Определяющими факторами выбора способа изготовления отливки являются: тип серийности производства, марка сплава и различные специальные требования. Кроме того, необходимо учитывать коэффициент выхода годного, производительность применяемого оборудования и экономическую целесообразность.
При серийном или массовом производстве для изготовления мелких (< 100 кг) и средних (< 1000 кг) отливок обычно применяют машинную формовку на литейном конвейере или автоматические формовочные линии.
Следует отметить, что применение специальных способов литья (литьё в кокиль, литьё под давлением, литьё по выплавляемым моделям и др.) можно использовать лишь при производстве значительных партий отливок в зависимости от их массы и размеров. Большинство отливок можно изготавливать несколькими способами, что и затрудняет окончательный выбор. Но поскольку в данном задании определён один способ изготовления отливок – литьё в песчаные формы, то последовательность выполнения технологического процесса будет проводиться в соответствии с данным решением.
Выбор положения отливки в форме
Положение отливки в форме при заливке расплавом имеет большое значение для получения качественной отливки и экономии сплава. Этим же определяются затраты труда на формовку, сборку формы, обрубку, очистку и обработку отливки резанием. Поэтому при выборе оптимального положения отливки в форме необходимо учитывать следующее:
- в форме её необходимо располагать так, чтобы основные обрабатываемые поверхности и наиболее ответственные части находились в нижней части формы и при заливке они должны быть обращены вниз или расположены вертикально (наклонно);
- отливку (на рисунке 2 а для примера приведена отливка – «гильза») следует располагать таким образом, чтобы наибольший габаритный размер (L > D) находился в плоскости разъёма модели и формы. При этом важно соблюдать правило, согласно которому суммарная высота опок должна быть минимальной. Для этого, в некоторых случаях, разъём выбирают ступенчатым, как это сделано при вертикальном, без использования стержней, изготовлении отливок гильз цилиндров в литейном цехе КамАЗа (рисунок 2 б). Однако при расположении отливок такой конфигурации в форме вертикально необходимо провести тестирование формуемости выступающих частей формы или «болванов» (см. п. 1.4);
А б
а – горизонтальное и б - вертикальное расположения отливки в форме
Рисунок 2 – Положение отливки в форме
- плоские и тонкостенные отливки типа «плит» необходимо заливать вертикально или в наклонном положении;
- выбранное положение отливки в форме должно обеспечивать наличие минимального количества стержней, удобную и надёжную их установку.
В реальных условиях одновременно выполнить все требования невозможно, поэтому необходимо учитывать те требования, которые обеспечивают получение качественной отливки.
3.4 Выбор разъёма формы
Разъём формы необходим для извлечения из неё модели и установки стержней в форму. Конфигурация разъёма формы зависит от размеров, конструкции и характера производства отливки.
Выбор разъёма непосредственно зависит от положения отливки в форме и в дальнейшем определяет её качество.
При выборе разъёма формы необходимо соблюдать следующие требования:
- модельный комплект должен быть несложным и состоять из наименьшего числа комплектующих, как и число поверхностей разъёма формы. В условиях массового или серийного производства допускается иметь только одну поверхность разъёма (предпочтительно плоскую);
- при выбранной поверхности разъёма формы модель отливки должна свободно извлекаться из формы;
- всю отливку или её наиболее ответственные части (бóльшую часть) необходимо располагать в одной полуформе (предпочтительно в нижней) для повышения точности размеров. Базы механической обработки отливок должны располагаться в одной из полуформ с обрабатываемыми и ответственными соосными поверхностями и не пересекаться с поверхностью разъёма формы. В качестве примера на рисунке 3 а показана форма для изготовления отливки – «крышка огнетушителя», имевшей большой брак по скосу обрабатываемой внутренней поверхности, образуемой стержнем, относительно базы обработки квадратного прилива, находящегося в верхней полуформе. Способ формовки, показанный справа, ликвидировал этот брак (рисунок 3 б);
а б
Рисунок 3 – Неправильная а и правильная б формовка крышки огнетушителя
- число стержней должно быть минимальным по возможности простой конфигурации или вовсе не иметь их, т.к. стержни усложняют форму, увеличивают опасность возникновения брака, повышают стоимость изготовления формы и очистки отливок;
- при формировании полостей отливки следует иногда применять выступающие части формы («болваны»). Соотношение высоты Нб (рисунок 4) и диаметра Дб должно быть не более чем 1: 3 при расположении "болвана" в верхней полуформе. Высота болвана Нб не должна превышать его диаметр, если «болван» находится в нижней полуформе. При бóльших соотношениях Нб и Дб применяют стержни для предотвращения обвала формы.
«Болваны» рекомендуется располагать в нижней полуформе, т.к. усилие отрыва «болвана» при съёме модели уменьшается на величину его веса (рисунок 5 а);
1 – формовочный «болван»; 2 – модельная плита; 3 – опока;
4 – формовочная смесь; Hб , Дб – высота и диаметр «болвана»
Рисунок 4 – Оценка формуемости «болвана»
- разъём должен обеспечивать удобство установки стержня 1 в нижней части полуформы (рисунок 5 б, вариант ІІ предпочтительней варианта І);
- база черновой механической обработки (
) и большинство обрабатываемых поверхностей (Ra – параметр шероховатости поверхности) должны находится в одной полуформе (на рисунке 5 в, вариант І предпочтительнее варианта ІІ);
- протяжённость заливов по плоскости разъёма должна быть наименьшей (рисунок 5 г, вариант І), а их зачистка удобной;
- высота модели или формы должна быть минимальной, что снижает расход формовочной смеси и способствует свободному извлечению модели.
Разъём модели или формы показывают отрезком или ломанной штрихпунктирной линией, заканчивающейся знаком 
, над которой указывается буквенное обозначение разъёма "МФ" (рисунок 2 а), что означает "разъём модели и формы".
Направление разъёма показывают сплошной основной линией, ограниченной стрелками и перпендикулярной к линии разъёма (рисунок 5 а).
При применении неразъёмных моделей указывают только разъём формы "Ф" (рисунок 5 а).
Положение отливки в форме при заливке обозначают буквами " В " (верх) и " Н " (низ). Буквы проставляют у стрелок, показывающих направление разъёма формы (рисунок 5).
а б
в г
Ι, ΙΙ – варианты выбора; 1 – стержень; 2 – «болван»; В, Н – верх и низ формы;
– база механической обработки.
Рисунок 5 – Варианты (а – г) выбора плоскости разъёма
