3. Составление чертежа модели

Модель – приспособление для получения в форме полости, соответствующей конфигурации внешней поверхности отливки. Чертеж модели составляют по наружным очертаниям отливки с технологическими указаниями, причем все размеры увеличивают на коэффициент линейной усадки. В среднем коэффициент линейной усадки принимается для серого чугуна – 1 %, для стали – 2 %.

На рис. 1, д, е даны эскизы деревянных моделей для ручной формовки. Модель имеет знаковые части (закрашены черным цветом), необходимые для получения гнезд в форме для установки стержней. Знаковые части на моделях делают несколько больших размеров, чем у стержней. Это необходимо для того, чтобы между поверхностью гнезда и знаком стержня оставался зазор.

При машинном способе изготовления формы обычно применяют металлические модельные плиты, на которые монтируют модели отливки и модели элементов литниковой системы. На рис. 2 показана нижняя (а) и верхняя (б) модельные плиты для изготовления формы для получения чугунной отливки. Модель в данном случае состоит из двух половин.

	а
	б

Рис. 2. Нижняя (а) и верхняя (б) модельные плиты для изготовления формы машинной формовкой

4. Составление чертежа стержневого ящика

Стержневой ящик – приспособление, имеющее рабочую полость для получения в ней стержня нужного размера и очертания из стержневой смеси. Вначале вычерчивают полость стержневого ящика по контурным размерам стержня, увеличенным на коэффициент линейной усадки. Затем назначают толщину стенки ящика, обеспечивающую достаточную его прочность при эксплуатации. Толщину стенки деревянного стержневого ящика, наиболее широко используемого для изготовления стержней в единичном производстве, можно ориентировочно определить по табл. 6. Разъемы ящика должны обеспечить свободное извлечение стержня. Основные направления набивки стержня на чертеже показывают стрелкой (рис. 3).

		Рис. 3. Стержневые ящики для изготовления вертикального (а) и горизонтального (б) стержней
а	б

Таблица 6

Размеры полости ящика (диаметр, ширина), мм	Толщина стенки, мм
До 50	20-40
51-100	25-50
101-200	30-60
201-400	70-80
Более 400	80-100

В серийном и массовом производстве стержневые ящики делают из металла.

5. Выбор типа и определение размеров литниковой системы

Литниковой системой называется система каналов, по которым металл направляется из ковша в полость формы. Элементами литниковой системы (рис. 2, 4 и 5) являются литниковая чаша или воронка 6, стояк 7, шлакоуловитель 8, дроссель 11, питатель 9, прибыль 12 и выпор 10. Однако для различных сплавов литниковые системы имеют некоторые особенности.

Литниковая чаша или воронка служит для приемки металла из ковша и для задержки шлака во время заливки.

Стояк – вертикальный канал, предназначенный для передачи металла из ковша к другим элементам литниковой системы. Делается с формовочным уклоном 2-4.

Шлакоуловитель – горизонтальный канал, который служит для распределения металла, поступающего от стояка по питателям и улавливания при этом шлака. Делается обычно по плоскостям разъема формы в верхней опоке. Используется при чугунном литье.

Дроссель – элемент, регулирующий скорость заливки и предотвращающий подсос воздуха в стояк.

Питатели – горизонтальные каналы, по которым металл течет в полость формы. Устраиваются под шлакоуловителем, чаще в нижней опоке. Количество питателей и их расположение выбирают в зависимости от характера заливаемых деталей и марки сплава.

Для отливок из серого чугуна, имеющего малую усадку и хорошую жидкотекучесть, рекомендуют металл подводить в тонкую часть отливки. Сталь, имеющая большую усадку и пониженную жидкотекучесть, подводится в толстое сечение под прибыль с тем, чтобы разогреть форму около прибыли и улучшить питание затвердевающей отливки.

Общую площадь сечения питателей F_ПИТ можно определить по упрощенной формуле:

, см²,

где M – масса отливки, кг; Q – коэффициент, зависящий от толщины сечения отливки:

До 14 мм	16-30 мм	Свыше 30 мм
0,41	0,47	0,55

Площадь сечения шлакоуловителя и стояка определяется из соотношения F_СТ : F_ШЛ : F_ПИТ, которое принимается равным 1,4 : 1,2 : 1,0 для отливок средних размеров и 1,2 : 1,1 : 1,0 для тонкостенного литья.

Выпоры – вертикальные каналы, которые устраивают на самых верхних частях отливки. Они служат для отвода из полости формы воздуха, газов и сигнализации о конце заливки. Площадь поперечного сечения выпоров можно принять равной площади сечения стояка. В верхней части диаметр делается больше на 10-15 %.

Прибыли – массивные приливы над наиболее толстыми сечениями отливки, служащие для питания жидким металлом усадочной раковины, образующейся при кристаллизации отливки. Используются в литниковых системах для сплавов с большой усадкой, в частности, сталей. В среднем масса прибыли составляет 0,6 от массы отливки. Для литья из серого чугуна в прибыли, как правило, нет необходимости.

Примеры различных типов литниковой системы приведены на рисунках 4 и 5.