Модельное дело

Модельное дело, совокупность принципов конструирования моделей и производство их. Для изготовления формы для отливки применяются модели, шаблоны и стержневые ящики. Применение моделей и шаблонов определяется характером отливаемой детали и условиями производства. Модель в основном представляет собой копию будущей отливки по ее наружным очертаниям. Внутреннее очертание отливки как правило создает стержень, изготовляемый при помощи стержневых ящиков. Шаблон не является копией очертаний отливки, но служит так же, как и модель, для получения формы отливки. Модели бывают деревянные, металлические, цементные и гипсовые.

Наиболее употребительны деревянные модели, применяемые как для ручной, так и для машинной формовки. Лесные материалы, которые употребляются в М. д., следующие: сосна, ольха, грушевое дерево, орех. Сосна применяется для больших деталей, шишечных ящиков больших и средних размеров и для усилений конструкций ящи-коц. Ольха плотнее сосны, вследствие чего поделки м. б. чище обработаны в своей торцовой части. Грушевое и ореховое дерево применяется гл. обр. для моделей тонкостенных. Эти сорта дерева весьма прочны н зачастую применяются для моделей вместо металлических. Известно из практики, что деревянные модели для машинной формовки, изготовленные из соответствующего материала, выдерживают до 15 000 формовок.

Металлические модели, применяемые гл. обр. для машинной формовки, изготовляются из чугуна, алюминия и сплавов красной меди. Модели из сплавов красной меди лучше поддаются полировке и находят применение в тонкостенных деталях (например цилиндр мотоциклетного мотора, авиамотора и т. д.). Модели из алюминия находят себе применение при изготовлении крупных деталей и при ручной формовке в серийном производстве. Применение моделей из чугуна ограничено исключительно простыми деталями. Попутно с этим следует отметить применение моделей деревянных с отдельными, часто отъемными деталями из металла. Металл в М. д. применяется также при изготовлении стержневых ящиков, но лишь в условиях массового производства; как правило стержневые ящики делаются деревянными.

Цементные и гипсовые модели применяются исключительно при машинной формовке, причем в этих моделях иногда отдельные выступающие части, легко повреждаемые при формовке, делаются металлическими. Преимущество цементных и гипсовых моделей перед металлическими заключается в дешевизне материала и простоте изготовления. Необходимым условием сохранения данных моделей является нахождение их в сухом помещении при отсутствии больших колебаний ί°. В конечном итоге выбор того или иного материала для модели определяется амортизационным сроком модели и затратами на текущий ремонт.

В индивидуальных производствах и в случаях чрезмерной дороговизны модели для больших деталей, как например котлы, чаши, маховики, плиты и тому подобное., применяются ш а-блоны. Материал шаблона—дерево. Рабочая кромка шаблона для прочности иногда отделывается металлом. Для изготовления фасонных частей при формовке сложных деталей по шаблону приходится применять дополнительные модели (например обод маховика формуется по шаблону, а втулка и спицы его по модели). Пользуясь приводимыми ниже данными уд. весов, можно предварительно подсчитать примерный вес отливки, для чего необходимо вес модели помножить на уд. в металла отливаемой детали и полученное произведение разделить на уд. в материала, из которого сделана модель:

Чугун. ОТЛИВКИ. 7,04-7,2 Олово. 7,3

Стальн. ». 7,8 Алюминий. 2,6

Желтая медь (ла- Воздушно-

.тунь) .8,24-8,7 сухая:

Бронза.7,44-8,9 сосна. о,5-4),76

Медные отливки 8,8 ольха. о,42-ч> 68

Цинковые. 6,9 орех. 0,64-0,8

Свинец. 11,4 груша. 0,614-0,73

Соединения отдельных частей модели. Отдельные части модели склеиваются между собой. Но т. к. модель находится при формовке в соприкосновении с влажной и теплой землей, то одно соединение клеем недостаточно, и там, где это возможно, склеенные части моделей соединяла ются шурупами. Для центрирования отдельных частей модели применяют шипы различных типов: дисковые, латунные и забивные (втулка из латуни, шип из железа) американского типа. Забивные шипы имеют преимущество перед дисковыми, которые держатся только на шурупах. При частом употреблении шишечного ящика латунные дисковые шипы расшатываются. Кроме того для крепления приставных частей модели применяются стальные шпильки. Шпильки должны свободно входить в предварительно просверленное отверстие приставной части модели. Кожаные галтели заменяют галтели из мастики. В продаже (на заграничном рынке) имеются галтели радиусом в 2, 3, 5, 6¹/“, 8, 10, 13, 16, 20 и 25 миллиметров.

Окраска моделей. Изготовленные модели окрашиваются, смотря по назначению, в различные цвета. В таблице приведены данные комиссии по литейному делу— Ausschuss fur Giessereiwesen «Gina»—для окраски литейных изделий.

Цвета окраски моделей.

Применение	Чугунные отливки	Ковкий чугун стальной от. ливки	Отливки из нежелезных металлов
Поверхности, остающиеся необработанными	Красный	Синий	Бесцветный лак с желтой полосой
Поверхности, подлежащие частичн. обработке	Желтый
Поверхности, подлежащие полной обработке	Красный цвет с желтыми полосами	Голубой цвет с желтыми полосами	Бесцветный лак с желтыми полосами
Места установки приставных частей к моделям или шишечным ящикам	Зеленый
Шишки и гнезда для шишек	Черный
Надписи на моделях, частях модели и шишечных ящиках	Черный
Предположенные закругления	Окаймление черной краской
Литники, прибыли или усиленные припуски для обработки·	Черные надписи и черные полосы на границах литника
Откосные планки	Бесцветный лак (шеллак) с черной сеткой

Принципы конструирования модели. Как правило чертеж модели отличается от чертежа готовой детали. Это положение вызывается особенностями литейного дела. Основная задача конструктора модели, определяющая метод формовки и заливки, выбор опок и прочие, заключается в следующем: 1) правильно установить пло скости разъемов модели, 2) определить количество и место необходимых отъемных частей, 3) наметить необходимое количество стержней и опорных мест (знаков) для закрепления стержней. Модельные знаки— опорные места для стержней. Как правило в местах предполагаемого выхода стержня, из детали помещают знаки диаметром, равным диаметру цилиндрич. части стержня, близлежащего к знаку. Длина знака принимается обычно равной ок. 1—2 диаметров знака. Форма модельного знака м. б. принята прямоугольного сечения для предупреждения вращения стержня. Конструируя модель следует предусмотреть и места знаков для вывода и укрепления стержней. При этом должно иметь в виду, что впоследствии отверстие, сделанное знаком, будет заделано (пробкой, шпилькой и тому подобное.). Такие знаки, имеющие подсобный для литейщиков характер, называют обычно фальшивым знаком.

Конусность модели. Модель, не имеющая конуса, не может быть извлечена из земляной формы без повреждения ее. Придание модели конусности следует считать непременным правилом. Средняя величина конусности для модели примерно 2%.

Усадка металла. Т. к. при затвердевании металл получает усадку, то размеры модели приходится увеличивать на величину ее (изготовление модели ведется по усадочному метру). Ниже приведены средние общепринятые величины линейной усадки для разных металлов (в %):

Чугун..1

Стальная отливка.2

Латунь..2

Свинец..1

Медь..0,75

Алюминий..1,75

Цинк..1,5

Величина, на к-рую увеличивается модель по всем направлениям для усадки, называется припуском на у с а д-к у. Вопрос усадки особенно серьезен в условиях сборки двух входящих одна в другую деталей при диаметре > 1 м, поверхности соприкосновения которых механически не обрабатываются. В этих случаях иногда приходится считаться с величиной усадки, отличной от табличных данных.

Припуск на обработ-к у. При конструировании моделей нужно учитывать толщину слоя металла, срезываемого при холодной обработке отливки. Величина припуска зависит от металла отливки, условий формовки и размеров детали отливки.Средняя величина припускана обработку колеблется между 2—7 миллиметров. Иногда припуск на обработку устанавливается заведомо чрезмерно большим—в 10—25 миллиметров. Это объясняется необходимостью обеспечить получение чистой поверхности (без газовых ра-

ковин). Сюда относятся случаи, где по техническим условиям работы детали чистота поверхности после ее обработки должна быть непременно обеспечена.

Прибыли. В целях уплотнения отливки (цилиндры, поршневые кольца и тому подобное.) в формовочном деле широко применяются прибыли, которые следует учитывать при конструировании модели.

К о к и л и. Для достижения равномерного остывания и уплотнения отливки (в большинстве случаев в местах перехода от большого сечения стенок отливки к меньшему сечению) применяют кокили. Места кокилей, форма их, размер и метод их прикрепления учитываются при конструировании моделей и ящиков.

Шаблоны служат для проверки правильности выполнения формы, стержней и расположения последних. Чертеж шаблонов вырабатывается вместе с прочими модельными чертежами.

Производство моделей. Работа модельщика в большей мере сходна с работой столяра. Все способы обработки дерева аналогичны. Некоторое отличие составляет методика работы; работа заключается в следующем: 1) согласно модельному чертежу производится заготовка материала для всех отдельных частей модели; 2) отдельные разъемные части центрируются и склеиваются; 3) токарная обработка; 4) фрезеровка и ручная обработка там, где они требуются;

5) отделка; 6) проверка всех размеров модели; 7) окраска.

Станочное оборудование модельного цеха: 1) ленточная пила, 2) комбинированная строгально-фуговочная машина, 3) токарный станок по дереву, 4). шлифовальный станок по дереву, 5) круглая пила,

6) машина для заточки ножей и инструмента,

7) машина для разводки зубьев пил, 8) точильный камень, 9) универсальный фрезерный станок.

Хранение моделей. Организация хранения моделей построена на следующем принципе: модели, находящиеся в работе, и модели, направляемые для работы, хранятся в специальном оборотном складе при литейном цехе. Все использованные модели хранятся в отдельном складе. Склад обычно устраивают в сухих огнестойких помещениях. Техника безопасности в М. д. ничем не отличается от техники безопасности в деревообделочном производстве.

Лит.: Гавриленко А. П., Механик, технология металлов, 2 изд., ч. 2, вып. 2, М.—Л., 1928; Евангулов М.Г., Литейное дело, 5 изд., М.—Л., 1928; Л ев ер Р., Модельное дело, перевод с немецкого, ч. 1—2, М., 1927; Handbuch d. Eisen- und Stahlgiesserei, hrsg. v. C. Geiger, 2 Auflage, В. 1—2, Berlin, 1925—27. E. Кузмак и Μ. Коган.