Литейные металлические модели

Ложичевский А. С.

Машиностроение, 1973 г.

МОДЕЛИ

Модель в значительной степени отличается по конфигурации и по размерам от получаемой по ней отливки и детали, изготовляемой из этой отливки.

Прежде всего модель, р зависимости от конструкции отливки, метода получения отливки и конструкции модельной плиты, может быть неразъемной и разъемной. В последнем случае она может состоять из двух частей и более. Модель может состоять  из нескольких частей и в том случае, когда это определяется технологией ее изготовления.

Часто отверстия и внутренние полости в отливках образуются стержнями, вставляемыми в формы. Для фиксирования стержня в форме и удержания его в определенном положении во время заливки, стержень вставляют в особые углубления в форме, которые образуются специальными выступающими частями модели, называемыми знаками. Форма и размеры знаков определяются чертежом собранной формы. Наличие знаков у модели также является ее отличительной чертой.

Другим отличием модели от отливки являются формовочные уклоны на вертикальных поверхностях модели. Во всех случаях, кроме специальных способов формовки, модели не имеют строго вертикальных поверхностей.

Формовочные уклоны на моделях должны соответствовать уклонам, предусмотренным чертежом отливки. В тех случаях, когда в процессе проектирования модели, по каким-либо причинам, величину формовочного уклона, предусмотренную чертежом отливки, требуется изменить, необходимо немедленно скорректировать и чертеж отливки, а в случае необходимости — и чертеж собранной формы.

Поскольку формовочные уклоны уже предрешают отклонения размеров отливки "от номинальных размеров, то необходимо, чтобы эти отклонения не выходили за пределы допусков на отливку и оставляли еще неиспользованной некоторую величину установленного допуска на различные погрешности при производстве отливки. При машинной формовке примерно половину суммарного допуска на отливку можно использовать на формовочные уклоны.

В зависимости от требований, предъявляемых к литой детали, формовочные уклоны могут выполняться за счет только увеличения размеров отливки, за счет уменьшения размеров литой детали, а также при условии сохранения номинального размера детали посредине ее высоты. Эти требования в чертеже отливки оговариваются, и при проектировании модели их необходимо выполнять.

На модели, в соответствии с чертежом отливки, предусматриваются припуски на обработку тех поверхностей, которые будут подвергаться обработке у литой детали. Следовательно, и этим модель отличается от литой детали.

Модель также отличается от отливки увеличенными размерами рабочих поверхностей против требуемых чертежом отливки на определенную величину линейной усадки жидкого сплава, в процессе его затвердевания и остывания. Величина усадки, которую необходимо учитывать при проектировании модели, оговаривается в чертеже собранной формы. Модели и их части изготовляют из алюминиевых сплавов, чугуна, стали, бронзы и латуни.

Конструкция модели должна быть легкой и в то же время достаточно жесткой, что особенно важно при изготовлении полуформ на прессовых машинах с высоким давлением. Этому требованию удовлетворяют облегченные модели, снабженные для жесткости ребрами, расположенными во внутренней полости. При уменьшении массы моделей для оболочкового литья прежде всего следует обеспечить потребную теплоемкость и теплопроводность модели, а также необходимую величину контакта поверхности модели с плитой и потоком тепла от нагревателей.

По ГОСТу 13138—67 толщина стенок алюминиевых моделей должна быть минимальная 8 мм и максимальная 18 мм, а чугунных соответственно 6 мм и 10 мм. При этом максимальный средний габаритный размер чугунных моделей 1000 мм. Стандартом допускается увеличение толщины стенок моделей для изготовления полуформ под высоким давлением до 35%. Модели со средним габаритным размером до 160 мм допускается изготовлять монолитными (без облегчения). ^с Толщина ребер жесткости зависит от установленной толщины тела. Толщина нижней (наименьшей) части ребра не должна превышать 0,8 толщины тела. Ребра могут доходить до плоскости разъема модели или несколько приподниматься над ней, а также располагаться в виде арки.

Мелкие и средние модели высотой до 75 мм могут иметь ребра, приподнятые на 5—10 мм над плоскостью разъема. У моделей с большими горизонтальными плоскостями и высотой до 100 мм ребра должны находиться на уровне плоскости разъема. Более высоким деталям необходимую жесткость вполне обеспечивают арочные ребра. Минимальная высота ребра в этом случае должна быть не менее пятикратного размера толщины тела модели.

Формовочные уклоны на ребрах зависят от максимальной высоты ребра и колеблются в пределах 0° 30'—1°30'.

Расположение ребер (сетка ребер) также связано с габаритным размером модели. Минимальный размер между ребрами должен быть не меньше 60 мм, а максимальный не должен превышать 250 мм.

Форма и основные размеры стержневых знаков моделей определяются чертежом собранной формы. При проектировании знаков моделей основное внимание должно быть обращено на определение размеров и допусков на знаки, так как это в значительной степени определяет точность установки стержней. ГОСТ 3606—87 устанавливает величины допусков на размеры знаков металлических моделей в зависимости от класса точности изготовления модельного комплекта и от величины наибольшего размера знака в поперечном сечении и его диаметра. Но допуски на размеры знаков еще не обеспечивают точности установки стержня в форму.

Точность установки стержней в форму зависит от конструкции знака и от плотности посадки знаков стержня в соответствующее гнездо в форме. Конструкция знаков определяется чертежом собранной формы, но точность установки стержня в форму зависит и от некоторых других факторов: от заданных' размеров знаков моделей и стержневых ящиков; от точности обработки знаков и от изменения размеров стержня в процессе его изготовления.