Изготовление литейных форм: 3.4. Изготовление литейных форм и стержней

3.4. Изготовление литейных форм и стержней

Основными операциями изготовления литейных форм являются: уплотнение формовочной смеси для получения точного отпечатка модели в форме и придание форме достаточной прочности; устройство вентиляционных каналов для вывода газов из полости формы; извлечение модели из формы; отделка и сборка формы.

В зависимости от размеров, массы и толщины стенки отливки, а также марки литейного сплава его заливают в сухие, сырые или химически твердеющие формы. В сырых формах изготовляют мелкие и средние отливки. В других случаях перед сборкой полуформы высушивают на всю глубину или на 20…30 мм от поверхности, обеспечивают химическое твердение смеси в опоке.

Формы изготавливаются вручную, на формовочных машинах и на автоматических линиях.

Ручная формовка применяется  для получения одной или нескольких отливок в условиях опытного производства, в ремонтном производстве, для крупных отливок массой 200…300 тонн.

Приемы ручной формовки:  в парных опоках по разъемной модели; формовка шаблонами; формовка в кессонах.

Формовку в опоках по разъемной модели отливки применяют, когда модель не имеет плоской поверхности.

Формовку осуществляют в следующей последовательности  (рис. 5).

Изготовление формы в парных опоках по разъемной модели

Рис. 5. Изготовление формы в парных опоках по разъемной модели: а – отливка; б – изготовление нижней полуформы; в – изготовление верхней полуформы; г – форма, готовая к заливке; 1 – вентиляционные каналы; 2 – нижняя опока; 3 – нижняя часть модели; 4 – модельная плита; 5 – модель  стояка; 6 – выпор; 7 – верхняя половина модели; 8 – верхняя опока; 9 –  стержень

Нижнюю половину модели, не имеющую центрирующих шипов 3, и модели питателей ставят плоскостью разъема на модельную плиту 4. Устанавливают нижнюю опоку 2. На модель наносят облицовочную формовочную смесь толщиной 40…100 мм, после чего смесь уплотняют вокруг всей модели. Остальной объем опоки заполняют наполнительной смесью. Ручной или пневматической трамбовкой смесь уплотняют сначала у стенок опоки, а затем в средней части, после добавления смеси выше края опоки

уплотняют концом трамбовки. Излишек формовочной смеси срезают линейкой вровень с кромкой опоки. Душником накалывают вентиляционные каналы 1, улучшающие газопроницаемость формы (рис. 5, б).

Опоку с заформованной в ней половиной модели  поворачивают на 180° и разъемом вверх устанавливают на модельную плиту. Формовочную смесь по разъему заглаживают гладилкой. На нижнюю половину модели по центрирующим шипам устанавливают верхнюю половину модели 7 и модели стояка 5, шлакоуловителя выпоров 6. Поверхность разъема формы посыпают тонким слоем сухого кварцевого песка, для того чтобы формовочная смесь в верхней опоке не прилипала к смеси в нижней опоке. Верхнюю опоку 8 устанавливают по центрирующим штырям на нижнюю опоку. Затем производят наполнение и уплотнение смеси в верхней опоке. После уплотнения трамбовкой срезают излишки смеси, выполняют вентиляционные каналы, вокруг стояка гладилкой прорезают литниковую чашу (рис. 5,

в).

Модели стояка и выпоров раскачивают и удаляют из верхней полуформы. Верхнюю опоку снимают, переворачивают на 180° разъемом вверх и устанавливают на предварительно подготовленное место. Из полуформ после легкого раскачивания удаляют половины моделей  и модели питателей и шлакоуловителя. Обе формы отделывают и припыливают  серебристым графитом (если в форму заливают чугун), тальком или цементом для получения отливок с  чистой поверхностью.

Иногда при изготовлении сложных отливок одна плоскость разъема не позволяет извлечь модель из верхней и нижней полуформ. В этом случае применяют формовку в трех и более опоках, т.е. форма имеет две и больше поверхностей разъема. В ряде случаев вместо дополнительного разъема на модели делают отъемные части или устанавливают наружные стержни.

Формовка шаблонами применяется для получения отливок, имеющих конфигурацию тел вращения в единичном производстве.

Шаблон – профильная доска. Изготовление формы для шлаковой чаши (рис. 6, а)  показано на рис. 6.

Формовка шаблонами

Рис. 6. Формовка шаблонами: а – отливка; б – оснастка для формовки; в – оформление наружного контура; г – изготовление  верхней полуформы; д – оформление внутреннего контура; е – форма, готовая к заливке; 1, 4 – шаблоны; 2 – шпиндель; 3 – серьга; 5 – упор; 6 – верхняя опока; 7 – подпятник

В уплотненной формовочной смеси вращением шаблона 1, закрепленного на шпинделе 2 до упора 5 при помощи серьги 3, оформляют наружную поверхность отливки (рис. 6, в) и используют ее как модель для формовки в опоке верхней полуформы 6 (рис. 6, г). Снимают серьгу с шаблоном,  плоскость разъема покрывают разделительным слоем сухого кварцевого песка, устанавливают модели литниковой системы, опоку, засыпают формовочную смесь и уплотняют ее. Затем снимают верхнюю полуформу. В подпятник

7 устанавливают шпиндель с шаблоном 4, которым  оформляют нижнюю полуформу, снимая слой смеси, равный толщине стенки отливки (рис. 2.6, д). Снимают шаблон, удаляют шпиндель, отделывают болван и устанавливают верхнюю полуформу (рис. 2.6, е). В готовую литейную форму заливают расплавленный металл.

Формовка в кессонах.

Формовкой в кессонах получают крупные отливки массой до 200 тонн, не требующие высокой точности.

Кессон – железобетонная яма, расположенная ниже уровня пола цеха, водонепроницаемая для грунтовых вод.

Формовочную смесь уплотняют вокруг модели с помощью пневматических трамбовок или пескометом, а при изготовлении небольших отливок модель вдавливают в заранее подготовленный слой формовочной смеси.

Механизированный кессон имеет две подвижные и две неподвижные стенки из чугунных плит. Дно из полых плит, которые можно продувать (для ускорения охлаждения отливок), и кессона. Кессон имеет механизм для передвижения стенок и приспособлен для установки и закрепления верхней полуформы.

Машинная формовка

Машинная формовка используется в массовом и серийном производстве, а также для мелких серий и отдельных отливок.

Машины позволяют механизировать две основные операции формовки (уплотнение смеси, удаление модели из формы) и некоторые вспомогательные (устройство литниковых каналов, поворот опок и др.). Повышается производительность труда, улучшается качество форм и отливок, снижается брак, облегчаются условия работы.

По характеру уплотнения различают машины прессовые, встряхивающие, пескометы и другие.

Уплотнение прессованием может осуществляться по различным схемам, выбор которых зависит от размеров формы моделей, степени и равномерности уплотнения и других условий.

В машинах с верхним уплотнением (рис. 7, а) уплотняющее давление действует сверху.

Схемы способов уплотнения литейных форм при машинной формовке

Рис. 7. Схемы способов уплотнения литейных форм при машинной формовке:

а – прессованием; б – встряхиванием;

1 – цилиндр; 2 —  поршень; 3 – стол; 4 – модельная плита с моделью; 5 – опока;  6 –  наполнительная рамка; 7 – прессовая колодка; 8 – траверса

Модельную плиту 4 с моделью укрепляют на столе 3.  Устанавливают опоку 5 с наполнительной рамкой 6, затем в нее насыпают формовочную смесь. При подаче сжатого воздуха  в нижнюю часть цилиндра 1 прессовый поршень 2, стол 3 с прикрепленной к нему модельной плитой 4 с моделью поднимается. Прессовая колодка 7, закрепленная на траверсе 8, входит в наполнительную рамку 6 и уплотняет формовочную смесь в опоке 5. После прессования стол с модельной оснасткой опускают в исходное положение.

У машин с нижним прессованием формовочная смесь уплотняется самой моделью и модельной плитой.

В некоторых машинах  прессование осуществляется одновременно с вибрацией. Песчинки смеси совершают колебания с малой амплитудой и большой частотой, трение между ними и о боковые стенки опоки уменьшается. В результате прессование происходит эффективнее, смесь  уплотняется более равномерно. Можно использовать более высокие опоки.

Более равномерное уплотнение формовочной смеси достигается при использовании в качестве уплотняющего органа машины эластичной  диаграммы или многоплунжерной прессовой головки.

Уплотнение встряхиванием происходит в результате многократно повторяющихся встряхиваний (рис. 7, б).

Под действием сжатого воздуха, подаваемого в нижнюю часть цилиндра 1, встряхивающий поршень 2 и стол с закрепленной на нем модельной плитой 4 с моделью поднимается на 30…100 мм до выпускного отверстия, после выхода сжатого воздуха стол падает и ударяется о преграду. Формовочная смесь в опоке

5 и наполнительной рамке 6 уплотняется в результате появления инерционных сил. Число ударов стола о преграду – борта пневматического цилиндра – составляет 30…50 в минуту. Способ характеризуется неравномерностью уплотнения. Наиболее сильно уплотняются нижние слои, непосредственно прилегающие к модельной плите. По мере удаления от плиты степень уплотнения уменьшается. Уплотнение верхних слоев достигается допрессовкой.

Вакуумная формовка

Изготовление форм основано на формообразовании и придании им  определенной прочности за счет разности давлений с внешней стороны формы (атмосферного) и внутренней, между частицами песка.

Модельная плита имеет вакуумную полость. В модели имеются сквозные отверстия диаметром 0,5…1 мм, совпадающие с отверстиями в плите. Модельную плиту с моделью закрывают нагретой термопластичной полимерной пленкой. В воздушной коробке насосами создается вакуум 40…50 кПа, под действием которого пленка прилипает к модели и модельной плите. Затем устанавливается опока с сухим кварцевым песком, который уплотняется с помощью вибраций.

На верхнюю поверхность помещают разогретую пленку, плотно прилегающую к опоке, и в опоке образуется вакуум. Полуформу снимают с модели. Аналогично изготовляют вторую полуформу.  При установке стержней, сборке формы, заливке ее металлом и в период затвердевания отливки в полуформах сохраняется вакуум. При заливке металла пленка, оформляющая рабочую полость формы, сгорает, образуя противопригарное покрытие. Верхняя пленка остается.

После охлаждения отливки до заданной температуры вакуум снимается, и отливка свободно удаляется из опок. Песок используется многократно.

При применении этого способа формовки отпадает необходимость в связующих материалах и выбивных устройствах, увеличивается срок службы моделей, так как нет контакта модели с песком, снижается брак по газовым раковинам, обеспечивается высокое качество поверхности.

Уплотнение пескометом осуществляется рабочим органом пескомета – метательной головкой (рис. 8).

Внутри кожуха головки 1 с большой скоростью вращается ротор с одной или двумя лопатками 3. Формовочная смесь подается в головку непрерывно транспортером 2. Пескомет обеспечивает засыпку смеси и ее уплотнение. При вращении ротора со скоростью 1000…1500 мин^–1, формовочная смесь 5 лопатками 3 через отверстие 4 выбрасывается в опоку со скоростью 30…60 м/с. При падении за счет силы тяжести смесь уплотняется. Метательная головка  может перемещаться над опокой. Пескомет – высокопроизводительная формовочная машина, его применяют при изготовлении крупных отливок  в опоках и кессонах.

Уплотнение смеси пескометом

Рис. 8. Уплотнение смеси пескометом: 1 – кожух; 2 – транспортер; 3 – лопатка;   4 – отверстие; 5 – формовочная смесь

Формовка на автоматических линиях

Созданы высокопроизводительные формовочные линии, в которых механизированы все операции. В состав автоматических и полуавтоматических формовочных линий входят формовочные машины, которые бывают однопозиционными проходными и многопозиционными карусельными.

На однопозиционных проходных машинах все операции формовки осуществляются последовательно: обдув модели воздухом, подача смеси в опоку, уплотнение, снятие полуформы с модельной плиты и подача ее на приемное устройство.

Многопозиционные карусельные машины имеют четыре и более позиций, расположенных через равные интервалы на круглом столе. На всех позициях одновременно выполняются различные технологические операции.

Безопочная автоматическая формовка

Используется при изготовлении форм для мелких отливок  из чугуна и стали  в серийном и массовом производстве.

Изготовление литейных форм осуществляется на высокопроизводительных пескодувно-прессовых автоматических линиях (рис. 9).

Изготовление безопочных литейных форм

Рис. 9. Изготовление безопочных литейных  форм: а – изготовление формы;  б – форма, готовая к заливке; 1, 3 – модельные плиты; 2 – головка; 4 – плунжер;5 – полость; 6 – ковш; 7 – отливка

Модельная плита 1 закреплена на прессовой машине, модельная плита 3 – на плите противодавления.

Формовочная камера заполняется смесью с помощью сжатого воздуха из головки 2. Уплотнение осуществляется при перемещении модельной плиты 1 плунжером 4. После уплотнения поворотная модельная плита 3 отходит влево и поворачивается в горизонтальное положение. Полуформа перемещается плунжером 4 до соприкосновения с предыдущим комом, образуя полость 5. Затем производят заливку металла из ковша 6. После затвердевания и охлаждения отливок формы подаются на выбивную решетку, где отливки 7 освобождаются от формовочной смеси. Смесь поступает на переработку и повторное использование, а отливки – в обрубное отделение.

Изготовление стержней

Изготовление стержней осуществляется в ящиках вручную или на специальных стержневых машинах из  стержневых смесей. В основном используются пескодувный и пескострельный методы, реже встряхивание.

Изготовление стержней включает операции: формовку сырого стержня, сушку, окраску сухого стержня. Если стержень состоит из нескольких частей, то после сушки их склеивают.

Ручная формовка осуществляется в стержневых ящиках.

Стержни можно изготовить в неразъемных и разъемных ящиках. Наиболее часто используют разъемные ящики, состоящие из двух частей, которые центрируют с помощью шипов и втулок и скрепляют скобами, струбцинами, барашками или эксцентриками.

Рабочую полость стержневого ящика очищают от пыли и остатков  смеси.Кистью или пульверизатором наносят разделительное покрытие. По центрирующим шипам  и отверстиям части ящика соединяют и скрепляют скобами. Ящик устанавливают на щиток  и наполняют стержневой смесью, смесь уплотняют. В стержень вводят каркас  из стальной проволоки. Ящик полностью заполняют смесью и уплотняют ее. После окончательного уплотнения смеси ее излишки срезают, торцы стержня заглаживают гладилкой, а затем в них выполняют вентиляционные каналы. Готовый стержень  извлекают из стержневого ящика.

Для придания стержням необходимой прочности используются  арматурные каркасы из стальной проволоки (в средних стержнях) или литого чугуна (в крупных массивных стержнях). Каркас не должен ухудшать податливость стержня, его вентиляцию и выбиваемость. Его укладывают на определенном расстоянии от поверхности стержня.

Наиболее простые по конфигурации стержни изготавливают в неразъемных ящиках.

Готовые стержни, за исключением химически твердеющих, подвергаются сушке при температуре 200…230 ⁰С для увеличения газопроницаемости и прочности. Во время сушки из стержня удаляется влага, частично или полностью выгорают органические примеси. Режим сушки выбирают с учетом состава стержневой смеси и размеров стержня.

Контроль стержней заключается в проверке размеров шаблонами или другими инструментами. Также оценивают качество поверхностей – определяют наличие трещин, заусенцев и т.д.

Склеивают стержни и исправляют дефекты вручную с помощью специальных приспособлений.

Окраску осуществляют с помощью пульверизатора или окунанием ровным слоем толщиной не более 1…1,5 мм. После подсушки стержни передают на склад.

При использовании смесей с синтетическими смолами, стержни изготовляют в металлических ящиках, нагретых до 250…350 ⁰С. Заполнение ящиков стержневой смесью осуществляется или свободной засыпкой, или с помощью пескодувных машин.  Твердение стержней в оснастке повышает их точность и прочность.

Изготовление стержней из жидкостекольных смесей состоит в химическом отверждении жидкого стекла путем продувки стержня углекислым газом. После продувки стержни отделывают и окрашивают самовысыхающими красками. Этим способом изготовляют средние и крупные по массе стержни.

Процесс изготовления стержней из холоднотвердеющих смесей исключает операции уплотнения смеси и тепловую сушку, сокращает трудоемкость и цикл изготовления.

В состав таких смесей кроме песка входят фурановые смолы и отвердитель (ортофосфорная кислота). Отвердитель вводят в смесь перед заполнением ею стержневого ящика. Стержень выдерживают в ящике 2…15 мин. При достижении достаточной прочности стержень извлекают из ящика, и окончательное отверждение его происходит на воздухе. При использовании этих смесей должна быть обеспечена хорошая вентиляция помещения.

Сборка  литейной формы

Качество сборки формы определяет точность геометрических размеров отливки, образование заливов, трудоемкость обрубки.

Сборка литейной формы включает: установку нижней полуформы; установку стержней;  контроль отклонения размеров основных полостей формы; установку верхней полуформы.

Нижнюю полуформу устанавливают на заливочную площадку. Из полости полуформы сжатым воздухом выдувают сор и пыль, попавшие при извлечении модели и отделке полуформы.

В полость полуформы в определенной последовательности устанавливаются стержни 9, устойчивое положение которых обеспечивается стержневыми знаками (рис. 5, г). В некоторых случаях используют специальные металлические подставки – жеребейки. Правильность установки стержней проверяют контрольными шаблонами или другими приспособлениями.

Одновременно со стержнями  устанавливают внутренние холодильники и строго их фиксируют относительно стенок формы и стержней.

Осуществляют контроль отклонения размеров основных полостей формы, проверяют элементы литниковой системы, устанавливают фильтровальные сетки, очищают от загрязнений выпоры.

Нижнюю полуформу накрывают верхней. Точность совмещения нижней и верхней полуформ обеспечивается центрирующими штырями.

Технологий изготовления литейных форм — Литейное производство

Технологий изготовления литейных форм

Категория:

Литейное производство

Технологий изготовления литейных форм

Изготовляемые в настоящее время отливки характеризуются большим разнообразием, что вызывает необходимость применения различных литейных форм и материалов.

1. Классификация литейных форм

Литейные формы классифицируются в зависимости от материала, из которого они изготовлены, и состояния при заливке.

Разовые формы служат для формообразования только одной отливки, после чего они разрушаются. Формы изготовляются из песчано-глинистых, песчано-смоляных и других смесей.

Разовые формы могут быть сырыми (формовка по сырому), сухими (формовка по сухому), подсушиваемыми, химически отверж-дающимися и собираемыми из сухих или отвержденных стержней.

Сырые формы благодаря их дешевизне, простоте и быстроте изготовления, отсутствию процесса сушки имеют наибольшее применение. Они используются для отливок простой и средней сложности из чугуна, стали и сплавов цветных металлов массой до 1500 кг.

Сухие формы предназначены для изготовления средних и крупных отливок с большим объемом механической обработки. Хорошо просушенная прочная форма, покрытая противопригарной краской, обеспечивает получение высококачественных отливок. Однако длительный цикл сушки (6—36 ч и более), значительный расход топлива, повышенная трудоемкость выбивки отливок из форм делают их неэкономичными. Они заменяются поверхностно подсушиваемыми и химически отверждаемыми формами.

Подсушиваемые формы изготовляют из формовочных смесей, в состав которых вводят связующие СП, СБ, КТ. Эти формы применяют для ответственных отливок из чугуна и стали массой от 1000 до 8000 кг. Длительность сушки таких форм в 10 раз меньше, чем обычных сухих форм.

Химически отверждаемые формы предназначены для изготовления отливок из стали, чугуна и сплавов цветных металлов массой 100 т и более. Существуют две разновидности таких форм: одни отверждаются при продувке или обдувке их углекислым газом, а вторые —самоотверждающиеся — при кратковременной выдержке в атмосфере цеха.

В последнее десятилетие широкое распространение получил процесс химического упрочнения формы, основанный на применении жидких самоотверждающихся формовочных смесей (ЖСС), содержащих в качестве связующего жидкое стекло и ускоритель его твердения (катализатор) — шлак феррохромового производства.

Многократно используемые (полупостоянные) формы служат для изготовления средних и крупных отливок простой конфигурации массой до 15 т. Эти формы выполняют из высокоогнеупорной смеси, состоящей в основном из шамота, формовочной глины и кварцевого песка. После соответствующей тепловой обработки стойкость форм достигает 25—40 съемов.

К многократно используемым формам относятся также металлические формы-кокили для отливок из различных сплавов простой и средней сложности, мелких и средних по массе и размерам (в серийном и массовом производстве).

Рис. 1. Приспособление для шаблонной формовки.

2. Формовочный инструмент и приспособления

При изготовлении форм и стержней применяют различные инструменты, опоки и приспособления.

Инструмент. Наиболее полный набор инструмента используется при формовке вручную. Технические условия на инструмент регламентированы ГОСТ 11775—74 — 11801—74.

Для засеивания модели облицовочной смесью предназначены прямоугольные сита с металлической сеткой с ячейками 2—6 мм. Прямоугольными совковыми лопатами наполняют смесью опоки, а лопатами с заостренным концом выкапывают ямы при формовке в почве.

Смесь в опоках уплотняют различными трамбовками:
— при работе на верстаках— короткой трамбовкой (длиной 300 мм). Рукоятка такой трамбовки выполнена из алюминиевого сплава, а клиновидный и плоский башмаки — из Ст. 40 либо из маслобензо-стойкой резины марки А повышенной твердости;
— при уплотнении смеси в средних и крупных опоках наиболее производительной является пневматическая трамбовка. Башмаки ее выполняют из чугуна марки СЧ18-36 или, что предпочтитель-нее, из маслобензостойкой резины марки А повышенной твердости.

Трамбовка приводится в движение сжатым воздухом давлением 5—6 кгс/см2.

Гладилки служат для заглаживания форм. В недоступных для гладилок местах для этих целей применяют ланцеты. Отделку вогнутых поверхностей и углублений производят двухконечными ложечками. Выглаживание неглубоких цилиндрических поверхностей, углов галтелей и других криволинейных поверхностей осуществляют фасонными гладилками/ Оставшиеся частицы смеси из глубоких полостей удаляют крючками.

Песок с модели и поверхностей форм сметают волосяной щеткой-косматкой, которая предназначена также для окраски и замывки крупных форм. Лучшее качество окраски получается при пользовании пульверизатором.

Вентилирование форм производят с помощью душников — игл разных диаметров.

Рис. 10.2. Типы опок. делей в форме осущест

Крупные модели расталкивают металлическим молотком, при этом в модель должны быть врезаны специальные стальные пластинки, чтобы предохранить ее от порчи. Из полуформ модели вынимают с помощью остроконечных и винтовых подъемов.

При формовке по шаблону с вертикальной осью вращения применяют приспособление, изображенное на рис. 10.1. Оно состоит из подпятника-башмака, шпинделя, стопорного кольца и рукава, на котором закрепляют шаблон.

Опоки должны обладать высокой прочностью, жесткостью и минимальной массой. Они изготовляются из чугуна марок не ниже СЧ15-32, низкоуглеродистой стали 20Л — ЗОЛ-1, алюминиевых и магниевых сплавов.

Опоки бывают цельнолитыми и сварными. По конфигурации различают прямоугольные, фасонные и круглые опоки.

В зависимости от массы они делятся на ручные, комбинированные и крановые. Ручные опоки без смеси имеют массу до 30 кг, а со смесью — не более 60 кг; комбинированные без смеси — от 31 до 60 кг, а со смесью — более 60 кг; крановые как без смеси, так и со смесью — свыше 60 кг.

Для точной сборки полуформ применяют штыри, изготовляемые из стали марок 40—45 с закалкой и последующим шлифованием. Различают съемные и постоянные штыри. Последние укрепляют в ушках нижней опоки, а в крупных опоках — в полках продольных стенок. Съемные штыри имеют наибольшее применение при машинной формовке.

Для взаимозаменяемости опок центрирующие отверстия в их ушках сверлят по кондуктору. В эти отверстия запрессовывают стальные каленые втулки, что дает возможность заменить их при износе и тем самым обеспечить точность спаривания опок.

При выборе размеров опок следует исходить из наименьших допустимых толщин формовочной смеси на различных участках формы.

3. Изготовление форм вручную

При формовке вручную литейные формы изготовляют по деревянным цельным и разъемным моделям, модельным плитам, скелетным моделям и шаблонам.

4. Формовка в почве

При формовке в почве наиболее ответственной операцией является подготовка нижней части формы — постели. Различают два вида постели: мягкую и твердую.

Мягкая постель. При изготовлении единичных мелких отливок для каждой из них подготавливают постель в почве. При производстве серии однотипных отливок в полу литейного цеха вырывают яму глубиной на 100—125 мм больше высоты модели и габаритами, превышающими габариты модели на 200—250 мм на сторону. На дне ямы оставляют четыре кучки смеси; на две из них укладывают деревянную рейку, а на другие две — рейку.

На эти рейки кладут линейку и уровнем-ватерпасом проверяют горизонтальность их положения. Затем рейки окучивают смесью, уплотняют ее и вновь проверяют горизонтальность их положения. После этого пространство между рейками засыпают отработанной формовочной смесью, выравнивают ее, а излишек сгребают линейкой. На рейки укладывают бруски высотой 10—12 мм, а на слой отработанной смеси наносят слой просеянной облицовочной смеси.

Сняв бруски, уплотняют ее следующим образом: первый формовщик прижимает линейку к рейке, а второй, приподнимая и опуская другой конец линейки, уплотняет смесь на участке в 300—400 мм. После этого второй формовщик прижимает линейку к рейке, а первый производит уплотнение смеси.

Окончательное выравнивание поверхности и удаление борозд достигается при движении линейки вдоль реек. Выровненную поверхность засеивают тонким слоем облицовочной смеси. На полученную постель лицевой стороной укладывают модель и ударами молотка или трамбовки осаживают ее через промежуточную прокладку.

Твердую постель применяют при изготовлении форм для средних и крупных отливок. В полу цеха выкапывают яму глубиной на 300—400 мм больше высоты модели. Дно ямы плотно утрамбовывают, насыпают на него слой просеянной гари или битого кирпича толщиной 150—200 мм, слегка утрамбовывают его и выравнивают мелкой гарью.

Рис. 3. Схема изготовления мягкой постели.

Рис. 4. Схема изготовления твердой постели: 1 — слой гари; 2— вентиляционные каналы; 3— облицовочный слой смеси; 4 — вентиляционные трубы.

Поверхность слоя выравнивают линейкой и затем душником диаметром 9 мм накалывают вентиляционные каналы до гаревой постели.

Приготовленную таким образом постель засеивают слоем (в 40—50 мм) облицовочной смеси. После уплотнения в нем также накалывают вентиляционные каналы душником диаметром 3—4 мм.

5. Формовка в парных опоках

Наибольшая точность размеров отливок достигается при формовке в опоках. Широкое распространение получила формовка в парных опоках. Формовку сложных по конфигурации отливок осуществляют в трех, четырех и более опоках. Пример изготовления отливки тройника в парных опоках приведен на рис. 5.

Процесс формовки начинают с изготовления нижней полуформы. На подмодельный щиток укладывают нижнюю половину модели и два питателя, а на модель наносят слой облицовочной смеси и обжимают ее руками. В опоку засыпают наполнительную смесь и уплотняют ее. Счистив излишнюю смесь, душником накалывают вентиляционные каналы.

Полученную полуформу скрепляют с подмодельным щитком и кантуют на 180°, устанавливают на разрыхленную площадку формовочного плаца, слегка притирают, после чего открепляют и снимают щиток. Затем проглаживают лад, посыпают его сухим кварцевым песком и сдувают песок с модели. Наложив верхнюю половину модели и шлакоуловитель, устанавливают модели стояка и выпоров.

Рис. 5. Формовка в парных опоках: 1 — нижняя полуформа; 2 — верхняя полуформа; 3 — стержень.

После этого в такой же последовательности изготовляют верхнюю полуформу.

Уплотнение ее должно быть равномерным, без местных слабин и переуплотнений. Степень уплотнения смеси проверяют твердомером. Она зависит от массы и высоты отливки.

Для повышения прочности верхней половины формы ее укрепляют стальными крючками или деревянными колышками — «солдатиками», предварительно смоченными жидкой глиной.

Вынув модели стояка и выпоров, можно раскрыть форму. При формовке мелких моделей после уплотнения смеси половины модели удерживаются в полуформе и не требуют дополнительного крепления. При формовке средних и крупных тяжелых моделей трение между формовочной смесью и моделью недостаточно для удержания ее в верхней полуформе и необходимо дополнительное укрепление ее. Закрепив модель подъемом к верхней опоке, раскрывают форму, удаляют половины моделей и отделывают верхнюю и нижнюю полуформы, затем устанавливают стержень и собирают форму.

6. Формовка по модельным плитам

При этом способе формовки нижнюю и верхнюю полуформы изготовляют раздельно по двум модельным плитам.

Формовку по плитам целесообразно осуществлять в мелкосерийном производстве. На многих ленинградских предприятиях — в объединениях имени Карла Маркса, имени Я. М. Свердлова, «Невский завод» имени В. И. Ленина и др. — она успешно применяется при мелкосерийном производстве сравнительно крупногабаритных отливок (длиной более 3 м и массой до 3 т).

Раздельная формовка по плитам обеспечивает:
— повышение точности отливок;
— увеличение производительности труда на 15—20% за счет сокращения отделочных операций;
— возможность изготовления моделей из отдельных частей с последующей сборкой их на модельной плите;
— повышение съема отливок с формовочной площади в 1,5 раза за счет установки форм в 2—3 этажа со сдвижкой.

При мелкосерийном производстве применяют плиты из прочного деревянного щита, а при серийном — чугунные строганые. Модельные плиты-могут использоваться многократно.

Комплект модельных плит для изготовления отливки корпуса текстильной машины средних размеров (920X420X400 мм) показан на рис. 6.

Формовочные работы осуществляются бригадой из двух формовщиков. Для уменьшения утомляемости рабочих модельные плиты устанавливают на низкие козлы.

Рис. 6. Комплект модельных плит для формовки корпуса: а — плита для нижней полуформы; б — плита для верхней полуформы; 1 — плита; 2 — центрирующие втулки; 3— модель.

Работа ведется в следующей последовательности:
— очистка модели и плиты и нанесение разделительного состава;
— установка на плиты опок низа и верха;
— нанесение на модели облицовочной смеси, установка крючков (в верхней полуформе) и обжатие смеси;
— заполнение опок наполнительной смесью, уплотнение ее, удаление излишков и накол вентиляционных каналов;
— скрепление модельных плит с опоками и их кантовка; установка нижней полуформы на подготовленный плац, открепление модельной плиты, съем ее и отделка (при надобности)
— полуформы;
— установка стержней;
— открепление и съем верхней плиты, отделка (при надобности) полуформы;
— сборка формы.

На собранную полуформу укладывают чугунную плиту (иногда деревянную), на которую устанавливают вторую форму со сдвижкой для установки литниковой чаши.

7. Химически отверждающиеся и крупные оболочковые формы

При изготовлении форм по С02-процессу в формовочную смесь в качестве связующего вводят жидкое стекло. Облицовочный слой жидкостекольной смеси наносят на модель слоем в 20—40 мм, а остальной объем опоки заполняют наполнительной смесью. Все операции изготовления формы выполняют в той же последовательности, как и при формовке с применением песчано-глинистых смесей. После удаления модели и отделки формы ее продувают углекислым газом, при этом она быстро отверждается. Затем форму собирают.

Химически отверждающиеся смеси используются и при изготовлении крупных оболочковых форм, которые применяют при производстве средних и крупных отливок. Форма для стальной отливки подушки прокатного стана массой 10 т показана на рис. 7.

Оболочки изготовляют по тщательно обработанной разъемной деревянной модели, натертой графитом.

Процесс состоит из следующих операций:
— на строганый подмодельный щиток укладывают нижнюю половину модели;
— на него же устанавливают разборный деревянный жакет, в стенках которого высверлены отверстия диаметром 9—10 мм. Расстояние между стенками жакета и модели должно составлять примерно 120—150 мм;
— в зазор между моделью и жакетом устанавливают сварной каркас для упрочнения оболочки;
— слоями высотой 80—100 мм засыпают жидкостекольную смесь, уплотняют ее, между отдельными слоями смеси закладывают стальные прутки диаметром 8 мм для образования продувочных каналов, которые не должны доходить до модели на 20—25 мм; – с горизонтальной поверхности счищают излишки смеси, и накалывают продувочные каналы;
— удаляют стальные прутки и через продувочные каналы продувают полученную оболочку углекислым газом;
— отвержденнуго оболочку вместе с моделью и жакетом кантуют на 180°;
— извлекают модель, раскрывают деревянный жакет и удаляют его.

В такой же последовательности изготовляют верхнюю оболочку.

Сборку полуформ производят в рамке, состоящей из двух опок без ребер. Нижнюю опоку укладывают на выровненную площадку и засеивают наполнительной смесью, которую затем уплотняют. На полученную постель устанавливают нижнюю оболочку и зазоры между ней и опокой засыпают сухой смесью. В знаки оболочки устанавливают оболочковый стержень, накладывают верхнюю оболочку и вторую опоку и засыпают ее сухой смесью слоем в 150 мм.

Рис. 7. Комбинированная форма с оболочковыми вставками: а — нижняя оболочка; б — верхняя оболочка; в — оболочковый стержень; г — собранная форма; д — отливка.

Остальную часть опоки заполняют металлическими шарами диаметром 40 мм. Перед заливкой форму дополнительно нагружают грузами.

Применение оболочковых форм, отвержденных до извлечения из них моделей, дает возможность получать оболочки с размерами рабочих поверхностей, соответствующих размерам модели. Кроме того, модели таких форм выполняют разборными, что позволяет ликвидировать на них формовочные уклоны, требующие дополнительного расхода металла.

8. Формовка по шаблону

Формовка по шаблону осуществляется при производстве единичных средних и крупных отливок, имеющих наружную форму тел вращения простой конфигурации (чаши, маховики, патрубки, трубы с фланцами в т. п.),

Различают следующие виды шаблонной формовки: с вертикальным шпинделем, с горизонтальным шпинделем и по протяжка блонам Наибольшее распространение получила формовка вертикальным шпинделем. Рассмотрим ее на примере формообразования отливки чаши размалывающих бегунов.

Дня шаблонной формовки чаши (рис. 8, а) требуются: станок с вертикальной осью, шаблонная мерка (рис. 8, б), шаблоны для заточки болвана с телом (рис. 8, в) и болвана чаши (рис. 8, г), модели ребер (рис. 8, д) и ступицы с центровым отверстием (рис. 8, е). Формовка производится в почве (с твердой постелью) под верхней опокой.

Рис. 8. Приспособления для шаблонной формовки чаши бегунов.

Процесс состоит из ряда этапов. На первом затачивают болван с телом, который будет служить моделью для изготовления верхней полуформы; на втором осуществляют операции по изготовлению верхней полуформы; на третьем затачивают нижнюю полуформу; на четвертом отделывают и собирают форму; на пятом нагружают форму, заливают и выбивают отливки.

9. Формовка по скелетной модели

При единичном производстве крупных отливок с целью снижения затрат на изготовление моделей применяют скелетные модели, толщина ребер которых принимается равной толщине стенок отливки.

Скелетная модель для изготовления отливки крупной ванны показана на рис. 9, а, а схема формовки — на рис. 9, б. Модель заформовывают в опоке или в почве. Внутреннюю полость заглаживают на уровне брусков и полученную поверхность обкла дывают бумагой. Затем изготовляют верхнюю полуформу с болваном. После разъема верхнюю полуформу отделывают, а в нижней снимают разделительную бумагу, уплотненную между ребрами смесь слегка разрыхляют и шаблоном-сгребалкой снимают слой смеси на толщину ребер. После этого модель извлекают, и изготовление формы заканчивают обычным способом.

Рис. 9. Схема формовки по скелетной модели.

10. Формовка в глине по кирпичу

Формовку в глине по кирпичу осуществляют при производстве таких крупных отливок, как изложницы, ковши, котлы, трубы больших диаметров и т. а Формовку ведут по модели, каркасной модели или по шаблону.

Последовательность изготовления формы и стержня для отливки крупного патрубка приведена на рис. 10. В твердой постели устанавливают подпятник, шпиндель и рукав, на котором укрепляют шаблон. Правильность установки шпинделя проверяют ватерпасом. На чугунный поддон наносят слой глины и выкладывают первый ряд кладки из красного кирпича. На него наносят слой глины толщиной 15—20 мм и выкладывают второй ряд с перекрытием швов в первом ряду.

Для повышения газопроницаемости между рядами кирпичей прокладывают мелкую гарь, гранулированный ваграночный шлак, пучки соломы и душником выполняют вентиляционные каналы в подсохшей глине. Для увеличения прочности кладки через каждые 5—6 рядов укладывают чугунные плиты, соединяемые с нижним поддоном и между собой стяжками.

Правильность кладки проверяют шаблоном. Между рабочей кромкой шаблона и поверхностью кладки должен быть зазор в 20—25 мм. Внутреннюю поверхность кладки облицовывают глиной и шаблоном затачивают рабочую поверхность. После кратковременного провяливания на воздухе удаляют шаблон и шпиндель и сушат форму переносным сушилом. Затем заделывают трещины форму окрашивают и сушат вторично.

Рис. 10. Изготовление кирпичной формы и стержня по шаблону: а — изготовление формы; б — изготовление стержня; в — собранная форма; г—отливка; 1 — подпятник; 2— шпиндель; 3— поддон; 4 — опоры; 5 — кирпичная кладка; 6 —- шаблон для заточки формы; 7 — литниковая система; 8 — облицовочная глина.

Процесс изготовления стержня аналогичен процессу выполнения формы. Сушат стержень в сушиле.

Кирпичную кладку выполняют в специальных кессонах или опоках с заполнением промежутков между кладкой и стенкой опоки формовочной смесью. Такие формы могут использоваться многократно при небольших промежуточных ремонтах.

Современные способы изготовления крупных форм вручную

Непрерывный рост производства крупных отливок требует совершенствования технологических процессов и условий труда снижения трудоемкости изготовления отливок при ручной формовке рассмотрим некоторые рациональные процессы формообразования отливок, разработанные литейщиками ленинградских объединений имени Я. М. Свердлова, «Невский завод» имени В И Ленина и других предприятий.

Металлические постели. При формовке крупных отливок применяют твердые песчано-глинистые постели, а при изготовлении особо крупных отливок постель выполняют кирпичной кладкой. При извлечении отливки из формы постель частично разрушается, и перед каждой формовкой приходится затрачивать много времени на ее ремонт.

Рис. 11. Схема приготовления твердой металлической постели: 1 — слой гари; 2 — металлическая плита; 3 — газоотводные трубы; 4 — кессон; 5 —верхняя полуформа.

Форма с металлической постелью, выполненная в кессоне, показана на рис. 11. Зазоры между стенками кессона и моделью определяются удобством набивки формы. Дно кессона покрывают ровным слоем гари, поверх которого кладут чугунную плиту, образующую металлическую жесткую постель.

Замена верхней полуформы стержнями

Во избежание протечки металла при заливке обычно приме няют прокладочную глину, в результате чего на отливке образуются заливы, на удаление которых затрачивается труд обрубщиков и бесцельно расходуется металл. При замене верхней полуформы перекрывающими стержнями вместо прокладочной глины стали использовать песчаные подушки. Для этого в горизонтальных знаках стержней, через которые выводятся газы, выполнены углубления в 20—25 мм, заполняемые сырым песком с некоторым завышением. При установке перекрывающих стержней песок уплотняется, при этом создаются надежная изоляция вентиляционных каналов и плотный контакт между стержнями, исключающий возможность образования заливов.

Рис. 12. Технология изготовления крупных форм: а — старая технология; б — новая технология: 1 — нижние почвенные полуформы; 2— верхняя полуформа; 3 — прокладочная глина; 4 — пригрузочная плита; 5 — стержень, заменяющий верхнюю опочную полуформу; 6 — вентиляционные стояки; 7 — песчаные подушки.

В результате внедрения новой технологии повысилась размерная точность отливок, сократился расход металла, ликвидированы парк опок и потребность в сушке громоздких полуформ, уменьшилась трудоемкость обрубных работ. Формовка по блок-модели. При изготовлении мелких серии средних и крупных отливок целесообразно объединение в один блок двух однотипных моделей, связанных между собой разделительным стержнем.

Изготовление форм из жидких самоотверждающихся смесей. Чти смеси широко используются при изготовлении крупных стержней Так в литейных цехах объединения имени Я. М. Свердлова все стержни для отливок массой более 3 т выполняют из ЖСС.

Практика показала, что эти смеси могут успешно применяться и при изготовлении форм для крупных отливок. Схема формовки в ЖСС представлена на рис. 14. Модель устанавливают на кирпичи или на укрепленные на ней специальные упоры либо фиксируют в кессоне с помощью планок. Между моделью и стенками кессона должен быть зазор в 100—150 мм. В модели имеются люки для заливки ЖСС. Для улучшения заполняемости формы смесь выдавливают из люков толкателями. После заполнения смесью пространства под моделью ее заливают по периметру кессона в зазоры между его стенками и моделью. Через 35-40 мин после заливки ЖСС модель можно извлечь и приступить к отделке формы.

Рабочая поверхность формы имеет значительную пористость. Для ее устранения на поверхность наносят специальную краску и просушивают- горелкой в течение 2—4 ч при температуре 200— 220 °С.

Технология изготовления сложной формы для отливки чугунной модели лопасти массой 35 т приведена на рис. 15. Эта модель предназначена для формообразования крупных отливок стальных лопастей. Формовка ведется по деревянной модели, снабженной упорами, по которым модель устанавливают на постель, в кессоне. На модели размещают съемную раму, оформляющую контуры болвана. Во избежание всплывания модель и рама нагружаются.

Заливку ЖСС осуществляют через люки, имеющиеся в модели и съемной раме, и в зазоры между стенками кессона и съемной рамы. Затем производят подпрессовку смеси толкателями. После кратковременной выдержки извлекают съемную раму, удаляют смесь из люков, подрезают ее вокруг модели, поверхность полуформы покрывают разделительной бумагой и закрепляют ее шпильками, после чего переходят к оформлению верхней полуформы (болвана-стержня).

Рис. 13. Технология изготовления форм по блок-модели а — почвенная форма; б — стержневая форма.

Рис. 14. Схема изготовления формы из ЖСС.

Рис. 15. Технология изготовления крупной формы с применением

12. Машинная формовка

Механизированное извлечен И модели без предварительной расколотки обеспечивает получени форм высокого качества, повышает точность отливок и снижает брак. Внедрение координатных и наборных плит-рамок делает табельным применение машинной формовки не только при серий” ном и массовом, но и при мелкосерийном и единичном производстве.

Обычно литейную форму изготовляют на двух машинах: одной — нижнюю полуформу, а на другой — верхнюю. При массовом и серийном производстве металлические модели и элементы литниковой системы монтируют на односторонних чугунных плитах, а при мелкосерийном и единичном деревянные модели

укрепляют на координатных плитах или в наборных плитах-рамках. Замену модели на координатной плите и в плите-рамке производят на рабочем месте в течение 20—30 мин.

По способу уплотнения смеси в опоке различают прессовые машины с нижним и верхним прессованием, встряхивающие машины, встряхивающие с подпрессовкой и пескометные.

Уплотнение смеси на машинах с нижним прессованием. Схема работы такой машины приведена на рис. 17. На прессовом поршне, помещенном в цилиндре, закреплен стол. На нем расположена модельная плита, перемещающаяся в неподвижной раме. Опоку устанавливают на штыри неподвижной рамы и заполняют смесью, разравнивая ее по всей Поверхности, После этого опоку со смесью помещают под неподвижную траверсу. При подаче в цилиндр сжатого воздуха прессовый поршень поднимается вверх, модель внедряется в смесь и уплотняет ее. Когда поступление воздуха прекращается, поршень опускается, и производится извлечение модели.

При нижнем прессовании наибольшая плотность смеси создается у модели и понижается к верху,опоки, несколько возрастая у траверсы, что является достоинством этого способа.

Большой расход мощности на преодоление силы трения смеси о стенки опоки ограничивает область применения этих машин. Они могут использоваться при опоках с размерами в свету до 1100X800 мм и высотой до 150 мм.

Уплотнение смеси на машинах с верхним прессованием. Схема работы этой машины показана на рис. 18. На прессовом поршне, помещенном в цилиндре, закреплен стол, на котором расположена плита с моделью. После установки опоки с наполнительной рамкой и заполнения их формовочной смесью в цилиндр подают сжатый воздух под давлением 6 кгс/см2. Под действием воздуха поршень вместе со столом и смонтированной на нем модельной оснасткой поднимается вверх, при этом прессовая колодка, закрепленная на траверсе, внедряется в наполнительную рамку и уплотняет смесь в опоке.

После прекращения поступления в цилиндр сжатого воздуха стол опускается под действием собственной тяжести.

Уплотнение смеси на встряхивающих машинах. Этот способ уплотнения смеси, несмотря на некоторые присущие ему недостат ки, — самый распространенный, так как дает возможность изготовлять формы для сложных крупных отливок в опоках, с размерами в свету 3000 X 2000 мм при высоте до 750 мм.

Рис. 16. Типы модельных плит: а — односторонняя; б — координатная: в —наборная плита-рамка; 1 — основная плита; г — вкладная модельная плита; 3 — модель, 4 — шлакоуловитель; 5 — стояк; 6 — упорные винты.

Рис. 17. Схема работы машины с нижним прессованием.

На рис. 19 показана схема работы встряхивающей машины с подпрессовкой. Она имеет два цилиндра: прессовый и встряхивающий, причем последний служит поршнем для первого Внутри цилиндра имеется встряхивающий поршень, на котором укреплен стол. На столе монтируется модельная плита с моделью.

По штырям на модельную плиту устанавливают опоку с рамкой . После заполнения опоки и рамки смесью в полость встряхивающего цилиндра подают сжатый воздух, под давлением которого встряхивающий поршень поднимается вверх. При этом впускное отверстие перекрывается боковой поверхностью поршня, а выхлопное открывается, и воздух выходит в атмосферу.

Стол с модельной плитой и опокой под действием собственной силы тяжести падает на торец цилиндра, поэтому при ударе формовочная смесь в опоке уплотняется. При опускании поршня впускное отверстие вновь открывается, и цикл повторяется. Обычно стол поднимается на высоту 30—80 мм и совершает 30—120 ударов в минуту. Для уплотнения смеси достаточно 20—40 ударов.

После окончания процесса встряхивания сжатый воздух поступает в полость прессового цилиндра, а модельная плита и оснастка приходят в контакт с прессовой колодкой, закрепленной на траверсе. Колодка входит в полость наполнительной рамки и производит доугоготнение верхних слоев смеси (рис. 19, г и д).

Уплотнение смеси многоплунжерной головкой. При уплотнении смеси жесткой прессовой колодкой (рис. 19), особенно в формах крупных габаритов, трудно достичь равномерности уплотнения. В таких случаях рекомендуется применять многоплунжерную головку (рис. 20), при этом формовочная смесь прессуется большим количеством прессующих башмаков, снабженных поршневыми гидравлическими приводами. Каждый башмак под действием масла на поршень прессует находящийся под ним участок формы независимо от соседних участков.

Уплотнение смеси пескометами широко применяется для механизации наполнения и уплотнения смеси в крупных опоках и стержневых ящиках. Производительность пескометов — от 12 Д° 80 м3/ч уплотненной смеси.

Основным рабочим органом пескомета является головка (рис. 21). В стальном кожухе вращается ротор, на котором с помощью муфты закреплена лопатка-ковш. Через окно в кожухе ленточный транспортер непрерывно подает формовочную смесь, которая при быстром вращении ротора захватывается лопаткой, несколько уплотняется и в виде небольших пакетов выбрасывается в опоку через окно. При большой скорости истечени смеси из окна и непрерывном перемещении головки пескомета л площади опоки создается равномерное уплотнение всех слоев смес независимо от высоты опоки.

Извлечение модели из формы

Рис. 18. Схема работы машины с верхним прессованием.

Рис. 19. Схема работы встряхивающей машины

Рис. 20. Схема процесса уплотнения смеси в опоке многоплунжерной головкой: 1 — модель; 2 —опока; 3 — наполнительная рамка; 4— прессующая многопл-унжерная головка; 5 — поршни; 6 — прессующие башмаки.

Рис. 21. Схема работы пескометной головки: 1 — рукоятка; 2 — направляющая дуга; 3 — лопатка-ковш; 4 — окно; 5 —кожух; 6 — ротор; 7 — вал электродвигателя; 8 — окно.

Рис. 22. Схемы извлечения моделей при машинной

Автоматизированные формовочные линии. В настоящее время в СССР успешно эксплуатируются автоматизированные формовочные линии как отечественного производства — конструкции ВНИИлит-маш, НИИтракторсельхозмаш, Гипросантехпром и др., так и зарубежных фирм.

Процесс формовки, сборки и выбивки на этих линиях полностью автоматизирован, рабочий-оператор при этом только, управляет механизмами с помощью кнопок.

Вручную выполняются операции установки стержней и заливки, а на некоторых линиях процесс заливки также автоматизирован.

На рис. 23 показана схема автоматизированной линии фирмы «Гизаг» (ГДР). Она состоит из двух прессовых формообразующих полуавтоматов для изготовления нижней (поз. IV) и верхней (поз. II) полуформ и литейного конвейера (поз. VII). Собранная на поз X форма поступает на поз. XI — к грузовому конвейеру, где она нагружается, и на поз. XII, где заливается металлом. При дальнейшем движении залитая форма поступает в охладительную камеру (поз. XIII), снабженную мощной вентиляционной системой. На поз. XIV с охлажденной формы снимается груз.

Верхняя опока протяжным устройством стягивается на поз. I и передается на машину для изготовления верхних полуформ (поз. II). Нижняя полуформа с отливкой и комом смеси продвигается к поз. III, где нижняя опока протягивается, кантуется и передается на машину для изготовления нижних полуформ (поз. IV).

При подходе к толкателю ком смеси с отливкой передается на поз. V— охладительную решетку (накопитель). После кратковременного охлаждения он поступает на поз. VI — выбивную решетку, где разрушается и освобождает отливку.

Формообразующая машина имеет два пресса, между которыми расположены подъемный механизм и дозатор смеси. При поступлении опоки она спаривается с модельной плитой и поджимается к бункеру-дозатору, при этом в опоку выдается определенная порция смеси. Затем опока передается под левый или правый пресс, имеющий многоплунжерную головку.

После процесса прессования ниясняя полуформа возвращается на среднюю позицию, где после протяжки модели она выталкивается поступающей опокой и передается на поз. VIII. Здесь нижняя полуформа кантуется и устанавливается на платформу конвейера. На поз. IX в эту полуформу устанавливаются стержни.

При подходе к поз. X нижняя полуформа накрывается верхней, и форма поступает на заливку. Верхняя полуформа изготовляется аналогично нижней.

Производительность линии в зависимости от типа формовочного автомата и размеров опок составляет 200—280 форм в час.

Рис. 23. Схема автоматизированной формовочной линии.

Реклама:

Читать далее:

Cушка, отделка и сборка форм

Статьи по теме:

Изготовление литейных форм и стержней

§ 32.

Технологический процесс изготовления литейных форм называется ф о р м о в к о й. Различают ручную и машинную формовку. При ручной формовке наиболее широкое распространение получила формовка по модели. Такую формовку выполняют в почве — сплошном слое земли, находящемся на полу цеха или в опоках.

Рис. 29. Формовка по модели в двух опоках:
1 — модель, 2 — подмодельный щиток, 3 — нижняя опока, 4 — верхняя опока, 5 —модель стояка, 6 — каналы для выхода газа

Наибольшее распространение получила формовка деталей по модели в двух опоках (рис. 29, а, б, в, г). Основными операциями ручной формовки являются уплотнение формовочной смеси в опоке и извлечение модели из формы. Уплотнение формовочной смеси представляет трудоемкую работу, а извлечение модели требует умения и аккуратности.

Схемы работы различных типов формовочных машин приведены на рис, 30. В прессующей машине (рис. 30, а) сжатый воздух или масло под давлением поступает в цилиндр 7 и поднимает поршень 6 вместе со столом 5, моделью 3, опокой 4 и рамкой 2 так, что уплотняет формовочную смесь в опоке, после чего воздух или жидкость выпускаются из цилиндра 7. Встряхивающие машины применяют без подпрессовки (рис. 30, б) и с верхней подпрессовкой (рис. 30, в). Встряхивание производится сжатым воздухом, поступающим через каналы 8 и 9 под поршень 6 и поднимающим

его до уровня канала, по которому воздух выходит в атмосферу. После этого поршень вместе со столом машины, моделью, опокой и формовочной смесью падает вниз, стол ударяется о станину машины, и смесь уплотняется. Затем цикл повторяется. В машинах с подпрессовкой (рис. 30, в) встряхивающий поршень 6 поднимается внутри цилиндра 10, который сам служит поршнем при подпрессовке. Для подпрессовки под поршень-цилиндр 10 впускается сжатый воздух, который поднимает поршень вместе со всеми остальными частями и опокой до уплотняющей колодки 1, вследствие чего производится подпрессовка смеси.

Рис. 30. Схема работы различных формовочных машин: с — прессовая, б — встряхивающая, е — встряхивающая с подпрессовкой, г — пескометная

В отличие от встряхивающих и прессовых машин пескомет производит уплотнение формовочной смеси и опоке действием центробежной силы. Рабочим органом пескомета является бы-стровращающаяся лопатка, которая выбрасывает смесь с большой скоростью в опоку. Головка пескомета 3 (рис. 30, г) представляет собой кожух, в котором вращается вокруг горизонтальной оси лопатка 1. Формовочная смесь непрерывно подается внутрь головки пескомета ленточным транспортером 2, захватывается лопаткой и с большой скоростью выбрасывается через отверстие 4 в подставленную опоку, где смесь уплотняется.

Процесс изготовления стержней во многом аналогичен формовке, но в части конструкции стержней и способов их изготовления имеются специфические особенности. Стержни должны обладать высокой газопроницаемостью и прочностью, так как при заливке они окружены со всех сторон жидким металлом. Для улучшения указанных свойств стержни подвергают сушке в

печах на специальных фасонных или плоских металлических плитах Чтобы повысить прочность стержней, в них заформовыва-ют арматуру (в виде литых каркасов или металлических прутков), а для улучшения газоотвода делают вентиляционные каналы. Наиболее распространен способ изготовления стержней в стержневых ящиках, внутреннее пространство которых заполняется стержневой смесью, уплотняемой тем или иным способом.

Наиболее простые стержни изготовляют в неразъемных—-дельных ящиках. В большинстве случаев ящик состоит из двух и более частей, которые плотно соединяют на шипах, скрепляя скобами (рис. 31). Ручной способ изготовления стержней малопроизводителен и трудоемок. В настоящее время широко применяют машинные способы изготовления стержней. По способу уплотнения стержневой смеси машины подразделяют на мундштучные, прессовые, встряхивающие, пескодувные, пескострельные и пескометы. Наибольшее распространение имеют встряхивающие и пескодувные машины.

Рис. 31. Основные типы стержневых ящиков:
а — цельный, б — разъемный, в — вытряхной; 1 — стержень,
2— корпус ящика, 3, 4, 5 — вкладыши

Технология изготовления литейной формы. Машинная формовка. Изготовление литейных стержней.

Машинная формовка используется в массовом и серийном производстве, а также для мелких серий и отдельных отливок. В этом случае повышается производительность труда, улучшается качество форм и отливок, снижается брак, облегчаются условия работы.

По характеру уплотнения различают машины: прессовые, встряхивающие и другие.

Уплотнение прессованием может осуществляться по различным схемам, выбор которой зависит от размеров формы моделей, степени и равномерности уплотнения и других условий. В машинах с верхним уплотнением (рисунок, позиция а) уплотняющее давление действует сверху. Используют наполнительную рамку.

При подаче сжатого воздуха в нижнюю часть цилиндра 1 прессовый поршень 2, стол 3 с прикрепленной к нему модельной плитой 4 с моделью поднимается. Прессовая колодка 7, закрепленная на траверсе 8 входит в наполнительную рамку 6 и уплотняет формовочную смесь в опоке 5. После прессования стол с модельной оснасткой опускают в исходное положение.

Методы машинной формовки

а — прессованием; б — встряхиванием

У машин с нижним прессованием формовочная смесь уплотняется самой моделью и модельной плитой. Уплотнение встряхиванием происходит в результате многократно повторяющихся встряхиваний (рисунок, позиция б).

Под действием сжатого воздуха, подаваемого в нижнюю часть цилиндра 1, встряхивающий поршень 2 и стол с закрепленной на нем модельной плитой 4 с моделью поднимается на 30…100 мм до выпускного отверстия, затем падает. Формовочная смесь в опоке 5 и наполнительной рамке 6 уплотняется в результате появления инерционных сил. Способ характеризуется неравномерностью уплотнения, уплотнение верхних слоев достигается допрессовкой.

Изготовление литейных стержней

Изготовление стержней осуществляется вручную или на специальных стержневых машинах из стержневых смесей. Изготовление стержней включает операции: формовка сырого стержня, сушка, окраска сухого стержня. Если стержень состоит из нескольких частей, то после сушки их склеивают.

Ручная формовка осуществляется в стержневых ящиках. В готовых стержнях выполняют вентиляционные каналы. Для придания стержням необходимой прочности используются арматурные каркасы из стальной проволоки или литого чугуна.

Готовые стержни подвергаются сушке при температуре 200…230^о С, для увеличения газопроницаемости и прочности. Во время сушки из стержня удаляется влага, частично или полностью выгорают органические примеси.

Часто стержни изготавливают на пескодувных машинах. При использовании смесей с синтетическими смолами, стержни изготавливают в нагреваемой оснастке.

Изготовление стержней из жидкостекольных смесей состоит в химическом отверждении жидкого стекла путем продувки стержня углекислым газом.

3.4. Способы изготовления разовых литейных форм и стержней

В литейном производстве формы и стержни могут быть изготовлены ручным и машинным способами. Машинные способы изготовления ферм и стержней можно разделить на основные группы:

– уплотнением смеси прессованием (верхним, нижним, колодками, плунжерами, диафрагмой), встряхиванием, встряхиванием с подпрес-совкой (вибропрессованием), пескометным способом, надувом н т. п.;

– химическим отверждением смеси при комнатных и повышенных температурах;

– с использованием физических явлений – вакуумпрессованием, воз­действием магнитного поля и др.

Ручную формовкувыполняют путем уплотнения формовочной смеси на поверхности модели пневматическими трамбовками в опоках (одной, двух, трех), в почве (в полу литейного цеха), в кессонах (больших ямах, стенки которых выложены кирпичом). Формообразующим приспособлением могут служить деревянная модель разъемная или неразъемная, шаблоны вращения или протяжные, скелетная модель, имеющая только каркас без обшивки, образец (деталь, бывшая в экс­плуатации, но вышедшая из строя из-за разрушения), например крупные шкивы, шестерни, маховики, станины. При ручной формовке широко используют средства механизации: краны, конвейеры, подъем­ники, пневматические трамбовки, передвижные сушила и т. д. Удель­ный вес ручной формовки в производстве фасонных отливок состав­ляет 24–30%. Машинная формовка повышает производительность уплотнения форм в 15–20 раз по сравнению с ручной.

Стержни из смеси на крепителях (связующих), требующих печной сушки, изготовляют ручным способом или на машинах (пескометах, встряхивающих, пескодувных, пескострельных) в деревянных или металлических ящиках в зависимости от размеров стержней и харак­тера производства. По конструкции ящики могут быть целиковые и состоящие из двух, трех частей и более, с одной рабочей полостью и многогнездные, с горизонтальной и вертикальной плоскостью разъема, открытые и закрытые, с выемными вкладками для образования выступов на стержнях (рис. 3.7). После уплотнения смеси 1 в стержне­вом ящике 2 стержень помещается на сушильную плиту (драйер) 3 и поступает в сушильную печь. Для упрочнения стержней в ящик вкладывают металлический каркас, для повышения газопроницае­мости в стержне имеются каналы, выходящие в знаковые части.

Стержни плоские и простой конфигурации сушат в поле токов высокой частоты. Это сокращает цикл сушки и улучшает условия труда. Скорость и температура сушки зависят от сложности стержня, его массы и природы связующего вещества.

Рис. 16.7. Устройства стержневых ящиков: а – вытряхного; б – с вертикальным разъемом

Обычно температура сушки 160–240 °С, продолжительность сушки 1–10 ч. После сушки конт­ролируют геометрию стержней, зачищают все заусенцы, затирают пастами трещины и окрашивают стержни. Сложные стержни склеивают из нескольких частей, изготовленных отдельно.

Стержни из смесей на жидкостекольном связующем, отверждаемых продувкой СО_2,изготовляют ручным и машинным способами в дере­вянных или металлических ящиках. Мелкие стержни отверждаются на сушильных плитах в камерах, в которые поступает углекислый газ, а крупные стержни отверждаются непосредственно в ящиках, в которые подается углекислый газ из баллонов.

Формы и стержни, изготовляемые при помощи пескометов,удобно использовать в единичном и серийном производстве. Пескометы могут быть стационарными и передвижными.

Основной рабочий узел пескомета – метательная головка (рис. 3.8). Головка представляет собой вращающийся ротор 1 с лопатками 2, заключенный в кожух 3 с окном 4 для выхода смеси. Смесь подается на лопатки ротора шнеком или транспортерной лентой 5 и с большой скоростью через окно 4 в кожухе, порциями 6 выбрасывается на по­верхность модели 7 или в рабочую полость стержневого ящика 8.

При ударе о поверхность модели или ящика, благодаря кинетиче­ской энергии, приобретенной в метательной головке (скорость мета­ния 33–50 м/с), смесь уплотняется. Перемещая метательную головку, равномерно заполняют опоки, и ящики с одинаковой плотностью смеси по высоте. Формовочная и стержневая смеси в пескомет могут пода­ваться транспортерами из смесеприготовительного отделения.

При использовании быстротвердеющих смесей на фурановых смолах, не требующих печной сушки, применяют пескометы с собственной смесе-приготовительной системой производительностью 6–35т смеси в час (40 м³/ч).

Рис. 3.8. Схема работы пескометной головки; а – наполнение опоки; б – наполнение ящика.

Все исходные составляющие смеси – песок, связующие и катализатор подаются в определенной пропорции дозаторами и ин­тенсивно перемешиваются шнеком, который одновременно и передает готовую смесь от места дозировки к метательной головке.

Формы и стержни из жидких самотвердеющих смесей (ЖСС)широко применяют для изготовления крупных корпусных отливок и различ­ных станин (металлорежущих станков, компрессоров и т. д.). Модели и стержневые ящики изготовляют из дерева и алюминиевых сплавов. Смесь в жидкоподвижном состоянии из дозирующего устройства нали­вается в рабочую полость ящика или в опоку на поверхность модели и отверждается в течение нескольких минут. Стержневые ящики и модели перед заливкой смеси натирают графитовой смазкой для пред­отвращения прилипания смеси к поверхности ящика и модели. Для удобства транспортировки и упрочнения крупные стержни обычно армируют металлическим каркасом, а для улучшения вывода газов внутри стержня прокладывают капроновые плетеные шланги. После отверждения стержни и формы окрашивают графитовой краской для предотвращения пригара. Стержни и формы, приготовленные из ЖСС, легко ремонтируются путем подмазки и подклейки дефектных мест.

Пленочно-вакуумная формовкаотносится к последним достижениям литейной технологии. Сущность способа схематично показана на рис. 3.9. Модель 2 устанавливают на перфорированную плиту 1 внутрь опоки 4 и накрывают эластичной пленкой 3, способной выдер­живать без разрушения контакт с расплавленным металлом и обеспе­чивать чистую и гладкую поверхность отливкам. Модель 2, так же как плита /, имеет мелкие сквозные отверстия.

Рис. 3.9. Пленочно-вакуумная фор­мовка

Через модель и плиту отсасывается воздух, что способст­вует плотному прилеганию пленки к поверхности модели. После этого на поверхность пленки, обтянув­шей модель, засыпают кварцевый песок 5 до верхнего края опоки 4. Для уплотнения песка применяют легкую вибрацию. Опоку 4, за­полненную песком сверху, закрывают пленкой 6 и вновь отсасывают воздух из опоки, что приводит к уплотнению песка и плотному прилеганию пленки 6.

Так изготовляют верхнюю и нижнюю полуформы, затем их собирают и заполняют металлом. Образовавшаяся отливка легко удаляется из песчаной формы, а наполнительный песок может быть многократно использован. При таком способе изготовления форм не требуется применения смесеприготовительного оборудования и до­рогих материалов, входящих в состав формовочных смесей.

Машинные способы изготовления литейных формочень разнообраз­ны. В литейных цехах используют машины и автоматы с пневматиче­ским, гидравлическим и комбинированным приводом. Все способы изготовления форм можно объединить в две группы: опочная и безопочная формовка. Формы в опоках изготовляют на машинах преиму­щественно встряхивающего и прессового действия.

На встряхивающих машинах (рис. 3.10, а) уплотнение смеси / в опоке 2 на поверхности модели 3 происходит благодаря кинетиче­ской энергии ударов стола 4 о станину машины 5, которая одновре­менно служит цилиндром.

Рис. 3.10. Способа уплотнения формовочной смеси в опоках: а – встряхивающие машины: б – машина с верхним прессованием; в – машина о нижним прессованием; г– диафрагменные машины; д – прессование многоплунжерной головкой.

Стол 4 соединен с поршнем 6, который поднимается сжатым воздухом, поступающим в цилиндр через ка­нал 7. При поднятии поршня выше выхлопного канала 8 сжатый воздух выходит из полости цилиндра, и поршень вместе со столом 4, моделью 8 и опокой 2, наполненной смесью 1, падая, ударяется о ста­нину машины 5. Затем циклы повторяются для достижения желаемой плотности смеси.

На прессовых машинах (рис. 3.10, б и в), имеющих гидравличе­ский привод, уплотнение смеси происходит моделью или верхней колодкой благодаря статическому воздействию их на формовочную смесь, помещенную в опоку. Уплотнение прессованием со стороны плоской или профильной колодки 5, закрепленной на верхней тра­версе 6 машины (рис. 16.10, б), осуществляется с использованием наполнительной рамки 4, содержащей такое дополнительное количе­ство смеси /, которое необходимо для получения нужной плотности в опоке 2 над моделью 3.

Уплотнение прессованием со стороны модели 3 (рис. 3.10,е) происходит за счет сжатия смеси / между моделью 3 и траверсой 6 машины. Предварительно модель 3 вместе со столом 4 опускается в ста­нину 5 машины. Образовавшееся в станине 5 пространство и опока 2 заполняются смесью. После этого модель 3 столом 4 поднимается и спрессовывает смесь, прижимая ее к верхней траверсе 6 машины. На пневматических прессовых машинах (рис. 3.10, г) универсальным уплотняющим элементом является эластичная диафрагма 4, которая под воздействием сжатого воздуха в резервуаре 5 уплотняет смесь / в опоке 2 на поверхности модели 3.

Дифференциальное прессование многоплунжерной головкой изоб­ражено на рис. 3.10, д. Прессующие колодки 9 уплотняют формовоч­ную смесь 1 над моделью 3 (установленной на столе машины) в опоке 2 под действием жидкости 6, которая заполняет корпус 5 прессующей головки и оказывает давление на поршни (плунжеры) 7, связанные штоками 8 с прессующими колодками 9. Дополнительный объем фор­мовочной смеси, необходимый для уплотнения, помещен в наполни­тельной рамке 4. Многоплунжерная прессовая головка дает возмож­ность развивать высокие давления на формовочную смесь и равно­мерно уплотнять ее по всему сложному контуру модели.

После уплотнения формовочной смеси в опоке тем или иным спо­собом полученную полуформу снимают с модели. Для облегчения этого процесса к модельной плите подключают вибраторы. Извлечение модели из полуформы осуществляется разными способами: протяж­кой, штифтовым съемом, поворотом модельной плиты, опрокидыва­нием стола машины.

В цехах массового производства отливок используют комплексные автоматизированные линии, где происходит изготовление и сборка форм, заливка их металлом, охлаждение и выбивка отливок из форм. Для транспортировки литейных форм от формовочных машин к заливке и выбивке, а затем пустых опок к машинам используют роль­ганги или замкнутые конвейеры с платформами.

При использовании рольганговых линий (рис. 3.11, а) нижние полуформы изготовляют на машинах 7, а верхние – на машинах 2. Нижние полуформы поступают в кантователи 3, где они поворачи­ваются вверх плоскостью разъема и поступают на рольганги 6. Верх­ние полуформы с рольгангов 5 передаются транспортными устройст­вами 4 на рольганги 6 для сборки с нижними полуформами. В нижние полуформы предварительно укладывают стержни.

Собранные формы 7 при помощи тележек передаются на рольганг 8, где происходит заливка форм металлом. Залитые формы продвигаются по рольгангу 9 через охладительно — вентиляционный тоннель 10 к вы­бивной решетке 11. После выбивки отливок из форм пустые опоки по рольгангам 12 передаются к формовочным машинам 1 и 2.

При использовании замкнутого конвейера (рис. 3.11, б) полу­формы изготовляют на формовочных автоматах 1 и 2, затем транспорт­ными устройствами 3 и 4 полуформы передаются для сборки на стол 5, откуда собранные формы толкателем 6 перемещаются на платформы 7 конвейера. Заполнение форм металлом осуществляется на заливоч­ном участке 11.

Рис. 3.11. Комплексные автоматизированные формовочные линии: А — рольганговая; б — напольный замкнутый конвейер.

Металл от плавильных агрегатов к конвейеру поступает по моно­рельсу 9. Грузы для прижатия верхних полуформ к нижним подве­шены на замкнутом подвесном конвейере 10, который синхронно работает с литейным напольным конвейером. Заливка форм происхо­дит с подвижной платформы 11. Залитые металлом формы проходят в охладительном тоннеле 12, а затем толкателем 13 сталкиваются на выбивное устройство 14, где происходит выбивка отливок, распаривание опок и передача их транспортными устройствами 15 и 16 к. фор­мовочным автоматам 1 и 2. Выбитые отливки через тоннель 17 посту­пают на очистку и обрубку.

Безопочная формовкаотличается высокой производительностью и экономичностью. При таком способе изготовления форм достигается достаточная точность отливок, сокращаются производственные рас­ходы на изготовление опок, сокращаются площади цеха из-за отсут­ствия транспортных операций по передаче опок от выбивки к ма­шинам. Упрощаются процессы выбивки отливок из форм. Существует два типа автоматических машин, изготовляющих формы с вертикаль­ным и горизонтальным разъемами. В безопочных формах может быть получена широкая номенклатура отливок, начиная от ключей дверных замков до блоков цилиндров двигателей малолитражных автомобилей.

Безопочные формы с вертикальным разъемом изготовляют на авто­матах проходного и карусельного типов. Производительность первых автоматов достигает 240–300 форм в час, а вторых 480–540 форм в час.

На формовочном автомате безопочная форма с вертикальным разъе­мом (рис. 3.12) изготовляется в камере А (позиция 1), где две проти­воположные стенки представляют собой полумодели 1 и 2. Наполне­ние формовочной смесью Б пространства между полумоделями осу­ществляется методом надува из бункера 3. После надува формовоч­ная смесь прессуется между зафиксированной полумоделью 1 и под­вижной правой полумоделью 2, которая соединена с плунжером 4 гидроцилиндра.

Рис. 3.12. Схема изготовления безопочных форм с вертикальным разъемом

После прессования левая полумодель Iоткидывается вверх (пози­цияII), а правая полумодель плунжером 4 проталкивает изготовленную (форму В вперед. На этот период бункер 3 закрывается задвиж­кой 5, чтобы не высыпалась формовочная смесь. Затем плунжер 4 вместе с полумоделью 2 возвращается в правое исходное положение, полумодель 1 опускается и занимает фиксированное вертикальное положение, образуя под бункером 3 камеру А (см. позициюI). Цикл повторяется, и образовавшаяся новая полуформа вплотную сдвигается с предыдущей, образуя литейную полость Г (позиция III).Литейная форма представляет собой пакет 6, состоящий из сомкнутых двусто­ронних форм В. Полость Г между формами заливается металлом 7 из ковша 8 или из автоматической заливочной установки.

Формы и стержни методом надува смесиизготовляют на пескодув­ных, пескострельных и комбинированных пескодувно-пескострельных ма-шинах высокой производительности. На этих машинах стержневая или формовочная смесь при помощи сжатого воздуха порциями с боль­шой скоростью подается в полость стержневого ящика или в опоку. Такой способ наполнения ящиков и опок называют надувом. В стенках и донной части ящиков имеются пробки с мелкими отверстиями (венты), через которые свободно выходит воздух, но не проходят песчинки смеси.

Пескодувные машины(рис. 3.13, а) имеют резервуар 7, периоди­чески заполняемый порцией смеси 2.

Рис. 3.13. Стержневые машины: а – пескодувная; б – пескострельная;

Надувная плита 5 с отверстиями служит донной частью резервуара. Стержневой ящик 6 подводят под резервуар 1 и прижимают к плите с вдувными отверстиями 4. В резер­вуар 1 через быстродействующую клапанную систему 3 подается сжатый воздух, и песчано-воздушная смесь с большой скоростью по- ступает в ящик. Воздух выходит через венты 7, а смесь 2 уплотняется благодаря кинетической энергии, полученной от сжатого воздуха. Для пескодувного процесса стержневые ящики должны быть метал­лическими (из силумина), так как песчано-воздушная смесь, переме­щаясь с большой скоростью, оказывает абразивное воздействие на рабочую поверхность ящика и изнашивает его.

Пескострельные машины(рис. 16.13, б) имеют резервуар /, внут­ренняя часть которого выполнена в виде гильзы 2 с щелевыми отвер­стиями (перфорацией). Из бункера 3 внутрь гильзы 2 подается порция смеси 4. Резервуар закрывается плитой 9 с коническим соплом 8, выполняющим роль вдувного отверстия. В плите вокруг сопла имеются венты 6 для выпуска воздуха из ящика 7. Ящик прижимают к плите 9. Через быстродействующий клапан 5 в пространство между пер­форированной гильзой 2 и резервуаром / под давлением подается воздух, который с большой скоростью выжимает смесь через соп­ло 8 внутрь ящика 7. Уплотнение смеси внутри ящика происходит за счет кинетической энергии, полученной смесью от сжатого воз­духа.

В самом ящике венты, как правило, отсутствуют, и его конструк­ция и изготовление упрощаются. Вдувное отверстие – сопло имеет коническую форму, чтобы в рабочую полость ящика прорывалось меньше сжатого воздуха и не образовывалась воздушно-песчаная смесь. Отсутствие потока песчано-воздушной смеси предохраняет оснастку от абразивного износа, что позволяет применять дешевые деревянные ящики.

Стержни в горячих ящикахизготовляют в условиях массового и крупносерийного производства. Отверждение стержня происходит не­посредственно в ящике, нагретом до температуры 200–260°С, в ре­зультате реакций взаимодействия связующего вещества и катализа­тора, входящих в состав стержневой смеси. При этом могут быть ис­пользованы смеси увлажненные (песок + связующее + отвердитель) и сухие (песок -4- смола). Длительность отвердения стержня зави­сит от его размеров (30–150 с). Ящики обогреваются газовыми горел­ками (рис. 3.14, а) или электрическими элементами сопротивления (рис. 3.14,6). В стержневых ящиках / используют обогреваемые вставки 3 для получения пустотелых стержней 2.

На рис. 3.14, б схематично показана двухпозиционная стержне­вая машина. Стержневой ящик состоит из двух половин 3 и 6 и запол­няется путем надува смеси в пространство 8 между стенками горячего ящика и обогреваемой вставкой 4. В результате наружные и внутрен­ние стенки стержня 5 нагреваются одновременно с двух сторон, что обеспечивает сокращение времени цикла изготовления стержня, экономию стержневой смеси и повышение газопроницаемости и податли­вости стержней. Надув смеси осуществляется из бункера машины 7 в знаковую часть стержня, чтобы вся рабочая поверхность стержня оставалась гладкой и чистой. Для раскрытия и смыкания ящика слу­жит пневмоцилиндр 2. Извлечение обогреваемой вставки 4 со стерж­нем 5 из ящика 3 производится пружинным механизмом /. Все меха­низмы смонтированы на столе 9 машины.

Рис. 3.14. Устройства горячих стержневых ящиков и стержневой машины: а – ящик, обогреваемый газовыми горелками; б – ящик с нагревом электрической спиралью сопротивления; в – схема автоматизированной стержневой машины.

Стержни без нагрева изготовляют на автоматизированных установ­ках. Процессы химического отвердения смеси протекают при комнат­ной температуре с большой скоростью – от 15 с для мелких стержней до 40 мин для крупных стержней. Поэтому связующее вещество и катализатор смешивают непосредственно в бункере для смеси стерж­невой машины перед заполнением ящика смесью или катализатор вводят в стержневую смесь в момент подачи ее в ящик. Пескострельный резервуар машины снабжен индивидуальным смесителем перио­дического действия, приготовляющим один замес смеси за каждый цикл. Автоматическое устройство дозирует количество смеси в зави­симости от емкости заполняемых ящиков.

Отливки в оболочковых формахизготовляют в серийном и массо­вом производствах, когда необходимо получить точные заготовки с чистой поверхностью и небольшой массы. Благодаря чистой, глад­кой и точной поверхности форм и стержней отливки могут иметь точ­ность 5–7-го классов, шероховатость поверхности 3 – 4-го классов. Припуски на размеры находятся в пределах от ±0,2 до ±0,4 мм. Масса отливок в основном составляет 5–60 кг, но известны примеры получения отливок из чугуна массой 100 кг, а из стали – массой 300 кг.

Оболочковые формы и стержниизготовляют по нагреваемой до температуры 220–300°С металлической оснастке на автоматизиро­ванных и автоматических установках. Формовочные смеси состоят из кварцевого песка с сухим пылевидным связующим –фенолоформальдегидной смолой (пульвербакелитом) или с жидким связующим – фурановыми, карбамидными смолами, для отверждения которых не­обходим катализатор.

Рис. 16.15. Схемы изготовления оболочковых форм и стержней: а – свободной засыпкой смеси в оснастку; б – методом надува смеси; в – центробежным способом.

Способы изготовления оболочковых форм и стержней многооб­разны, но среди них можно выделить наиболее распространенные:

– свободной засыпкой смеси на поверхность модели или в полость стер­жневого ящика;

– подачей смеси методом надува в полость ящика, на поверхность модели или в зазор между контурной плитой и моделью;

– заполнением ящика смесью под воздействием центробежных сил;

– диафрагменным уплотнением смеси на поверхности модели.

При использовании способа свободной засыпки (рис. 16.15, а) смесь 1 находится в бункере 2, который может вращаться относи­тельно горизонтальных цапф 3. На бункере (позиция I) закрепляется разогретая модель 4. Бункер поворачивается на 180°, и смесь 1 по­падает на поверхность модели 4 (позицияII). Благодаря тепловому воздействию на смесь со стороны модели 4 на ее поверхности обра­зуется оболочка 5. После кратковременной выдержки (30–45 с) бункер 2 вновь занимает исходное положение. Не спекшаяся смесь осыпается, а на поверхности модели 4 остается оболочка 5 (позицияIII). После этого модельную плиту снимают с бункера и прогревают в печи при температуре 260–300°С в течение 30–60 с для сквозного упроч­нения оболочки. Съем оболочки (полуформы) 5 с модели 4 осуществ­ляется толкателями 6 (IV, а), рамкой 7 (IV, б) или сжатым воздухом, подаваемым под модель 4 в резервуар 8 (IV, в). Аналогичным способом можно изготовлять стержни.

При изготовлении форм и стержней методом надува (рис. 16.15, б) применяют пескодувно-пескострельные машины. Смесь 1 из бункера 2 подается в резервуар 3, а затем под воздействием сжатого воздуха через отверстия 4 поступает в рабочую полость 5 разогретого стержневого ящика 6. Смесь прогревается со стороны корпуса и горячей вставки 7. После окончания отверждения (30–45 с) ящик раскрывается и стер­жень извлекается толкателями 8.

Изготовление, стержней, имеющих форму тела вращения, часто производится центробежным способом (рис. 16.15,е). Стержневой ящик 5 вращается относительно горизонтальной оси внутри обогре­ваемой камеры 4 (позиция I). Смесь 2 дозатором 3 вводится внутрь вращающегося ящика 5. Дозатор 3 поворачивается относительно го­ризонтальной оси на 180°, и смесь 2 высыпается на горячую внутрен­нюю поверхность ящика. Одновременно крышка 1 закрывает ящик для предотвращения пыления смеси (позиция II).

Под воздействием центробежных сил смесь равномерным тонким слоем распределяется по внутренней поверхности ящика и отверждается. Затем дозатор 3 с крышкой 1 выводится из ящика, а образо­вавшийся пустотелый стержень 6 выталкивается из полости ящика 5 толкателем 7 (позиция III).

Готовые полуформы соединяют между собой с предварительной установкой стержней. Соединение полуформ возможно склеиванием, сжатием грузом, стяжкой струбцинами и скобами или засыпкой дро­бью или формовочной смесью в контейнерах.

Для предотвращения смещения полуформ на их поверхности наносят фиксирующие элементы – выступы и впадины. После сое­динения формы заливают металлом.

В оболочковые формы могут отливаться практически все сплавы, но отливки из углеродистой стали получаются с обезуглероженным поверхностным слоем, а отливки из алюминиевых, магниевых и мед­ных сплавов иногда экономически целесообразнее изготовлять в ко­киле или литьем под давлением. Метод очень производительный и поддается автоматизации, легко решаются проблемы выбивки и очи­стки литья. Оболочковая форма очень легко разрушается благодаря выгоранию связующей смолы при высоких температурах и от сотря­сений отделяется от отливки.

При оболочковом литье расход формовочных материалов состав­ляет 5 % (в 20 раз меньше) их расхода при отливке в сырую песчано-глинистую форму. Газопроницаемость оболочковых форм в 5–6 раз выше, чем сырых песчано-глинистых (40 единиц и 200 единиц соответ­ственно). Формы транспортабельны, прочные, легкие, не гигроскопичные н могут храниться длительное время. Объем очистки и обрубки сокращается на 50 % (поверхность отливок чистая, гладкая, без зау­сенцев). Объем механической обработки сокращается на 40–50 % (припуски на механическую обработку составляют 0,5–1,5 мм).

К недостаткам способа относятся большое выделение токсичных газов, содержащих фенол, что требует мощной вентиляции, затруд­ненная регенерация формовочной смеси, коробление крупных форм и в связи с этим нерентабельность получения крупногабаритных отли­вок, высокая стоимость модельной оснастки из-за большой точности, чистоты поверхности и сложности конструкции.

Отливки по выплавляемым моделямизготовляют в массовом про­изводстве, когда необходимо получить сложные заготовки пли гото­вые детали с большим количеством мелких отверстий, пазов, каналов или детали из твердых сплавов, жароупорных материалов, которые не поддаются механической обработке. Точность отливок соответствует 5-му классу и характеризуется допусками на размеры от 0,075 до ±0,2 мм. Высокая точность отливок достигается тем, что форма не имеет разъема, отсутствуют стержни, а тепловое расширение формы минимальное.

Сущность процесса получения отливок по выплавляемым моделям заключается в изготовлении модели из легкоплавкого материала, по­крытии ее огнеупорной обмазкой, а затем выплавлении ее из образо­вавшейся оболочки. Оболочку прокаливают для придания ей проч­ности, огнеупорности, газопроницаемости и удаления остатков мо­дели, а затем заливают металлом.

Метод литья по выплавляемым моделям в отечественной промыш­лен-ности получил самое высокое техническое развитие. Советскими учеными созданы автоматизированные цехи по выпуску точного литья.

Основными компонентами модельных составов являются парафин, стеарин, канифоль, воск и другие материалы с температурой плавле­ния 50–80 °С. Модельный состав разогревается в закрытых емкостях и содержится в них в пастообразном состоянии. В огнеупорную об­мазку входят связующие вещества (этилсиликат, жидкое стекло, бор­ная кислота), растворители (этиловый спирт, ацетон, кислоты серная и соляная, вода) и огнеупорная основа (кварцевый песок, пылевид­ный кварц, молотый шамот, электрокорунд).

Огнеупорная обмазка (покрытие) состоит из ~25 % жидкой фазы и 75 % твердой. Хранится она в баках с температурой 10–15°С при постоянном перемешивании. Наиболее распространенное связующее – гидролизованный раствор этилсиликата, обладающий коллоидными свойствами. Модели изготовляют в пресс-формах, имеющих внутрен­ние полости, соответствующие конфигурации будущей модели; раз­меры ее учитывают усадку модельного состава и усадку литейного сплава отливки. Для удобства извлечения готовой легкоплавкой мо­дели пресс-формы делают разъемными. Для обсыпки моделей, некры­тых огнеупорной обмазкой, используют кварцевый песок.

Металлическую пресс-форму 2 изготовляют по размерам детали 1 (рис. 3.16) с учетом усадки модельного состава н сплава. Внутрь рабочей полости пресс-формы при помощи шприцев через литниковые каналы запрессовывают модельный состав. После кристаллизации состава пресс-форму раскрывают и модель 3 извлекают. Отдельные модели собирают в блоки 4 с общей литниковой системой при помощи пайки. В одном блоке может быть несколько десятков и даже сотен моделей.

Рис. 3.16. Схема технологического процесса изготовления отливок по выплавляе­мым моделям.

Процесс нанесения огнеупорного покрытия состоит из ряда по­вторяющихся операций: покрытие обмазкой, обсыпка огнеупорным материалом и сушка слоя. На модели наносят три-четыре огнеупорных слоя. Блок моделей 5 с огнеупорным покрытием поступает на вы­плавку модельного состава. Выплавляют модельный состав горячим воздухом, паром или в ваннах с горячей водой. В результате из кера­мической оболочки 6 вытекает расплавившийся модельный состав, оставляя пустоты. Затем оболочку прокаливают при температуре 850 ± 20°С в электрических или газовых печах с предварительным помещением их в опоки 7 и засыпкой опок песком 8 (или погружением в кипящий слой кварцевого песка). Прокалка форм способствует их упрочнению, повышению газопроницаемости и удалению остатков мо­дельного состава. Прокаленные формы заливают металлом сразу после прокалки или после их охлаждения.

Прокаленные формы заливают металлом следующими способами:

– свободной заливкой из разливочного ковша или из носка печи;

– за­ливкой под давлением воздуха или инертного газа для повышения заполняемости формы, центробежной заливкой в вакууме или в ат­мосфере для получения отливки с плотной структурой.

После кристаллизации сплава отделяют огнеупорную оболочку от отливки и отливку от стояка. Для этого используют вибрационные автоматические установки. Отделив отливку от стояка, ее направляют в очистной барабан для удаления остатков огнеупорной керамической оболочки в щелочном растворе. Стальные отливки подвергают норма­лизации в печах с защитной атмосферой. Термическая обработка пре­следует цель улучшить структуру отливки, снизить твердость, повы­сить ее механические свойства, улучшить обрабатываемость резанием и снизить литейные напряжения. После этого отливки сортируют и проверяют их качество.

Отливки по газифицируемым (выжигае­мым) моделямизготовляют при всех мас­штабах производства, начиная от круп­ных штампов, станин и кончая мелкими сложными заготовками. Сущность способа заключается в том, что модель, изготов­ленную из вспенивающихся полимеров, из литейной формы не извлекают перед заполнением ее металлом. Металл, зали­ваемый непосредственно на модель через литниковую систему, газифицирует (вы­жигает) ее, освобождая полость формы. Полученная таким образом отливка точно соответствует конфигурации выгоревшей модели.

Выжигаемые модели изготовляют из вспенивающегося полисти­рола (пенополистирола) – синтетического полимера, имеющего форму гранул размером 0,2–4 мм. Модели для мелких отливок изготовляют в пресс-формах. Гранулы пенополистирола после предварительной тепловой обработки загружают в пресс-формы, внутренняя полость которых по конфигурации соответствует будущей модели. Пресс-формы нагревают паром или горячей водой, в результате чего пенополистирол вспенивается и спекается, приобретая очертания внутрен­ней полости пресс-формы. После охлаждения пресс-форму раскрывают по плоскости разъема и из нее извлекают выжигаемую пенополистироловую модель. В единичном и мелкосерийном производствах модели для крупных отливок изготовляют из плит и блоков пенополистирола (рис. 3.17). На деревянном каркасе 1 собирают все элементы модели из листов пенополистирола 2. Сложные элементы моделей изготовляют отдельно, а затем склеивают между собой, сваривают горячим воздухом и т. п. На модели предусмотрены припуски на усадку металла и механиче­скую обработку.

Рис. 3.17. Способы изготов­ления газифицируемой (вы­жигаемой) модели для круп­ной отливки

Модели перед формовкой покрывают слоем противопригарной краски толщиной не менее 0,2 мм. При необходимости легирования поверхностного слоя отливок на поверхность моделей наносят слой, содержащий легирующие элементы (теллур, хром и др.).

Модель 5 формуют с предварительной засыпкой на дно контейнера-опоки Iслоя песка или формовочной смеси 2 (рис. 16.18). После этого модель 5 с литниковой системой 4, 6 устанавливают в нужном поло­жении и опоку 1 доверху засыпают смесью 3 с одновременной вибра­цией для ее уп-лотнения. Формовочные смеси должны быть газопро­ницаемы и пластичными, чтобы не деформировать модель. Перфори­рованную стенку опоки 1 изнутри изолируют от формовочной смеси 3 асбестовой прокладкой 7.

В качестве формовочной смеси можно использовать сыпучий дис­пер-сный ферромагнитный порошок, чугунную или стальную дробь, которые уплотняют при помо­щи электромагнитного поля на время заливки формы металлом и кристаллизации отливки. Пос­ле кристаллизации отливки маг­нитное поле снимается, форма теряет прочность и формовоч­ный материал высыпается из опоки-контейнера, освобождая отливку. Перед заполнением формы металлом ее накрывают металлическим листом с перфо­рацией для выхода газов и при­жимают грузом.

Конструкции литниковых си­стем выполняют частично из керамических трубок, подвод металла осуществляют сифон­ным методом –снизу, так как это обеспечивает последователь­ную газификацию моделей снизу вверх, хорошее газоудаление и спо­койное заполнение формы.

Pиc. 3.18. Литейная форма в разрезе с газифицируемой моделью

Предпочтителен рассредоточенный подвод металла для обеспечения равномерной газификации модели.

При литье по выжигаемым моделям благодаря неразъемной форме точность отливок увеличивается из-за отсутствия смещений, переко­сов, заливов, заусенцев, уклонов; можно изготовить сложные отливки не используя стержней. Выбивка форм и очистка отливок значительно упрощаются, так как сухие сыпучие формовочные материалы легко выбиваются и не пригорают к отливке; сокращается цикл подготовки производства, снижается трудоемкость изготовления отливок.

Изготовление литейных форм

Основные операции изготовления форм (формовки): уплотнение формо­вочной смеси для получения точного отпечатка модели в форме и придание форме достаточной прочности; устрой­ство вентиляционных каналов для вы­вода газов из полости формы, образу­ющихся при заливке; извлечение мо­дели из формы; отделка и сборка форм. По степени механизации различают формовку ручную, машинную и автоматическую.

Ручную формовку применяют для получения одной или нескольких отли­вок в условиях опытного производства, при изготовлении отливок в ремонтном производстве, а также при изготовле­нии крупных (массой 200-300 т) от­ливок. На практике используют раз­личные приемы ручной формовки.

Формовка в парных опоках по разъем­ной модели наиболее распространена. Литейную форму (рис. 16, е), состо­ящую из двух полуформ, изготовляют по разъемной модели (рис. 16, а) в та­кой последовательности: на модельную плиту 3 устанавливают нижнюю по­ловину модели 1, модели питателей 4 и опоку 5 (рис. 16, б), в которую засыпают формовочную смесь и уп­лотняют. Опоку поворачивают на 180 градусов^{(рис. 16, в), устанавливают верхнюю половину модели 2, модели шлакоуло­вителя 9, стояка 8 и выпоров 7. По центрирующим штырям устанавливают верхнюю опоку 6, засыпают формовоч­ную смесь и уплотняют. После извлече­ния модели стояка и выпоров форму раскрывают. Из полуформ извлекают модели (рис. 16, г) и модели питателей и шлакоуловителей, в нижнюю полу­форму устанавливают стержень 10 (рис. 16, д) и накрывают нижнюю по­луформу верхней. На рис. 16, е пока­зана литейная форма для корпуса вен­тиля. После заливки расплавленного металла и его затвердевания литейную форму разрушают и извлекают отливку (рис. 16, ж).}

Рис. 16 Последовательность операций изготовлении литейной формы для корпуса вентиля

Машинную формовку применяют для производства отливок в массовом и се­рийном производствах. При формовке на машинах формы изготовляют в пар­ных опоках с использованием одно­сторонних металлических модельных плит. Машинная фор­мовка механизирует установку опок на машину, засыпку формовочной смеси в опоку, уплотнение смеси, удаление моделей из формы, транспортирование и сборку форм. Машинная формовка обеспечивает более высокую геоме­трическую точность полости формы, чем ручная формовка, повышает про­изводительность труда, исключает тру­доемкие ручные операции, сокращает цикл изготовления отливок. При ма­шинной формовке формовочную смесь уплотняют прессованием, встряхива­нием, пескометом, вакуумной фор­мовкой и др.

Автоматическую формовку использу­ют в серийном и массовом производст­вах отливок, при этом литейная форма передается последовательно с одной позиции на другую. Этот переход осу­ществляется автоматически различны­ми конвейерами, кантователями, толкателями и другими устройствами. Для автоматической формовки используют­ся формовочные автоматы, формовоч­ные машины для безопочной формовки и автоматические формовочные линии.

Формовочные автоматы, используе­мые для изготовления литейных форм, выполняют все технологические опера­ции без участия человека. Формовочные автоматы используют, как правило, в составе автоматических линий.

Автоматическую безопочную формо­вку используют при изготовлении форм для мелких отливок из серого, ковкого и высокопрочного чугунов и стали в серийном и массовом производствах. Изготовление литейных форм осущест­вляется на высокопроизводительных пескодувно-прессовых автоматических линиях (рис. 17).

 

Рис. 17 Схема процесса изготовле­ния безопочных литейных форм на автоматических машинах

 

Модельная плита 1 закреплена на прессовой машине, плита 3 — на плите противодавления. Модельные плиты 1, 3, боковые стенки и головка 2 образуют формовочную камеру (рис. 17, а), ко­торая заполняется формовочной сме­сью с помощью сжатого воздуха под давлением 0,5-1 МПа. После этого формовочная смесь прессуется плун­жером 4 под давлением до 2 МПа. Модельная плита 3 отходит влево и поворачивается в горизонтальное по­ложение, а уплотненный ком формовоч­ной смеси плунжером 4 проталкивается до соприкосновения с предыдущим ко­мом, образуя полость 5 (рис. 17, б). В результате получается непрерывный ряд форм, которые заливают расплав­ленным металлом из ковша 6. После затвердевания и охлаждения отливок формы подаются на выбивную решет­ку, где отливки 7 освобождаются от формовочной смеси. Смесь поступает на переработку и повторное исполь­зование, а отливки — в обрубное от­деление.

Узнать еще:

Изготовление литейных форм | Справочная информация

Изготовление литейных форм – формовка – основная и наиболее сложная операция, от которой в значительной степени зависит качество отливки. Из большого многообразия способов формовки в качестве примера разберем формовку простой отливки «Втулка» по самому распространенному методу: формовка в двух опоках. На рисунке 3.8 представлен эскиз отливки и последовательность формовки и сборки. Отливка имеет несложную внешнюю и внутреннюю поверхность. По образу и подобию наружных поверхностей отливок изготавливается модель (пусть в данном случае деревянная). Размеры модели будут несколько большими, чем на отливках: известно, что при затвердевании объем металла уменьшается приблизительно на 1 –2% в зависимости от марки сплава, т.е. наружные размеры модели на 1–2% больше размеров отливки. Кроме того, на тех поверхностях, где необходимо производить механическую обработку, также предусмотрены припуски на несколько миллиметров.

Рис. 3.8 Изготовление формы в двух опоках по разъемной модели: 1 – наколы вентиляционные; 2 – нижняя опока; 3 – нижняя половина модели; 4 – подмодельная плита; 5 – стояк; 6 – выпор; 7 – верхняя половина модели;8 – верхняя опока; 9 – стержень

Если необходима установка стержней, то на модели дополнительно изготавливают «знаки», которые затем служат для установки и фиксации стержней. Обычно в верхней части модели устанавливают «стояк», при помощи которого будет изготовлена в форме полость для подвода жидкого металла и «прибыль» или «выпор» – для выхода газов при заливке и питании жидким металлом отливки в процессе ее кристаллизации. Обычно модели выполняют разъемными по центру симметрии т.е. модели разделяют на две половины: нижнюю и верхнюю.

Стержневой ящик предназначен для изготовления стержня. Эта часть модельного комплекта выполняется или деревянной или металлической. Стержневой ящик представляет собой корпус определенной формы, внутри которого выполнена полость, по конфигурации и размерам полностью отвечающая размерам и формам стержня. Стержневой ящик обычно изготавливается из двух половинок. При изготовлении стержня части ящика собираются, скрепляются специальными скобами, во внутреннюю полость засыпается приготовленная стержневая смесь и уплотняется вручную при помощи пневматических трамбовок или на специальных машинах. После уплотнения стержневой смеси ящик разбирают, аккуратно вынимают изготовленный, но не прочный стержень, укладывают на специальную плиту – «драйер» и сушат или в газовых камерных печах или химическим способом (продувкой углекислотой). После этого стержень становится довольно прочным и не разрушается от действия жидкого металла. Обычно после сушки стержни окрашивают специальными противопригарными красками и подают на участок сборки литейных форм. Таким образом, изготовление стержней всегда происходит раньше, чем изготовление формы.

Изготовление литейной формы в нашем случае производим следующим образом. На гладкую деревянную или металлическую плиту 4 устанавливается нижняя полумодель 3, и опока 2. В опоку насыпается формовочная смесь (облицовочная и наполнительная) и уплотняется специальными пневматическими трамбовками. После уплотнения формовочная смесь представляет собой плотный спрессованный песчаный материал с определенной прочностью (рис. 3.8, б).

После уплотнения излишки формовочной смеси с опоки счищаются линейкой, делаются «душником» вентиляционные наколы 1 для выхода газов при заливке. Приготовленную таким образом нижнюю полуформу поворачивают на 180°, устанавливают на нее верхнюю полумодель 7 с выпором 6 и стояком 5. Линию разъема и модель посыпают графитом (или смесью керосина с графитом), чтобы при изготовлении верхней полуформу формовочная смесь нижней полуформы не соединилась с верхней. Устанавливается верхняя опока 8 с фиксацией по отверстиям специальными фиксаторами (штырями), засыпается и уплотняется аналогичным образом формовочная смесь. Иногда в верхнюю полуформу устанавливают специальные крючки для более надежного крепления уплотненной формовочной смеси (рис. 3.8, в). После уплотнения и очистки излишков смеси делают вентиляционные наколы, верхнюю полуформу снимают и поворачивают, устанавливая на специальную плиту.

Из верхней и нижней полуформ аккуратно вынимают модели 3 и 7, выпор, (прибыль), стояк и элементы литниковой системы. После выемки моделей по разъему в обоих полуформах получили полость, соответствующая наружной геометрии детали. В нижнюю полуформу в «знаки» укладывают стержень 9 и вновь верхнюю опоку аккуратно устанавливают по центрирующим штырям на нижнюю полуформу. Так получается форма в сборе, готовая к заливке жидким металлом (рис. 3.8, г). Собранную таким образом форму устанавливают на свободные площади в цехе (на «плац») и заливают жидким металлом, предварительно установив груз на верхнюю полуформу, чтобы заливаемый металл не смог своей подъемной силой приподнять верхнюю полуформу.

Нами разобран конкретный пример изготовления вручную литейной формы в двух опоках.

В промышленности, в  зависимости от условий производства и от серийности деталей, могут применяться другие способы изготовления форм. При ручной формовке – это формовка в опоках, формовка в стержнях, формовка в почве, формовка по шаблону и т.д.

Но наибольшее применение имеют методы машинной формовки на специальных встряхивающихся машинах, полуавтоматических и автоматических установках. Это улучшает условия работы, повышает производительность труда, сокращает брак отливок и т.д. Формовочные машины устанавливают обычно «в паре»: на одной машине изготавливается нижняя полуформа, на другой – верхняя. Формовочные машины оборудованы поворотными столами, уплотняющими (встряхивающими) механизмами. Извлечение модели из уплотненной формы производится за счет поворота стола или специальными подъемниками. Уплотнение формовочной смеси применяется самое разнообразное: верхнее и нижнее прессование, встряхивание, пескометное уплотнение. В качестве примера разберем схему изготовления формы на встряхивающей формовочной машине (рис. 3.9).

На столе формовочной машины 5 крепится подмодельная плита 1 с моделью 2.

На подмодельную плиту устанавливается опока 3 с наполнительной рамкой 4. Из бункера сверху в опоку насыпается формовочная смесь. Под поршень 6 подается сжатый воздух, поднимающий стол до тех пор, пока не откроется выпускное отверстие 7, через которое сжатый воздух под давлением уходит в атмосферу. Стол при этом резко падает вниз, ударяясь о цилиндр 8.

Благодаря таким повторяющимся многочисленным ударам (10–20 раз) смесь хорошо уплотняется. Сверху опоки уплотнение слабее, поэтому применяется доуплотнение вручную или на машине. При помощи поворотного стола или штифтовых подъемников уплотненная полуформа снимается с подмодельной плиты и процесс повторяется.

Механизировано на машинах изготавливается и большинство стержней. С целью получения наиболее качественной поверхности стержни и формы перед сборкой красят специальными огнеупорными красками. Наиболее крупные формы и стержни очень часто сушат. Основная цель сушки – удаление влаги из высушиваемых форм и стержней и придание им газопроницаемости и прочности.

Производство отливок, объясненное за пять шагов

Производство отливок, объясненное за пять шагов

Массовое производство металлических деталей имеет несколько вариантов процесса. В то время как 3D-печать в моде, большие объемы производства лучше при традиционном литье по выплавляемым моделям. Почему? Традиционное производство литья по выплавляемым моделям более экономично и надежно. Современный процесс литья включает заливку расплавленного металла в полости формы для придания желаемой формы.Затем сжиженный металл охлаждают и дают ему затвердеть перед извлечением из формы в затвердевшем виде. Процесс литья состоит из пяти этапов: изготовление модели, формование, плавление и разливка, вытяжка, термообработка и контроль. Читайте дальше, чтобы узнать больше о каждом шаге.

Изготовление выкройки

Первый этап процесса литья включает изготовление копии отливаемого изделия, которую затем можно использовать для придания формы полости формы и получения точных размеров и характеристик.Выкройки можно делать из самых разных материалов, таких как дерево, металл, пластик или гипс. Здесь чрезвычайно важны точность размеров и дизайн, так как узор определяет форму, которую примет отливка. Требуются точные расчеты, чтобы гарантировать, что готовые высококачественные литые изделия подходят и работают должным образом.

Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям — это особый вид производства отливок, в котором используются восковые модели. Когда расплавленный металл заливают в форму и дают ему затвердеть, он принимает форму воскового узора.Затем высококачественный литой продукт выбрасывается, и восковой узор может быть расплавлен для повторного использования.

Формование

Во время формования форма подготавливается для приема расплавленного металла. При производстве отливок существует два типа процессов изготовления литейных форм: многоразовые и одноразовые. Как следует из названия, формы многоразового использования могут использоваться многократно и обычно изготавливаются из металла.

Литье в песчаные формы

Одноразовые формы разрушаются в процессе литья. Литье в песчаные формы является наиболее распространенным процессом одноразового формования.Во время литья в песчаные формы обработанный песок плотно набивается вокруг модели и помещается в опору, называемую «колбой». При снятии выкройки слепок останется.

Плавка и разливка

Отливки могут производиться как из черных металлов (содержащих железо, например, нержавеющая сталь), так и из цветных металлов (не содержащих железа, таких как алюминий и медь). Прежде чем их можно будет использовать в процессе литья, эти металлы необходимо расплавить в печи. Затем расплавленный металл заливают в полость формы и оставляют для затвердевания.

Встряска и очистка

После того, как расплавленный металл затвердеет, наступает время для четвертого шага: встряхивания. Форма подвергается вибрации, чтобы удалить песок из отливки. Любой излишек металла удаляется в процессе очистки, часто с помощью отбойного молотка или ленточной пилы. Галтовочные барабаны, аппараты для мытья под давлением и воздушные струйные аппараты также могут использоваться при производстве отливок для удаления остатков песка и сглаживания шероховатостей.

Термическая обработка и контроль

Оставшаяся отливка должна быть идентична исходной модели.В зависимости от конечного использования продукт может подвергаться различным отделочным обработкам. Например, отливки, производимые для тяжелого промышленного использования, часто подвергаются термообработке, чтобы они могли выдерживать отрицательные температуры, влажную среду или экстремальный вес. Отливка из инструментальной стали будет сочетать углеродистые и легированные стали, чтобы обеспечить износостойкость и стойкость к истиранию.

Наконец, отливка будет подвергнута тщательным испытаниям для проверки ее структурной целостности и физических свойств.

Хотите узнать больше о затратах на производство отливок для вашего следующего проекта? Позвоните нам, и мы будем рады обсудить ваши варианты трансляции.Или опишите свой проект в этой форме, и наша команда экспертов-консультантов поможет вам определить наиболее подходящий для вас процесс кастинга.

Узнайте больше об услугах по литью по выплавляемым моделям от опытного литейного завода. Наши услуги включают:

различных типов процессов литья, используемых в производстве

Изображение предоставлено: Funtay / Shutterstock.com

Производство отливок — это процесс, при котором жидкий материал, такой как расплавленный металл, заливается в полость специально разработанной формы и дает ему затвердеть.После затвердевания заготовку вынимают из формы для проведения различных финишных обработок или для использования в качестве конечного продукта. Методы литья обычно используются для создания сложных твердых и полых форм, а литые изделия находят широкое применение, включая автомобильные компоненты, аэрокосмические детали и т. Д.

Различные виды литья и процесс литья

Хотя литье является одним из старейших известных методов производства, современные достижения в технологии литья привели к появлению широкого спектра специализированных методов литья.Каждый из процессов горячей штамповки, таких как литье под давлением, литье по выплавляемым моделям, гипсовое литье и литье в песчаные формы, дает свои уникальные производственные преимущества. Сравнение преимуществ и недостатков общих типов процессов литья может помочь в выборе метода, наиболее подходящего для данного производственного цикла.

Литье в песчаные формы

Для литья в песчаные формы обычно используются материалы на основе диоксида кремния, такие как синтетический или природный песок. Песок для литья обычно состоит из мелко измельченных сферических зерен, которые можно плотно упаковать в гладкую формовочную поверхность.Отливка спроектирована так, чтобы уменьшить вероятность разрыва, растрескивания или других дефектов, обеспечивая умеренную степень гибкости и усадки во время фазы охлаждения. Песок также можно укрепить, добавив глину, которая помогает частицам более плотно сцепляться. Автомобильные продукты, такие как блоки двигателей, производятся методом литья в песчаные формы.

Литье в песчаные формы включает несколько этапов, включая изготовление моделей, формование, плавление и заливку, а также очистку. Узор — это форма, вокруг которой набивается песок, обычно состоящий из двух частей: рифление и сопротивление.После того, как песок достаточно уплотнен, чтобы воспроизвести узор, колпачок удаляется и узор извлекается. Затем устанавливаются любые дополнительные вставки, называемые стержневыми ящиками, и заменяется колпачок. После заливки и затвердевания металла отливку снимают, очищают от стояков и ворот, которые использовались в процессе заливки, и очищают от прилипшего песка и окалины.

К основным преимуществам литья в песчаные формы относятся:

• Относительно низкие производственные затраты, особенно при малых тиражах.
• Возможность изготовления больших компонентов.
• Емкость для литья как черных, так и цветных металлов.
• Низкая стоимость оснастки после литья.

Несмотря на свои преимущества, литье в песчаные формы дает более низкую степень точности, чем альтернативные методы, и может быть трудно отливать в песчаные формы компоненты с заранее определенными размерами и массой. Кроме того, этот процесс имеет тенденцию давать продукты со сравнительно шероховатой поверхностью.

Вы можете использовать платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти компании по литью в песчаные формы для ваших нужд.

Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям или выплавляемым моделям использует одноразовый восковой узор для каждой литой детали. Воск впрыскивается непосредственно в форму, удаляется, затем покрывается огнеупорным материалом и связующим веществом, обычно в несколько этапов для создания толстой оболочки. На общие литники собраны несколько шаблонов. После того, как скорлупа затвердеет, узоры переворачивают и нагревают в печах для удаления воска.Затем расплавленный металл заливается в оставшиеся оболочки, где он затвердевает, принимая форму восковых узоров. Огнеупорная оболочка выламывается, чтобы обнажить законченную отливку. Литье по выплавляемым моделям часто используется для изготовления деталей для автомобильной, энергетической и аэрокосмической промышленности, таких как лопатки турбин. Некоторые из основных преимуществ и недостатков литья по выплавляемым моделям включают:

• Высокая точность и точные результаты размеров.
• Возможность создания тонкостенных деталей сложной геометрии.
• Емкость для литья как черных, так и цветных металлов.
• Относительно качественная обработка поверхности и детализация готовых деталей.

Несмотря на высокую точность, литье по выплавляемым моделям обычно дороже, чем другие сопоставимые методы литья, и, как правило, рентабельно только тогда, когда нельзя использовать отливки из песка или гипса. Однако затраты иногда можно компенсировать снижением затрат на механическую обработку и оснастку за счет получения качественной поверхности отливок по выплавляемым моделям.

Вы можете использовать платформу Thomas Supplier Discovery Platform для поиска инвестиционных литейных компаний для ваших нужд.

Отливка из гипса

Литье из гипса аналогично процессу литья в песчаные формы с использованием смеси гипса, упрочняющего состава и воды вместо песка. Штукатурный узор обычно покрывается антиадгезионным составом, чтобы предотвратить его прилипание к форме, а штукатурка способна заполнить любые зазоры вокруг формы. После того, как гипсовый материал был использован для отливки детали, он обычно трескается или образует дефекты, требующие замены на свежий материал.Преимущества гипсового литья:

• Очень гладкая поверхность.
• Возможность отливать сложные формы с тонкими стенками.
• Способность формировать большие детали с меньшими затратами по сравнению с другими процессами, такими как литье по выплавляемым моделям.
• Более высокая точность размеров по сравнению с литьем в песчаные формы.

Этот процесс имеет тенденцию быть более дорогим, чем большинство операций литья в песчаные формы, и может потребовать частой замены гипсового формовочного материала.Обычно это более эффективно и рентабельно, когда важным требованием является качество отделки поверхности. Его применение обычно ограничивается литьем алюминия и сплавов на основе меди.

Вы можете использовать платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти компании по литью гипса для ваших нужд.

Литье под давлением (процесс литья металла)

Литье под давлением — это метод формования материалов под высоким давлением, обычно с использованием цветных металлов и сплавов, таких как цинк, олово, медь и алюминий.Форма многоразового использования покрыта смазкой, которая помогает регулировать температуру штампа и способствует выталкиванию компонентов. Затем расплавленный металл под высоким давлением вводится в пресс-форму, которое остается непрерывным до тех пор, пока заготовка не затвердеет. Эта вставка под давлением выполняется быстро, предотвращая затвердевание любого сегмента материала перед заливкой. После завершения процесса компонент вынимается из фильеры и удаляются все отходы. Некоторые из основных преимуществ, обеспечиваемых литьем под давлением, включают:

• Строгие допуски по размерам и форме.
• Высокая стабильность размеров компонентов и унифицированный дизайн.
• Снижение потребности в обработке после литья.

Несмотря на свои преимущества, литье под давлением как процесс литья металла требует относительно высоких затрат на инструмент, что делает его более экономичным при больших объемах производства. Также может быть сложно обеспечить механические свойства отлитого под давлением компонента, что означает, что эти изделия обычно не функционируют как конструктивные детали. Поскольку формы обычно состоят из двух частей, литье под давлением ограничивается продуктами, которые могут быть удалены из формы без разрушения формы, как это делается в других процессах литья.

Для получения дополнительной информации о литье под давлением вы можете ознакомиться с нашим руководством по типам литья под давлением, в котором подробно рассматриваются различные типы, сплавы и соображения по выбору конкретной комбинации процесса / сплава.

Центробежное литье

Центробежное литье используется для производства длинных цилиндрических деталей, таких как чугунные трубы, за счет перегрузки, возникающей в прядильной форме. Расплавленный металл, введенный в форму, отбрасывается на внутреннюю поверхность формы, в результате чего получается отливка без пустот.Первоначально изобретенный как процесс де Лаво с использованием форм с водяным охлаждением, этот метод применяется к симметричным деталям, таким как грунтовая труба и большие стволы орудий, и имеет преимущество изготовления деталей с использованием минимального количества стояков. Для асимметричных деталей, которые нельзя вращать вокруг собственных осей, вариант центробежного литья, называемый литьем под давлением, размещает несколько деталей вокруг общего литника и вращает формы вокруг этой оси. Аналогичная идея применяется к отливке очень больших зубчатых колес и т. Д.В зависимости от отливаемого материала могут использоваться металлические или песчаные формы.

Отливка в постоянную форму

Литье в постоянную форму имеет сходство с литьем под давлением и центробежным литьем, особенно с использованием многоразовых форм. Они могут быть сделаны из стали, графита и т. Д. И обычно используются для литья таких материалов, как свинец, цинк, алюминиевые и магниевые сплавы, некоторые виды бронзы и чугун. Это процесс при низком давлении, когда заливка обычно выполняется вручную с использованием нескольких форм на поворотном столе.По мере того, как формы вращаются через различные станции, они последовательно покрываются, закрываются, наполняются, открываются и опорожняются. Один из таких методов известен как литье под давлением, при котором форма заполняется, но опорожняется до того, как металл полностью затвердеет. Расплавленный металл выгружается из отливки для получения полой литой оболочки. Похожая идея используется при лепке полых шоколадных изделий, например, пасхальных кроликов. Использование металлических форм способствует более быстрой передаче тепла через форму, позволяя оболочке затвердеть, в то время как ядро ​​остается жидким.

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение различных типов процессов литья. Для получения дополнительной информации о связанных продуктах или процессах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие литейные изделия

Прочие «виды» статей

Больше от Custom Manufacturing & Изготовления

пресс-форм для литья под давлением | Процесс изготовления пресс-формы

Главная> Литье под давлением> Формы для литья под давлением> Пресс-формы для литья под высоким давлением В формах

для литья под давлением от SKS Die Casting and Machining используются алюминиевые сплавы и цинковые сплавы для производства отливок, идентичных деталям небольшими и крупными партиями для ваших производственных нужд.Разработка форм для литья под давлением — это универсальный процесс, который позволяет производить большое количество отливок малых и средних размеров.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о процессах производства форм для литья под давлением или позвоните нам по телефону 510-523-2541, и мы будем рады помочь вам с любыми вопросами, которые могут у вас возникнуть относительно форм для литья под давлением и многочисленных процессов литья под давлением.

Литье под давлением — это производственный процесс, который обычно используется для производства металлических деталей с точными размерами, четко очерченными, гладкими или текстурированными поверхностями.Это достигается путем нагнетания расплавленного металла под высоким давлением в металлические формы многократного использования. Процесс изготовления литейных форм следует следующим процедурам, касающимся изготовления литейных форм:

1. Форма создается как минимум из двух частей, чтобы обеспечить надлежащее удаление отливки.
2. Секции надежно закреплены внутри машины и расположены таким образом, что одна неподвижна, а другая подвижна.
3. Два плотно прижаты друг к другу.
4. Расплавленный металл вводится в полость матрицы, где он быстро затвердевает.
5. Половинки матрицы растягиваются, и отливка выталкивается.

По сравнению с процессами в песчаной или постоянной форме, HPDC (литье под высоким давлением) является самым быстрым методом в отрасли производства высокоточных деталей из цветных металлов.

Преимущества пресс-формы для литья под высоким давлением

Использование процесса литья под давлением (или HPDC) дает множество преимуществ.В SKS Die Casting мы можем предоставить вам формы для литья под давлением, соответствующие вашим проектным требованиям. Некоторые из преимуществ и недостатков процесса пресс-форм HPDC включают следующее:

Преимущества пресс-формы HPDC

• Конфигурация детали в форме сетки достижима
• Достижима высокая точность размеров
• Быстрое производство
• Более тонкие стенки достигаются по сравнению с литьем по выплавляемым моделям и отливкам в песчаные формы
• Широкий выбор возможных форм
• Наружную резьбу можно заливать
• Стальные вставки могут быть отформованы поверх
• Отверстия можно просверлить под внутренний метчик размером

Недостатки пресс-формы HPDC

• Чтобы сделать процесс рентабельным, требуется относительно большой объем производства.(Однако SKS будет работать с клиентами над устранением этого недостатка.)
• Высокая начальная стоимость (инструмент, настройка)
• Минимальная толщина стенки: 0,040 дюйма
• Максимальная толщина стенки: 0.200 дюймов. В некоторых случаях допускается до 0,50 дюймов.
• Вытяжные радиусы и галтели, необходимые для отливки
• Возможная проблема пористости

Материалы пресс-формы для литья под давлением

SKS Die Casting and Machining предлагает штампы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов: P-20, H-11, H-13, Premium Grade h23 (согласно NADCA No.229), Superior Grade h23 (согласно NADCA No. 229) или другим сплавам, как определено в NADCA No. 229. Кроме того, SKS гарантирует стойкость инструмента в 1 миллион выстрелов для деталей из цинковых сплавов ZAMAK и стойкость инструмента в 100 000 выстрелов для инструмента. изготовление деталей из алюминиевых сплавов.

SKS — ваш главный поставщик оборудования для литья под давлением и механической обработки с 1945 года.

Методы литья металла: срок службы отливки

Изучите термины и процессы, связанные с извлечением сокровищ из огня печи

Что такое металлическое литье?

Металлическое литье — это процесс изготовления предметов путем заливки расплавленного металла в пустое пространство.Затем металл охлаждается и затвердевает, принимая форму, приданную ему этой формованной формой. Литье часто является менее дорогим способом изготовления детали по сравнению с механической обработкой детали из цельного металла. Есть много способов литья металла на выбор. Какой тип отливки наиболее эффективен, зависит от используемых металлов, размера партии и сложности отливки.

Перед запуском производственного цикла полезно узнать некоторые термины и методы в литейном цехе.

Справиться и перетащить или таран и качели — это слова, обозначающие движущиеся и неподвижные части зеленой песчаной плесени.

Терминология литья

Форма для литья

Форма представляет собой полость в материале, которая принимает жидкий металл и производит охлаждаемый объект в форме этой полости. Формы могут быть простыми. Формы, используемые для создания металлических слитков, похожи на формы для выпечки хлеба, где металл просто заливают внутрь и оставляют охлаждаться. Большинство форм предназначены для более сложных форм и основаны на узоре.Рисунок отпечатан на разрезной форме. Половина рисунка отпечатывается на одной стороне формы, а половина — на другой, а затем половинки зажимаются вместе перед заполнением формы. Сделав форму из двух частей, шаблон можно вынуть перед заполнением. Эти формы могут быть изготовлены с горизонтальным разрезом

Справиться и перетянуть

При горизонтальном формовании верхняя половина формы называется ригелем , а нижняя половина называется ригелем .

Качели и ползун

При вертикальном формовании передняя половина формы называется поворотным , а задняя половина называется плунжером .

Формовочные стержни

Если предполагается, что пресс-форма имеет внутренние пространства или отверстия, часто делают стержень . Эти ядра имеют форму внутреннего пространства. Сердечники обычно удерживаются на месте, выступая за отливку и удерживаясь на месте с помощью отпечатков стержней , которые подвешивают сердечник как мост между двумя банками. Пустые пространства вокруг сердечника заполнятся металлом, и ядро ​​будет удалено из окончательной отливки, оставив отверстие на месте, где оно было раньше.Если ядро ​​очень длинное, оно может поддерживаться венцами , чтобы поддержать его. Обычно они изготавливаются из того же металла, что и окончательная отливка, поскольку они находятся в пространстве, которое будет затоплено материалом и станет частью окончательной отливки.

Допуск на размер

Одним из важных факторов при выборе метода литья является допуск на размер . Допуск на размер — это допустимое отклонение размера конечного продукта. Металл дает усадку при охлаждении, и на сколько влияет тип отливки.Если продукт должен быть точным, клиенту может потребоваться метод литья, который позволяет производить литье почти с сеткой . Это означает, что продукт очень близок к нужному размеру, когда его вытряхивают из формы.

Обработка поверхностей

Еще одно соображение — поверхностная обработка . Насколько зернистой, неровной или шероховатой может быть поверхность отливки? То, что приемлемо для чугунной сковороды, неприемлемо для обручального кольца. Очень гладкие металлические поверхности обычно создаются с помощью механической обработки, что требует дополнительных затрат: если желаемый результат является блестящим и гладким, выбор метода литья с более тонкой обработкой может снизить затраты на обработку.

Чистота поверхности означает, насколько мелкой или зернистой является поверхность отливки перед обработкой.

Методы литья металлов

Металлическое литье подразделяется на две основные категории: процессы с использованием многоразовых форм и процессы с использованием одноразовых форм.

Многоразовые или постоянные формы создают множество предметов, тогда как одноразовые формы разрушаются в процессе литья. Хотя с точки зрения непрофессионала может показаться, что многоразовые формы должны быть более рентабельными для крупномасштабного производства, это не всегда так.Большинство изделий из чугуна и стали изготавливаются методом одноразового литья.

Низкотемпературные формовочные материалы (смолы, шоколад, воск и т. Д.) Почти всегда используют многоразовые формы. Что отличает металлургию, так это высокие температуры. Это создает большую нагрузку на форму. Поэтому неудивительно, что сплавы с более низкой температурой плавления, такие как цинк, алюминий, магний, олово или медь, чаще подходят для процессов многократного использования.

Однако в некоторых случаях даже черные металлы разливают в формы многократного использования.Сложность конструкции, выбор металла и требования к допускам на размеры и отделке поверхности — все это влияет на то, подходят ли многоразовые формы.

Постоянные формы могут быть простыми, как эта, или более сложными, состоящими из двух частей.

Многоразовые формы

Формы постоянные

Постоянные формы обычно изготавливаются из металла, у которого температура плавления выше, чем у металла, которым они заполнены. Жидкий металл заливается без какого-либо внешнего давления. Постоянные стержни должны быть простыми, чтобы их можно было извлечь для повторного использования из готовой отливки.

Эти формы иногда используются для литья чугуна, а также для низкотемпературных сплавов. Поворотные столы, а не сборочные линии, являются наиболее распространенным производственным процессом. Отдельные операции, такие как нанесение покрытия на форму, размещение стержней, закрытие формы, заливка, открытие формы и выталкивание отливки, выполняются по мере прохождения каждой формы через следующие станции.

Формы предварительно нагреваются перед заливкой первой отливки, чтобы они не растрескались из-за разницы температур.

Отливки, полученные этим методом, не могут иметь столь же тонкие стенки, как у отливок при использовании других методов многократного использования, таких как литье под давлением. Однако отливки производятся с «жесткими допусками», что означает, что размер окончательной отливки можно более точно спрогнозировать. Изготовленные таким образом отливки бывают плотными и мелкозернистыми. Они имеют более гладкую поверхность и позволяют избежать нескольких типов дефектов.

Эта форма молдинга достаточно прочна, чтобы ее можно было использовать с железом, но она не является предпочтительным стилем для желтых латуней.Желтые латуни содержат большое количество цинка и загрязняют плесень или умирают.

Полупостоянные формы

Единственное изменение в отливке в полупостоянную форму состоит в том, что стержни, используемые в процессе литья, могут быть песчаными стержнями одноразового использования. Более сложные формы стержней возможны с песчаными стержнями, потому что их не нужно извлекать неповрежденными из окончательной отливки. Если в отливке оставить отверстие для удаления стержней, их можно «вытрясти» на вибростоле, чтобы они стекали, как песок через песочные часы.Преимущества допусков, плотности и внешнего вида при отливке в неразъемную форму существуют только в секции, отлитой относительно металлической формы.

Отливка из слякоти

Этот красочно названный стиль литья позволяет создавать полые отливки без стержней, просто покрывая внутреннюю часть формы небольшим количеством металла, создавая металлическую «оболочку». Есть разные способы подойти к литью из слякоти в зависимости от того, как быстро схватывается металл или другой материал. В одном методе основатель может налить небольшое количество жидкости в форму и вращать, чтобы покрыть внутреннюю часть металлом.В другом случае основатель может полностью заполнить форму, а затем вылить лишний материал по истечении заданного времени охлаждения. Цинк, алюминий и олово — это металлы, которые обычно отливают из слякоти.

Центробежное литье

При истинном центробежном литье форма с водяным охлаждением вращается вокруг своей центральной оси с высокой скоростью, в то время как жидкий металл подается внутрь. Центробежная сила вытягивает жидкий металл по поверхности формы ровным слоем. Чтобы этот метод работал, окончательная отливка должна иметь ровную геометрию вокруг оси вращения.Таким образом, эта форма отливки лучше всего подходит для форм, которые имеют примерно цилиндрическую или круглую форму, например трубы или кольца.

Объекты, отлитые этим методом, обычно имеют очень низкий процент дефектов. Загрязнения попадают близко к отверстию или внутренней поверхности отливки и могут быть удалены механической обработкой. Большинство труб или фитингов, которые будут использоваться под давлением, отлиты центробежным способом из-за прочности их бесшовной конструкции.

Некоторые небольшие металлические отливки, например ювелирные изделия, изготавливаются с помощью центрифуги, которая вращает всю форму вокруг центральной точки, вытягивая металл из тигля по мере его вращения.Это не центробежное литье, а форма литья под давлением.

Центробежные отливки не имеют швов, и загрязнения могут удаляться из отверстия.

Литье под давлением

Методы литья под давлением используют силы, отличные от силы тяжести, для управления потоком металла в постоянную форму. При литье под давлением используются воздух или газ, вакуум, механические или центробежные силы. Эти методы позволяют литейным предприятиям точно контролировать скорость заполнения формы: сила тяжести всегда действует с одной и той же силой, но искусственные силы могут варьироваться.

Вакуумное литье втягивает металл в форму, когда в ней разгерметизировано давление, и создаваемый вакуум вытягивает жидкий металл из резервуара внизу. Вакуум должен оставаться, пока металл остывает, поэтому этот метод в основном используется для тонкостенных отливок. Обеспечивает отличную чистоту поверхности. Отливки под низким давлением меняют этот процесс, создавая давление в печи, в которой находится жидкий металл, вместо создания вакуума в форме. Металл проталкивается через стояки в полость формы.

Все машины для литья под давлением (см. Ниже) также используют ту или иную форму давления для создания отливок.

Литье под давлением

Машины для литья под давлением

состоят из резервуара с расплавленным металлом, металлической формы или штампа на двух пластинах и системы впрыска, которая втягивает материал и нагнетает его под давлением в штамп.

Процесс литья под давлением начинается с открытой формы. Форсунки распыляют на форму смазку, чтобы предотвратить прилипание детали. Затем две половины формы закрываются, и закрытая форма впрыскивается с помощью напорного патрубка. Перед открытием кубика новой отливке дается время остыть.Штифты выталкивателя выталкивают новую отливку из матрицы, и затем процесс начинается снова.

Существует две формы литья под давлением металла. Литье под давлением с холодной камерой работает как шприц: перед отливкой каждой формы камера впрыска должна быть заполнена расплавленным металлом, а затем поршень выталкивает содержимое инжектора в матрицу. Литье под давлением с горячей камерой или гусиной шеей работает путем погружения камеры системы впрыска в расплавленный металл, при этом форма системы означает, что форсунка наполняется сама собой.Литье под давлением в горячей камере выталкивает этот материал в форму либо с помощью поршня, либо с помощью давления воздуха.

Системы «гибкая шея» более подвержены коррозии, поскольку находятся в ванне из расплавленного металла. По этой причине они обычно используются с алюминием или алюминиево-цинковыми сплавами, которые имеют более низкую температуру плавления. Форсунка для литья под давлением с поршневой или холодной камерой может использоваться при более высоких температурах, необходимых для плавления латуни и бронзы, поскольку инжектор не подвергается постоянному воздействию тепла.

Машины непрерывного литья заготовок непрерывно прессуют металлические формы, но разрезают их на небольшие отрезки.

Непрерывное литье

Даже металлические детали, которые мы считаем полностью обработанными, прокатанными или обработанными иным образом, часто зарождались в литейном цехе. Непрерывное литье создает блюмы, заготовки и плиты, которые представляют собой простые металлические формы разных размеров, путем экструзии их через постоянную форму. Этот процесс литья создает сырье для обработанной стали.

Процесс непрерывного литья начинается высоко над цехом. Расплавленный металл подается в воронку, контролирующую скорость разливки.Воронка заполняет форму под ней, которая представляет собой простую форму, обычно длиной 20-80 дюймов и имеющую форму квадрата, круга или прямоугольника по своей ширине. Стенки кристаллизатора охлаждаются, так что внешняя часть отливки замерзает при прохождении через нее. Когда металл покидает форму, он затвердевает, но остается податливым. Это позволяет машине непрерывного литья заготовок изгибать его так, чтобы готовая продукция выходила горизонтально. Ряд колес направляет плиту на конвейерную ленту, в то время как охлаждающие спреи укрепляют поверхность.Газовые форсунки на горизонтальной поверхности разрезают цельнометаллический кусок на нужную длину, чтобы их можно было поднимать и штабелировать.

Формы сменные

Методы с расходными формами — явные победители, когда дело доходит до литья черных металлов. Они экономичны, поскольку не должны быть устойчивыми к воздействию высоких температур.

Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы — наиболее распространенный метод литья металлов. Этому производственному процессу не менее трех тысяч лет: первые свидетельства литья из глины пришли из Китая во времена династии Шан (ок.С 1600 по 1046 год до нашей эры).

Неудивительно, что этот процесс до сих пор так популярен: песок дешев, много, податлив и хорошо переносит тепло.

Керны, созданные из песка, легко удалить: их можно встряхнуть с помощью вибростола. Направляющие и ворота, используемые для направления металла в полость формы, либо вырезаются вручную опытным формовщиком, либо создаются как часть рисунка.

Поверхность изделий, отлитых в песчаные формы, часто шероховатая, а допуски по размерам неточны, поэтому отливка в песчаные формы отлично подходит для изготовления крупных и прочных изделий, от декоративных ограждений до чугунных поддонов и деталей двигателей автомобилей.

Подробнее о литье в песчаные формы читайте в нашей предыдущей статье этой серии.

Молдинг корпуса

Корпусная формовка — это форма отливки в песчаные формы, обеспечивающая более жесткие допуски по размерам. Это очень похоже на лепку из песка, только песок смешан со смолой. Смесь песка и смолы заливают каждую половину модели горячего металла. Эта смесь тает и остывает, образуя оболочку. «Оболочки» формы собираются вместе и обычно поддерживаются колбой, полной песка.Благодаря смоле, обеспечивающей дополнительную поддержку внутренних поверхностей, эти оболочки образуют очень точную форму.

Часто корпусное формование используется для изготовления стержней для традиционного литья в песчаные формы. Смола придает песчаным сердцевинам прочность, позволяющую сохранять форму, даже когда их помещают в пустоту, которая станет отливкой. Эти сердечники оболочки могут быть полыми, создаваемыми в литейной форме для горячего металла в процессе, подобном литью из шлама. Две половины стержневой формы зажимаются и нагреваются, а затем заполняются песком, покрытым смолой.Форма запекается до тех пор, пока толщина стенки оболочки не станет достаточно толстой, чтобы выдержать размер сердцевины, а затем излишек неотвержденного смолистого песка выливается обратно. Когда две половины формы разделяются, они открывают прочную сердцевину, готовую к установке в форму для литья в песчаные формы, что создает пространство в отливке.

Литье по выплавляемым моделям этих автомобильных деталей обеспечивает отличные допуски на размеры.

• Литье по выплавляемым моделям (литье по выплавляемым моделям)

  Литье в песчаные формы на сегодняшний день является наиболее распространенной формой литья металлов, и все же есть один аспект литья в песчаные формы, который делает его непригодным для некоторых проектов.Образцы для литья в песчаные формы необходимо удалить из формы, которую они создают, что может означать создание сложной конструкции. Требования к чертежу, размещение линий разъема, ворот, подступенков и стержней требуют, чтобы изготовитель выкройки внимательно рассмотрел потребности выкройки на каждом этапе процесса литья.

  Процесс литья по выплавляемым моделям, выплавляемый или прецизионный процесс литья является альтернативой литью в песчаные формы, который может работать с большинством марок металлов, даже с высокоплавкими черными сплавами, и при этом позволяет избежать некоторых из этих проблем, связанных с формированием моделей при литье в песчаные формы.

  Конструктор по литью по выплавляемым моделям изготавливает точную металлическую матрицу, в которую отливают восковые или пластмассовые модели. Эти шаблоны собираются на литнике, также сделанном из этого материала: литейщик использует горелку, чтобы расплавить литник, чтобы прикрепить к нему каждый узор.

  Эта сборка затем используется для создания оболочки, которая будет использоваться в качестве пресс-формы. Его распыляют, наносят щеткой или окунают в суспензию мелкозернистого, сильно тугоплавкого заполнителя и запатентованного связующего вещества, состоящего в основном из этилсиликата.Затем этой смеси дают застыть. На узор многократно наносят более крупную суспензию до тех пор, пока вокруг узора не образуется оболочка из заполнителя. Формы выдерживают до тех пор, пока покрытие не застынет, после чего их нагревают в печи в перевернутом положении, чтобы воск вытек и был собран для повторного использования. После удаления воска формы запекаются в предварительно разогретой печи. Затем формы можно поддерживать с помощью рыхлого песка и заливать любым обычным способом.

Отливки по выплавляемым моделям или отливки по выплавляемым моделям имеют отличную чистоту поверхности и отсутствие линий разъема.

Когда отливки остынут, оболочка вокруг отливки по выплавляемым моделям разрушается и стряхивается с помощью вибростола.

Литье по выплавляемым моделям обеспечивает превосходную чистоту поверхности и высокую точность размеров. Здесь нет разделительных линий, как при литье в песчаные формы.

Процесс литья в полную форму или пенопласт

Процесс литья в полную форму или пенопласт представляет собой комбинацию процессов литья по выплавляемым моделям и песка. Используется рисунок из пенополистирола. Действительно, вспененный узор может быть выполнен в комплекте с системой литников и направляющих, и он может включать устранение допуска тяги.Иногда узор удаляют перед заливкой, но с некоторыми пенами узор можно оставить на месте в форме для мгновенного испарения при заливке горячего металла.

Этот процесс идеально подходит для отливок одной или нескольких деталей, но иногда литейные заводы производят модели из пенопласта серийно для создания объемов производства. Есть дополнительные расходы на оборудование для изготовления разрушаемых образцов пенопласта, но часто экономические показатели всего процесса литья могут быть благоприятными, если узор очень сложный.

Сравнение процессов литья

Консультации с производителями помогают найти наиболее экономичный способ реализации проекта. Как правило, черные металлы будут отливаться с использованием одноразовых форм, тогда как цветные металлы имеют более широкий диапазон возможностей, но даже из этого простого правила есть исключения.

Вступление в процесс с четким пониманием потребностей проекта поможет выбрать лучший процесс для кастинга. Должен ли дизайн быть точного размера? Насколько тонкими должны быть стены? Какого размера и веса будет отливка в итоге? А как насчет отделки поверхности? Заранее зная ответы на все эти вопросы, опытный дизайнер поможет понять и направить свой продукт через процесс отливки, найдя лучший и наименее затратный процесс для выполнения своей работы.

10 различных типов процесса литья

Что лить

Жидкий металл заливается в полость формы, которая соответствует форме и размеру детали. Метод производства, при котором она остынет и затвердеет для получения заготовки или детали, обычно называется металлической жидкой формовкой или литьем.

Технологический процесс: жидкий металл → заливка → усадка при затвердевании → литье

Характеристики процесса:

1. На нем можно изготавливать детали любой сложной формы, особенно со сложной формой внутренней полости.
2. Высокая технологичность, неограниченное количество типов сплавов и практически неограниченный размер отливок.
3. Широкий источник материалов, возможность переплавки отходов и низкие капиталовложения в оборудование.
4. Высокий процент брака, низкое качество поверхности и плохие условия труда.

10 видов литья

（1） Литье в песчаные формы

Что такое и литье

Способ литья для изготовления отливок в песчаной форме.Отливки из стали, чугуна и большинства цветных сплавов могут быть получены методом литья в песчаные формы.

Технологический процесс:

Процесс литья в песчаные формы

Технические характеристики:

1. Подходит для изготовления заготовок сложной формы, особенно со сложной внутренней полостью;
2. Широкая технологичность и невысокая стоимость;
3. Для некоторых материалов с плохой пластичностью, таких как чугун, литье в песчаные формы является единственным способом формования деталей или заготовок.

Применение s : Блок двигателя, головка блока цилиндров, коленчатый вал и другие отливки для автомобилей

（2） Литье по выплавляемым моделям

Что такое литье по выплавляемым моделям

Вид метода литья, который обычно относится к изготовлению узоров из легкоплавких материалов, покрытию поверхности узора несколькими слоями огнеупорных материалов и последующему расплавлению узора из оболочки формы для получения формы без разделяющей поверхности, которая может заполняться после запекания при высокой температуре.

Технологический процесс:

Процесс литья по выплавляемым моделям

Преимущество с :

1. Высокая точность размеров и геометрическая точность;
2. Высокая шероховатость поверхности;
3. 3. Может лить сложные отливки, и литье сплавов не ограничиваются.

Недостатки: сложные процедуры и высокая стоимость

Приложение s :

Он подходит для производства мелких деталей сложной формы, требующих высокой точности, или других видов обработки, которые трудно выполнить, например, лопаток газотурбинных двигателей.

（3） Литье под давлением

Что такое d т.е. литье

Металлическая жидкость под высоким давлением вдавливается в полость прецизионной металлической формы с высокой скоростью, и металлическая жидкость охлаждается и затвердевает под давлением, образуя отливку.

Технологический процесс:

Преимущество с :

1. Металлическая жидкость подвергается воздействию высокого давления и высокой скорости потока во время литья под давлением.
2. Хорошее качество продукции, стабильный размер и хорошая взаимозаменяемость.
3. Высокая эффективность производства и формы для литья под давлением могут использоваться много раз.
4. Подходит для массового производства с хорошими экономическими преимуществами.

Недостатки:

1. Отливка склонна к образованию мелких пор и усадке.
2. Детали, отлитые под давлением, обладают низкой пластичностью и не должны работать при ударных нагрузках и вибрации.
3. При литье под давлением сплава с высокой температурой плавления срок службы формы невелик, что влияет на расширение производства литья под давлением.

Приложение s : Литье под давлением сначала применялось в автомобильной промышленности и приборостроении, а затем постепенно распространилось на различные отрасли, такие как сельскохозяйственное машиностроение, станкостроение, электронная промышленность , национальная оборонная промышленность, компьютеры, медицинское оборудование, часы, фотоаппараты и бытовая техника.

（4） Литье под низким давлением

Что такое l Литье под давлением

Относится к способу наполнения жидким металлом формы под низким давлением (0.02 — 0,06 МПа) и кристаллизуются под давлением с образованием отливки.

Технологический процесс:

Технические характеристики:

1. Давление и скорость во время разливки можно регулировать, поэтому его можно применять для различных литейных форм (таких как металлические формы и песчаные формы), отливки различных сплавов и отливок различных размеров.
2. Используется нижнее заполнение впрыском, заполнение металлической жидкостью стабильно, и нет явления разбрызгивания, что позволяет избежать вовлечения газа и эрозии формовочной стенки и сердечника, что повышает квалификацию отливок.
3. Отливка кристаллизуется под давлением. Отливка имеет плотную структуру, четкие очертания, гладкую поверхность и высокие механические свойства. Это особенно полезно для литья больших тонкостенных деталей.
4. Устранение необходимости заполнения стояка и повышение коэффициента использования металла до 90-98%.
5. Низкая трудоемкость, хорошие условия труда, простое оборудование, простая в реализации механизация и автоматизация.

Применение: В основном используется в традиционных продуктах (головка цилиндра, ступица, рама цилиндра и т. Д.).

（5） Центробежное литье

Что такое энтробежное литье

Это метод литья, при котором расплавленный металл заливают во вращающуюся форму, а форма заполняется и затвердевает под действием центробежной силы.

Технологический процесс:

Преимущество с :

1. В системе разливки и стояке практически отсутствует расход металла, что улучшает выход процесса.
2. При производстве полых отливок стержень можно не устанавливать, поэтому способность к заполнению металлом может быть значительно улучшена при производстве длинных трубчатых отливок.
3. Отливка имеет высокую плотность, небольшое количество дефектов, таких как поры и включения шлака, а также высокие механические свойства.
4. Изготавливать композитные металлические отливки цилиндров и гильз несложно.

Недостатки:

1. При производстве отливок специальной формы существуют определенные ограничения.
2. Диаметр внутреннего отверстия отливки неточный, поверхность внутреннего отверстия шероховатая, качество плохое, припуск на обработку большой.
3. Отливка склонна к расслоению по удельному весу.

Приложение s :

Центробежное литье было впервые применено для производства литых труб. В стране и за рубежом в металлургии, горнодобывающей, транспортной, ирригационной и дренажной промышленности, авиации, национальной обороне, автомобилестроении и других отраслях промышленности для производства отливок из стали, чугуна и цветных углеродных сплавов используются процессы центробежного литья.Среди них наиболее распространено производство центробежных чугунных труб, гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания и гильз валов.

（6） Литье под давлением под действием силы тяжести

Что такое г литье под давлением

Он относится к способу формования, при котором жидкий металл заполняют металлической формой под действием силы тяжести, а затем охлаждают и затвердевают в форме для получения отливки.

Технологический процесс:

Преимущество с :

1. Металлическая форма имеет большую теплопроводность и теплоемкость, высокую скорость охлаждения, плотную структуру отливки и механические свойства примерно на 15% выше, чем при отливке в песчаные формы.
2. Позволяет получать отливки с более высокой точностью размеров и меньшей шероховатостью поверхности, а также имеет хорошую стабильность качества.
3. Поскольку песчаный керн не используется и используется редко, улучшается окружающая среда, уменьшается количество пыли и вредных газов, а также снижается трудоемкость.

Недостатки:

1. Сама металлическая форма не пропускает воздух, поэтому необходимо принять определенные меры для удаления воздуха и воздуха, создаваемого песчаным стержнем в полости.
2. Металлическая форма не допускает уступок, и при затвердевании отливки легко могут образоваться трещины.
3. Металлические формы имеют более длительный производственный цикл и более высокую стоимость, поэтому хороший экономический эффект может быть проявлен только при массовом производстве.

Приложение s :

Металлическое литье подходит для крупномасштабного производства отливок из цветных сплавов, таких как алюминиевые и магниевые сплавы сложной формы, а также отливок и слитков из чугуна и стали.

（7） Литье под вакуумом

Что такое v литье под вакуумом

Усовершенствованный процесс литья под давлением, который улучшает механические свойства и качество поверхности деталей, отлитых под давлением, путем удаления или значительного уменьшения пор и растворенных газов в детали для литья под давлением за счет удаления газа из полости формы для литья под давлением во время штамповки. -кастейный процесс.

Технологический процесс:

Преимущество с :

1. Он может устранить или уменьшить воздушные отверстия внутри отливки под давлением, улучшить механические свойства и качество поверхности отливки под давлением, а также характеристики покрытия.
2. Для уменьшения противодавления полости можно использовать более низкое удельное давление и сплав с плохими характеристиками литья. На небольших машинах можно лить под давлением более крупные отливки.
3. Улучшает условия заполнения, позволяет отливать более тонкие отливки.

Недостатки:

1. Конструкция уплотнения формы сложна, изготовление и установка затруднительны, поэтому стоимость высока.
2. Если метод вакуумного литья под давлением не контролируется должным образом, эффект не будет очень значительным.

（8） Литье под давлением

Что такое queez ing die литье

Это метод затвердевания жидкого или полутвердого металла под высоким давлением и формования в потоке для непосредственного получения продукта или заготовки. Он имеет преимущества высокой степени использования жидкого металла, упрощенного процесса и стабильного качества.Это энергосберегающая технология обработки металлов давлением с потенциальными перспективами применения.

Технологический процесс:

Direct s queez ing die литье: Распыляемая краска, литой сплав, зажим формы, повышение давления, удержание давления, сброс давления, разделение формы, демонтаж заготовки и сброс.

Непрямое сжатие ing die литье: нанесение покрытия распылением, зажим формы, подача, заполнение, повышение давления, удержание давления, сброс давления, разъединение, демонтаж заготовки, возврат в исходное положение.

Технические характеристики:

1. Может устранить внутренние поры, усадку и другие дефекты.
2. Низкая шероховатость поверхности и высокая точность размеров.
3. Может предотвратить появление трещин отливки.
4. Простота реализации механизации и автоматизации.

Применение: Может использоваться для производства различных типов сплавов, таких как алюминиевый сплав, цинковый сплав, медный сплав, чугун с шаровидным графитом и т. Д.

（9） Отливка по потерянной пене

Что такое l литье из пенопласта (также известное как цельное литье)

Это новый метод литья, при котором комбинация моделей из парафина или пены, аналогичных размеру и форме отливки, образует кластер моделей. После обработки щеткой и высыхания огнеупорного покрытия его погружают в сухой кварцевый песок для вибрации. Заливка под отрицательным давлением для испарения модели, жидкий металл занимает положение модели и образуется после затвердевания и охлаждения.

Технологический процесс:

Предварительное вспенивание → Пенопласт → Покрытие погружением → Сушка → Моделирование → Заливка → Падающий песок → Очистка

Технические характеристики:

1. Высокоточное литье, отсутствие песчаной сердцевины, сокращение времени обработки.
2. Отсутствие разделительной поверхности, гибкая конструкция и высокая степень свободы.
3. Чистое производство без загрязнения окружающей среды.
4. Снижение инвестиционных и производственных затрат.

Приложение s :

Подходит для производства прецизионных отливок различных размеров со сложной структурой. Нет ограничений по видам сплавов и партиям продукции. Такие как моторная коробка из серого чугуна, колено из марганцевой стали и так далее.

（10） Непрерывное литье

Что такое ontin ual литье

Это усовершенствованный метод литья.Его принцип заключается в непрерывной заливке расплавленного металла в специальную металлическую форму, называемую кристаллизатором. Затвердевшая (покрытая коркой) отливка непрерывно вытягивается из другого конца формы, и она может получить отливку любой длины или определенной длины.

Технологический процесс:

Технические характеристики:

1. Поскольку металл быстро охлаждается, кристаллы плотные, структура однородная, а механические свойства хорошие.
2. Экономьте металл и повышайте урожайность.
3. Упрощенные процедуры, устранение моделирования и других процедур, что снижает трудоемкость и значительно сокращает требуемую производственную площадь.
4. Непрерывное литье производства легко реализовать с помощью механизации и автоматизации, а также повысить эффективность производства.

Приложение s :

Непрерывное литье можно использовать для литья стали, чугуна, медных сплавов, алюминиевых сплавов, магниевых сплавов и других длинных отливок с постоянной формой поперечного сечения, таких как слитки, слябы, стержневые заготовки, трубы и т. Д.

Методы производства: литье расходных материалов

Методы производства: литье в расходные формы

Автор: Мэри Ианнуцци, 26 марта 2020 г.

Перейти к:

1. Отливка в песчаные формы
2. Отливка из гипса
3. Отливка по выплавляемым моделям
4. Отливка по образцу испарения
5. Общие проблемы

Отливка — это производственный процесс, при котором детали формируются путем затвердевания расплавленного жидкого металла в форме.

Литье чаще всего используется для сложных форм, изготовление которых другими методами было бы слишком дорого. Литье также экономично для небольших объемов производства и для деталей, требующих короткого срока изготовления.

Сегодня используются два основных класса отливок: одноразовые и многоразовые. Этот блог посвящен литью в одноразовые формы. Литье из расходных материалов — это метод литья, в котором используются временные или одноразовые формы. Наиболее распространенными формами литья в одноразовые формы являются литье в песчаные формы, гипсовое литье, литье по выплавляемым моделям (литье по выплавляемым моделям) и литье по испарительной модели.

Литье в песчаные формы

Плюсы: дешево, быстро, универсально, подходит для небольших заказов.

Минусы: шероховатая поверхность, часто требует дополнительной обработки.

Один из старейших методов литья, литье в песчаные формы, по-прежнему популярен. Простое и быстрое литье в песчаные формы позволяет производить небольшие партии, часто с минимальными или нулевыми первоначальными затратами. Он универсален, способен обрабатывать большинство типов металла в размерах от небольших ручных предметов до массивных деталей локомотива и рельсов.Хотя форма является расходным материалом, сам песок легко перерабатывается, что снижает производственные затраты. Поверхность отливки в песчаные формы довольно грубая (похожа на набивной мелкий песок на пляже). Многие детали, отлитые в песчаные формы, требуют частичной или полной механической обработки после отливки для достижения определенных допусков или эстетических требований.

Гипсовая отливка

Плюсы: дешево, быстро, с отличной обработкой поверхности, сложной формы.

Минусы: непригоден для использования с черными металлами, ограничен более мелкими более легкими деталями (макс. ~ 100 фунтов).

Литье из гипса — это тот же процесс, что и литье в песчаные формы, но с использованием формы, сделанной из гипса, а не из песка. Из гипса можно изготавливать очень сложные формы, близкие к чистым, или отливки с требуемой обработкой поверхности и допусками прямо из формы. Это может устранить необходимость в дополнительной обработке. Форму сделать легко, обычно на это уходит меньше недели, но скорость изготовления немного ниже, чем у песчаных форм. Гипсовые формы не могут работать с очень большими и тяжелыми деталями, а также с высокими температурами, поэтому их применение ограничивается цветными металлами с низкими температурами соприкосновения.

Литье по выплавляемым моделям (потерянный воск)

Плюсы: Очень точная, обычно чистая форма, отделка и допуск в литом состоянии. Подходит для высокотемпературного литья.

Минусы: высокие начальные затраты, экономия только при больших количествах.

Паковочные формы — это формы, изготовленные из воска, покрытые огнеупорными материалами или окруженные ими. Сам воск принимает окончательную форму желаемого литого изделия. Делается это с помощью постоянной формы из металла.Затем формованную восковую форму покрывают огнеупорным материалом, например керамикой, чтобы получить оболочку этой формы. Воск выплавляется из огнеупорной оболочки, и эта оболочка используется в качестве формы для окончательного литья. После затвердевания отливки огнеупорный материал отламывается. Это позволяет получить очень гладкую поверхность в форме сетки и помогает избежать разделительных линий, видимых при использовании постоянных форм. Литье по выплавляемым моделям очень универсально и позволяет обрабатывать практически все типы металлов. Зачастую послепроизводственная обработка практически не требуется, даже с жесткими допусками и прекрасной обработкой поверхности.Поскольку для этого процесса требуется так много шагов, он может быть очень дорогостоящим по сравнению с литьем из песка или гипса. Первоначальные затраты могут быть высокими из-за необходимости в мастер-штампе. Этот тип литья более рентабелен для производства очень больших партий.

Образец испарения (потеря пены) Отливка

Плюсы: Просто и относительно недорого. Можно делать сложные формы без стержней. Хорошая обработка поверхности и точность размеров.

Минусы: стоимость модели для мелкосерийного производства и стоимость инструмента для штампов большого объема могут быть высокими.Паттеры могут быть повреждены или деформированы при неосторожной упаковке.

Эта концепция аналогична литью по выплавляемым моделям, но вместо воска используется модель из вспененного материала. Когда воск необходимо расплавить из огнеупорного материала перед использованием, образцы пены остаются внутри материала формы (обычно песка) и мгновенно испаряются, когда на них заливается расплавленный металл. Этот процесс может применяться к широкому спектру черных и цветных металлов. В этом процессе нет разделительных линий, и сложные формы можно изготавливать без необходимости использования стержней.В то время как для более высоких производственных заказов может потребоваться модель из пенопласта, изготовленная методом литья под давлением, партии меньшего количества могут быть изготовлены путем обработки пеноблока с ЧПУ. Это очень простой и относительно недорогой метод. Если для изготовления рисунка из пенопласта потребуется металлическая матрица, могут потребоваться высокие первоначальные затраты. Процесс также необходимо выполнять с осторожностью, так как модели из пенопласта можно легко повредить.

Общие проблемы

Некоторые из наиболее распространенных проблем или дефектов, наблюдаемых с литыми деталями, — это дефекты усадки, пористость и дефекты материала формы.

Усадка всегда возникает во время литья. Это связано с тем, что металл переходит из менее плотной жидкой формы в более плотную и твердую форму. Другими словами, если бы форма была на 100% заполнена жидким металлом, она не была бы заполнена на 100% после того, как металл затвердел. Для борьбы с этой проблемой добавлены подступенки. Подступенки — это дополнительные полости в литейной форме, которые позволяют получить дополнительный жидкий металл для заполнения зазоров, вызванных усадкой. Эти стояки должны быть расположены так, чтобы обеспечить правильное направленное затвердевание.

Пористость — это образование пузырьков газа в затвердевшей части. Эти пузырьки образуются, когда металл охлаждается до твердого состояния, потому что твердая форма не может удерживать растворенный газ, как банка с жидкостью. Эти пузырьки газа могут образовываться на поверхности металла или в центре материала. Это приводит к снижению прочности вокруг пузырьков. Общие методы предотвращения пористости включают плавление металла в вакууме или во флюсе, предотвращающем контакт с воздухом.

Michigan Manufacturing International предоставляет американским производителям оригинального оборудования услуги по литью, а также многие другие методы производства.Наши инженеры готовы помочь вам обеспечить наилучший производственный процесс для вашей нестандартной детали. Узнайте больше на нашем сайте или загрузите нашу брошюру.

6-этапный процесс литья в песчаные формы

Также известное как литье в песчаные формы, литье в песчаные формы представляет собой производственный процесс на основе литья, который включает использование песчаной формы. Он используется для создания металлических изделий и компонентов самых разных размеров и форм. Чтобы оценить его популярность, статистика показывает, что более половины всех металлических отливок — около 60% — производятся с использованием литья в песчаные формы.Ниже вы узнаете больше о шести основных этапах литья в песчаные формы.

Шаг 1) Поместите шаблон формы в песок

Первый этап литья в песчаные формы включает размещение модели формы в песке. Размер и форма отливки напрямую зависит от формы. Поэтому производственные компании должны создавать новые формы для создания металлических изделий и компонентов определенных размеров и форм.

Шаг 2) Настройка стробирующей системы

Большинство процессов литья включает использование литников, и литье в песчаные формы не исключение.Состоящий из разливочного стакана и туннелей или «ворот» к форме, он используется для воронки расплавленной формы в полость формы. После помещения модели в песок компании-производители устанавливают такую ​​систему вентилей.

Шаг 3) Удаление шаблона формы

После установки литниковой системы компании-производители могут удалить шаблон формы с песка. На этом этапе шаблон пресс-формы больше не актуален. Когда образец формы помещается в песок, песок принимает его форму.В результате шаблон формы можно удалить.

Шаг 4) Заливка расплавленного металла в полость формы

Теперь пора залить расплавленный металл в полость формы. Литье в песчаные формы поддерживает различные металлы и сплавы, в том числе железо, сталь, алюминий, бронзу, магний, цинк и олово. В зависимости от конкретного используемого металла или сплава компаниям-производителям может потребоваться нагреть его до 3000 градусов по Фаренгейту.