Материалы для изготовления моделей

Наиболее важные характеристики модельных материалов можно условно оценить по пятибалльной системе (табл. 1, пять — наивысшая оценка); достоинства и недостатки их будут определяться суммарной оценкой: более высокая оценка будет определять большие преимущества того или иного материала.

Металлические модели применяются главным образом в крупносерийном и массовом производствах, хотя стоимость их изготовления выше, чем деревянных. Основные преимущества их по сравнению с деревянными моделями — долговечность, большая точность и лучшее качество поверхности. Стойкость (количество съемов) металлических моделей при машинной формовке достигает 50 000 (алюминиевые сплавы) и 100 000 (чугун).

Кроме названных сплавов для моделей иногда используются бронзы и латуни, а также цинковые сплавы. Иногда в качестве материала для моделей используют сталь, но из-за высокой стоимости механической обработки это делается крайне редко.

Древесина является одним из основных материалов, применяемых для изготовления моделей при единичном и мелкосерийном производствах. Она отличается малой плотностью, хорошей обрабатываемостью и невысокой стоимостью.

Модельные комплекты, изготовленные из пластических масс на основе эпоксидных смол, обладают повышенной прочностью, высокой коррозионной стойкостью и низкой прилипаемостью к ним формовочных и стержневых смесей. Одним из преимуществ синтетических смол является небольшая величина усадки при их отверждении (всего 0,1—0,3%).

Интересным и перспективным материалом для изготовления моделей является пенополистирол. Модель, изготовленную из пенополистирола, заформовывают в песчаную смесь и не извлекают ее из формы перед заливкой. При контакте с заливаемым металлом литниковая система, выполненная также из полистирола, а затем и сама модель плавятся и, превращаясь в газ, удаляются из песчаной формы через поры формовочной смеси. При этом полость формы освобождается для заливки металла.

Таким образом, используя в качестве материала для моделей пенополистирол, можно исключить разъем формы и изготовление стержней, что снижает трудоемкость изготовления форм.

Материалами, применяемыми для изготовления моделей, могут быть и затвердевающие массы — гипс и цемент. Гипс — воздушное вяжущее вещество, получаемое путем обжига и последующего размола минерала. При добавлении к гипсу воды (50%) получают массу, жидкотекучесть которой сохраняется в течение 3—4 мин.

Модельный цемент — гидравлическое вяжущее вещество, представляющее собой магнезиальный цемент в комбинации с наполнителем (песком). Модельный цемент более прочный материал чем гипс, но затвердевает медленнее. Модели из этих материалов отливаются в предварительно приготовленные формы, которые изготовляют из формовочной смеси или из дерева. Существенный недостаток гипсовых моделей — низкая прочность, поэтому модели иногда армируют. Их существенное преимущество — высокая скорость изготовления.

Цементные модели могут обеспечить достаточно большое число съемов форм, но ввиду сложности изготовления применяются они редко.

Проектирование модельно - опочной оснастки

Тип и материал опок

Настоящий стандарт распространяется на литейные опоки, предназначенные для изготовления песчаных форм машинной и ручной формовкой.

Опоки должны изготовляться следующих типов:

-- цельнолитые из стали, чугуна и легких цветных сплавов;

-- сварные из стандартного и специального профильного проката, а также из литых стальных элементов;

-- сборные из стальных и чугунных элементов.

Опоки типов 1 и 2 -- предпочтительного применения.

По контуру в свету (конфигурации) опоки каждого типа разделяются на виды:

прямоугольные или квадратные (черт. 1);

круглые (черт. 2);

фасонные (черт. 3).

Рис. 8 Классификация опок по конфигурации

По массе опоки разделяются на категории, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Категория опок	Наименование опок	Масса, кг
Опоки	Полуформы
1	Ручные	до 30	до 60
2	Комбинированные (с ручным и крановым подъемом)	Свыше 30 до 60	Свыше 60
3	Крановые	Свыше 60

Примечание. Масса полуформы включает массу опоки и уплотненной формовочной смеси.

По способу формовки и положению при заливки опоки разделяются на группы, указанные в табл. 2.

Таблица 2

Группа опок	Способ формовки	Комплектность опок	Положение при заливке опок
1	Машинный	Парные (нижние, верхние)	Горизонтальное и вертикальное
2	Пескометный и ручной	Парные (нижние, верхние) тройные и более (нижние, средние, верхние)
3	В почве	Одиночные (верхние)	Горизонтальное

За основную расчетную величину для конструктивных элементов опок всех типов следует принимать средний размер в свету, где L -- длина опоки в свету, В -- ширина опоки в свету.

Для круглых опок средним размером в свету является диаметр.

Основные размеры опок должны соответствовать указанным на черт. 1,2, 3 и в табл. 3, 4, 5.

Средние размеры опок в свету для определенного их типа и материала указаны в табл. 6.

Таблица 6

Тип опок	Материал опок	Средний размер опок в свету, мм
До 500	Св. 500 до 755	Св. 755 до1050	Св. 1050 до 1500	Св. 1500 до 2500	Св. 2500 до 3500	Св. 8500 до 5000
1	Сталь	X	X	X	X	X	X	X
Чугун	X	X	X	X	X	X	--
Легкие цветные сплавы	X	X	X	X	X	--	--
2	Стандартный прокат	X	X	X	X	X	---
Специальный профильный прокат	X	X	X	X	--	--	--
Литые стальные элементы	X	X	X	--	--	--	--
3	Сталь	--	--	--	X	X	X	X
Чугун	--	--	--	X	X	X	--

При габаритном размере отливки 390 мм выбираем опоку литую цельнолитую стальную прямоугольную с размерами в свету 500х600.