ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ
Модель литейная ─ часть модельной оснастки для образования в литейной форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки.
Модельная оснастка ─ совокупность приспособлений и инструментов, необходимых для изготовления литейной формы из формовочной смеси. Состоит из модельной плиты, моделей отливок, моделей литниковой и вентиляционной систем, приспособлений для крепления оснастки.
Модельные комплекты (МК) должны обеспечивать получение отливки в соответствии с заданными геометрическими и размерными параметрами, обладать высокой прочностью и долговечностью. МК должен иметь минимальную массу и быть удобным в эксплуатации.
Модельные комплекты, в зависимости от серийности отливок изготавливают из различных материалов. Например, при единичным и мелкосерийном производстве используют деревянные модели. В массовом производстве наиболее предпочтительны металлические модельные комплекты. В серийном производстве применяют пластмассовые модели. Рассмотрим деревянные модели.
Деревянные модели
Древесина имеет малую плотность, хорошо поддается обработке, удерживают лак и краски, способны к склеиванию, имеют низкую стоимость. Но древесина имеет неоднородное строение, способно поглощать и испарять влагу. Некоторые из этих недостатков возможно устранить при помощи сушки и обработки.
Какие породы дерева применяют ? Липа, ольха, сосна, береза, клён, дуб. Для обработки дерева применяют: круглопильные, ленточнопильные, токарные, фуговальные, рейсмусовые, фрезерные, шлифовальные, шипорезные станки. По точности изготовления модели делят на 3 класса: I,II,III. Точность обуславливается величиной отклонения размера.
Конструирование деревянных моделей
Чем же отличаются модельный комплект и отливка? Всё очень просто. Модель имеет стержневые знаки-выступающие части. Чтобы при извлечении модели форма не разрушалась, вертикальные стенки модели делают с уклонами (1-3 градуса). Модель также имеет галтели и закругления. Галтели — скругление внутренних углов. Закругления- скругления наружных углов. Вычисляются по формуле:
где, a,b-толщины двух стенок.
Модель отливки должна быть больше отливки на величину усадки.
Усадка — уменьшение объёма металла при затвердевании. Также как и на отливки, на модели должен присутствовать припуск на механическую обработку.
Припуск — это слой металла, который удаляется при механической обработке. Наибольший припуск назначают на верхнюю часть отливки, т.к. она наиболее загрязнена. При ручной формовке припуск всегда больше чем при машинной. Чертёж модели получается из чертежа детали путём добавления вышеизложенных параметров (припуски, галтели, плоскость разъёма, поверхность разъёма, контуры стержневых знаков).
Рис. 1 — чертёж детали
Рис. 2 — чертёж отливки
Любые модельные комплекты проходят операцию окрашивания. Она проходит в несколько этапов: грунтовка, шпаклевка, лакировка и шлифовка. Для чего же нужно окрашивание модели ? Это необходимо для предохранения от влаги, повышения поверхностной прочности,уменьшение шероховатости поверхности, а также для уменьшения прилипаемости к формовочной и стержневой смеси.
Металлический модельный комплект
Металлический модельный комплект применяют при массовом и крупносерийном производстве. Это обусловлено большей по сравнению с деревянными моделями размерной точностью, прочностью, долговечностью. Кроме того металлические модели имеют более гладкую поверхность. Пожалуй, единственным минусом подобных модельных комплектов является стоимость изготовления. Основными элементами металлического модельного комплекта являются модельная плита и стержневые ящики, а к вспомогательным относятся сушильные плиты и т.д. Обычно металлические плиты делают составными или цельнолитыми. В первом случае модель изготавливается отдельно от плиты, а затем крепится к модельной плите. А во втором случае модельная плита и сама модель — единое целое. Обычно на модельной плите закрепляют и модели элементов литниковых систем.
P.S. Для литья металлических моделей также необходима модель, называемая промодель.
Конструирование металлических моделей
Металлические модельные комплекты рекомендуется делать тонкостенными, усиливая конструкцию рёбрами жесткости. Металлические модельные комплекты изготавливают из алюминиевых сплавов АЛ3, АЛ7, АЛ9, чугуна, стали.
Пластмассовые модели
Пластмассовые модели нашли широко применение в литейном производстве. Это обусловлено высокой коррозионной стойкостью, меньшей массой, большей прочностью чем деревянные. К подобным моделям меньше прилипает формовочная и стержневая смесь. Пластмассовые модели легче и дешевле изготовить чем какие-либо другие. Для изготовления моделей применяют различные пластмассы на основе фенолформальдегидных, полиэфирных, эпоксидных смол.
Тонкостенные модели упрочняют рёбрами жёсткости. В местах соединения рёбер жесткости и стенок выполняют галтели. Крупные тонкостенные модели армируют деревянными или металлическими элементами.
Газифицируемые модели
Сущность этих моделей заключается в следующем: модель отливки и литниковой системы изготавливается из легкоплавкой пластмассы или полистирола. Модельный комплект не извлекается, а металл заливается непосредственно в модельный комплект. Пластмасса расплавляется и испаряется, а металл формирует отливку в освободившейся полости. Основным минусом подобных литниковых систем является выделение вредных газов при испарении пластмассы.