Опока что это такое в литейном производстве

Опочная оснастка

К опочной оснастке относят опоки, штыри, крепежные приспособления, литейные жакеты и подопочные плиты.

Опоки представляют собой жесткие металлические рамки, служащие для набивки и удержания смеси при изготовлении литейных форм, удобства их транспортирования на участки заливки и выбивки. Кроме того, опока придает форме повышенную прочность, необходимую для противодействия давлению заливаемого в нее литейного расплава.

Размеры опок регламентируются ГОСТ 2133—75 и колеблются в пределах (в свету) от 500X400 до 3000Х Х2500 мм при диапазоне высот 150—1500 мм. По конфигурации опоки подразделяют на прямоугольные, круглые и фасонные, в зависимости от размеров и массы — на ручные и крановые. Ручные опоки с размерами до 600X400 мм переносят вручную, они снабжены рукоятками. Опоки больших размеров (рис. 2.24) перемещают с помощью подъемно-транспортного оборудования (мостовые краны, тельферы и др.). В них для захвата (вместо ручек) предусмотрены цапфы 5, а для удержания формовочной смеси — внутренние буртики 6 и крестовины 4. Центрирование парных опок 1 и 7 при их соединении осуществляется штырями 8 (см. рис. 2.25).

Рис. 2.24. Крановые литые чугунные парные опоки:
1 — верхняя опока, 2 — скоба, 3 — подоночная плита, 4 — крестовины, 5 — цапфы, 6 — буртики, 7 — нижняя опока, 8 — штырь

Рис. 2.25. Штыри:
а — неподвижные, б — съемные; 1 — модельная плита, 2 — опока, 3 штырь, 4 — пружинная шайба, 5 —гайка, 6 — втулка

При изготовлении безопочных форм (см. гл. 5) по двусторонним модельным плитам (ом. рис. 2.5,6) применяют парные съемные опоки с размерами от 300×225 до 500X300 мм. Внутренние поверхности таких опок делают наклонными под углом 5°, что обеспечивает их легкий съем с кома формовочной смеси. Для удержания формовочной смеси при съеме верхней полуформы в съемных опоках предусмотрены специальные планки и ножи, которые перемещаются в плоскости разъема формы.

Штыри (рис. 2.25) являются приспособлениями, с помощью которых осуществляется центрирование опок на модельной плите, (рис. 2.25,а) и полуформ при подготовке формы к заливке (рис. 2.25,6). Штыри вытачиваются из прочной углеродистой инструментальной стали на металлорежущих станках. Учитывая их интенсивное изнашивание во время использования опок и модельных плит, их подвергают упрочнению — закалке.

Литейные жакеты в виде сварных из листовой стали рамок (см. рис. 2.26) надевают на безопочные формы при подготовке их к заливке для повышения прочности.

Крепежные приспособления (рис. 2.26) предназначены для надежного соединения полуформ при подготовке формы к заливке, что предупреждает вытекание заливаемого расплава по плоскости ее разъема.

Подопочные плиты предназначены для установки на них готовых литейных форм, направляемых от формовочных машин на заливку и выбивку с помощью напольного тележечного конвейера в условиях массового и крупносерийного производства. Широко применяют легкие подопочные плиты, получаемые сваркой элементов из листовой углеродистой стали, жесткость рабочей поверхности которых обеспечивается ребрами, привариваемыми с тыльной их стороны.

Рис. 2.26. Способы скрепления полуформ перед заливкой:
1 — грузом в виде чушки чугуна. 2 плоским грузом (для безопочных форм), 3 — скобами, набиваемыми на конусные приливы опок, 4 — скобой с клином, 5 — болтами с винтовыми гайками, 6 — штырем с клином. 7,8 — стальными стяжками, 9 — рамками и болтами (для стержневых форм)

ОПОКА (в литейном производстве)

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое «ОПОКА (в литейном производстве)» в других словарях:

Опока (в литейном пр-ве) — Опока в литейном производстве, приспособление, служащее для удержания формовочной смеси при её уплотнении, т. е. для получения литейной формы и при заливке формы расплавленным металлом. Простейшая О. для разовой литейной формы представляет собой… … Большая советская энциклопедия

Опока — Опока меловой известняк; известковатый суглинок; белая сероватая глина, для обмазки щелей в избе, особ. мергель, глина для отливки чугуна, меди. Опока в литейном производстве, приспособление, служащее для удержания формовочной смеси… … Википедия

ОПОКА — в литейном производстве приспособление (в виде жесткой рамы или открытого ящика) для удержания формовочной смеси при изготовлении форм, транспортировании их и заливке металлом. Изготовляют литьем, сваркой, штамповкой и другими методами из стали,… … Большой Энциклопедический словарь

опока — 1. ОПОКА, и; ж. Спец. Ящик или рама без дна и верха для изготовления литейной формы. ◁ Опоковый, ая, ое. 2. ОПОКА, и; ж. Геол. Твёрдая, лёгкая горная порода, богатая кремнезёмом. ◁ Опоковый, ая, ое. * * * опока I (геол.), лёгкая, твёрдая,… … Энциклопедический словарь

ОПОКА — ОПОКА, опоки, жен. 1. В литейном производстве ящик, рама, в которой заключена земляная форма для литья (тех.). 2. Плотная глина, содержащая в себе кремнезем (геол.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ОПОКА — 1) О. вгеологии твёрдая микро пористая лёгкая порода серой или чёрной окраски; состоит гл. обр. из опала (до 90% ) с примесью зёрен кварца, полевых шпатов и др. минералов, глинистых частиц, скелетных остатков кремневых микроорганизмов. Содержание … Большой энциклопедический политехнический словарь

Опока — [molding box (flask)] в литейном производстве приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы, транспортировке и заливке жидким металлом. По конструкции опоки подразделяются на прямоугольные, квадратные, круглые и… … Энциклопедический словарь по металлургии

Опока — I Опока (геол.) прочная пористая кремнистая осадочная горная порода. О. состоит в основном из микрозернистого водного аморфного кремнезёма (до 97%) обычно с примесью глины, песка, глауконита и др.; присутствуют плохо сохранившиеся остатки … Большая советская энциклопедия

Формовка — в литейном производстве, процесс изготовления литейной формы (См. Литейная форма), предназначенной для получения фасонной отливки (См. Фасонная отливка). Различают Ф. ручную и машинную. Первая применяется главным образом в единичном и… … Большая советская энциклопедия

Литьё — Литьё технологический процесс изготовления заготовок (реже готовых деталей), заключающийся в заполнении предварительно изготовленной литейной формы жидким материалом (металлом, сплавом, пластм … Википедия

Что такое опока в ювелирном деле? Процесс литья ювелирного украшения

Разглядывая витрины дорогих ювелирных магазинов, мы приходим в восторг от красоты изделий и мастерства ювелиров. Искусство превращать драгоценный металл в предмет роскоши в воображении многих людей является неким таинством, особым умением, которым может овладеть далеко не каждый. Как же рождаются на свет манящие своей красотой кольца? Какой путь проходит драгоценный металл от эскиза до воплощения в дорогое украшение? Что такое опока в ювелирном деле и для чего она используется?

Особенности профессии ювелира

Профессия ювелира требует не только творческого подхода. Ювелир должен быть аккуратен и терпелив. В этом деле множество нюансов, соблюдение которых требует предельной точности. Ювелир работает с высокими температурами и раскаленным металлом, опасность этой профессии требует выдержки и физической силы. Мастер ювелирного дела — это не только дизайнер, придумывающий эскизы и работающий напильником под ярким светом лампы. Это еще и работник литейного цеха, управляющийся с раскаленными печами и расплавленным металлом, поднимающий тяжелые гипсовые формы и следящий за соблюдением технологии. В арсенале мастера ювелирного дела полно необычных приспособлений, о которых простой обыватель даже не слышал. Например, опока. Что такое опока и для чего используется это приспособление? Об этом расскажет наша статья.

Опока в ювелирном деле

Несмотря на все новшества и высокий уровень технологии изготовления украшений, многие методы работы ювелира остаются неизменными с древних времен. Процесс литья колец, например, мало чем изменился. Чтобы ответить на вопрос о том, что такое опока, следует узнать, как происходит процесс литья ювелирных изделий.

Чтобы сделать кольцо из драгоценного металла, ювелир использует специальный огнеупорный цилиндр, в который заливается раскаленный металл, формовочная масса и помещаются восковые заготовки. Это и есть опока.

Это приспособление служит для того, чтобы удерживать формовочную смесь при ее уплотнении в процессе получения литейной формы, в которую заливается драгоценный металл. Изготовить опоку можно самостоятельно, главное — чтобы она была из огнеупорного материала. Некоторые умельцы делают опоку из обрезка трубы или сворачивают ее из листа железа. На фото представлена современная опока из металла.

В эту опоку уже залита формовочная масса, внутри которой находятся восковые заготовки. Следующий шаг — прокалка опоки в раскаленной печи, эта процедура происходит в литейном цехе.

Применение опоки в литейном цехе

Какими бы утонченными ни были в итоге украшения, они проходят весьма суровый путь через раскаленные печи литейного цеха. Вот как выглядит процесс литья:

1. Изделия поступают в литейный цех в виде восковых заготовок, которые проходят процесс формовки.
2. Восковая заготовка помещается в специальный огнеупорный металлический цилиндр — опоку для литья.
3. Затем опока ставится в раскаленную печь для прокалки. Температура в такой печи может достигать 1000 градусов. Воск из опоки выплавляется, и в этой форме появляется место для драгоценного металла.
4. После прокалки опоки и образования формы в нее заливается металл. Процесс отливки украшений происходит в вакууме, предотвращается образование пустот и попадание инородного мусора в форму.
5. На финальном этапе из опоки для литья ювелирных изделий литейщик достает украшение и приступает к его финальной обработке и шлифовке.

Гипсовые опоки для изготовления украшений

Что такое опока из гипса? По форме она не отличается от более распространенной металлической. Единственное ее отличие — это материал и необходимость ступенчатого нагрева. Гипсовые опоки чаще всего используются для мелкого ювелирного литья, а не для промышленного. Для того чтобы процесс литья с использованием гипсовой опоки был успешным, следует соблюдать температурный режим, иначе форма треснет и станет непригодной для работы. Удобнее всего это делать в специальной электрической печи для отжига, так как там можно регулировать температуру. Отжиг гипсовой опоки производится в несколько этапов:

1. Нагрев при температуре менее 100 °С. Выдерживать опоку в такой температуре нужно не менее часа.
2. Затем форма должна находиться в печи при температуре 250 °С от двух до двух с половиной часов.
3. По истечении этого времени, температуру следует поднять до 450 °С и отжигать опоку еще полтора часа.
4. Только после этого можно поднимать температуру до максимальных 750 °С и отжигать форму еще около трех часов.

Время отжига зависит от размеров опокич: чем она больше, тем дольше нужно ее отжигать.

Одноразовые опоки

Узнав, что такое опока и как она используется, проще вникнуть в тонкости процесса. Он уже не кажется таким уж сложным, скорее, интересным и простым. Современные технологии позволяют попробовать самостоятельно изготовить ювелирное украшение практически в домашних условиях. Китайский рынок предлагает широкий ассортимент одноразовых опок с уже готовыми формами. Все что нужно для работы с такой формой, — это необходимое количество драгоценного металла и возможность его расплавить. Ими пользуются как ювелиры, не имеющие собственного литейного цеха, так и свободные мастера, изготавливающие украшения на заказ.

Изготовление форм в литейном производстве

При индивидуальном и мелкосерийном производстве отливок формы изготовляют ручным способом, а при крупносерийном и массовом производстве — на формовочных машинах или пескометом. Обычно их изготовляют в опоках. Это специальные рамки, в которые набивается формовочная смесь (рис. 85). В зависимости от размера и сложности отливки форму изготовляют в двух или нескольких опоках, соединенных штырями. В процессе изготовления формы опока устанавливается на подмодельную плиту и наполняется формовочной смесью.

Опоки бывают разъемные и неразъемные. Разъемные опоки применяют при массовом производстве отливок небольшого веса и называют жакетами. В жакетах производится формовка и сборка форм. С собранных форм такие опоки снимают и заливают формы металлом.

В неразъемных опоках изготовляют формы и заливают их металлом. Они применяются при производстве отливок небольшого и большого веса.

Изготовление форм на формовочных машинах и пескометами производится в парных опоках. Применяют опоки таких размеров, чтобы между опокой и моделью был зазор, обеспечивающий форме необходимую прочность при заливке ее металлом и минимальный расход формовочной смеси.

При ручной формовке формы могут быть изготовлены в почве на полу цеха, покрытом слоем формовочной смеси, в двух или нескольких опоках. Применяют несколько различных приемов ручной формовки: шаблонную формовку, формовку по скелетным моделям и др., позволяющие изготовлять формы с помощью упрощенного модельного инвентаря.

Ручная формовка. Изготовление форм в двух опоках по неразъемной модели состоит из следующих операций: на подмодельную доску 1 (рис. 86) ставят модель 2 и накрывают опокой 3. Затем модель в опоке засыпают облицовочной формовочной смесью слоем 15—20 мм и заполняют опоку наполнительной смесью, уплотняя сначала острым, а затем плоским концом трамбовки. Лишнюю формовочную смесь сгребают линейкой. Изготовленную полуформу переворачивают и устанавливают на нее вторую опоку 4 и модель стояка. Операцию наполнения опоки и уплотнения смеси повторяют, после чего вырезают литниковую чашу, вынимают модель стояка и снимают верхнюю полуформу. На плоскости разъема в нижней полуформе прорезают каналы, соединяющие стояк с полостью формы.

Края формы вокруг модели слепка увлажняют, модель расшатывают и вынимают из формы. Поврежденные места исправляют, затем верхнюю полуформу устанавливают на нижнюю, скрепляют и форму заливают металлом.

Изготовление форм в двух опоках по разъемным моделям со стержнем. Под подмодельный щиток ставят нижнюю половину модели плоскостью разъема и накрывают нижней опокой. Процесс формовки в данном случае подобен процессу формовки при изготовлении нижней полуформы по неразъемной модели. Когда нижняя полуформа готова, ее поворачивают, посыпают поверхность формы разделительным песком и накладывают верхнюю половину на нижнюю половину модели, накрывают верхней опокой, устанавливают модели литникового канала шлакоуловителя, стояка и выпоров и производят процесс формовки в верхней полуформе. Когда верхняя полуформа заформована, на ней вырезают литниковую чашу, вынимают модели стояка и выпоров. Полуформу снимают и переворачивают. Выпоры по своей форме представляют подобие стояка. Их применяют при отливке деталей из чугуна для того, чтобы образовался канал для выхода воздуха и газа из полости формы и для наглядного контроля заполнения формы металлом в процессе заливки. Из снятых верхней и нижней полуформ вынимают модели, исправляют дефекты, укрепляют выступающие места формы шпильками-гвоздями. Затем в нижнюю полуформу устанавливают стержень, ставят верхнюю полуформу и скрепляют ее с нижней.

Изготовление форм по шаблону. При производстве индивидуальных отливок, имеющих форму тел вращений (шестерен, маховиков и т. п.), формы изготовляют при помощи шаблонов. Это не требует дорогостоящих моделей. Используют приспособления (рис. 87), состоящие из следующих деталей: подпятника 1 с гнездом, в которое вставляется ось вращения шаблона 2, насаженная на ось поперечины 3, упорного конуса 4 и шаблона 5. Например, для формовки шкива со спицами в почве укрепляют подпятник, в него вставляют ось, готовят твердую постель и насыпают формовочную смесь до уровня плоскости разъема. На ось устанавливают упорное кольцо, надевают поперечину и укрепляет на ней шаблон для формовки внутренней поверхности обода и плоскости разъема формы. Вращая шаблон вокруг оси, образуют выемку и плоскость, излишнюю смесь сгребают, а затем снимают шаблон. На полученной окружности при помощи чертилки проводят бороздки, соответствующие осям спиц. По каждой бороздке устанавливают рамку, вокруг которой очерчивают параллельные линии. Надевают на ось модель ступицы, устанавливают опоку, стояк и выпор и набивают верхнюю полуформу. Вынимают стояк и выпор, полуформу снимают и переворачивают.

По отпечатанным бороздкам в верхней и нижней полуформе специальным гребком при помощи рамки делают контуры спиц и вынимают модель ступицы. Затем верхнюю полуформу устанавливают на нижнюю, накладывают груз и форма готова для заливки металлом.

Машинная формовка. Процесс изготовления форм машинным способом по сравнению с ручным имеет ряд преимуществ:

1) механизацию уплотнения формовочной смеси и извлечения моделей из формы;

2) получение форм с более равномерным уплотнением и большей прочностью;

3) получение отливок с меньшими припусками на обработку;

4) более рациональное использование труда формовщиков, которые освобождаются от ряда операций (установки моделей, набивки форм, прорезки литников и т. п.);

5) более быстрое освоение приемов формовки.

Формовочные машины по способу уплотнения в основном делятся на следующие типы: прессовые, встряхивающие, встряхивающие с подпрессовкой, пескометы.

На прессовых машинах формы изготовляются по односторонним модельным плитам. Машины приводятся в действие сжатым воздухом давлением 5—7 атм и подразделяются на машины с верхним и нижним прессованием. Схема верхнего прессования представлена на рис. 88, а нижнего — на рис. 89. Для получения формы на подмодельную плиту, укрепленную на столе машины, ставят опоку, которую из бункера заполняют формовочной смесью. Затем поворачивают траверсу с верхней плитой в рабочее положение и включают воздух.

Сжатый воздух поднимает стол и прижимает форму к верхней плите траверсы. Дают небольшую выдержку, включают воздух, опускают стол с формой и выводят его из под траверсы. Форму снимают и на стол ставят следующую опоку. Прессовую машину применяют для изготовления форм в опоках небольшой высоты, так как уплотнение формовочной смеси происходит неравномерно. Поверхность формы, непосредственно испытывающая давление, уплотняется больше, чем поверхность, прилегающая к подмодельной плите и модели.

Примером этого типа машин является машина модели ПФ-4 с нижним прессованием. Размеры опоки в свету 756х676 мм, высота ее 100 мм. Часовая производительность (при полной механизации подачи формовочной смеси и транспортировании опок) 120 опок, 60 форм.

На встряхивающих машинах изготовляют формы в высоких опоках. Формовочная смесь уплотняется встряхиванием за счет инерции, возникающей при ударе (рис. 90).

На столе встряхивающей машины укреплена плита с моделью, на которую ставят опоку и наполняют формовочной смесью. Стол встряхивающей машины под действием сжатого воздуха давлением 5—7 атм поднимается на некоторую высоту и с этой высоты падает, ударяясь об опору. При ударе смесь уплотняется. Высота подъема стола в машинах 30—100 мм и число ударов 10—300 в минуту.

К такому типу машин относится формовочная машина модели 845 с поворотным столом.

Размеры опоки в свету 1200×800 мм, высота ее 450 мм.

Часовая производительность — около 15 форм.

Изготовление форм на встряхивающих машинах с подпрессовкой. Плотность набивки формы, полученной встряхиванием, неравномерна.

Поэтому более широкое применение получили встряхивающие машины с допрессовкой верхних слоев формы, например машина модели 254 М. Размеры опоки в свету 800×700, высота ее 300 мм. Часовая производительность при полной механизации формовочного участка 45 опок.

К этому же типу машин относятся автоматические формовочные четырехпозиционные машины модели 94265 для изготовления верхних полуформ и модели 94265А для изготовления нижних полуформ. На этих машинах изготовляют формы в опоках с размерами в свету 900х800, при высоте 500—600 мм.

Изготовление форм на пескометах. Пескометы применяются для изготовления средних и крупных форм. Существуют стационарные пескометы, передвижные с бункером и консольные передвижные. Пескометом формовочная смесь подается в опоку и уплотняется в ней под действием центробежных сил вращающихся лопаток, расположенных в головке пескомета.

На рис. 91 приведена схема устройства консольно-подвижного пескомета. Формовочная смесь по ленточному транспортеру 1 подается в лоток 2, снабженный ситом. Просеянная смесь поступает на транспортер 3, из него в воронку 4 и оттуда на ленточный транспортер 5. С ленточного транспортера смесь поступает в кожух пескометной головки 6, где подхватывается лопатками 8, укрепленными на вращающемся диске 7 (скорость вращения 1400—1600 об/мин) и выбрасывается в опоку 10 через отверстие 11 в головке пескомета. При набивке опоки рабочий, сидящий на сиденьи 12, поворачивает и передвигает хобот пескомета. Степень уплотнения смеси зависит от скорости вращения лопаток, перемещения головки и от высоты ее над моделью 9.

Производительность пескомета 12,5 м3/час набитой формовочной смеси. Действующие модели пескометов этого типа — 291,296 м.

На заводах крупносерийного и массового производства отливок формовочные машины расположены вдоль замкнутого конвейера (рис. 92), который представляет собой ряд тележек 1, непрерывно движущихся по рельсам 2 при помощи привода 3. Изготовленные на машинах формы 4 ставятся на тележки конвейера. Сборку форм обычно производят на рольгангах 5, установленных у формовочных машин. Формы заливают на конвейере из заливочных ковшей 6, подаваемых по разливочному монорельсу 7.

При большой скорости движения конвейера заливочная площадка 8, на которой стоит рабочий, заливающий формы, движется со скоростью конвейера. Залитые металлом формы на конвейере проходят через охладительную камеру 9 и поступают в отделение выбивки. Здесь при помощи пневматического подъемника 10 формы с конвейера снимаются и выбиваются на выбивной решетке 11. Выбитая формовочная смесь падает через решетку на пластинчатый транспортер 12 и направляется в землеприготовительное отделение.

Литниковая система. Каждая форма имеет литниковую систему, служащую для заполнения полости формы металлом. В литниковой системе также должен улавливаться шлак, попадающий с металлом. Литниковая система (рис. 93) состоит из литниковой чаши 1, стоянка 2, шлакоуловителя 3 и питателя 4. Назначение чаши в том, чтобы исключить разбрызгивание металла, уменьшить его гидродинамический удар и задержать шлак, попадающий с металлом.

Стояк 2, соединенный с чашей и шлакоуловителем, располагается вертикально.

Шлакоуловитель 3 служит для отделения шлака и соединения с питателями. Питатели 4 соединены с полостью формы. Количество питателей и их расположение зависят от формы и веса отливаемой детали. Питатели при формовке располагаются в нижней опоке на плоскости разъема формы.

Для получения качественной отливки и меньшего расхода металла литниковую систему изготовляют на основе расчетов.

Площадь сечения питателей определяют по следующей формуле:

где Q — вес отливки, кг;

t — время заливки, сек.;

Hр — расчетный напор, см.;

M — коэффициент расхода, равный для чугуна 0,27—0,55, для стали 0,3—0,41, для сплавов цветных металлов 0,6—0,7.

Расчетный напор Hр определяют по формуле

где H0 — высота стояка от уровня металла до подвода в форму, см;

С — максимальная высота отливки, см;

P — высота отливки до места подвода металла в форму, см.

Соотношение размеров литниковой системы принимают следующим: