О производстве литья

Что такое опока

Опока для литья или как еще называют литейная опока, это по простому —  металлическая рамка внутрь которой насыпается формовочная смесь,  с цапфами по торцам, которые служат для зацепления, перемещения и установки и съемки их с формовочных машин и формовочных автоматов.

Литейные опоки, также их можно назвать -литейная опока,   классифицируются:

По способу изготовления – устанавливаются следующие типы опок:

• Цельнолитые из стали, чугуна и легких цветных сплавов;
• Сварные из стандартного и специального проката или из  стальных литых элементов;
• Свертные из стали и чугуна.

По контуру в свету (конфигурация) – все типы опок разделяются на:

• Прямоугольные или квадратные
• Круглые
• Фасонные

По весу: все опоки разделяются на категории:

1.ручные без формовочной смеси весом до 30 кг

с формовочной смесью до 60 кг

2. Комбинированные весом (с ручным и крановым подъемом) весом без смеси 30-60 кг.

3.Крановые  с формовочной смесью свыше 60 кг.

По производственному применению (способу формовки и заливки) все опоки делятся на группы:

Группа 1. Для машинной формовки (парные-нижние , верхние).

Группа 2. Для пескометной и ручной формовки (парные, тройные и более).

Группа 3. Для почвенной формовки (одиночные- верхние).

Первые две группы предназначены для горизонтальной  и вертикальной заливки, третья группа только для горизонтальной заливки форм.

Основные размеры опок

Основные размеры опок установлены ГОСТом. В качестве основной расчетной величины для конструктивных элементов опок принимается «средний габаритный размер», равный

L+B/2,

Где L —  длина опоки в свету;

В – ширина опоки в свету;

Для круглых опок средним габаритным размером является диаметр.

Рекомендуемый максимальный «средний габаритный размер» опок в зависимости от их типа и материала приведен в табл. 1.

Размеры опок «в свету» и по высоте должны соответствовать приведенным в табл. 2.,

3.

Основные требования к опокам

Опоки должны обладать жесткостью и прочностью, что обеспечивает неизменяемость геометрии литейной формы и долговечностью опоки, а при крупном литье  и безопасность работ; точностью спаривания и центрирования, что обеспечивает правильность геометрических размеров литейной формы и отливки. Жесткость и прочность опок достигается выбором соответствующего профиля стенок,  усилением их горизонтальными  и вертикальными ребрами, а также крестовинами.  Точность спаривания достигается  механической обработкой плоскостей разъема и набивки опок, а точность центрирования – сверлением центрирующих отверстий пол кондукторам, с запрессовкой в рассверленные отверстия специальных втулок и применением при сборке точно обработанных сборочных (спарных) штырей.

Центрирование опок ведется по двум точкам, расположенным на торцовых или боковых стенках опоки (рис. 1).

 Расположение точек центрирования по оси симметрии принимают для ручных, комбинированных и крановых опок с сопряженными цапфами. Расположение по диагонали принимают для крановых опок со «средним габаритным размером» свыше 1000 мм со свободными цапфами. В свертных опоках точки  центрирования выполняют на боковых стенках.

Спаривание опок в зависимости от их типа и размеров ведется тремя способами: «штырем», «на штырь» или «на штырь и втулку» (рис 2).

   В мелкосерийном производстве применяют преимущественно спаривание «штырем», а в серийном и массовом производстве –«на штырь».

Спаривание «на штырь и втулку» рекомендуется в массовом производстве, при транспортировании форм конвейерами или рольгангами, для опок со «средним габаритным размером» не более 2500 мм.

Расстояние между осями центрирующих отверстий по ГОСТ и размер М,  рекомендуемый  нормалями машиностроения , приведены в таблице  4.

   ГОСТом для цельнометаллических опок предусмотрено:

1.Отклонения не должны превышать:

а) от плоскости разъема для опок длиной:

до 1500 мм                               0,5 мм

1501-3000 мм                           1,0»

Свыше 3000 мм                       2,0»

б) от перпендикулярности осей центрирующих отверстий и плоскости разъема для средних габаритных размеров опоки:

до 1500 мм                                0,1 мм на длине 200 мм

свыше 1500 мм                         0,1 мм на длине 100 мм

в) от параллельности плоскостей разъема и набивки 04 мм на длину 1000 мм.

2. Чистоту поверхности опок и центрирующих элементов должна быть не ниже указанных в табл. 5.

2. Допускаемы отклонения по диаметрам центрирующих элементов должны соответствовать указанным в таблице 6.

   Кроме указанного, опоки должны быть удобны в работе, просты в изготовлении, в ремонте и дешевые. Опоки машинной и ручной формовки  должны иметь минимальный вес для меньшего  утомления рабочего при ручной работе и максимального использования подъемной силы столов формовочных машин при формовке машинной.

Транспортирование и кантовка опок

Для транспортирования и кантовки ручные опоки имеют ручки прямые, ручки-скобы или специального типа ушки, заливаемые в корпус опоки или цельнолитые.

Крановые опоки имеют цапфы цельнолитые, сопряженные с ушками для втулок или свободные отливаемые заодно целое с корпусом опок;  цапфы стальные свободные,  заливаемые  в стенки опоки  или привариваемые к ним; скобы стальные,  заливаемые в корпус опоки или цельнолитые.

Цапфы в количестве двух или  четырех штук располагают на торцовых  и боковых  стенках опоки, как показано на рис. 3. Вторая пара цапф служит для вспомогательная, при кантовке.

   Скобы для кантовки выполняют на боковых  стенках в количестве 4-6 шт. на опоку в зависимости от  ее длины. Для заливаемых в корпус опоки стальных цапф и скоб  применяют круглый прокат из стали марки Ст.3 с допуском по диаметру  + 5 мм.

Концы цапф и скоб  должны быть подготовлены, как показано на рис . 4,

и  перед установкой в форму тщательно  очищены от грязи и ржавчины во избежание образования  скрытых раковин, особенно опасных в крупных опоках.  Длина заливаемой части цапф и скоб  должна быть для  стальных  опок не менее 1,3, для чугунных опок не менее 1,5 диаметра цапфы или скобы. В целях предохранения от коррозии  рекомендуется покрывать их нитронатрием.

Кольцевой буртик, предотвращающий сход с цапфы цепи крана, наваривается электросварочным швом без разрывов из прутковой стали.

Скрепление опок под заливку

Скрепление парных опок под заливку рекомендуется производить: грузами- опок всех размеров при горизонтальной заливке форм в индивидуальном  и мелкосерийном производстве; штырями с клиньями – крановых опок при  горизонтальной заливке форм в серийном и крупносерийном производстве; скобами – опок» средним габаритным  размером» до 1000 мм,  при горизонтальной заливке форм в крупносерийном и массовом производстве; болтами – крановых опок  при горизонтальной и вертикальной  заливке форм «по – сухому »; струбцинами – крановых опок при  горизонтальной заливке форм в серийном производстве; эксцентриковыми зажимами – крановых опок при горизонтальной  заливке форм на конвейере.

Маркировка опок

В целях упорядочения учета, хранения и эксплуатации опок согласно ГОСТа на каждой опоке должны  быть  отчетливо нанесены:

а) наименование или товарный знак завода- изготовителя;

б) размеры опок в свету и ее высот а (на обеих  торцовых или боковых стенках);

в) номер ГОСТа (для цельнолитых опок).

Знаки маркировки выполняются отливкой, клеймением или гравировкой. На крупных опоках, кроме того,  рекомендуется указывать порядковый  и  инвентарный номер опоки.

Одновременно с маркировкой опок в цехе должна вестись специальная книга учета и картотека на опоки. В книге учета и картотеке должны фиксироваться движения опок  и все проводимые профилактические и  капитальные ремонты.

В классическом варианте при изготовлении литейных форм для получения отливок в песчано-глинистых формах используются опоки:

• Опока верхней полуформы
• Опока нижней полуформы

Разница в опоках

Чем же отличаются опоки верхней полуформы (верхняя опока или опока верха) от опок нижней полуформы (нижняя опока или опока низа) спросите вы? А отличаются они по следующим параметрам:

1. В первую очередь штыревым хозяйством. В нижней полуформе устанавливаются спарные втулки центрирующие и направляющие. В которые устанавливаются спарные штыри. Для спаривания верхней и нижней полуформ, т.е. по направляющим штырям происходит опускание верхней полуформы на нижнюю.
2. Опока для верхней полуформы всегда ниже по высоте, чем опока для верхней полуформы.

Во всех опоках, для машинной формовки, на торцевых и боковых стенках имеются отверстия, которые имеют обратный уклон, по отношению к внутренней плоскости стенки опоки. Они служат для дополнительной помощи в отводе газов. Которые образуются при заполнении полости формы расплавленным металлом и в процессе кристаллизации (охлаждении) металла в форме.

Помимо этого на опоке для верхней полуформы (верхняя опока или опока верха) устанавливаются ребра жесткости,  чтобы при заливке жидкого металла в полость литейной формы. Верхнюю полуформу не выпирало и не разрывало как «корону». При изготовлении габаритных отливок, у которых расстояние от верхней точки отливки в полуформы до верхней плоскости верхней полуформы составляет менее 100 миллиметров.

На опоках для верхней и нижней полуформы могут быть выполнены приливы по боковым наружным стенкам. Они необходимы для сцепления между собой  опок верхней и нижней полуформ скобами.

Опоки для машинной формовки изготавливают путем сваривания электросваркой между собой боковых и торцевых литых заготовок стенок. Затем после сварки между собой опоки шлифуются, устанавливается штыревое хозяйство. После проверяются на прилегание опоки для верхней полуформы к опоки нижней полуформы, зазоров быть не должно.

Опоки для АФЛ- автоматических формовочных линий имеют другую конструкцию.  В них уже нет отверстий в продольных и боковых стенках опок.  На опоках для спаривания устанавливаются крючки по диагонали опоки верхней полуформы. На опоках верхней полуформы и устанавливаются спарные штыри.

Кроме этого имеются опоки для вакуумной и вакуумно пленочной формовки.  Внутрь которых при изготовлении форм вставляются керамические трубки, для создания вакуума внутри формы.

Для получения отливок методом ЛГМ (литье по газифицируемым моделям) используются опоки совершенно другой конструкции, чем при изготовлении литья в песчано-глинистых формах.

Механическая обработка опок для изготовления отливок по технологии ПГС

Опоки для ЛГМ имеют, если описывать кратко, форму кастрюли без крышки. Внутри которой, ближе к днищу устанавливается труба с отверстиями, которая выходит через боковую стенку этой опоки наружу, с крепежным фланцем на конце.

Опока для изготовления отливок по технологическому процессу ЛГМ (Литье по газифицируемым моделям

Также имеются опоки для изготовления форм методом без опочной формовки, т.е. В таких опоках изготавливается  верхняя и нижняя полуформы, которые спариваются между собой этими опоками,

и на заливку металла уже поступает готовая форма но без опок,

поэтому и назван как безопочный метод формовки.