Что такое отливки и их формообразование?

Существует множество изделий: различных предметов и деталей машин, различающихся между собой не только назначением, конфигурацией, материалами, но и способом изготовления. Большое место среди них занимают отливки — изделия, получаемые путем заливки жидкого сплава в специально приготовленную форму. Простейшие отливки называются слитками. Их используют в качестве заготовок для ковки, штамповки или прокатки, а также для переплава и получения сплавов новых марок. Отливки сложных конфигураций, воспроизводящие контуры готовых изделий и деталей, называются фасонными отливками, или просто отливками. О них и пойдет речь в нашей книге.

Как видим, понятию «отливка» дают формальное, прозаическое и даже скучное определение. Но за этим определением кроется масса изделий и деталей всевозможных размеров и самых различных конфигураций и назначений, полученных литьем и выполняющих разнообразные и важные функции в машиностроении, строительстве, металлургии и в быту. Мы повседневно встречаемся с отливками и пользуемся ими. На рис. 1 приведены некоторые из них. А сколько замечательных художественных отливок окружает нас. Это и прекрасные памятники, садовые решетки, кабинетные изделия. Кто не восхищается памятниками — отливками и литыми оградами Ленинграда и Москвы? Многие из них стали не только украшениями, но и символами городов, гордостью современников, памятью минувшего. Так, одним из лучших памятников города Еревана является отлитый из бронзы «Давид Сасунский». Этот памятник стал одним из символов прекрасного Еревана, его гордостью и своеобразной визитной карточкой, как и многие литые памятники других городов. Пожалуй ни одним способом нельзя изготовить огромных, сложных и тонких памятников, их можно изготовить только литьем.

Процесс изготовления отливки начинается задолго до самого процесса литья. Сначала составляют чертеж или эскиз будущего изделия (или детали), чертежи элементов литейной формы и отливки. По ним изготовляют модель и литейную форму, обеспечивающие получение отливки заданных размеров и качества.

Для получения отливки необходима литейная форма, полость которой (ее называют литейной полостью) представляет собой отпечаток будущей отливки. В большинстве литейных цехов формы изготовляют из влажной песчано-глинистой смеси, которая легко уплотняется и приобретает необходимую прочность. Иногда применяют другие формовочные смеси, например с жидким стеклом или другими связующими, которые обеспечивают прочность формы.

Для получения внутренней полости формы, изготовляемой из песчано-глинистых или керамических материалов, используют модель отливки. Модель представляет собой копию будущей отливки с некоторыми изменениями, обусловленными особенностями процесса изготовления заготовки. Для получения художественного изделия моделью служит точная копия этого изделия. Модели могут быть (в зависимости от вида, размеров и назначения отливок) деревянными, металлическими, гипсовыми, восковыми, глиняными и т. п.

Идею будущего литого изделия конструкторы и скульпторы выражают на бумаге в виде чертежа (рис. 2, а) или эскиза. Технологи и конструкторы-литейщики уточняют эту идею, создают чертеж отливки (рис. 2,6), в котором учитывается способ ее формообразования и последующей обработки, а также чертеж модели (рис. 2, в), по которой осуществляется процесс формообразования.

Как видно из сказанного, чертежи готовой детали, отливки и модели могут значительно различаться. При переходе из жидкого состояния в твердое и дальнейшем охлаждении объем металла уменьшается, поэтому полость формы, а следовательно, и модель, необходимо сделать больше на величину усадки, чтобы готовая отливка имела заданные размеры. После изготовления отливку подвергают механической обработке, поэтому в местах, которые обрабатываются, предусматривают дополнительный слой металла — припуск 1 на механическую обработку (рис. 2,6).

В местах, где в отливке должны быть отверстия, в форме устанавливают песчаные стержни, а на модели делаются выступы определенной длины — стержневые знаки 2 (рис. 2, в) с сечением, соответствующим конфигурации отверстия. Стержневые знаки служат для закрепления в форме стержня.