Формовка простой модели. Для этого процесса характерна такая последовательность операций:
• Модели кладут на подмодельную доску лицевой стороной вверх и припыливают ликоподием (чтобы смесь лучше отделялась от модели). Затем кладут нижнюю опоку разъемом вниз так, чтобы модель оказалась в центре просвета опоки (смещение модели к одной стороне нежелательно, так как металл может при заливке продавить тонкую стенку).
• На модель насевают тонкий слой облицовочной земли 25—30 мм. Затем насыпают наполнительную смесь слоем 50—80 мм. Смесь уплотняют острым концом трамбовки (по модели ударять нельзя). Набивка должна быть равномерной, определенной плотности. Очень плотно набивать нельзя, так как уменьшается газопроницаемость и податливость. Верхний слой земли снимают счищалкой
Душником накалывают каналы для увеличения газопроницаемости, но наколы не должны доходить до модели, так как тогда в эти каналы будет затекать металл и портить вид отливки.
• Опоку покрывают второй подмодельной доской и вместе с ней быстро переворачивают и снимают подмодельную доску.
• Поверхность разъема у краев модели приглаживают гладилкой для увеличения прочности; большие формы засыпают тонким слоем разделительного песка, с модели песок сдувают, а для мелких форм применяют ликоподий.
• Накрывают верхнюю опоку, надевают ее на штыри, при этом не должно быть качки.
• Модель засевают слоем облицовочной земли, а затем насыпают слоями и уплотняют наполнительную смесь. Излишек смеси срезают линейкой и накалывают душники.
• Осторожно, без рывков и перекосов снимают верхнюю опоку, перевертывают ее и ставят на подмодельную доску.
• Аккуратно вынимают модель и заправляют форму, прорезают ланцетом литниковую систему. Приглаживать плоскость разъема опок нельзя, так как получатся зазоры, куда может утечь металл при заливке.
• Вновь собирают опоки, скрепляют их и ставят в сушило для просушки.
• После просушки опоки раскрывают, удаляют осыпавшиеся части и исправляют.
Для того чтобы металл не пригорал к форме, перед заливкой ее внутреннюю поверхность или покрывают сажей (коптят) или окрашивают специальными формовочными красками (чернилами), состоящими из угольной пыли или графита, размешанного в воде; опоки закрывают.
12. Металл плавят и заливают.
Формовка по разъемной модели. Для удобства формовки модели часто делают разъемными на две половинки. При этом выполняют операции:
• На подмодельную доску кладут половинку модели без шипов, покрывают нижней опокой и набивают обычным способом,
• Нижнюю опоку переворачивают, кладут вторую половинку модели с шипами, следя за тем, чтобы она плотно соединилась с первой половинкой.
• Устанавливают верхнюю опоку и заформовывают.
Формовка с фальшивой опокой. Если модель имеет фигурную поверхность и не может быть уложена всеми частями на подмодельную доску, применяют или способ с подрезкой (он дорог и сложен при серийном изготовлении форм), или формовку с фальшивой опокой, не участвующей в процессе заливки формы и являющейся временным приспособлением для формовки, представляя собой как бы фигурную подмодельную доску.
Фальшивые опоки изготовляют или из той же земли, но с более плотной набивкой, или из более прочных веществ — глины, гипса, цемента (при серийной формовке). Глиняная фальшивая опока выдерживает 10—15 формовок, гипс или цемент — до 100.
Кусковая формовка. Наиболее сложные модели художественных отливок не имеют необходимых уклонов на боковых стенках. Часто на боковых стенках имеются рисунки, впадины и выступы; такие модели нельзя отформовать вышеописанными способами; декоративные скульптурные фигуры и т. п. (рис. 94 и 95) формуют кусковым способом. При кусковой формовке всю модель обставляют отдельными кусками, сделанными из формовочной смеси.
Если модель очень сложная по своей форме, то ее делят на части и каждую часть отливают отдельно, а после отливки и механической обработки их соединяют в одно целое.
Процесс формовки состоит из следующих операций:
• Изготовляют фальшивую опоку путем вдавливания модели в рыхло насыпанную формовочную смесь.
• Модель укладывают на фальшивую опоку так, чтобы наиболее неровная поверхность модели с выступами и углублениями была наверху. Например, при формовке модели головы ее укладывают лицом вверх. Всю поверхность фальшивой опоки и уложенной на нее модели припыливают ликоподием.
• Модель заформовывают, набивая отдельные куски. При этом стремятся число кусков делать возможно меньшим, так, чтобы каждый кусок охватывал возможно большую часть поверхности модели, но в то же время необходимо учитывать и располагать их так, чтобы куски хорошо отнимались от модели.
• Устанавливают нижнюю опоку (разъемом вниз), поверхность кусков припыливают и набивают опоку доверху.
• Набитую нижнюю опоку переворачивают вместе с фальшивой опокой, которую снимают. Поверхность разъема и тыльную часть модели припыливают.
• Устанавливают верхнюю опоку и набивают ее, как и нижнюю. Сначала устанавливают необходимое число кусков, а затем заполняют ее доверху.
• Снимают набитую верхнюю опоку так, чтобы куски остались на модели и, перевернув опоку, ставят ее рядом на верстаке.
• Специальной вилкой или иглой куски отнимают от модели в порядке, обратном их набивке, и укладывают на соответствующие места в опоке.
• Поверхность разъема нижней опоки и выступающую часть модели вновь припыливают, устанавливают на нее деревянную рамку, равную размерам опоки, и заполняют ее формовочной смесью. Прикрыв рамку со смесью подмодельной доской, ее перевертывают вместе с нижней опокой.
10. Снимают нижнюю опоку так, чтобы модель с прилегающими к ней кусками осталась на смеси в рамке, а опоку переворачивают и ставят рядом на верстак. Затем отнимают куски так же, как это было описано выше, и укладывают их каждый на свое место в нижней опоке.
Все эти операции выполняют с большой осторожностью, так как куски, изготовленные из формовочной смеси, очень хрупки и легко повреждаются от толчков и ударов.
Для образования полости в отливке изготовляют стержень. При отливке уникальных изделий кусковой формовкой стержень изготовляют непосредственно в форме. Для этого нижнюю опоку с готовой кусковой формой припыливают ликоподием и наполняют формовочной землей, уплотняя ее руками. Это делают очень осторожно, чтобы не повредить кусков, образующих форму. Затем изготовляют каркас стержня из железной перфорированной трубки и, обмазав его белой глиной, укладывают на нижнюю опоку так, чтобы концы каркаса (знаки) опирались на стенки формы. После этого опять насыпают формовочную смесь горкой выше краев и придают ей примерное очертание полости готовой формы, размещенной в верхней опоке. Верхнюю опоку припыливают ликоподием и несколько раз покрывают и уплотняют ею насыпанную горкой формовочную смесь.
В результате в форме образуется земляной стержень. С полученного стержня ланцетом срезают слой земли, равный желаемой толщине будущей отливки. Для того чтобы слой был более равномерным, поверхность стержня предварительно накалывают на глубину среза специальной наколкой, после чего легко срезают слой земли на глубину накола. Готовый просушенный стержень укрепляют в полости формы. При этом следят, чтобы он не сместился, так как перекос или смещение стержня неизбежно приводит к браку. Сложные стержни при тонкостенном литье иногда укрепляют в полости формы специальными жеребейками, которые обеспечивают прочную фиксацию стержня в полости формы и препятствуют его смещению в процессе заливки.
При формовке архитектурного литья, представляющего собой крупные уникальные художественные изделия (части фонтанов, постаменты памятников и т. п.), применяют шаблонную формовку, которая производится без моделей, при помощи специальных шаблонов.
Различают два вида шаблонной формовки:
1. Формовка крупных тел вращения (чашеобразные, цилиндрические и конические формы).
2. Формовка прямоугольных форм (призматические).
Формовка крупных тел вращения производится в
следующем порядке: в полу литейной мастерской роют яму; на ее дно укладывают массивный подпятник, в котором закрепляют вертикальный шпиндель. Яму засыпают формовочной смесью; на шпиндель посредством специальной муфты укрепляют рукав, а к нему шаблон, соответствующий наружному очертанию отливки. Вокруг шпинделя накладывают и уплотняют формовочную смесь. Поворачивая шаблон вокруг шпинделя, из уплотненной земли вытачивают модель, соответствующую наружным очертаниям будущего изделия. Затем снимают рукав с шаблоном и устанавливают крановую опоку, отмечая ее положение (забивая по ее углам колышки).
Земляную модель (болван) покрывают листами бумаги, а опоку набивают формовочной смесью и утрамбовывают. Готовую опоку при помощи мостового крана снимают с модели и отводят в сторону, затем на шпинделе вновь укрепляют рукав, но уже с другим шаблоном, соответствующим внутренней поверхности отливки. Вращая шаблон, с земляного болвана срезают слой земли, и он приобретает очертания, соответствующие внутренней поверхности отливки. После этого осторожно, при помощи тали, удаляют шпиндель и отверстие от него заделывают формовочной смесью. Затем вновь опускают опоку и устанавливают ее по колышкам. Нарастив литниковую чашу и загрузив опоку тяжелым грузом, чтобы ее не подняло при заливке, мостовым краном подводят ковш с расплавленным металлом и производят заливку.
При формовке овальных изделий на шпинделе укрепляют специальную шайбу, на которой имеется направляющая канавка. Рукав, к которому крепится шаблон, делается раздвижным и, кроме того, он имеет специальную стойку с роликом на конце, который входит в направляющую канавку шайбы. При вращении вокруг шпинделя шаблон описывает в плане овал, то, удаляясь, то, приближаясь к центру, подчиняясь движению ролика по направляющей канавке. Все остальные операции приготовления формы аналогичны описанным выше.
При формовке прямоугольных и призматических изделий применяются протяжные шаблоны, которые передвигаются по специальным направляющим рамам. Формовка крупных изделий по шаблонам значительно экономичнее формовки по моделям.
Простые плоские односторонние изделия больших размеров (например, чугунные плиты), не требующие точности размеров и чистоты поверхности, можно отливать в формы, приготовленные непосредственно в полу литейной мастерской. Такое литье носит название почвенной формовки, В полу мастерской роют яму; на ее дно насыпают слой шлака, и слой наполнительной утрамбованной формовочной смеси. Сверху насыпают слой облицовочной смеси и в него ударами молотка осаживают модель плиты. Горизонтальность модели проверяют по уровню. Затем вокруг плиты в почве прорезают канавку, которую соединяют питателями с полостью формы. Модель осторожно, с помощью подъемов, извлекают из формы. Осыпавшиеся края формы заправляют и заглаживают, после чего форма готова для ее заливки чугуном или алюминиевым сплавом. Если изделие двустороннее, тогда рельеф одной стороны модели заформовывают в почве, а для отпечатка рельефа другой стороны применяют крановую опоку (как при шаблонной формовке); такой прием называют закрытой почвенной формовкой.
В современных условиях для облегчения процессов формовки, на производстве трудоемкие ручные операции выполняют с применением различных приспособлений и машин.
