Модели для литья: виды, материалы, допуски и цветовая маркировка

Модель (паттерн) — копия будущей отливки, по которой формируется формавочное средство (формующая смесь). Модель не является точной копией детали: она больше на величину технологических допусков и имеет технологические прибавки (формочные скобы, отливные каналы, впуска).

Требования к моделям

• Обеспечение точных размеров и формы отливки.
• Дешевизна, ремонтопригодность, простота изготовления.
• Легкость, удобство монтажа/демонтажа.
• Высокая прочность, износостойкость, долговечность (многоразовое формование).
• Размерная стабильность, отсутствие усадки/искажений в эксплуатации.
• Гладкая, износостойкая поверхность (качество поверхности отливки зависит от модели).
• Устойчивость к грубому обращению.

Материалы моделей и выбор по типу производства

Технологические допуски модели

Допуск на усадку (сhrinkage allowance)

Металл усаживается при застывании и охлаждении. Линейные размеры модели увеличивают. Величина в мм/м:

• Чугун серый, ковкий — 10 мм/м
• Латунь, медь, алюминий — 15 мм/м
• Сталь — 20 мм/м
• Цинк, свинец — 25 мм/м

Используется усадочная линейка (shrink rule) — линейка, удлиненная на величину усадки для данного металла.

Допуск на механическую обработку (machining allowance)

Запас металла на чистовую обработку (точение, фрезеровку) поверхностей, подлежащих обточке. Зависит от материала, размера отливки, способа формовки (ручное/машинное), расположения поверхности в форме (в верхней половине — больше из-за шлаков). На ручное формование — больше, на машинное — меньше.

Виды моделей по конструкции

• Целостная (однодельная) — простые детали без вытяжек.
• Разборная (двух- или многодельная) — разделение по разделяющей плоскости для извлечения из формы.
• С выемными элементами — для внутренних полостей/вытяжек, не снимающихся по основному разделению.
• Штуцерные (gated) — с наформованной системой впускания (шлюзы, впуска).
• На формовочной пластине (match plate) — верхняя и нижняя половины модели на одной пластине для машинного формования.
• Копе и драг (cope and drag) — раздельные формовочные рамы для тяжелых моделей.
• Раскосные (sweep) — вращающаяся форма для тел вращения (колодцы, трубы).
• Каркасные (skeleton) — для крупногабаритных деталей (каркас + наполнитель).
• Сегментные — для колец, ободов (сегменты собираются в кольцо).
• На подложке (follow board) — для сложных разделяющих поверхностей, моделируется на отдельной пластине.

Цветовая схема моделей (по ИС 1513 / ГОСТ)

Наносится эмалевой краской для идентификации зон при формовке:

После изготовления модель зашкуривают, покрывают 2–3 слоями шеллака (заполняет поры, дает гладкость). Для длительного хранения — качественная эмаль по цветовой схеме.

Правильно спроектированная и изготовленная модель — залог качественной отливки, минимального брака и экономии на механической обработке.