Modele odlewnicze, rdzenie i formy

Zewnętrzne kształty odlewu odtwarza się za pomocą modelu. Kształty wewnętrzne odtwarza się za pomocą rdzeni, które mocuje się w odpowiednich gniazdach formy. Modele używane do wytwarzania form z rdzeniami powinny nie tylko odtwarzać kształty zewnętrzne odlewów, lecz również kształty gniazd rdzeniowych. Ta część modelu, która odtwarza kształt gniazda, nazywa się znakiem rdzeniowym.

Rdzenie wykonywane przeważnie w specjalnych skrzynkach, zwanych rdzennicami, powinny mieć tzw. rdzennik do mocowania rdzenia w gniazdach rdzeniowych formy. Część rdzennicy, która odpowiada kształtem rdzennikowi, nazywa się znakiem rdzennika. W celu wykonania odlewu rury (rys. nr 3a) trzeba sporządzić model (rys. nr 3b), a następnie rdzennicę i z jej użyciem wykonać rdzeń (rys. nr 3c, d). Gotową do zalania ciekłym metalem formę przedstawiono na rys. nr 5e. W celu odtworzenia wewnętrznych kształtów rury wkłada się do formy rdzeń (rys. nr 3d). Modele wykonuje się z drewna, metalu, gipsu, tworzywa sztucznego itp.

Rys. nr 3. Wykonanie formy do odlewu rury z kołnierzem: a) przekrój rury z kołnierzem, b) model rury, c) rdzennica, d) rdzeń, e) forma odlewnicza rury, f) odlew rury wraz z układem wlewowym, który należy usunąć z gotowego odlewu

Źródło: Aleksander Górecki: Technologia ogólna, podstawy technologii mechanicznej. Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne Warszawa 2009

Podstawą opracowania kompletu modelowego jest rysunek odlewanej części. Na jego podstawie określa się sposób wykonania poszczególnych części kompletu modelowego, tj.:

• położenie linii podziału modelu w skrzynkach formierskich,
• naddatki wymiarowe, uwzględniające skurcz odlewniczy metalu,
• pochylenia odlewnicze modeli i skrzynek rdzeniowych (w celu ułatwienia wyjmowania modelu i rdzenia z formy),
• naddatki wymiarowe na obróbkę mechaniczną,
• położenie znaków rdzeniowych.

Modele odlewnicze wykonuje się przeważnie jako dzielone, co ułatwia wykonanie formy. Od wyboru linii podziału modelu zależy jego budowa, przebieg formowania oraz dokładność wymiarów odlewu. Główną przyczyną stosowania podziału modelu jest umożliwienie wyjęcia modelu z formy.

Podczas wykonywania modeli i rdzennic uwzględnia się wielkość skurczu metalu w formie, tak żeby otrzymany odlew swymi wymiarami odpowiadał wymiarom podanym na rysunku odlewu. Skurcz różnych tworzyw jest różny i średnio wynosi ok. 1% dla żeliwa szarego, ok. 1,5% dla brązów i stopów aluminium oraz ok. 2% dla staliwa i żeliwa ciągliwego.

W celu ułatwienia wyjęcia modelu z formy i wyjęcia rdzenia z rdzennicy nadaje się pionowym płaszczyznom modeli i rdzeni odpowiednie pochylenie. Wartość stosowanego pochylenia zależy od materiału, z jakiego jest wykonany model, oraz od wysokości ścianki modelu i sposobu formowania. Pochylenia ścian w modelach metalowych wyno-szą zwykle 0,5÷1°, a w modelach drewnianych 1÷3°. Należy pamiętać, że im większa jest wysokość modelu, tym mniejsze pochylenie nadaje się ściankom.

Projektując rysunek odlewu na podstawie rysunku części, która ma być wykonana jako odlew, trzeba uwzględnić naddatki na obróbkę dla obrabianych powierzchni odlewu. Wartości naddatków określają normy. Dla odlewów z żeliwa wynoszą od 3 mm (w drobnych i średnich odlewach) do kilkunastu milimetrów (w odlewach bardzo dużych). Naddatki dla odlewów staliwnych są większe niż dla odlewów żeliwnych. Wartość naddatków zależy nie tylko od materiału, z jakiego jest wykonany odlew, ale również od wymiarów i położenia powierzchni obrabianej oraz od liczby wykonywanych sztuk.

Wykonywanie modeli z drewna i metalu jest bardzo pracochłonne i wymaga wyso-kich kwalifikacji, zwłaszcza gdy modele mają skomplikowane kształty. Modele drewniane muszą być wykonywane z bardzo suchego drewna i potem pomalowane lakierem, aby zapobiec zawilgoceniu, a tym samym zmianie kształtu.

Rdzenie wytwarza się z masy rdzeniowej, ręcznie według wzorników lub maszynowo. Skrzynki rdzeniowe stosowane do ręcznego wytwarzania rdzeni wykonuje się przeważnie z drewna. Na rys. nr 4 przedstawiono przebieg formowania prostego rdzenia walcowego. Formowanie odbywa się w drewnianej rdzennicy, składającej się z dwóch symetrycznych części 1 i 2. Prawidłowe położenie obu części rdzennicy ustala się za pomocą kołków 3 i 4. Rdzennicę (po jej złożeniu) należy napełnić masą rdzeniową, którą następnie zagęszcza się ubijakiem. W celu ułatwienia odprowadzania gazów wydzielających się w formie podczas zalewania środek rdzenia 5 trzeba przekłuć szpilką.

Rys. nr 6.4. Formowanie prostego rdzenia: a) rdzennica przygotowana do napełnienia, b) rdzennica rozłożona

Źródło: Aleksander Górecki: Technologia ogólna, podstawy technologii mechanicznej. Wydawnictwo Szkol-ne i Pedagogiczne Warszawa 2009

Formy większości odlewów wykonuje się w skrzynkach formierskich (rys. nr 5). Skrzynki te stanowią rodzaj sztywnych ram sporządzonych najczęściej z żeliwa, blachy stalowej, lekkich stopów, tworzyw sztucznych, a nawet z drewna. Powinny być wytrzymałe i lekkie.

Skrzynki formierskie mogą mieć różne kształty, przystosowane do kształtu modelu. Najczęściej jednak są używane skrzynki prostopadłościenne.

Rys. nr 6.5. Skrzynki formierskie: a) skrzynka otwierana, b) skrzynka zdejmowana

Źródło: Aleksander Górecki: Technologia ogólna, podstawy technologii mechanicznej. Wydawnictwo Szkol-ne i Pedagogiczne Warszawa 2009

Opracowano na podstawie materiałów KOWEZIU.