29.6. Техника безопасности при эксплуатации машин для литья в металлические формы
Перед началом работы необходимо проверить точность установки и плотность смыкания частей металлической формы на машине. При нормальном состоянии металлических форм жидкий металл не должен вытекать или разбрызгиваться из формы в момент заливки (запрессовки).
Конструкция и состояние устройств для выталкивания отливок обеспечивают извлечение их из форм без применения ломиков или других подобных средств.
В машинах с разъемным кокилем исключается самосмыкание отдельных частей кокиля во время очистки, покраски, установки стержней и т. п.
Движущиеся части машин необходимо ограждать съемными щитами, обеспечивающими безопасность работы и предохраняющими от брызг металла; от брызг металла следует защищать гибкие трубопроводы.
Перед началом работы на машине для литья под давлением необходима проверка блокировки технологических операций. Блокировка полностью исключает возможность запрессовки металла при незакрытой форме. Необходима также проверка защиты, исключающей возможность смыкания формы во время обслуживания рабочим открытой формы (очистка, смазывание и т. п ).
При работе машин в автоматическом и полуавтоматическом режимах необходима проверка работы реле времени, регулирующего время выдержки отливки в форме после запрессовки во избежание травмирования рабочего в случае преждевременного открытия формы.
Все зоны машин, из которых возможно случайное разбрызгивание металла, надежно закрываются защитными кожухами или щитами, снимать которые во время работы категорически запрещается.
При работе на центробежной машине с относительным перемещением изложницы и желоба необходимо следить за исправностью средств, исключающих возможность травмирования персонала движущимися частями.
До начала заливки металла необходима проверка блокировки, позволяющей проводить заливку металла только при вращении изложницы.
Перед установкой изложниц на машину следует проверять наличие акта о проведении предварительной балансировки изложниц. Установка изложниц на машину без акта о балансировке не допускается.
Уплотнение вращающейся водоохлаждаемой формы не должно допускать попадания воды на заливочный желоб и в полость формы. Изложницы, расположенные на роликовых опорах, во время вращения должны быть сверху прижаты предохранительным роликом
Ограждения форм со стороны заливочной воронки обеспечивают защиту от брызг металла.
Глава 30. Оборудование для литья
ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ
30.1. Комплект оборудования для механизации литья по выплавляемым моделям
Изготовление отливок методом литья но выплавляемым моделям расширяется с каждым годом благодаря ряду преимуществ. Основное преимущество метода — возможность получения сложных отливок с толщиной стенок 0,5—1,0 мм, с высокой точностью размеров и низкой шероховатостью поверхности.
Литьем по выплавляемым моделям получают отливки массой от нескольких граммов до 100 кг и более. Для многих отливок, полученных этим методом, не требуется последующая дополнительная обработка, что дает большой экономический эффект при оценке полной стоимости изготовления деталей, особенно сложной конфигурации.
Процесс изготовления отливок по выплавляемым моделям сложный и многоступенчатый. В него входит приготовление модельного состава и изготовление из него выплавляемых моделей для отливок и элементов литниковой системы, сборка моделей в блоки, приготовление материалов для керамических оболочек и нанесение оболочек на модели, сушка и прокаливание оболочек, удаление модельных составов из оболочек, засыпка оболочек, заливка форм, комплекс операции по удалению оболочек с отливок и очистка отливок и т. д. Для механизации и автоматизации процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям требуется большое число разнообразного оборудования, объединяемого в комплекты в зависимости от серийности и объемов производства.
Для приготовления модельного состава используют установку (рис. 30.1), состоящую из плавильного и мазеприготовительного агрегатов.
Плавильный агрегат состоит из двух баков — верхнего 1 и нижнего 2. Верхний бак с крышкой, открывающейся с помощью рычажного механизма, служит для плавки возврата модельного состава и свежих материалов. Расплавляемый материал загружается на трубы, внутри которых, а также между стенками бака циркулирует горячая вода с температурой 80 °С. Нагрев и циркуляцию воды обеспечивает насосная станция 9. Расплавленный состав стекает между трубами через фильтр в нижний бак и оттуда с помощью центробежного насоса 3 по трубопроводу 4 подается в бак 5.
Установка 6 для приготовления модельного состава состоит из двух поршневых мешалок и бака готовой пасты. Готовая паста сжатым воздухом выжимается из мешалок в бак, откуда поршневым насосом 7 по трубопроводу 8 подается к автоматам для изготовления модельных звеньев (рис. 30.2). Установленный на раме 7 карусельный стол 2 с помощью специального привода 1 вращается пульсирующе, синхронно с работой автоматического шприца 5. Открывание пресс-форм, имеющих вертикальный разъем, выталкивание секций моделей и закрывание пресс-форм выполняются автоматически
С
помощью пневматических цилиндров 3,
установленных
на каждой позиции Пресс-формы охлаждаются
циркулирующей в них проточной водой.
Стол снабжен автоматическими устройствами
для продувки 9
и
прочистки 10
пресс-форм.
Водяной конвейер 8
выполнен
в виде желоба с проточной водой.
Управление автоматом производится с пульта. Автомат работает совместно с установкой приготовления модельного состава. Расплавленная смесь стекает в нижний бак плавильного агрегата, откуда центробежным насосом подается в бак. Из бака смесь порциями, равными объему одного замеса, поступает попеременно в две механические мешалки. После перемешивания в течение 25— 30 мин в среде с температурой 43—45 °С образуется мазеобразный состав, который выдавливается из мешалки сжатым воздухом в сборник.
Из сборника пневматическим насосом модельный состав подается по обогреваемому трубопроводу 6 в шприц, посредством которого нагнетается в пресс-формы, установленные на десятипозиционном столе. Пресс-формы охлаждаются проточной водой с температурой 8—12 °С. Для поддержания постоянной температуры смеси (43—
Рис. 30.2. Автомат для изготовления модельных звеньев
45 °С) в системе мазепригоговления и шприцевания циркулирует теплая вода. Рабочие позиции автомата защищены кожухом 4 и ограждением 11.
Десять позиций стола распределены следующим образом: I — шприцевание; II—VII—охлаждение; VIII — раскрытие пресс-форм и выдача готового модельною звена; IX — обдув пресс-форм, X — закрытие пресс-форм (позиции IV—VIII на рисунке не показаны).
Рис 30.3 Каркас для сборки модельных блоков
Готовые звенья моделей выбрасываются в водяной конвейер. После охлаждения звенья собирают в блоки. В крупносерийном и массовом производстве сборка блоков осуществляется на специальном каркасе (рис. 30.3). Каркас состоит из трубки 6, внутри которой находится стержень 4 с пружиной 5. На конце стержня установлена поперечная шпилька 2. Перед сборкой каркас надевают на металлическую трубку 9, затем надевают на него модель литниковой чаши 8, модельные звенья 7, кольцо 3 из модельной массы и нажатием на каркас сжимают пружину. Сверху на стержень надевается колпачок 1, который затем поворачивается на 90°, причем шпилька 2 входит в пазы колпачка 1 и при повороте запирает его. Колпачок давит на модельные звенья и уменьшает зазоры между ними.
Керамическая оболочка образуется на выплавляемой модели из слоев суспензии, на каждый из которых наносится кварцевый песок. Суспензия состоит из наполнителя — искусственного или естественного пылевидного кварца, циркона, корунда или шамота. В качестве связующего используют главным образом гидролизованный этилсиликат — смесь эфиров кремниевых кислот.
Суспензию наносят на восковую модель окунанием попеременно с обсыпкой кварцевым песком. Схема автоматической установки для обмазки и обсыпки модельных блоков приведена на рис. 30.4. Основные узлы автомата: бак 1 для окунания моделей, механизм передачи 2, пескосып 3, ограждение 4, элеватор 5, бункер 6, механические руки 7, механизм 8 барботирования суспензии, пульт управления 9, пневмоцилиндр 10 подъема и опускания руки и привод 11 механизма передачи.
Автомат работает следующим образом. Металлический стояк блока моделей надевается на руки механизма передачи. Рука опускает блок в бак с суспензией, а затем переносит в пескосып, где на
модели наносится песчаный слой. Далее блок моделей снимается с руки и передается на конвейер для сушки покрытия.
Для лучшего нанесения покрытия на звенья модельного блока автомат поворачивает блок вокруг оси руки механизма передачи и вращает его вокруг собственной оси. В автомате предусмотрено регулирование времени обмазки и обсыпки блоков.
После нанесения каждого слоя керамической оболочки блок подвергается воздушно-аммиачной сушке. Число слоев определяют в зависимости от конфигурации и ответственности назначения отливки.
Рис 30.5. Установка для выплавления модельного состава
Далее из оболочки удаляется выплавляемая модель. Для удаления моделей применяют специальные установки и ванны.
Установка для выплавления модельного состава (рис. 30.5) представляет собой бак 1 для воды с закрытым кожухом 2, имеющим загрузочно-разгрузочное окно. Внутри бака имеется горизонтальный вал 3 с четырьмя радиальными прямоугольными рамками 4. Каждая рамка имеет специальные зажимы для пяти блоков, устанавливаемых после выемки металлического стояка.
Вода в баке нагревается паром, идущим по трубе, расположенной по внутреннему периметру бака. Заданная температура воды поддерживается автоматически. Для заполнения бака водой и поддержания ее необходимого уровня бак снабжен краном. При ремонте или очистке воду сливают через отверстие в дне бака, закрываемое пробкой.
Вал с рамками периодически поворачивается по часовой стрелке на 90°; остановка производится конечным выключателем. Время периода поворота вала с рамками на другую позицию изменяется с помощью реле времени. Две рамки с установленными на них блоками всегда находятся в горячей воде. Перемещение блоков в горячей воде способствует более полному удалению модельного состава.
Блоки ставятся литниковой чашей в сторону оси вращения, что обеспечивает заполнение полости стояка водой во время передвижения на первую позицию.
Рис 30 6. Формовочный стол
Жидкий модельный состав сдувается с поверхности воды сжатым воздухом и вместе с водой сливается через щель в специальный разделитель. Так как модельный состав легче воды, он всплывает, вода сливается через нижнее отверстие в дублирующий разделитель и затем уходит в канализацию, а жидкий модельный состав через
Рис. 30.7. Агрегат прокалки, формовки, заливки металлом, выбивки и охлаждения отливок
верхнее отверстие — в приемную тару для дальнейшего использования.
В литейных цехах с небольшим объемом производства для прокаливания оболочек и заливки форм используют специальные опоки, в которые оболочки устанавливают и засыпают сухим песком. Эта операция, называемая формовкой керамических блоков, выполняется на формовочном столе (рис. 30.6).
Стол работает следующим образом. Пустая опока подается по роликовому конвейеру 5 под верхний бункер 2. В опоку 1 помещаются предназначенные для формовки керамические блоки (чашей вверх). Для исключения попадания песка внутрь формы чаша закрывается. Открывается челюстной затвор 3 верхнего бункера, и песок засыпается в опоку, заполняя промежутки между блоками и стенками опоки. Одновременно работают вибраторы 6, уплотняя песок. Уплотненный песок, подпирая блоки со всех сторон, обеспечивает сохранение их вертикального положения. Заформованная опока сталкивается по конвейеру. Излишек песка ссыпается в нижний бункер 4, откуда элеватором 7 вновь подается в верхний бункер.
В цехах с большим объемом выпуска отливок керамические блоки в опоки не заформовывают.
Для обжига и заливки форм, а также охлаждения отливок служит специальный агрегат. Агрегат (рис 30.7) включает печь 1 с газовым подогревом проходного типа, где формы обжигаются, пере-
Рис. 30.9. Установка для выщелачивания остатков керамики
мещаясь на подвесном конвейере 7, при температуре 950—1000 С в течение 20 мин, и заливочную карусель 3. Обожженные формы поступают на карусель, где формуются песком в «кипящем слое», который образуется сжатым воздухом, подаваемым через форсунку 2, и после заливки охлаждаются в течение 10 мин. Заливка форм на карусели производится без опок. От карусели осуществляется интенсивная вытяжная вентиляция через патрубки 4 и 5. Охлаждение отливок ведется под кожухом 6.
В тех случаях, когда применяется формовка блоков в опоках, заливку выполняют после обжига форм на литейном конвейере или на специальной позиции при выходе из печи обжига.
При небольших объемах производства керамика отделяется от блоков с помощью вибрационных установок, а отливки отделяются от стояков на гидравлическом прессе. При значительных объемах производства эти операции объединяют в одну и выполняют на специальном полуавтомате (рис. 30.8).
В состав полуавтомата входят: установка I для отбивки керамики, гидравлический пресс II для отделения отливок от стояка и конвейер III. При его работе на призмы 5 тележки 3 конвейера укладывается блок отливок 4 с керамикой. Тележка перемещается по направляющим с помощью гидроцилиндра 6, при этом блок передается на позицию отбивки керамики. Керамику отбивают отбойным молотком 7, к которому блок прижимается цилиндром 8. Далее очищенный от керамики блок передается на гидравлический пресс, где стояк проталкивается через фильеру с помощью гидроцилиндра обрезки 1 и подпорного гидроцилиндра 2. Кромки фильеры скалывают питатели, отливки падают на наклонный конвейер и подаются на дальнейшую обработку.
Остатки керамики выщелачиваются из стальных отливок на автомате (рис. 30.9). Здесь они промываются в медленно вращающемся барабане (0,29 об/мин) сначала в растворе щелочи, подогретом газом до 125—130 °С, а затем в водяном растворе при температуре 60 °С. Производительность установки 350 кг/ч.
Внутри барабана отливки перемещаются в каждой зоне винтовыми спиралями 1 и 2, закрепленными внутри обечайки. Переход отливок из зоны в зону происходит по лоткам 3. Перед выгрузкой из барабана отливки дополнительно промываются с помощью водяного душа в промывочной части барабана 4.