Что такое отливки и их формообразование?

После изготовления формы модель должна быть извлечена из нее, поэтому форму делают из двух полуформ. Модель же может быть цельная, если она простой конфигурации и если ее можно извлечь из уплотненной смеси, или (что бывает в большинстве случаев) состоять из двух (а для сложных моделей и больше) частей, которые при раскрытии формы остаются в разных полуформах и легко извлекаются из них. На чертеже элементов литейной формы указываются линии разъема модели и формы.

Чертеж отливки согласуют с конструкторами или специалистами по механической обработке. Чертеж элементов литейной формы передают модельщикам для изготовления модели. В модельный комплект входят, кроме модели, стержневые ящики и модель литниковой системы. По модели отливки и модели литниковой системы формовщики изготовляют форму, а по стержневым ящикам стерженщики изготовляют стержни.

Литейную форму изготовляют как вручную, так и на машинах. Рассмотрим, например, как получают простую отливку — втулку. На рис. 3 представлен эскиз втулки 1, ее модели 2, стержневого ящика 4, отливки (рис. 3, д) и схемы операций ручной формовки (рис. 3, а—г).

При формовке на подопечную плиту 9 устанавливают нижнюю опоку 8, половину модели плоскостью разъема книзу и модель питателя 16; опоку засыпают формовочной смесью, которую уплотняют трамбовкой (рис. 3, а). Затем полуформу 7 с моделью поворачивают на 180°, на заформованную часть модели накладывают вторую ее половину, ставят верхнюю опоку, центрируя ее с нижней с помощью штырей 11 и втулок 10. Кроме модели отливки, в верхнюю опоку устанавливают модели стояка 14, шлакоуловителя 15 и выпора 17 и изготовляют верхнюю полуформу 6 (рис. 3, б). После этого из верхней полуформы извлекают. модели стояка и выпора; верхнюю полуформу снимают с нижней, переворачивают и устанавливают разъемом вверх. Из полуформ извлекают модели отливки и литниковой системы; в соответствующие углубления формы укладывают стержень 3 на знаках 5. После установки стержня нижнюю полуформу накрывают верхней; правильное их совмещение достигается при помощи штырей 11 и втулок 10. Собранную форму (рис. 3, в, г) скрепляют скобами 12.

Между отпечатком в форме, полученным по модели, и стержнем образуется полость 13, соответствующая толщине стенки отливки. Жидкий металл заливают в форму через литниковую систему. После затвердевания и охлаждения металла песчаную форму разрушают, отливку извлекают, очищают от смеси, отбивают литники, обрубают различные приливы, при необходимости их зачищают, и уже в готовом виде (иногда окрашенную) отливку подают в механический цех, где ее обрабатывают для получения готовой детали.

Рис. 3. Схема операций изготовления чугунной втулки:
1 — втулка; 2 — модель; 3 — стержень; 4 — стержневой ящик; 5 — знак; 6 и 7 — верхняя и нижняя полуформы; 8 — опока: 9 — подопочная плита; 10 — втулка; 11 — штырь; 12 — скоба; 13 — полость формы; 14 — стояк; 15 — шлакоуловитель; 16 — питатель; 17 — выпор

Рассмотренный пример формообразования отливки относится к простейшим. В практике встречаются более крупные формы и со множеством стержней; их изготовление требует высокой квалификации формовщиков и сборщиков форм. Особое внимание уделяется стержням. Они должны быть более прочными, чем сама форма. Так как стержни покоятся в форме только на знаках, то могут прогибаться и разрушаться под действием собственного веса. Кроме того, стержни почти со всех сторон омываются жидким металлом и подвергаются сильному тепловому и механическому воздействию. Поэтому их изготовляют из более прочных, чем формовочные, стержневых смесей, а после изготовления, как правило, сушат.

Для изготовления стержней применяют стержневые деревянные или металлические ящики, полость которых соответствует наружной конфигурации стержня 3. Стержневую смесь уплотняют в этом ящике и уже в виде стержня извлекают из него. Стержневой ящик делают цельным, разъемным или с отъемными частями, в зависимости от конфигурации стержня. Его конструкция должна обеспечить легкое извлечение стержня. Для большей прочности стержня в него при изготовлении устанавливают металлический каркас-арматуру. В большинстве случаев стержни после изготовления подвергают сушке с целью повышения прочности.

В последнее время разработаны специальные стержневые смеси: горячетвердеющие и холоднотвердеющие. Первые затвердевают при заполнении ими горячего стержневого ящика, а вторые — в обычных неподогретых стержневых ящиках после некоторой в них выдержки. Таким образом исключается операция сушки стержней и сокращается цикл изготовления отливки. Для обеспечения необходимых свойств в стержневые смеси добавляют специальные вещества.