Проектирование и производство литых заготовок - часть 32

102

Модели  сложной  конфигурации  рекомендуется  расчленять  на  отдельные 

элементы для упрощения изготовления. 

Модели, рабочая поверхность которых находится ниже плоскости разъема, 

могут быть врезаны в модельную плиту. 

Модели крепятся к модельной плите при помощи болтов, винтов и закле-

пок. Модели фиксируются штифтами. 

Количество толкателей модельной плиты рассчитывается по формуле:   

100

F

K

N

=

   

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.1) 

где 

К-  коэффициент  (для  моделей  простой  конфигурации    К=1÷1,5;  для 

моделей сложной конфигурации с глубокими карманами К=1,5÷2,0); 

F- площадь поверхности полуформы, см

2

. 

Расстояние  между  толкателями,  расположенными  на  плоских  поверхно-

стях: 50…120 мм. 

Диаметр толкателя не должен быть менее 10 мм; зазор между отверстием в 

модельной плите и толкателем принимают равным 0,3…0,4 мм. 

Не рекомендуется устанавливать толкатели на базовых поверхностях отли-

вок. 

Точность изготовления стержневых ящиков: 8-11, квалитет по ОСТ 21-131-

2-76. 

Шероховатость оформляющих поверхностей ящика должна быть не выше 

R

а

=0,2…0,8 мкм по ГОСТ 2789-73. Прочие поверхности ящиков обрабатывают 

согласно данным, приведенным в табл. 3.10. 

Таблица 4.10. 

Шероховатость поверхностей стержневых ящиков. 

Поверхность 

R

а

, мкм 

Разъем ящика и соединений отъем-

ных частей 

1,6 

Установочные 3,2 
Рабочие: 
фиксирующих штырей и втулок 
толкателей 
замков,  эксценриков  и  других  эле-

ментов 

 

0,8 
1,6 
1,6 

 
Толщину стенок стержневого ящика S выбирают в зависимости от средне-

го габаритного размера стержневого ящика (табл. 4.11). 

2

B

L

S

+

=

,   

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.2.) 

где L- длина ящика, мм; В - ширина ящика, мм. 
Половины  стержневого  ящика  фиксируются  нерегулируемыми  штырями 

(ГОСТ 19 402-74). 

 

103

Таблица 4.11. 

Оптимальная толщина стенки стержневого ящика, мм. 

Средний габаритный размер ящика 

Оптимальная толщина стенки 

До 300 

12-15 

Свыше 300 до 500 

15-20 

Свыше 500 

20-30 

 
При  пескодувном  способе  изготовления  стержней  в  стержневых  ящиках 

должны  быть  предусмотрены  вдувные  отверстия  и  средства  для  вентиляции. 
Диаметр вдувных отверстий принимают равным от 8 до 12 мм, учитывая,  что 
увеличение  диаметра  отверстий  способствует  равномерному  распределению 
стержневой смеси по горизонтальной плоскости ящика и не снижает ее уплот-
нение. При изготовлении стержней особо малых поперечных сечений диаметр 
вдувных отверстий может быть уменьшен до 6 мм. 

При пескодувном способе изготовления стержней в верхних закрытых час-

тях  стержневых  ящиков  следует  предусматривать  вентиляционные  каналы. 
Расчет  суммарного  сечения  вентиляционных  каналов  производят  по  выраже-
нию: 

4

,

0

2

,

0

F

F

2

1

÷

=

∑

∑

,   

 

 

 

 

 

 

 

(4.3) 

где 

∑

1

F

- суммарная площадь сечений вентиляционных отверстий, мм; 

∑

2

F

- суммарная площадь сечения вдувных отверстий, мм

2

. 

Толкатели  стержневых  ящиков,  конструкция  которых  аналогична  конст-

рукции толкателей, применяемых для модельных плит, располагают в узких и 
глубоких полостях. 

Материалы,  рекомендуемые  для  изготовления  технологической  оснастки, 

приведены в табл. 4.12. 

 

Контрольные вопросы 

 

1. 

Как осуществляется литье в оболочковые формы? 

2. 

Каковы  технико-экономические  показатели  литья  в  оболочковые 

формы? 

3. 

Для  получения  каких  отливок  применяется  литье  в  оболочковые 

формы? 
 
4.3. Литье по выплавляемым моделям 
4.3.1. Сущность  и особенности процесса 

При  литье  по  выплавляемым  моделям  форма  представляет  собой  неразъ-

емную керамическую огнеупорную оболочку, которая формируется из жидких 
формовочных  смесей  вокруг  разовых  неразъемных  моделей.  Затем    модели 

104

удаляют из формы: выплавляют, растворяют или выжигают. Удаление остатков 
модельного состава и упрочнение оболочки достигается прокаливанием формы 
при высокой температуре. Заполнению тонких и сложных по конфигурации по-
лостей формы способствует ее нагрев перед заливкой. 

Таблица 4.12. 

Материалы для изготовления оснастки. 

Элемент оснастки 

Материал 

Область применения 

Сч 15, Сч 18, Сч 20 (ГОСТ 1412-

85). Специальный чугун: 3,2-

3,4%С; 2,2-2,6%Si; 0,77-

0,88%Mn; 0,40-0,47%Р; 0,01-

0,02%S; 2,5-3,5%Ni; 0,5-0,6%Cr. 

Крупносерийное и массовое 

производство отливок 

Ст 3(ГОСТ 380-71) 

Ст 15Л-25Л (ГОСТ 977-88) 

Небольшие модели, отдель-

ные вставки в модели 

Сталь5ХНМ(ГОСТ 977-88), 

Сталь 40Х(ГОСТ 977-88), брон-

за(ГОСТ 613-79), бериллиевая 

медь: 2-2,5%Ве, 0,25-0,5%Ni, 

0,1%Fe,  

остальное – Cu. 

Крупносерийное и массовое 

производство отливок особо 

сложной 

 конструкции 

Модели и стержне-

вые ящики 

АЛ 24, АЛ 26, АЛ 27, АЛ 

28(ГОСТ 2685-81), специальный 

алюминиевый сплав: 3,5-4,5%Cu, 

0,75%Si, 1,2-1,8%Mg, 1,7-2,3%Ni, 

1,3%Fe, 0,1%Mn, остальное – Al. 

Мелкосерийное и опытное 

производство отливок, к ко-

торым не предъявляются по-

вышенные по точности раз-

меров и по шероховатости 

поверхности. 

Сч 15, Сч 18, Сч 20(ГОСТ 1412-
85), специальный чугун (смотри 

выше). 

Модельные плиты неболь-

ших размеров. 

Модельные плиты 

Ст 3(ГОСТ 380-71), 

Сталь 45(ГОСТ 1050-74). 

Модельные плиты неболь-

ших размеров. 

Толкатели 

Сталь 30ХГС (ГОСТ 45-43-71), 

Сталь 40Х(ГОСТ 45-43-71), 

Сталь У8А (ГОСТ 1435-74), 

Модельные и стержневые 

комплекты в различных ус-

ловиях производства. 

Прочие элементы 

Сталь 60С2ХФА (ГОСТ 14 959-

79), Сталь 45(ГОСТ 1050-74). 

 

 

Модели получают из легко расплавляющихся, сгорающих или растворяю-

щихся  материалов.  Наиболее  часто  применяют  модельные  составы  на  основе 
парафина и стеарина, а также  церезина, воска и других компонентов, которые 
относительно легкоплавки (

t

пл

=50…100

0

С). В то же время, температура их раз-

мягчения превышает температуру помещений. Растворяемые модели получают 
из  составов  на  основе  карбамида,  азотокислых  и  других  водорастворимых  со-
лей, выжигаемые - из  полистирола, а испаряемые – из сухого льда и других ма-
териалов. 

Выплавляемую модель (рис. 4.5, а) отливки 1 получают [23] путем запол-

нения  металлической  пресс-формы 2 жидким  или  пастообразным  модельным 
составом.  В  первом  случае  пресс-форму  заполняют  свободной  заливкой  или 

105

под давлением, во втором – запрессовкой твердожидкого состава, смешанного с 
8…20%  воздуха,  в  пресс-формах  модельный  состав  затвердевает  и  остывает. 
Затем модели отливок извлекают и соединяют с отдельно изготовленными вы-
плавляемыми  моделями  литниково-питающей  системы 4 в  блок  (рис. 4.5, б). 
Модели,  полученные  в    пресс-формах,  припаивают  паяльником 5. В  многоме-
стных пресс-формах получают звенья из нескольких моделей, которые связаны 
друг с другом общей втулкой. При сборе модель литниковой воронки и звенья 
моделей насаживают на металлический каркас. В блоке моделей втулки, наде-
тые на каркас, образуют стояк. Модели литниковой воронки изготовляют в от-
дельной  пресс-форме.  Литниковая  система  при  литье  по  выплавляемым  моде-
лям служит не только для заполнения полости формы расплавом, но и для пи-
тания затвердевающей отливки. Металл подводят в наиболее массивные части 
отливок. 

Для получения оболочковой формы модельный блок окунают в огнеупор-

ную суспензию (рис. 4.5, в) и обсыпают песком  в псевдоожиженном слое (рис. 
4.5,  г)  или  пескосыпе.  Полученное  огнеупорное  покрытие  отвердевают  путем 
сушки на воздухе (рис. 4.5, д) или в парах аммиака. Затем на блок наносят та-
ким же образом второй и последующий слой. Первый слой обсыпают песком, 
размер частиц которого 0,2…0,315 мм; последующие слои – крупнозернистым 
песком.  

Обычно оболочковую форму получают четырех – шестикратным  нанесе-

нием  огнеупорного  покрытия.  При  изготовлении  крупных  отливок  на  модель-
ном блоке формируют более 12 слоев. После сушки последнего модель выплав-
ляют в горячей воде или расплаве модельной массы (рис. 4.5, е). Затем оболоч-
ковую форму подсушивают на воздухе (рис. 4.5, ж).Перед заливкой жидким ме-
таллом оболочку засыпают в опоке (рис. 4.5, з) опорным наполнителем (обычно 
кварцевым песком) и обжигают в печи при 800…1100

0

С (рис. 4.5, и) для удале-

ния остатков модельной массы , влаги, продуктов неполного гидролиза, а также 
для  упрочнения  оболочки  спеканием.  В  массовом  производстве  оболочки  за-
формовывают горячим опорным наполнителем после их предварительного об-
жига. Толстостенные оболочковые формы заливают без опорного наполнителя.  

Жидкий металл заливают в горячую или охлажденную оболочковую фор-

му  (рис. 4.5, к).  Ее  температура    при  заливке  стали  и  чугуна  составляет 
800…900

0

С,  сплавов  на  основе  никеля – 900…1000 

0

С,  меди – 600…700 

0

С, 

алюминия и магния – 200…250 

0

С. 

После охлаждения отливок их выбивают из формы на решетках. Опорный 

наполнитель  просыпается  через  решетку,  а  блок  отливок  (рис. 4.5, л)  после 
дальнейшего  охлаждения  подвергают  предварительной  очистке  на  вибрацион-
ных установках.  

При изготовлении мелких отливок операция предварительной очистки со-

вмещается  с  операцией  отделения  литниковых  систем.  Под  действием  вибра-
ции отливки отделяются от стояка по наиболее тонкому сечению – месту пере-
жима  питателя.  Литниковые  системы  крупных  отливок  отделяют  на  металло-
режущих станках и прессах, газопламенной и анодно-механической резкой.