Форми в ливарному виробництві виготовляються в основному в опоках.
Опоками називають пристосування для утримання формувальної суміші при виготовленні ливарної форми, транспортування її і при заливці рідким металом.
Опоки являють собою жорсткі (прямокутні, квадратні, круглі, фасонні) рамки або пристосування з чавуну, стали, алюмінієвих сплавів (малюнок 19). У стінках опоки виготовляють вентиляційні отвори для виходу газів, що утворюються при заливці. Опоки, як правило, виготовляють прямокутними. Вони бувають зварними і литими.
Малюнок 19 - Опока прямокутна
При виборі розмірів опок необхідно враховувати наступне:
- опоки повинні забезпечувати мінімальний витрата формувальної суміші;
- розмір опоки повинен виключити можливість прориву розплаву через стінки ущільненої формувальної суміші при встановленому розташуванні виливків і літніковойсистеми в піщаній формі.
За основну розрахункову величину для конструктивних елементів прямокутних опок слід приймати їх внутрішні довжину (L) і ширину (В), так званий «розмір опоки в світлі» (ГОСТ 8909-75, ГОСТ 17129-71, ГОСТ 22957-78 та ін.) .
З урахуванням цих розмірів встановлені певні висоти (Н) опок (таблиця 21). Номінальний розмір А -межцентровое відстань між центрирующими і направляючими втулками.
При машинної формуванню розміри опок визначаються числом виливків, їх габаритними розмірами (з урахуванням знаків стрижнів) і розташуванням, розмірами і розташуванням літніковойсистеми, а також розмірами столу обраної моделі формувальної машини.
Таблиця 21 - Основні конструктивні розміри опок
Найбільш поширеними в ливарному виробництві є пневматичні формувальні встряхівающе-пресові машини з амортизацією ударів.
Для виготовлення верхніх полуформ використовуються моделі 22111, 22112, 22113, нижніх - моделі 22211, 22212, 22213 для відповідних опок з розмірами у світлі: 500 × 400; 600 × 500; 800 × 700 мм (рисунок 20). Дані машини дозволяють інтенсифікувати процес ущільнення формувальної суміші при необхідній рівномірності розподілу щільності по всьому об'єму форми.
Малюнок 20 - Машини формувальні встряхівающе-пресові
З амортизацією ударів
Для освіти в піщаній формі відбитка, відповідного конфігурації і розмірам виливки, служить її модель, яка встановлюється при машинної формуванню на односторонню металеву плиту, як для нижніх, так і для верхніх полуформ. Крім самої моделі на плиті кріпляться знакові частини стрижнів і елементи ливникової системи. Вибір модельної плити визначається типом формувальної машини, розмірами і кількістю моделей, які необхідно на ній розмістити. Надмірна завантаженість модельної плити моделлю і великої літніковой системою може призвести при формуванні до руйнування форми, а при недостатній завантаженості модельної плити знижується продуктивність праці. Практика показує, що середня завантаженість моделями на модельних плитах опочного формування повинна складати не більше 40%.
Модельну плиту монтують на столі формувальної машини з використанням перехідної плити, яка закріплена також на плиті формувальної машини. На малюнку 21 наведено складальне креслення кріплення модельної плити 5 з розміром опоки в світлі 800 × 700 мм на столі 8 формувальної машини. Товщина стінки опоки складає 15 мм, тому робочі розміри плити повинні бути 830 × 730 мм. На модельної плиті розміщені два штиря (1 і 2) за допомогою яких опока встановлюється на плиту.
5 - плита модельна; 6 - гайка; 7 - пружинна шайба; 8 - стіл формувальної машини
Малюнок 21 - Складальне креслення модельної плити з опокой
на столі формувальної машини (в плані опока умовно не показана)
На малюнку 22 показана послідовність монтажу моделей на модельної плиті на прикладі виливки типу "гільза" довжиною L. зовнішнім діаметром D і внутрішнім do з припуском Z.
а - виливок; б - модель в зборі перед обробкою; в - схема монтажу моделей на плиті;
В, Н - верх і низ моделі
Малюнок 22 - Ескіз виготовлення моделі гільзи і її монтажу на модельної плиті
Моделі половин тіла гільзи, зазвичай виконаних з алюмінієвих сплавів, виготовляють в піщаних формах. Готові половини моделей обробляють по площині роз'єму, поєднують по контуру, скріплюють струбцинами і просвердлюють отвори діаметром 5-6 мм в знакових частинах моделі з відстанню l між ними (малюнок 22б). В отвори забивають штифти (рисунок 22в), стискають струбцинами і механічно обробляють моделі відповідно до креслення. Далі їх монтують на модельної плиті разом з елементами ливникової системи. При монтажі моделей на плитах враховують розміри і конструкцію опок.
Іноді з метою мінімізації витрат і часу на зміну модельного оснащення при лиття в піщані форми використовують різні види конструкцій модельних плит. Один з таких прикладів показаний на малюнку 23.
Малюнок 23 - Модельна плита (а) з швидкозмінними вставками (б)
Дрібні і середні виливки розташовуються по кілька штук в формі, що скорочує витрату формувальної суміші, кількість необхідних опок для виготовлення виливків, при цьому, підвищується продуктивність праці. Для виливків великих габаритів (наприклад, автомобільних блоків циліндрів) застосовується одномісне розташування. Практично встановлено, що максимальна кількість виливків невеликого розміру повинна не перевищувати 8-12 штук в формі. При цьому бажано виливки (моделі) розташовувати симетрично елементів ливникової системи. Вибір відстаней між елементами форми і моделями наведено в таблиці 22. Схема, яка пояснює таблицю 22. приведена на малюнку 24.
Малюнок 24 - Схема вибору відстаней між елементами форми а й моделями б
Таблиця 22 - Визначення товщини шару формувальної суміші