Одним из важнейших этапов в технологическом цикле любого литейного производства является изготовление модельной оснастки. Модель является прототипом будущего изделия, поэтому от ее качества и правильности изготовления зависит трудоемкость, расход материалов и выход годного литья. Неграмотно спроектированная или некачественно изготовленная модельная оснастка может привести не только к дефектам в получаемых отливках и повышенным затратам на доработку, но и в ряде случаев к полной невозможности получения по такой оснастке литейной продукции в соответствии с заданными требованиями. Для предотвращения указанных рисков и обеспечения высокого качества отливок необходимо соблюдать строгие стандарты проектирования и производства модельной оснастки, внедрять современные методики контроля на всех этапах изготовления моделей. При этом особое значение имеет наличие опытного персонала, обеспеченного специализированным оборудованием и программными решениями.
Модельщик отвечает за непосредственную реализацию инженерных решений, заложенных в чертежах в результате совместной деятельности конструктора и технолога-литейщика. В ходе своей работы модельщик тщательно воспроизводит в создаваемом модельном комплекте конфигурацию и размеры будущей отливки с учетом усадки и иных технологических особенностей заливаемого сплава, при этом уделяя особое внимание контролю за соблюдением всех размерных цепей и сопрягаемых элементов. Высокая точность и качество изготовления модельной оснастки напрямую влияют на предотвращение литейного брака, такого как перекосы, отклонения размеров, коробление и др. Таким образом, профессиональное мастерство и опыт модельщика обеспечивают не только долговечность и надёжность модельной оснастки при последующей эксплуатации, но и соответствие получаемой отливки проектным параметрам.
Литейный завод «Литмаш» имеет собственное модельное производство, что позволяет в короткие сроки осваивать новые виды продукции, оперативно управлять и мгновенно вносить необходимые изменения в технологию формовки и литья изделия.
Модельный комплект для литейного производства может включать следующие элементы оснастки:
- литейная модель, которая служит для создания внешних контуров отливки и формирования полости литейной формы, обеспечивая точное воспроизведение геометрии будущего изделия с учетом его соответствия конструктивным требованиям;
- стержневые ящики для изготовления песчаных стержней, оформляющих полости и отверстия в будущей отливке, которые невозможно получить другими способами;
- модели элементов литниковой системы (питателей, стояков, шлаковиков, выпоров, прибылей), обеспечивающих правильное направление потоков расплавленного металла, его заданное распределение по полости литейной формы и эффективное удаление газов и шлаков, а также заданные тепловые условия затвердевания отливки;
- модельные или подмодельные плиты для закрепления или установки моделей отливок и литниковой системы, обеспечивающие точность позиционирования всех элементов модельного комплекта в процессе формовки, а также выполняющие вспомогательные функции, такие как упрощение сборки и демонтажа формы, повышение производительности и унификация процесса изготовления литейных форм;
- приспособления для сборки формы и другие элементы, которые могут включаться в состав модельного комплекта в зависимости от особенностей конкретного изделия и требований технологического процесса.
Материалы для изготовления модельной оснастки
Выбор материала модельной оснастки является одним из основных вопросов на этапе технологической подготовки производства новой литейной продукции. При получении отливок методами литья в разовые формы на заводе "Литмаш" применяются деревянные, металлические и пластиковые модели и стержневые ящики.
Традиционным материалом для изготовления комплектов модельной оснастки является древесина. При производстве деревянных моделей используется высококачественная древесина по ГОСТ 8486-86 и ГОСТ 2695-83, которая проходит просушку и специальную обработку. Процесс в целом выполняется на универсальном станочном деревообрабатывающем оборудовании, но с большой долей ручного труда.
Для изготовления модельной оснастки на заводе также широко используются современные материалы: МДФ и пластик. МДФ (англ. MDF – Medium Density Fiberboard, древесноволокнистая плита средней плотности) – менее устойчивый материал, чаще применяется для штучного производства, например, художественного литья. Пластик устойчив в эксплуатации, имеет множество разновидностей и применяется в основном при производстве многочисленных партий отливок.
На предприятии применяются современные компьютерные трехпозиционные фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ), которые позволяют на основе трехмерных математических моделей абсолютно точно изготовить модельную оснастку практически без участия человека.
Металлическая модельная оснастка обеспечивает более высокую размерную точность и долговечность по сравнению с модельными комплектами из другим материалов. Металлические литейные модели прочны и надежны, способны выдержать десятки тысяч формовок, но в то же время являются самыми дорогостоящими в изготовлении, поэтому используются только в условиях крупносерийного и массового производства.
В отдельных случаях для снижения затрат на изготовление пробных партий отливок и сокращения сроков подготовки производства возможно применение одноразовых пенопластовых литейных моделей.
Стоимость проектирования и изготовления модельной оснастки рассчитывается отдельно в процессе рассмотрения заказа на производство литейной продукции.
