Zależnie od stosowanej metody wykonania dokładność odlewu, a zatem i wielkość naddatków, na ogół znacznie się różni. Niedokładność odlewów spowodowana jest zasadniczo następującymi przyczynami: 1)niedokładnością wykonania modeli i rdzeni, a także zniekształceniem ich przy eksploatacji i przechowywaniu (paczenie się modeli); 2)błędami przy składaniu form (niedokładnym zestawieniem skrzynek formierskich, przesunięciem rdzeni itp.); 3)zniekształceniem formy przez obruszanie modelu przed wyjęciem z formy; 4)odkształceniem formy przy odlewaniu; 5)niedokładnością określenia skurczu odlewniczego; 6)wpływem obróbki cieplnej odlewów. Największy wpływ na dokładność odlewów ma skurcz, który z kolei zależy przede wszystkim od chemicznego składu użytego stopu. Na przy­kład odlewy staliwne mają skurcz liniowy dwukrotnie większy niż żeliwne. Dane charakteryzujące skurcz można uzyskać tylko doświadczalnie po­równując wymiary modelu i przedmiotów określonego kształtu, odlanych w określonych warunkach. W przypadku braku takich danych przyjmuje się skurcz liniowy normalny określony dla różnych stopów normą PN/H-851 i wskazany w tabl. 14. Wpływ czynników wymienionych poprzednio w punktach 1, 2 i 4 można zmniejszyć przez zwiększenie dokładności wykonania modeli, skrzynek rdzeniowych i samych rdzeni, utrzyma­nie skrzynek w dobrym stanie jak rów­nież przez odpowiednią konstrukcję formy i prawidłowy skład masy for­mierskiej. Wpływ zniekształcenia for­my przy obruszaniu modelu (punkt 3) również można zmniejszyć stosując do­skonalsze sposoby usuwania modelu z formy (np. formowanie maszyno­we). Błędy odlewów mogą być systema­tyczne i przypadkowe. Rozpatrując je w granicach jednej serii przedmiotów odlanych z jednakowego materiału, przy użyciu tego samego modelu oraz w jednakowych warunkach formowania i odlewania, oczywiście stwier­dzimy mniejszą różnicę wymiarów niż przy porównywaniu odlewów otrzymanych w różnych warunkach. Jeśli przy odlewaniu próbnej serii przedmio­tów wymiary ich odbie­gają od wymaganych, to w przypadku błędu systematycznego (na przykład żle obliczonego skurczu) błąd ten można usunąć przerabiając mo­del; w ten sposób do­kładność następnych od­lewów będzie większa. Dzięki takiemu ulepsze­niu procesu odlewnicze­go na dokładność odle­wów mają wpływ tylko błędy przypadkowe. Można to osiągnąć w warunkach produkcji wielkoseryjnej i maso­wej. Okoliczność ta oraz szeroki zakres stosowa­nia modeli metalowych i formowania maszynowego umożliwia osiągnięcie dużej dokładności odle­wów przy tego rodzaju produkcji. W tabl. 15 podano tolerancje wykonania odlewów żeliwnych według normy radzieckiej GOST 1855-45. Tolerancje podane są w zależności od mierzonego wymiaru. W tablicy zamieszczone są górne i dolne odchyłki w stosunku do wymiaru nominalnego dla powierzchni nie obrabianych. Wskazane odchyłki dotyczą wymiarów nie tolerowanych. Przy właściwej metodzie formowania i starannym wykonaniu formy i odlewów tolerancje te mogą być zmniejszone, c. Sposoby odlewania Przy wytwarzaniu części silników spalinowych stosowane są następujące sposoby wykonania odlewów: 7)w formach piaskowych, wykonywanych ręcznie, 8)w formach piaskowych, wykonywanych maszynowo, 9)w formach rdzeniowych, 10)odśrodkowe, 11)w formach metalowych (kokilach), 12)pod ciśnieniem, 13)precyzyjne. 1. Odlewanie w formach piaskowych, wykonywa­nych ręcznie. Przy ręcznym formowaniu z modeli drewnianych, odkształcających się pod wpływem wilgoci i ulegających zużyciu, otrzy­muje się najmniej dokładne odlewy. Przy starannym formowaniu ręcznym w warunkach produkcji seryjnej, kiedy przy wyko­nywaniu modelu uwzglę­dnia się doświadczenie na­byte przy odlewaniu przedmiotów o zbliżonym kształcie i w razie potrze­by wprowadza się popraw­ki modelu po wykonaniu próbnych odlewów, możli­we jest zapewnienie to­lerancji wszystkich wy­miarów dla odlewów śred­nich (o wielkości do 1000 mm) w granicach + 2 mm, a dla odlewów dużych (do 4000 mm) w granicach ± 6 mm. Dla odlewów ma­łych tolerancje będą zna­cznie mniejsze (nie prze­kroczą wielkości podanych w tabl. 15, klasa I). Z drugiej strony ten sposób odlewania ma sze- reg zalet. Wykonanie mo- deli drewnianych jest ła­twe, formowanie odbywa się bez użycia, specjalnych maszyn, a więc z naj­mniejszym nakładem kosztów. Ponadto przy formowaniu ręcznym istnieje możliwość łatwej zmiany rodzaju produkcji. Z podanych względów ten sposób odlewania jest najczęściej stosowany w produkcji jednostkowej i małoseryjnej wielkich odlewów części silnika. Przy odlewaniu części silnika formy piaskowe wykonywane są najczę­ściej w skrzynkach formierskich lub w gruncie. Normalnie przy odlewach małej i średniej wielkości stosuje się formowanie w składanych skrzyn­kach formierskich. Formowanie w gruncie może być zalecane przy produk­cji wielkich odlewów, do których wykonania należałoby używać skrzynek formierskich o powierzchni ponad 10 m2. W praktyce formowanie w grun­cie stosowane jest często i przy mniejszych odlewach, gdy odlewnia nie ma odpowiednich skrzynek formierskich oraz dźwigów. Jako przykład odlewu otrzymanego w formie piaskowej, wykonanej ręcznie przy użyciu drewnianych modeli, może służyć kadłub dużego 5-cylindrowego silnika z zapłonem samoczynnym pokazany na rys. 20. Na rys. 21 przedstawiono model takiego samego silnika 6-cylindrowego. Przy jego formowaniu użyto skrzynek formierskich o wymiarach 3530X1765 X X 1325 mm. Forma w końcowym stanie prac przedstawiona jest na rys. 22. Suszenie formy, które trwa 10-f-12 godzin, przeprowadza się przy użyciu gorącego powietrza. Zespół rdzeni składający się z 90 sztuk pokazano na rys. 23. 2. Odlewanie w formach piaskowych wykonywa­nych maszynowo. Formowanie maszynowe w porównaniu z formo­waniem ręcznym ma wiele zalet. Umożliwia ono: a) zwiększenie wydajności pracy przeciętnie 10-i-15 razy przez zmecha­nizowanie lub wyeliminowanie takich operacji, jak rozmieszczenie modeli na płycie, wykańczanie form, zagęszczanie masy, wyjęcie mo- delu itp; 14)otrzymanie form o większej wytrzymałości i jednakowym zagęszcze­niu masy formierskiej; 15)zatrudnienie mniej wykwalifikowanych robotników; 16)zmniejszenie ilości braków; e) otrzymanie większej dokładności odlewów; przy bardzo starannym formowaniu maszynowym w warunkach produkcji masowej można zapewnić tolerancje dowolnego wymiaru odlewu mającego długość nie większą niż 1000 mm w granicach + 1 mm. Formowanie maszynowe ma szereg odrębnych cech, odróżniających je od formowania ręcznego. Konieczne jest nieco odmienne konstruowanie części przeznaczonych do formowania, inna budowa modeli (o jednej pła­szczyźnie podziału i bez części odejmowanych, na miejsce których stoso­wane są rdzenie) oraz oprzyrządowania i wreszcie wyposażenia zmechani­zowanej formierni w pomocnicze maszyny, urządzenia do przygotowania masy formierskiej i rdzeniarskiej, środki transportowe, urządzenia do wy­bijania gotowych odlewów z formy itd. Należyte wykorzystanie kosztow­nych instalacji zmechanizowanych formierni i rdzeniami wymaga dokład­nego opracowania procesu technologicznego oraz prawidłowej organizacji stanowiska roboczego. Zakres stosowania formowania maszynowego znacznie rozszerzył się w ostatnim dziesięcioleciu dzięki udoskonaleniu maszyn formierskich. O ile dawniej formowanie maszynowe było stosowane wyłącznie przy pro­dukcji wielkoseryjnej i masowej małych i średnich części, o tyle obecnie obejmuje ono również odlewy duże oraz odlewy wykonywane w niewiel­kich seriach. Formowanie maszynowe jest najczęściej stosowane przy: formowaniu w dwóch skrzynkach, bezskrzynkowym, do odlewania piętrowego (w sto­sach lub schodkowego) i wreszcie przy formowaniu z rdzeniami wilgotny­mi, czyli tzw. formowaniu na trzech formierkach. Istnieje cały szereg odmian maszyn formierskich, spośród których przy odlewaniu części silnikowych najczęściej stosowane są wstrząsarki i narzucarki Formierki - wstrząsarki. Schemat działania wstrząsarki przedstawiono na rys. 24. Na stole wstrząsarki 1, stanowiącym całość z tłokiem 2 umieszczony jest na płycie 3 model i skrzynka formierska 4 wraz z ramką nastawianą 5. Przez doprowadzenie sprężo­nego powietrza do cylindra wstrząsarki 6 przez otwór dopływowy 7 tłok podnosi się na wysokość określoną różnicą poziomów otworów dopływowego i odpływo­wego. Przez nagłe ujście powietrza przez otwór odpły­wowy 8 następuje szybkie opadanie stołu oraz ude­rzenie dolnej jego powierzehni o obrzeże cylindra 6, co powoduje wstrząs stołu razem z umieszczoną na nim skrzynką wypełnioną masą formierską. Zagęszcze­nie masy formierskiej w skrzynce następuje w wy­niku nacisku warstw wyżej położonych wywołanego wyzwoleniem energii kinetycznej poszczególnych czą­steczek masy przy uderzeniu. Największe zagęszczenie masy występuje w dolnej części skrzynki, tj. przy mo­delu; im bardziej ku górze tym stopień zagęszczenia jest mniejszy, tak że warstwy najwyższe nie ulegają prawie żadnemu zagęszczeniu i wymagają dodatkowego ubicia. Dodatkowe zagęszczenie górnej warstwy przeprowadza się różnymi sposobami: a) ubijakiem ręcznym lub pneumatycznym po zakończeniu wstrząsania; b) przez ustawienie na skrzynce ramki 5 (rys. 24), wsypanie masy formierskiej na większą wysokość i zgarnięcie linijką po zakończeniu wstrząsania słabo za­gęszczonego nadmiaru masy aż do górnej krawędzi skrzynki; c) przez obciążenie górnych warstw masy w skrzynce żeliwną płytą o wymiarach nieco mniejszych od wewnętrznych wymiarów skrzynki. Najlepszym rozwiązaniem omawianego zagadnienia jest zastosowanie formierek kombinowanych, tj. wstrząsarek z dodatkowym naciskiem statycznym, przy czym nacisk następuje zaraz po ubiciu masy przez wstrząsanie, a w najnowszych konstruk­cjach równocześnie ze wstrząsaniem. Ze względu na trudności konstrukcyjne sposób ten stosowany jest dotychczas tylko przy wstrząsarkach niezbyt dużych. Wstrząsarki mają najczęściej napęd pneumatyczny, który znajduje zastosowanie nie tylko do formierek, lecz także do szeregu innych maszyn i urządzeń w odlewni, jak np. podnośników, ubijaków itp. Napęd hydrauliczny szeroko stosowany przed pierwszą wojną światową zanikł prawie zupełnie w miarę rozpowszechnienia wstrzą­sarek ze względu na zbyt powolny przepływ cieczy. W zależności od sposobu wyjmowania modelu z masy formierskiej po jej zagę­szczeniu nowoczesne wstrząsarki dzielimy następująco: 17)wstrząsarki trzpieniowe z dociskiem, stosowane do prostych niewysokich form i modeli o dużych zbieżnościach (schemat formowania pokazano na rys. 25o); 18)wstrząsarki przeciągowe z dociskiem (rys. 25b), stosowane do wysokich form modeli o wysokich pionowych ścianach bocznych; 19)wstrząsarki z obracanym stołem i z dociskiem (rys. 25c); 20)wstrząsarki obrotowe z dociskiem (rys. 25d); 21)wstrząsarki z przerzucanym stołem (rys. 25e). Trzy ostatnie typy wstrząsarek stosuje się wtedy, kiedy wyjęcie modelu bez uszko­dzenia formy jest trudne. Formierki te są mniej wydajne i mają bardziej złożoną konstrukcję, lecz zabezpieczają przed odłamaniem wystających części formy. Na rys. 26 pokazano wstrząsarkę z dociskiem i płytą obracaną, a na rys. 27 — wstrząsarkę obrotową z dociskiem. Narzucarki w zależności od sposobu pracy dzielimy na odśrodkowe i pneuma­tyczne. Konstrukcja narzucarek pneumatycznych oparta jest na działaniu strumienia sprężonego powietrza, które porywa cząsteczki masy formierskiej i wyrzuca przez dyszę do skrzynki formierskiej. Narzucarki te są rzadko stosowane ze względu na duże zużycie energii. Schemat narzucarki odśrodkowej przedstawiono na rys. 28. Głowica narzucarki 1 jest ustawiona nad modelem 2 umieszczonym w skrzynce formierskiej 3. Podajnik taśmowy 4 wsypuje masę formierską do obudowy głowicy 5, w której obraca się wirnik 6. Do wirnika przymocowana jest wymienna łopatka 7, która chwyta dostar­czaną przez podajnik 4 masę i wyrzuca ją z dużą prędkością przez otwór 8 do skrzynki formierskiej. Przerwy pomiędzy oddzielnymi porcjami masy są niewidzialne dla oka i wydaje się, że masa jest wyrzucana nieprzerwanym strumieniem. Uderzenia kolej­nych porcji masy powodują jej zagęszczanie w skrzynce. Wirnik głowicy napędzany jest silnikiem elektrycznym. Narzucarka mechanizuje czynność napełniania formy masą i jej zagęszczenia, nie mechanizuje natomiast wyjmowania modelu. Pozwala to na stosowanie narzucarek przy jednostkowym lub małoseryjnym wykonywaniu form z wyjmowaniem modelu za pomocą suwnicy lub też ręcznie. Przy produkcji wielkoseryjnej i masowej narzu-carki współpracują z maszy­nami z trzpieniowym podno­szeniem skrzynki lub z prze­ciąganiem modelu. Rozpatrzmy kilka przy­kładów formowania ma­szynowego w produkcji części silnikowych. Na rys. 30 przedstawio- no kadłub sześciocylindro wego silnika samochodo­wego od strony wałka rozrządu, a na rys. 31 i 32 żeliwny model odlewni­czy tego kadłuba, dzielony w płaszczyźnie środkowej, z wykonaniem ło­żysk głównych i otworów cylindrowych. Ze względu na wgłębienia do osadzenia rdzeni model ten ma tylko czę­ściowe podobieństwo do produktu gotowego. W celu przygotowania formy piaskowej każda połówka modelu jest od­dzielnie montowana na płytach odpowiadających sobie maszyn formier­skich. Na każdej maszynie wykonywane są połówki form, a skrzynki for­mierskie są zaopatrzone w kołki ustalające do ustawiania tych skrzyń na płycie maszyny oraz do łączenia obu połówek form. Narzucarka napełnia skrzynie formierskie masą oraz ją zagęszcza. Wnętrze odlewu jest kształtowane za pomocą rdzeni. Jeden z nich jest pokazany w pozycji, w jakiej jest osadzony w formie. Taki rdzeń odnosi się tylko do jednego przedziału kadłuba i kształtuje jego wnętrze wraz z otwo­rami na cylindry (rys. 33). Na rdzenie używany jest w tym przypadku piasek z domieszką oleju, wypalany potem w suszarni rdzeni. Dzięki temu rdzenie mają porowatą budowę, umożliwiającą odpływ tworzących się ga­zów podczas odlewania. Rdzenie są wkładane w dolną połowę formy, tj. tę, która odpowiada stronie wałka rozrządu. Model zaopatrzony jest w znaki rdzeniowe do otrzy­mania gniazd w formie umożliwiającej osadzenie rdzeni: komory popy-chaczy zaworów, płaszcza wodnego, otworów cylin­drowych oraz komór skrzyni korbowej. Wy­mienione rdzenie są wkła­dane według kolejności podanej w instrukcji tech­nologicznej. Na rys. 34 po­kazana jest dolna połowa formy z ustawionymi rdze­niami komory popychaczy zaworowych i płaszcza wodnego. Na rys. 33 przedstawiono rdzeń komory skrzyni korbowej. W czasie składania formy rdzeń ten ustawia się po uprzednim włożeniu rdzenia płaszcza wodnego. Inny podobny rdzeń stoją­cy na płaszczyźnie styko­wej połówki formy poka­zany jest obok. Należy za­uważyć, że w rdzeniu tym znajdują się otwory łożysk głównych i łożysk wałka rozrządu. Innym przykładem odle­wania w formach piasko­wych, wykonywanych ma­szynowo, może być pro­dukcja kadłuba 3-cylin-drowego silnika samocho­dowego, który wraz z u-kładem wlewowym przed­stawiony jest na rys. 35. Cały zespół rdzeni zło­żony jest z dziewięciu sztuk (rys. 36), które wykonywane są na maszynach do nadmuchiwania rdzeni w skrzynkach aluminiowych. Po poczernieniu i ponownym osusze­niu każdy rdzeń jest oddzielnie kontrolowany zanim nastąpi ich skła­danie. Składanie zespołu rdzeni odbywa się w przyrządach posiadających te same punkty osadzenia co forma. Przyrządy te są następnie umieszczane na wózkach, które przejeżdżają przez tunelowy piec opalany gazem w celu ostatecznego wysuszenia zespołu rdzeni. Po tym suszeniu następuje prze­gląd rdzeni. Obie połowy formy wykonywane są na dwóch stojących obok siebie wstrząsarkach. Po ustawieniu dolnej połowy formy na stole i wstawieniu w nią trzech małych rdzeni, zostaje w niej osadzony zespół rdzeniowy za pomocą uchwytu przenoszącego (rys. 37). Prawidłowe wstawienie zespołu rdzeni uzyskuje się przez zastosowa­nie sworzni prowadzących. W formie przewidziane są oczywiście odpowie­dnie przejścia pozwalające na wycią­gnięcie łap przyrządu po oswobodze­niu rdzeni. Przejścia te są następnie wypełniane piaskiem formierskim. Forma zostaje wówczas zamknięta, a obie połowy — spięte klamrami. Wlewy wykonuje się z piasku for­mierskiego na oddzielnej małej for­mierce. Przy formowaniu jest zatrudnio­nych sześć osób; cztery osoby obsłu­gują dwie maszyny do formowania, a dwie pozostałe zatrudnione są przy ustawianiu rdzeni, zamykaniu form, wykonaniu wlewów itp. Grupa ta wytwarza 30 form kadłubów na go­dzinę. Po odlaniu kadłub zostaje poddany kontroli przez wstawienie go do specjalnego przyrządu kontrolnego (rys. 38), który umożliwia dokładne sprawdzenie oraz wykonanie baz do późniejszej obróbki. Jeszcze innym przykładem odlewania w formach piaskowych, wykony­wanych maszynowo, może być odlewanie wielkoseryjne głowicy przemy­słowego silnika z komorą wirową (rys. 39), wymagające wykonania: meta­lowego modelu, metalo­wych rdzennic, sprawdzia­nów, przyrządów do szlifowa­nia i do montażu rdzeni, płyt do suszenia rdzeni itp. Zestawienie formy głowi­cy pokazano na rys. 40. For­ma jest zasadniczo' prosta, gdyż dolna jej część stanowi jedynie gniazdo, w którym montuje się zespół rdzeni, górna zaś część formy — po­krywę zaopatrzoną w odpo­wietrzniki. Formę wykonuje się na dwóch wstrząsarkach. Do formy wkłada się gotowy, montowany oddzielnie zespół trzynastu rdzeni. Podstawę stanowi rdzeń główny, w którym są ustawio­ne pozostałe rdzenie. Rdzeń główny oraz rdzenie płaszcza wodnego wyko­nuje się na wstrząsarce. Formę zalewa się na wilgotno. Przykładem odlewania w formach piaskowych, wykonanych maszynowo, jest również odlewanie w stosach pierścieni tłokowych przy produkcji ma­sowej (rys. 41). Skrzynka specjalnie ukształtowana dla danych odlewów może pomieścić sześć pierścieni 1. Metal wlany do wlewu głównego prze­chodzi trzema promieniowymi kanałami, znajdującymi się w każdej skrzynce, do odżużlacza 2, a stąd do poszczególnych pierścieni. W pierście­niu metal płynie dwoma strumieniami, schodzącymi się po stronie przeciw­ległej do wlewu doprowadzającego. Aby umożliwić zlanie się tych dwóch strumieni i zapobiec powstawaniu w odlewie niespawu, stosuje się specjal­ne wgłębienia 3, do których powinny dopłynąć spotykające się strumienie. Dzięki stosunkowo dużej pojemności wgłębień 2 metal stygnie w nich wol­niej niż w pierścieniu i tym samym ogrzewa przylegającą część pierścienia.