресс-форм (вследствие чего они имеют высокую стоимость), трудность выполнения отливок со сложной полостью и поднутрениями на поверхности (наличие газовых раковин и рыхлот в стенках отливок).
277
Применение лнтья под давлением в производстве художествен^ ных отлнвок из чугуна пока ограничено трудностью изготовления сложных (с большим числом частей) металлических форм» трудностью получения пустотелых отливок в связи с невозможностью использования металлических стержней,
Литье в оболочковые формы
В настоящее время при массовом производстве отлнвок массой 5—15 кг используют литье в оболочковые формы, основанное на способности термореактивных смол при температуре 100—120 ℃ расплавляться, обретать свойства клейкой массы, а при дальнейшем нагревании необратимо затвердевать.
Сущность способа заключается в том, что на модельную плнту, нагретую до 200—250 ℃, насыпается песчано-смоляная смесь, смола которой под действием теплоты модельной плиты плавится и, связывая песок смесн. образует на поверхности модели полутвердый слой —— оболочку. Удалив с оболочки лишнюю смесь, модельную плиту помещают в печь, где при температуре 320—380 ℃ оболочка окончательно затвердевает. Готовую оболочку в виде полу формы снимают с модельной плиты. Повторяя процесс, получают вторую полуформу. Полученные полуформы. склеивают, устанавливают в опоке. Засыпав опоку чугунной дробью, подают форму для заливки.
Преимущества литья в оболочковых формах: 1) возможность получения точных, с чистой поверхностью отливок; 2) высокая прочность (150—450 МПа) и малая гигроскопичность форм, что позволяет свободно их транспортировать и продолжитсяьное время хранить, а низкая тепл о провод ноет ь дает возможность снижать температуру заливаемого металла; 3) формы и стержни не препятствуют усадке отливкн; 4) снижается трудоемкость выбивки и очистки отливок вследствие сгорания связующих в форме и отсутствия пригара на стенках отливки; 5) значительно уменьшаются площадь участка формовки, площади складских помещений для формовочных материалов, так как потребность в последних при литье в оболочковые формы по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы в 10 раз меньше.
Для изготовления оболочковых форм чаще всего используют формовочные смесиt в которых наполнителем является кварцевый песок 1К01 или 1К02 (93—95 %) промытый и прокаленный при температуре 600—900 °C. В качестве связующего применяют термореактивную смолу — пульвербакелнт (7—5 %). Кроме того, в в смесь в небольшом количестве (0,2—0.5 %) вводят увлажнитель (керосин, глицерин) н до 1.5 % растворителя (ацетон, фурфурол» этиловый спирт).
Для лучшего съема оболочки с модельной плиты применяют
разделительный состав ——кремнийорганическую жидкость иа 278
「＞「＞ж/ж/бункерным способомбункерным способомРнс. 148- Изготовленне оболочковой формыРнс. 148- Изготовленне оболочковой формы
「＞
「＞
ж/
ж/
бункерным способом
бункерным способом
Рнс. 148- Изготовленне оболочковой формы
Рнс. 148- Изготовленне оболочковой формы
основе силиконового каучука, которым опрыскивают модельную плиту перед засыпкой ее смесью.
Для скрепления готовых оболочковых по л у форм применяют клей, часто используют пульвербакелит, который засыпают в пазы горячих полуформ» клей на основе жидкого стекла с добавкой пылевидного квариа.
Изготовление оболочковых форм. Оболочковые формы изготовляют несколькими способами: бункерным, рамочным и пескодувным.
На рис. 148 показан процесс изготовления оболочковых форм бункерными способом.
Металлическую модельную плиту (рис. 148, а) нагревают в электрической печи до 200—250 ℃ (рис. i4 8. б), покрывают разделительным составом-
Модельную плиту крепят к горловине бункера, заполненного на 2/3 высоты песчано-смоляной смесью (рис. 148, 6).
Бункер с модельной плитой переворачивают на 180 ℃ (рис. 148, г), при этом смесь из бункера падает на горячую плиту. Смола слоя смеси, прилегающего к поверхности модели, плавится^ связывает частицы песка, образуя на модели оболочку. Для формирования оболочки модель выдерживают под бункером 15—25 с в зависимости от требующейся толщины оболочки на модели,
Бункер переворачивает в прежнее положение (рнс. 148, 0), при этом смесь с нерасплавившейся смолой ссыпается с модели в бункер. На поверхности модели остается полутвердая оболочка смеси толщиной 7——8 мм.
Модельную плиту с оболочкой отделяют от бункера и подают в печь с температурой 320—380 ℃ на 1—3 мин для окончательного отвердевания оболочки (рис. 148, е)・
После сушки плиту устанавливают на стол н Q помощью толкателей снимают с нее оболочку (рис. 148, яс), представляющую собой первую полуформу изготовляемой формы.
Освободившуюся модельную плиту обдувают сжатым воздухом, покрывают разделительным составом н, повторяя рассмотренные выше операции, изготовляют вторую оболочку.
Полученные полуформы склеивают, устанавливают в специальную коробку-контейнер, пространство вокруг формы засыпают чугунной дробью. В таком состоянии оболочковая форма подается под заливку (рис. 148, з).
Изготовление стержня. Стержни для оболочковых форм изготовляют сплошными или, как формы, оболочковыми. Оболочковые стержни обладают хорошей газопроницаемостью, при их изготовлении истребуется каркасов, сушки вследствие малоб гидроско- пичности; нх можно продолжительное время хранить на складе. Оболочковые стержни изготовляют путем свободной насыпки смеси в стержневой ящик, а также путем надува, центробежным способом или высадкой (продавливанием смеси через нагретый мундштук).
Для изготовления оболочкового стержня способом свободной насыпки смеси в ящик выполняют следующие операции.
Очищенный металлический стержиевой ящик нагревают до 200—250 ℃.
Рабочую поверхность ящика покрывают разделительным составом, в полость ящика засыпают смесь.
Засыпанную в ящик смесь выдерживают 20—30 с для образования на его стенках полутвердой оболочки толщиной 7—8 мм.
Излишек смеси из ящика высыпают.
Для окончательного отвердевания оболочки стержня ящик помещают в печь и выдерживают прн температуре 350—400 ℃ в течение 2,5—3 мин.
Готовый стержень извлекают из стержневого ящика путем его разборки.
Процесс получения отливки в оболочковой форме в современных литейных цехах осуществляется на специальных механизированных и автоматизированных установках. Для изготовления полуформ применяют двухпознционный формовочный автомат АКФ-2, модернизированные конструкции той же машины — четырехпозиционную машину АКФ-2М, восьмипозиционныб автомат мод. 837. Для изготовления оболочковых стержней путем надува применяют машины мод. 870 и 872. для скленвания оболочек — установки мол. 880—882.
Литье в разъемные керамические формы
Способ изготовления разъемных керамических форм основан на способности этилсиликатной суспензии затвердевать через некоторое время после добавки в нее водного раствора щелочи. Процесс изготовления форм сводится к следующему.
Зернистые материалы (зернистый н пылевидный дистеисилли- маннт, циркон, корунд и пылевидный кварц), имеющие небольшой коэффициент теплового расширения и высокую огнеупорность, загружают для перемешивания в барабан (рис. 149, а). После смешивания наполнитель (из расчета 1 кг наполнителя на 250— 300 см8 раствора этилсиликата) засыпают в бак с гидролизоваи- ным раствором этилсиликата при постоянном перемешивании (рис. 149, б). Полученную смесь доводят до консистенции густой сметаны и добавляют к ней 15 %-ный раствор NaOH, нз расчета 10—12 смя на 1 кг смесн.
После перемешивания полученную суспензию заливают в опоку, в которой установлена модель (рис. 149, в). Когда залитая смесь примет резинообразное состояние, из опоки удаляют модель (в таком состоянии из формы можно удалить модель без повренадения отпечатка, если даже на поверхности модели имеются небольшие поднутрения и выступы). Удалив модель, на поверхности полости формы выжигают спирт, выделяющийся в процессе затвердевания смеси (рис. 149, г). Выжигание спирта вызывает образование на поверхности формы паутииообразиой сетки трещин, увеличивающих газопроницаемость и податливость формы. После выжигания спирта полученную нижиюю полуформу прокаливают. Повторяя перечисленные операции, изготовляют вторую пол у форму. Готовые полуформы собирают (рис. 149, д) для заливки.
Для сокращения расхода дорогостоящей эти лен л и катной суспензии применяют двухслойные формы с облицовочным керамическим слоем. В таких формах дорогостоящую керамическую массу используют только для облицовки, остальную часть формы заполняют смесью иа жидком стекле.
В керамических разъемных формах можно получать отливки большой массы с чистой поверхностью н высокой точностью раз-
Рис- 160. Схема установжн для изготовления отлнвок мкуумимм всасыванием
мерсв. Кроме того, эти формы проще в изготовлении, более прочны. Керамические формы применяют для изготовления художественных отливок несложной конфигурации (бюсты, барельефы, постаменты с растительным орнаментом).
Литье вакуумным всасыванием
Принцип получения отливок вакуумным всасыванием состоит в том, что металл под действием атмосферного давления по специальному металле проводу входит в литейную форму, установленную в камере с разреженной атмосферой, и заполняет полость формы.
На рис. 150 показана схема установки для получения фасонных отливок вакуумным всасываннем. На плите 2 раздаточной печи / устанавливают приготовленную для заливки литейную форму 3. Перед заливкой форму накрывают камерой 4, в которой с помощью насоса 7 через ресивер 6 создается необходимый вакуум (разрежение), вследствие чего металл по трубе 5 всасывается в полость 3 и заполняет ее.
Литье наморажиБанием
Если в полость формы, приготовленной для заливки, залить металл и через некоторое время, не дав ему затвердеть, вылить из формы, на стенках полости останется слой металла» успевшего закристаллизоваться за время от начала заливки до выливания. Разрушив форму и освободив слой металла от формовочной смеси 282
(если форма была песчано-глинистой)f получим пустотелую отливку со стенкой толщиной, равной слою намороженного на стенках формы металла. Толщина стенки отливки зависит от продолжительности намораживания. Такой способ получения отливок называют литьем намораживанием.
В практике художественных отливок литье наморажнванием используют прн изготовлении бюстовt имеющих полое основание.
Вопросы для повторения
Какие Бы знаете специальные способы литья?
Что представляют собой кокили?
Как изготовляют отливки в кокиле?q
Как могут быть исполъэованы кокили в производстве художественных н архитектурных отливок?
В чем сущность получения отливок способом центробежного литья?
Какие Вы знаете машины для центробежного литья?
В чем сущность способа литья под давлением?
Какие Вы знаете машины, применяемые для литъя под давлением?
В чем сущность способа получения отлнвок в оболочковых формах?
Каковы преимущества способа литъя в оболочковых формах?
На чем основан способ изготовления разъемных керамических форм?
Как изготовляют разъемные керамические формы?
В чем сущность способа литья вакуумным всасыванием н при производстве каких художественных отливон его можно применить?
Как получают отливки способом намораживания н при производстве какнх отливок его можно применить?
Глава
ОБРАБОТКА И СБОРКАХУДОЖЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОК
Значение обработки отливок
Для удобства изготовления литейных форм художественные изделия часто отливают по частям в отдельных литейных формах. Например, статуэтку «Конь с попоной» отливают в виде нескольких частей: корпус койя, хвост, ннжняя часть попоны (накидки) н постамент. Отливки после выбивки из форм имеют иа поверхности следы от питателей, выпоров, швы от соединений отдельных частей формы (кусков), поэтому все части отливки нуждаются в механической обработке.
После обработки отдельно отлитые части собирают, получая целое изделие. Кроме того, при механической обработке на поверхности отливки восста навл и вается резкость рисунка модели, так как на отливке он получается обычно слабее, чем на модели или оригинале.
Операции обработки поверхности отливки (чеканка поверхности, соединение отдельных частей отлнвки на постаменте) выполняют в механическом отделении цеха художественного литья, которое носит иазванне отделение чеканки и сборки отливок.
Процесс механической обработки чугунных художествеииых отлнвок состоит из следующих операций: отжига отливок; обработки поверхности отдельных частей отлнвки; чеканки поверхности; сборки деталей на постаменте; шпаклевки и окраски готового изделия.
Термическая обработка чугунных отливок
Xудожественные отлнвкн из чугуна после выбивки нз форм в результате быстрого охлаждения на воздухе приобретают твердую (отбеленную) поверхность, трудно поддающуюся механической обработке. Восстановить на отливке четкость рисунка поверхности ее модели ——воспроизвести чеканом шерсть на отлнвке коня, волосы иа голове бюста, жилки на листьях цветка — можно только в том случае, если поверхность отливки будет достаточно мягкой.
Для уменьшения твердости поверхности художественные от- лнвкн из чугуна подвергают термической обработке — отжигу. Для этого их закладывают в ящик из жаростойкой стали, пересыпая карбюризатором (смесью угля с песком), так, чтобы отливкн не касались стенок ящика. Затем ящик закрывают крышкой н для герметичности замазывают огнеупорной глиной. Герметичность ящика необходима для устранения возможности попадания в него воздуха. Кислород воздуха окисляет поверхность отливки, разрушает на ней рисунок, образуя слой окалины.
Ящик с отливками помещают в термическую печь, нагревают до температуры 900—950 ℃ и выдерживают 2,5—4 ч в зависимости от толщины стенок отливок. Затем медленно, снизив температуру до 450—400 ℃, печь открывают и охлаждают отливкн вместе с печью до температуры выгрузки (150—100 ℃).
Обработка поверхности отливок
Отливки из чугуна после отжига поступают в цех механической обработки. В процессе обработки с отливок срубают или срезают основания питателей и выпоров, опиливают швы, получившиеся в результате соединения в форме ее отдельных частей (кусков). Удаляют каркасную трубку стержня, срубают концы поперечника каркаса, удерживающие ранее стержень в полости формы, заделывают вставками из меди нли алюминия отверстия, оставшиеся на поверхности отливки после удаления нз нее каркаса стержня. Отверстия большого диаметра не рекомендуется заделывать алюмйиневыми вставками, так как прн нагреве изделия в процессе сушки после окраски вследствие разности коэффициентов расширения чугуна и алюминия вставки из алюминия становятся заметными на поверхности отработанной отливки. С по
мощью напильников различной формы и насечки, специального режущего инструмента (вихровок, изготовляемых из инструментальной углеродистой стали) опиливают и зачищают гладкие поверхности отливки (лицо, руки, другие обнаженные части фигуры и грани гладких постаментов). В последнее время для обработки таких поверхностей успешно применяют электродрель, в патроне которой закреплена специальная фреза.
Обработку деталей художественного изделия иачниают обычно с постамента, с проверки на плите его геометрической формы, которая может быть нарушена при его отжиге. Такую предварительную обработку поверхности художествеииой отливки выполняют, зажимая ее в поворотных слесарных тисках с мягкими нагубииками, во избежание порчи ее сложной поверхности (рис. 151). Технологическим требованием при обработке художественной отливкн является выполнение операций рубки, опиливания н зачистки поверхности отливки без углубления в ее тело. В противном случае возможно нарушение целостности изделия-
Рнс. 1В1・ Обработка поверхности отлмвкнРнс. 1В1・ Обработка поверхности отлмвкнРис. 1В2・ Чежанка отлнвкнРис. 1В2・ Чежанка отлнвкн
Рнс. 1В1・ Обработка поверхности отлмвкн
Рнс. 1В1・ Обработка поверхности отлмвкн
Рис. 1В2・ Чежанка отлнвкн
Рис. 1В2・ Чежанка отлнвкн
Чеканка отливок
Каким бы четким не был рисунок поверхности модели в отливке, мы не можем получить его точную копию, он будет всегда слабее. Потеря резкости отпечатка происходит н в процессе изготовления ее литейной формы, и в процессе ее заливкн. Потому восстановление четкости поверхности художествен ной отливки производится в процессе ее механической обработки ——чеканки. Чеканка как операция механической обработки отливкн получила свое название от используемого инструмента — чекана» В процессе чеканки слесарь-чеканщнк восста на в л ива ет резкость изображения рисунка на поверхности отливки, вновь воспроизводит фактуру поверхности в тех местах, где она была снята при опиливании питателей, выпоров и швов (рнс. 152). Бытует выражение, что чеканщик вкладывает в художественную отлнвку душу, отливка после его работы оживает. Да, это близко к действительности, Заметьте： отливка кнстн руки без чеканки ногтей мертва, после чеканки оиа оживает. Глаза на лице бюста без чеканки ничего не выражают, после чеканки <смотрят>. Поэтому в процессе механической обработки художественной отливки чеканка является сложной и ответственной операцией. Чеканщик должен 286
хорошо владеть инструментом, уметь изготовлять его по рисунку на поверхности отлнвки, знать основы анатомии человека и животных, так как ему нередко приходится исправлять дефекты поверхности изделияв получившиеся при его отливке,
В процессе чеканки каждую деталь поверхности отлнвки обрабатывают специальным, изготовленным для нее чеканом. Например» шерсть чеканят шерстяным чеканом, глаза — глазным, пуговицу —— пуговичным, кольчугу — кольчужным н т. д. Поэтому чеканов у чеканщика, как правило, очень много.
Сборка отливок
В процессе сборки обработанные части отливки собирают в одно целое ——изделие (рис. 153). Их соединяют друг с другом с помощью знака на одной части и соответствующего гнезда для него в другой- Монтируемая часть удерживается иа основной части отливки с помощью шпильки, вставленной в отверстие, просверленное в гнезде основной части через знак монтируемой. Снаружи головку шпильки и шов между частями хорошо заделывают и прочеканивают под общий фон поверхности отливки. В качестве примера рассмотрим сборку статуэтки «Ермак». Процесс сборки статуэтки следующий:
К обработанному и прочеканенному корпусу статуэтки приделывают руки. Для этого знаки рук хорошо подгоняют в гнездах оснований рук на корпусе.
Рмс. 168. Сборка стлмвкм
В гнездах через знаки приставленных рук сверлят отверстия, в которые плотно вставляют шпильки, удерживающие руки на корпусе.
Для установки корпуса на постаменте в подошвах нор сверлят отверстия и нарезают резьбу.
По отверстиям в йогах сверлят отверстия в постаменте.
В отверстия ног ввертываются резьбовые шпильки.
Шпильки корпуса вставляют в отверстия на постаменте и с внутренней стороны постамента крепят гайки.
Отдельно отлитый клинок крепят к корпусу резьбовой шпилькой.
На корпусе клинок соединяют с ремнем проволочными кольцами.
Окраска отливок
Заключительной операцией в технологическом процессе механической обработки чугунных художественных и архитектурных отливок является покрытие их поверхности слоем краски или коррозионно-стойкого металла. Некрашеная поверхность чугунной отливки имеет некрасивый серый цвет и быстро ржавеет.
Применяют краску следующего состава： 1000 г олифы, 200— 250 г газовой канальной сажи, 30 г свинцового сурика.
Составляющие краски хорошо перемешивают и для получения необходимой вязкости варят при температуре 150 ℃. Готовую краску проверяют на температуру воспламенения. Вязкость краски по воронке Нилка 1-го слоя покрытия при окраске вручную 45 с, прн окраске пульверизатором 30 с； 2-го слоя покрытия — при окраске вручную 60 с, при окраске пульверизатором 30 с.
Перед окраской поверхность отливки шпаклюют. Швы, места соединения отдельных частей отливки, небольшие раковины на ее поверхности затирают меловой шпаклевкой, приготовлеииой на олифе. Прошпаклеванную, просушенную н хорошо очищенную от пыли, оксидов и масляных пятен отливку покрывают слоем чистой высококачественной натуральной олифы (олифу дополнительно нагревают до получения вязкости по воронке Нилка 13— 17 с). После прогрева проолифенную отливку покрывают вручную нли из пульверизатора тонким слоем краски 2 раза. При окраске из пульверизатора вязкость краски должна быть 30 с (по воронке Нилка). Ручная окраска производится малярными кистями. После нанесения каждого слоя отливку сушат в электрическом шкафу при температуре 150—250 ℃ в течение 30—40 мни. Температура сушки зависит от температуры воспламенения олифы и должна быть ниже ее на 20—25 °C. Практически отливку сушат до появления иад ней легкой дымки, при этом она приобретает приятный матовый тон.
Иногда художественные отливки вместо краски покрывают слоем цветного металла: меди» никеля, серебра и т. ц. Для этого 2as
в ванну с соответствующим раствором опускают электрод из металла t которым хотят покрыть отливку, вторым электродом является сама отливка. К электродам подается постоянный электрический ток. В результате реакции в растворе под действием электрического тока металл осаждается на поверхности отливки. Такой способ покрытия слоем другого металла называется гальваническим.
Вопросы для повторения
Какое значение имеет механическая обработка художественных отливок?
Из каких операций состоит процесс механической обработки отливок кудожествениых изделий?
Для чего перед механической обработкой отливки отжигают?
Как производится отжиг отливок?
В чем заключается процесс предварительной обработки поверхности отливок?
Как называется процесс восстановления рисунка на поверхности отливки?
Как выполняют чеканку отливки?
Как производят сборку художественных отливок?
Для чего окрашивают чугунные отливкн?
Как выполняют окраску художественных отливок?
Каким образом покрывают поверхность отливки слоем металла?
Глава
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОМЫШЛЕННАЯ САНИТАРИЯ В ЛИТЕЙНОМ ЦЕХЕ
На каждом предприятии имеется специальный отдел, занимающийся вопросами техники безопасности, разработкой и внедрением мероприятий, обеспечивающих создание безопасных условий труда- Этот отдел следит за проведением мероприятий, предупреждающих несчастные случаи, за выполнение работающими специ- альных инструкций, содержащих основные правила безопасной работы.
Выполнение правил техники безопасности начинается на территории предприятия.
Правила поведения на территории предприятия
На территории предприятия выполняются различные работы, транспортируются приспособления и материалы в цеха, готовая продукция на склад, производятся разгрузочно-погрузочные работы.
Для обеспечения выполнения этих работ на территории предприятия работают внутризаводской транспорт, необходимые приспособления и оборудование. Поэтому рабочие литейного цеха и других цехов во избежание несчастных случаев, проходя в свой цех по территории предприятия, обязаны выполнять следующие правила, предусмотренные техникой безопасности:
Обращать внимание на предупредительные надписи, не ходить по железнодорожным путям, чтобы не попасть под движущийся транспорт.
Обходить зону погрузочно-разгрузочных работ, избегать прохода под грузом, переносимым подъемным механизмом.
Курить иа территории предприятия разрешается только в специально отведенных и оборудованных для этой цели местах.
Перечисленные правила техники безопасности являются общими для всех предпри ятий. Кроме них каждое предприятие с учетом особенностей профиля производства имеет свои дополнительные правила и инструкции поведения работающих на территории предприятия.
Правила техники безопасности в литейном цехе
Д о начала работы:
Надеть и привести в порядок рабочую одежду,
Осмотреть свое рабочее место, убрать все мешающие и ненужные предметы.
Подготовить и проверить рабочий инструмент, неисправный заменить.
В о время работы:
При формовке по-сырому не допускать чрезмерного уплотнения смеси в опоке, обильного смачивания смеси вокруг модели при ее удалении, установки в форме недосушенных стержней. Следить, чтобы в заформованной опоке было достаточно каналов для выхода паров н газов, образующихся при залнвке металлам, Плохая газопроницаемость формы может вызвать выбрасывание . металла из стояка при заливке. Брызги металла могут быть при- 、 чиной ожогов работающих вблизи.
Включение подъемного механизма при подъеме опоки краном должно быть согласовано с работой остальных рабочих, занятых на формовке. Несогласованные действия могут быть причиной несчастного случая.
При выполнении работ с помощью мостового крана следить за сигналами крановщика. Запрещается нагружать кран сверх установленной для него грузоподъемности, подтаскивать краном грузы, находиться под поднятым грузом.
Запрещается производить отделку полуформ, поднятых краном, если они не установлены на прочных подставках.
При работе на формовочных машинах проверять надежность ограждения пускового механизма, чтобы предотвратить случайное включение пускового механизма. Нельзя исправлять и смазывать машину во время ее работы.
При формовке иа машинах с подпрессовкой нельзя поднимать стол с опокой, не установив траверсы в рабочее положение. При резком подъеме стола поршень, сорвав ограничитель, может быть выброшен из цилиндра машины.
При формовке на машине с поворотным столом нельзя поворачивать стол, ие убедившись, что опока на ием хорошо закреплена. Плохо закрепленная опока при повороте стола может упасть н нанести травму работающему.
Излишек припыла при сборке сырой формы, попавшие в полуформы частички нельзя выдувать ртом, для этой цели следует применять ручной мех или пылесос. Крупные частицы из глубоких мест формы удаляют крючком.
При пользовании переносной электрической лампой следует проверять наличие защитной сетки, исправность шнура и изоляционной резиновой трубки. Напряжение в переносных лампах допускается 12——24 В
При скреплении полуформ скобами тщательно проверять прочность их скрепления во избежание падения формы при ее повороте н прорыва металла во время заливки.
Работающие на заливке форм должны иметь одежду, предохраняющую от ожогов, защитные очки, войлочную шляпу. Брезентовые брюки следует носить навыпуск для того, чтобы скатывающиеся брызги металла не могли попадать в обувь.
Нельзя набирать металл во влажный (не просушенный) ковш, удалять влажной счищалкой шлак с поверхности металла в ковше, выливать иа пол и во влажную изложницу остатки металла. В этом случае быстро образующиеся пары разбрызгивают ме!алл, работающие вблизи могут получить ожоги.
. Выбитую нз форм отливку нельзя брать в руки, не убедившись в том, что она остыла.
По окончании работы:
Привести в порядок свое рабочее место.
Убрать рабочий инструмент, оснастку, приспособления иа отведенное для них место.
Запрещается обдувать одежду и тело сжатым воздухом из шланга.
Указанные выше правила техники безопасности являются лишь самыми общими и не исчерпывают всех возможных причин несчастных случаев в условиях работы конкретного цеха.
Формовщики-лнтейщики должны всегда помнить, что осторож- ность. предусмотрительность в работе, точное выполнение специальной инструкции по технике безопасности на своем рабочем месте, указания мастера, личная и технологическая дисциплина являются непременными условиями безопасности труда-
§ 3・ Промышленная санитария
Условия безопасной работы в литейном цехе обеспечиваются выполнением следующих правил промышленной санитарии:
При установке в цехе оборудования, приспособлений и форм должна быть предусмотрена ширина односторонних проездов не менее 2 м, ширина общих проходов 1,6 м, ширина проходов для залнвкн форм не менее 1,2 м.
Пол литейного цеха должен быть ровным. Неровности, выбоины и ямы могут быть причиной несчастного случая.
В крыше литейного цеха для обеспечения освещения рабочих мест в дневное время должны быть световые проемы (фонари), которые необходимо регулярно протирать.
Нельзя допускать проникновения влаги через крышу цеха и фонари. Подмокшие формы при заливке кипят, выбрасывая металл из стояка, создавая опасность для работающих.
Литейный цех должен быть хорошо освещен искусственным светом.
На рабочих местах формовщиков художественного литья должно быть индавидуальное освещение. Для просмотра глубоких форм необходимы безопасные электрические лампы напряжением 12 или 24 В. Применение ламп напряжением 120—220 В недопустимо, так как возможно поражение током.
Для удаления пыли и угарных газов, образующихся в процессе сушки, заливки н выбивки литейных форм, в цехе должна быть приточно-вытяжная вентиляция.
Входы и выходы в цехе должны быть устроены так, чтобы не было сквозняков, ведущих к простудным заболеваниям рабочих.
Оказание первой помощи при несчастном случае
Формовщик литейного цеха в процессе работы имеет дело с расплавленным металлом, его тепловым излучением, газами» выделяемыми формами при заливке, с электрической энергией работающего оборудования. В этих случаях несоблюдение соответствующих правил техники безопасности может быть причиной несчастного случая: ожогов металлом, теплового удара, ушибов, отравления угарным газом, засорения н ранения глаз, поражения электрическим током и др. Прн несчастном случае следует немедленно обратиться в медпункт предприятия нли оказать медицинскую помощь пострадавшему на месте.
Одиако до оказания квалифицированной медицинской помощи пострадавшему необходимо оказать первую помощь, приемы которой должен знать каждый работающий в цехе. Для оказания первой помощи на каждом участке цеха должны быть аптечка, ио снлки и другие необходимые предметы.
Каждый рабочий литейного цеха должен знать следующее:
При ожоге: 1) осторожно обнажить место ожога (снять одежду и обувь); 2) положить на обнаженное место стерильную повязку; смачивать илн смазывать место ожога не рекомендуется; 3) направить пострадавшего в медпункт.
При тепловом ударе (перегреве тела): 1) положить пострадавшего в прохладное место без сквозняков; 2) растегиуть одежду; 3) вызвать врача для оказания пострадавшему квалифн- цироваииой помощи.
При порезах： 1) обработать рану раствором перекиси водорода; 2) перевязать чистым бинтом. Промывание ран водой не допускается.
При переломах конечностей: пострадавшего осторожно уложить на носнлки и немедленно отправить в медпункт.
При отравлении угарным газом: 1) выиести пострадавшего иа свежий воздух; 2) дать понюхать нашатырный спирт, в тяжелых случаях ——отправить в медпункт.
При поражении электрическим током: 1) освободить пострадавшего от источника тока; 2) при потере сознания положить пострадавшего на спину, растегнуть одежду; 3) создать приток свежего воздуха; 4) срочно вызвать врача.
При ушибах: 1) на пораженное место тела наложить холодный компресс; 2) если требуетсяt доставить пострадавшего в медпункт.
При засорении или ранении глаз пострадавшего немедленно отправить к врачу.
Противопожарные мероприятия в литейном цехе
Материалы и оборудование, используемые в технологическом процессе (расплавленный металл, плавильные печи, сушильные агрегаты), создают особые условия пожарной опасности в литейном цехе. Причиной возникновения пожаров в литейном цехе чаще всего является небрежность в обращении с расплавленным металлом и в эксплуатации огнеопасных агрегатов.
Чтобы предупредить возможность возникновения пожаров в литейном цехе, каждый работающий в нем должен строго соблюдать правила пожарной безопасности:
Нельзя разводить огонь и курить в цехе, где изготовляют деревянные модели, в местах хранения горюче-см^зочных материалов. Курить разрешается только в специально отведенных н оборудованных для этих целей местах.
Нельзя оставлять на рабочем месте масляные тряпки и другие материалы, которые могут воспламеняться.
Нельзя хранить угольную пыль и ликоподий в больших объемах; в этих случаях они могут самовоспламеняться.
Необходимо следить за исправностью изоляции электропроводки» не допускать ее короткого замыкания и загорання.
Каждый участок цеха должен иметь приспособления н средства тушения пожара: огнетушители, ящики с песком, лопаты и багры, расположенные иа специальных щитках, стволы со шлангами, хранящиеся в специальных шкафах с обеспечением свободного доступа к иим.
Следить» чтобы проезды и проходы в цехе ие загромождались.
Иметь электрическую сигнализацию для вызова пожарной команды.
В литейном цехе должна быть создана добровольная пожарная дружина, которая прн пожаре будет действовать по заранее разработанной инструкции.
Тушение твердых горючих материалов (дерево» бумага, тканн и т. п.) производится с помощью ствола； горючих жидкостей (бензин, керосин, масло) — огнетушителями.
Вопросы для повтореиия
L Каковы задачи техник» безопасности?
Какие правила должны соблюдаться на территории предприятия?
Почему нельзя отделывать полуформы в подвешенном состоянии?
Какие правила техники безопасности следует соблюдать при работе на формовочных машинах?
Какие Вы знаете правила промышленной санитарии в лнтейиом цехе?
Каковы правила безопасной работы при заливке форм?
В чем состоит оказание первой помощи пострадавшему от ожогов?
Как оказывать первую помощь при порезах?
Как оказать первую помощь прв поражении электрическим током?
Какую помощь оказывают при отравлении угарным газом?
Какие Вы знаете правила пожарной безопасности в литейном цехе?
Какие горючие матер налы при пожаре тушат нз ствола н какие огне тушителем?
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Литейное производство/Под ред. А. М. Михайлова. М.: Машииостроеиие, !987. 260 с.
Липницкий А. Н・, Морозов М・ В. Справочник рабочего-литейщика. М.: Маши построен ие, 1976. 375 с.
Матвеенко И. В., Тарский В. Л. Оборудование литейных цехов. М・：Машн- иостроепие, 1985. 397 с.
Небогатой Ю. Н” Тамаровскнй В. И. Специальные вчдн литьи. М.: Машиностроение, 1975. 168 с.
Петриченко А. М. Книга о литье. Киев: Техника, 1978. 278 с.
Паршин И. П.> Каратии И. М. Выбивка, очистка и обрубка отливок. М.: Высшая школа, 1973. 191 с.
Павловский Б. В. Каслинский чугунный павильон. Свердловск: Средие- Уральское книжное издательство, 1979. 93 с.
Рубцов Н・ Н. История литейного производства в СССР. М.: Машгнз, 1962. 287 с.
Сосненко М- Н. Формовщик машинной формовки. М.: Высшая школа1 1975. 230 с.
Титов Н. Д・,Степанов Ю. А- Технология литейного производства. М.: Машиностроение. 1985. 399 с.
Святкин Б. К- Литье в металлические кокили. М.: Высшая школа9 1974. 214 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Аппарат дробеструбныб 265
Б
Барабан очнстиой 264
Бегуны смешивающие 35—36
Блок ыодельный 179, 192
Браковка отливок 266
Бронза 46
Бруски 76, 77
Вагранки 249―252
Восстановление выплавленного мо
дельного состава 197
Выпор 81-一82
Г
Гвоздь-шпилька 214
Гл&дилки 76, 78
Глина прокладочная 20
—формовочная 12, 13—14
Гори вагранки 250
д
Добавки 18
Драйер 51, 112
Дуплекс-процесс 253—254
Ж
Жакет 73
Жеребейке 122—123
Жидкотекучесть 45
Заливка с перепуском 81
Знак стержневой 109, 12!—122
Зумпф 81
И
Иглы вентиляционные 76, 77
Иголкн 76, 78
Колоша 25!
Компауцд 58
Комплект модельный 51
Копильник вагранки 250
Коромысло вибрационное 262
Крепители 15—17
Л
Ланцеты отделочные 76, 78
Латунь 46—47
Ликвация 45
Линейки 76, 77
Лисса классификация 14, 15
М
Масса оглнвки лишняя 267
Материалы формовочные 8
—шихтовые 250
Машины формовочные:
встряхивающие 230—233
пескодувные 237—238
прессовые 230—233
Метр усадочный 59
■Мешочки для припыла 76, 77
Модели восковые 57, 195—196, 201— 204
—гипсовые 56—57, 61—64, 175—178
一 деревянные 54—55, 58—60
— для пустотелой отливки 54
—металлические 55—56, 60—61
—неразъемные 52—53, 91—95
—парафино-стеариновые 57, 188—!92. 195—196
—пенополистироловые 57—58
—пластмассовые 58
—пустотелые выплавляемые 205—207,
—разборные 171—173
—разъемные 53, 97—101
—с отъемными частями 53, 101—102
Молоткн деревянные 76, 77
Каркас стержня 113. 154
Кисти 76, 77
Клей стержневой 20—21
Ковшн разливочные барабанные 256
——ручные 255—256
Кокиль 270
Окраска моделей 60
―отливок 288—289
Опока 70
—краиовая 73
—ручная 71
—съемная 73—74, 107—108
—фальшивая 104—106, 135—136, 137—138
— фасонная 72
Освежение формовочной смесн 37
Оснастка литейная 51
Отделение выбивки 7
—модельное 7
—обрубки и очистки 8
—плавильное 7
—подготобки формовочных материалов 7
—стержневое 7
— чеканки и сборки 284
П
Пасты протнвопригарные 19
Перекос частей отливки 66, 268 Пескомет 236—237
Пескосып с кнпящим слоем 194—195
Песок разделительный 20
—формовочный Ю—12, 13
Печь пламенная 252
—сушильная горизонтальная барабанная для песка и глины 21—22 для прокаливания форм 199 камерная периодического действия 244—245
ямиая 245
тигельная 252—253
— электрическая 253—255
Пирометр оптический 257
Питатель 81, 87, 88—89
Плита модельная 64
двусторонняя 65
монолитная 66—67
одностороння я 65
реверсивная 65—66, !72
сборная 66. 67—68
—подмодельная специальная 106 Плита -обратник 105
Подготовка отработанной смеси： дробление 24 регенерация 25—26 сепарация магнитная 24—25
— свежих формовочных материалов： просеивание 23—24 размол 23
сушка 2|—23
Подкапчивание 134, 242
Подутость 92
Подчеканка полости формы 94—95, 139. 152—153
Подъемы 76, 77
Покрытия п ротивоп ри гарные 19, 242
Постель 226
Пресс-форма 160
Прибыль 62—83
Припуск на механическую обработку 52 усадку 52
Припылы 18—!9
Проводки 76. 78
Продолжительность охлаждения отливок 261
Промодель 66
Пудры модельные 19—20
Р
Разностеиность отлнвок 268
Раковины газовые 267
—песчаные 267
—усадочные 82—83, 267
— шлаковые 267
Регенерат 25
Решетка выбивная механическая 262
Свойства формовочной смеси： газопроницаемость 27» 37—39 газотворная способность 27—28 долговечность 28—-29 огнеупорность 28 однородность 28 пластичность 26——27 податливость 28 прочность 26. 39—41
Связующие !2—17
Силумины -47
Система литниковая верхняя 85
горизонтальная 84 сифонная 84—85 ярусная 85—86 Сита 75, 76
Сито механическое качающееся 35. 36 Скоба вибрационная 262 Смесь формовочная 6 Солдатик 96
Состав разделител ьный 278
—формовочных материалов зерновой 9 морфолог н ческий 9 химический 9—10 Составляющая глинистая песка II, 41—42
Спай 267 Сплав 44 Сплавы алюминиевые 4% 47, 59 —медные 44. 46—47 Способы заливки форм 259—260 — крепления отъемных частей модели 53
Статуэтка 155—156
Стержень !09
Стол для ручной очистки отливок 264 Стояк 81, 86 Суспензия 193—195
Т
Твердомер 92
Твердость поверхности от刀 нвок повышенная 268
Трамбовки 75. 76
Трещины горячие 268
—холодные 26S
У
Уклон формовочный 51
Усадка линейная 45
—объемная 28» 45
Условия заливки форм 256—259
Установка для сушки песка в кипящем слое 22
электромехаиичес кой очистки отливок 265
Формовщик 6
Формы многократные 8
—разовые 8
Фракция песка основная I!
Фундатора метод 86—87
Фурмы вагранки 249
X
Ход литниковый 81
ц
Цех литейный 7
Чаша литниковая 80—81
Чеканка моделей 61» 189—190
—отливок 286—287
Чугуи высокопрочный 48—49
— древесноугол ь ный 49
—ковкий 49—50
—серый 47—46, 59, 252
Ш
Шаблон внутренний 60- 220, 223
—вращения 63
—наружный 220, 222—223
—протяжной 61, 220, 222—223
Шахта вагранкн 250
Шероховатость поверхности отливки 268
Шлакоуловитель 81. 86
Щ
Щетки 76, 78
Щиток модельный 59
Я
Ящик стержневой 68
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение-•
Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФОРМОВКЕ И ФОРМОВОЧНЫХ
66 7 810I721262933343742444444466066 7 810I7212629333437424444444660МАТЕРИАЛАХ
66 7 810I7212629333437424444444660
66 7 810I7212629333437424444444660
Формовка
Литейный цех и текнологический процесс производства отливок . • • • •
Формовочные матфиалы и ик свойства ・•・••••
Основные формовочные материалы ・■・•，••••
Вспомогательные формовочные материалы
Подготовка исходных формовочных материалов. • • •
Формовочные смеси н их свойства • •
Разновидности формовочных смесей ♦ •
Стержневые смесн
Приготовление формовочных смесей ・・•••♦•♦♦
Испытание формовочных смесей ・・・•••••••• Вопросы для повторения
Глава 2・ ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ ・・■♦♦♦•♦♦•••••■
Общие сведения
Литейные свойства сплавов
Применяемые литейные сплавы Вопросы для 'повторении
I —1246468058 о 0 3 6 8 9 5 55555666777 8 88888I —1246468058 о 0 3 6 8 9 5 55555666777 8 88888Глава 5. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
I —1246468058 о 0 3 6 8 9 5 55555666777 8 88888
I —1246468058 о 0 3 6 8 9 5 55555666777 8 88888
Модельная оснастка ♦ • ♦・
Модели и требования, предъявляемые к ним •，・••♦
Виды моделей
Материалы для нзготовлеиии моделей • • • • • , • • ♦
Изготовление моделей
Модельные плиты
Изготовление модельных плит
Стержневые ящики••••••・・。
Опоки
Формовочный инструмент
Вопросы для повторения
Глава 4. ЛИТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ
Литниковая система, ее назначение и устройство • •・▲
Типы литинковых систем
Расчет литниковой системы
Подвод металла в полость формы ・♦••••••••■ Вопросы дли повторения
8 0159 9 98 0159 9 9Глава 5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ...•,,....
8 015
9 9 9
8 015
9 9 9
Формовка по-сырому
Формовка по неразъемной модели
Формовка с нижним болваном
§ 4・§ 5・§ 6.§ 7.§ 8§ 9.§ Ю§ "•§ 4・§ 5・§ 6.§ 7.§ 8§ 9.§ Ю§ "•Формовка с верхним болваиом
§ 4・
§ 5・
§ 6.
§ 7.
§ 8
§ 9.
§ Ю
§ "•
§ 4・
§ 5・
§ 6.
§ 7.
§ 8
§ 9.
§ Ю
§ "•
Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка ФормовкаФормовка Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка Формовкапо разъемной модели • •・ по модели с отъемными частями ・♦ . ♦. с подрезкой с фальшивой опокой со специальной подмодельной плитой .. по модельной плите в съемных опоках
Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка
Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка Формовка
Вопросы для повт(^енняГлава 6 СТЕРЖНИ Н ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕВопросы для повт(^енняГлава 6 СТЕРЖНИ Н ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕГлава 7.Глава 7.Глава 9.Глава 9.§ 1. Стержни и требования, предъивлиемые к ины . • § 2. Классификация и виды стержней ・•♦•，■・♦ § 3. Способы изготовления стержней • • • • > , , ■ § 4. Изготовление стержней в ящиках . •輸。輸飴• • § 5. Изготовление стержней в модели . ••・••・• § 6. Скоростное изготовление стержней •■・••・• Вопросы дли повторения
Вопросы для повт(^ення
Глава 6 СТЕРЖНИ Н ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ
Вопросы для повт(^ення
Глава 6 СТЕРЖНИ Н ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЕ
Глава 7.
Глава 7.
Глава 9.
Глава 9.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ СО СТЕРЖНЯМИ •..
Подготовка стержней ♦ ♦ ♦
Способы крепления стержней в форме •..♦♦• Вопросы для повторения •・.・・・••••
Глава 8.Глава 8.ФОРМОВКА В§ I. Формовка в§ 2. Формовка с§ 3. Формовка вФОРМОВКА В§ I. Формовка в§ 2. Формовка с§ 3. Формовка вТРЕХ И БОЛЕЕ ОПОКАХ
Глава 8.
Глава 8.
ФОРМОВКА В
§ I. Формовка в
§ 2. Формовка с
§ 3. Формовка в
ФОРМОВКА В
§ I. Формовка в
§ 2. Формовка с
§ 3. Формовка в
трех опоках
Пфекидным болваном • , •. четырех опоках
96970102040607070809091011121617192020212526I I I I 11 11 1 I 1 I 11 —If— 11 и I 1 1196970102040607070809091011121617192020212526I I I I 11 11 1 I 1 I 11 —If— 11 и I 1 11Вопросы дли повторения
96970102040607070809091011121617192020212526
I I I I 11 11 1 I 1 I 11 —If— 11 и I 1 11
96970102040607070809091011121617192020212526
I I I I 11 11 1 I 1 I 11 —If— 11 и I 1 11
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ для ажурных отливок
§ I. Особенности отливок и форм
Формовка по моделям с односторонним и двусторонним ажуром
Изготовление форм дли цепочек
Вопросы для повторения
ГлаваГлаваГлаваГлаваГлаваГлаваСКОВАЯ ФОРМОВКА
Глава
Глава
Глава
Глава
Глава
Глава
Сущность кусковой формовки
Кусковая фюрмовка по-сырому•••••••
Кусковая формовка по-сухому
Изготовление форм для бюстов
Изготовление стержни в полости формы ・••••••♦,
Изготовление форм для статуэток
Кусковая формовка в стержнях
Формовка по разборной модели
Вопросы для повторения
〃・ ФОРМОВКА ПО ГИПСОВЫМ МОДЕЛЯМ
Способы формовки по гипсовой модели , ▼ •
Формовка с рамкой
Формовка по гипсовой модели с подрезкой болвана ..・ Вопросы для повторения ..
/2 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОК ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ
Сущность способа
26282933^33м««44^««^ммилга ^ ^тел^ 111— 1 I 111 1 !||!1111— I 111 —26282933^33м««44^««^ммилга ^ ^тел^ 111— 1 I 111 1 !||!1111— I 111 —797979607960Пресс-формы и их нэготовленне
26282933^33м««44^««^ммилга ^ ^тел^ 111— 1 I 111 1 !||!1111— I 111 —
26282933^33м««44^««^ммилга ^ ^тел^ 111— 1 I 111 1 !||!1111— I 111 —
79
79
7960
7960
^^^^w^w^^^^w^wМодельные составы ...・」/」/.・
^^^^w^w
^^^^w^w
Изготовление моделей
Изготовление керамических оболочек ■.•.•■•••
Выплавление моделей.••・••・・
Формовка оболочек
Прокаливание форм
Вопросы для повторения
115781 202020202021115781 202020202021Глава /5 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ ДЛЯ СКУЛЬПТУР • •・..
115781 202020202021
115781 202020202021
Формовка по восковой модели • •
Формовка по пустотелой выплавляемой модели ..,.
Кусковая формовка с глиняной рубашкой
Кусковая формовка в опоках •, ., г .....
Вопросы для повторения
13^^^^^мм^^^^422 22222222222 213^^^^^мм^^^^422 22222222222 2Гаом 14. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ ДЛЯ АРХИТЕКТУРНЫХ ОТ ЛИВОК
13^^^^^мм^^^^42
2 22222222222 2
13^^^^^мм^^^^42
2 22222222222 2
Особенности архитектурных отливок
Изготовление форм для решеток
Изготовление форм для брусьев и поручней
Изготовление форм для колонок • > •
Формовка по шаблонам
Формовка в почве
Машинная формовка
Классификация формовочных машин .
Конструкции н работа формовочных машин ・『.>•
Автоматические формовочные линии ・•・
Вопросы для повторения > ，卜
Глава /5. ПОДГОТОВКА ФОРМ К ЗАЛИВКЕ
2 3石624242 22 3石624242 2Нанесение покрытий на поверхности форм и стержней
2 3石6
24242 2
2 3石6
24242 2
Сушка форм и стержней
Сборка н подготовка форм к звливке Вопросы для повторения .,
Глава 16. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСПЛАВОВ И ЗАЛИВКА ФОРМ
9 5 04562229 5 0456222Плавильные печи
9 5 0
456
222
9 5 0
456
222
Залквка форм
Вопросы дли повторении
I 13 3 6 6 9 6 6 6 & 6 6 &22222 22I 13 3 6 6 9 6 6 6 & 6 6 &22222 22Глава /7・ ВЫБИВКА И ОЧИСТКА ОТЛИВОК
I 13 3 6 6 9 6 6 6 & 6 6 &
22222 22
I 13 3 6 6 9 6 6 6 & 6 6 &
22222 22
Выбивка отливок из форм •••••••••••・•.•
Обрубка отливок
Очистка отливок . . . . . .
Контроль отливок
Основные виды дефектов отливок и причины их образования
Вопросы для повторения
о 03480223 27272727272826/28о 03480223 27272727272826/28Гази 18 СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ЛИТЬЯ ••••••••••
о 03480223 27272727272826/28
о 03480223 27272727272826/28
Литье в кокиль
Центробежное литье
Литье под давлением
Литье в оболочковые формы
Литье б разъемные керамические формы ・••••••■
Литье вакуумным всасыванием ・•・•••••••••・
Лнтье намораживанием:
Вопросы для повторения
Глава 19. ОБРАБОТКА Н СБОРКА ХУДОЖЕСТВЕННЫX ОТЛИВОК ■
Значение обработки отливок
Термическая обработка чугунных отливок ........
Обработка поверхности отливок-...
Чеканка отливок
Сборка отливок-.
Окраска отлнвок----
Вопросы для повторении
Глава 20. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Н ПРОМЫШЛЕННАЯ САНИТАРИЯ В ЛИТЕЙНОМ ЦЕХЕ
Правила поведения на территории предприятия ..,,•
Правила технкки безопасности в литейном цехе •.••♦
Промышленная свнитарня •••
Оказание первой помощи прн несчастном случае •...♦
Противопожарные мероприятия в литейном цехе ・♦•.•
Вопросы для повторения .• •
Список рекомендуемой литературы
222222222222222229029023 4 5 69 9 9 9 9 922 2 22 2 223 4 5 69 9 9 9 9 922 2 22 2 2792792Пр иложенне. Образцы художественных отливок (вкладка I—VIII стр,) Предметный указатель
22222222
22222222
290
290
23 4 5 6
9 9 9 9 9 9
22 2 22 2 2
23 4 5 6
9 9 9 9 9 9
22 2 22 2 2
7
9
2
7
9
2
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Борис Никитич ЗОТОВ
ХУДОЖЕСТВЕН НОЕ ЛИТЬЕ
Редактор О. И. Скворцова
Художестееиный редактор И. К・ Капралова Оформление художника И. К. Капраловой Технический редактор Т. Н・ Андреева Корректор Л. Я・ Шабащова
ИБ № 5723
Сдано в кабор 22.05-87. Подписано в печать I8.UB.87. Т-14964-
Форыат 60х90%.・ бумага кн. *урн Гарнитура лвт^ратурная.
Печать офсатвая. Уел. п«ч. л. 19.5 (в т. ч. 0.5 вклейка)Усл. кр.-отт. 19.&・ Уч.-вад. п. 20.85 (в т. ч 0.45 вкл ) Тираж 60 000 экэ.
Заказ 142 Цева В5 к.
Ордена Трудового Краевого Звамевв издательство «Машавостроевне»,107076. Москва. Стромывскнй пер.. 4
Ленавградскаа типография № б ордена Трудового Красного ЗнамевяЛеямвгрвдекого объедмнеяня «Техническая кннга> ш. Евгении СоколовойСоюэполнграфпрома прв Г ссуда рствеином комитете tCCPпо делам издательств, полиграфии к книжной торговли.
193144» г. Ленинград, ул. Монсееякоу 10.
Б.Н. Зотов
ХУДОЖЕСТВЕННОЕЛИТЬЕ
*/<- *! <■/ " i .« Л \<."<|{'?，*，％*］，■千”<』"％?，<"" <
ir 1н» Ученым к<)век>м 1 hcv мръ. I венн>>| о к<)ми1е(.1 (< ( Р:,> ир<>фесгш»нх1ьно-ге\11И«1ей)х1)М} <>пра.И1Нллин1
в клчесши хчебною гкноиим .ыя сречничпрофессионалыи>- 1е\нических V4ii.ih：:i
\КХ КВ\
« \1-7Н11Н(К、［Р()} IHH…
HZ
ББК 34.61
3-88
УДК 62L744 : 672.13 (075.3)
Зотов В. Н・
3-88 Художественное лнтье: Учеб, пособие дня учащихся средних профессионально-технических училищ.—4-е нзд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1988. — 304 с.: ил.
ISBN 5-217-00240-9
Даны понятия о формовая них материалах, литейных сплавах» лрмспособ* ленкях и инструментах, применяемых в производстве художествемных н архитек» турхнк отлнвок. Рассмотрены способы наготовлен hr литейных берм пс-сыромув no-cyxowyw по металлическим, гипсовым м выллавляемим моделям. О писаны процессы плавки литейных сплавов, эаливкн н выбивки @ср*・ очистки м механической обработки отливок.
В четвертом издания (3-е мзд. 1982 г.) опмсая процесс изготовления формы ДЛИ статулткн «ТОдм^п».
ББК 34.61ББК 34.612704020000—222
ББК 34.61
ББК 34.61
3 。丽仰 1)—88 222—88
ISBN 5-217-00240-вISBN 5-217-00240-в© Издательство <Машиностроение>в 1982 © Издательство <Маши ностроенне>. 1988, с изменениями
ISBN 5-217-00240-в
ISBN 5-217-00240-в
Борис Никитич ЗОТОВ
Способ получения изделий путем литья их из металла известен более 5 тыс. лет. Первыми отливками были несложные предметы домашнего обихода н украшения из меди н бронзы: котлы, рукомойники, серьги, кольца и т. п. В более позднее время стали отливать пушки, колокола н другие крупные изделия.
Значительный рост производства художественних и архитектурных изделий в России связан с периодом развития Петербурга как столицы. Украшение Петербурга погребовало выполнения больших заказов на статуарные и архитектурные отливки. Русски? и приглашенные иноземные мастера, скульпторы н литейщики создали и отлили в этот период выдающиеся монументальные скульптуры, памятники и украшения. Например, в 1777 г. по модели скульптора Э- М. Фальконе была отлита грандиозная по размерам и сложная по технике исполнения кониая статуя Петра I (Медный всадник).
Значительная часть работ была выполнена в государственной литейной мастерской при Академии художеств, основанной в Петербурге в 1764 г.
Производством художественного литья в России в то время занимались н частные заводы В середине XVIII столетия стали широко известны Каслинский и Кусине кий заводы на Урале. В Касл я х кроме малой скульптуры ——кабинетных художественных отливок (бюстов, статуэток и ажурных изделий) — отливали и архитектурные отливки (решетки, колонны, камины), садово- парковую мебель (диваны, кресла, столики).
Каслинцы, располагая местными высококачественными формовочными материалами, зарекомендовали себя искусными мастерами скульптуры из чугуна, в то время еще никем не используемого для художественного литья. Их чугунные кабинетные и архитектурные художественные отливки ие раз экспонировались на многих всемирных выставках в Париже, Веие, Филадельфии, Копенгагене, Стокгольме.
В 1900 г. на всемирной выставке в Париже Каслинский чугунный павильон получил высшую награду Гран-при и приобрел мировую изаестность. Французская газета тех лет «Либерте», не скрывая восторга, писала о работе уральских мастеров, называя Каслинский чуянный павильон непревзойденной вершиной литейного искусства.
В годы Советской власти художественное литье получило широкое развитие. Новые скульптурные н архитектурные отливки украшают сегодня площади, набережные, мосты Москвы, Леиии-
града, Свердловска н других городов нашей Родины Каслинские мастера художественного литья монументальными отливками скульптур, выполненными по моделям своего земляка члена Союза художников СССР скульптора А. С. Гилева, украсили родной край. При производстве художественных н архитектурных отливок сегодн я используют новые технологические процессы н прогрессивные способы получения отливок: литье в кокиль, в керамические формы, по выплавляемым моделям.
Наше государство заботится о развитии художественных промыслов, об удовлетворении культурных запросов народа. На мяогих заводах и в мастерских развивается искусство художественного литья- Сейчас созданы все условия для научно- технического и художественно-технического творчества молодежи. Молодые мастера ——воспитанники средних профессионально- технических училищ, наследиикн прекрасного мастерства старшего поколения ——успешно осваивают его опыт н продолжают лучшие традиции производства художественных отливок.
Например, по заказу Свердловской картинной галереи молодым мастерам Каслинского художественного литья формовщикам П. Дунаеву, В. Востротнну, В. Егорову, Н. Родос коровой, А- Паникове кой, чеканщикам А. Лумпову, Б. Рязанцеву, маляру А. Столбикову и модельщику по гипсу В. Савинову прелстояло восстановить прекрасное сооружение их предков -- чугунный павильон. В процессе восстановительных работ нмн было отлито, обработано и смонтировано более 1000 недостающих (утерянных и разрушенных в период полувекового хранения) деталей. В том числе была изготовлена и легендарная скульптура Н. Лаверец- кого «Россия». В 1957 г. работы по восстановлению павильона были закончены. Детали его были перевезены в Свердловск, где в 1958 г. павильон был установлен в картинной галерее города для обозрения.
О качестве выполненных работ автор книги «Каслинский чугунный павильон» проф. Б. В Павловский писал: «Детали, отлитые в 1957 г., ничем не отличаются от выполненных более 60-ти лет тому назад. Внуки Каслинских мастеров оказались достойными своих дедов». В наши дни долг и задача молодого поколения мастеров художественного литья — освоение новой современной техники, внедрение ее в технологический процесс художественного литья, смелое экспериментирование, освоение новых способов изготовления отливок, обеспечивающих их высокое качество, высокие производительность труда и культуру производства.
Глава