ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГАНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ.

Московский государственный технический университет

«МАМИ»

Одобрено методической

комиссией факультета КТ

Доц., к. т. н. Леснов В.Н.

направление подготовки «Машиностроительные технологии и оборудование»

Специальность 150200.65 «Машины и технология литейного производства

ИМПУЛЬСНЫЙ МЕТОД УПЛОТНЕНИЯ ЛИТЕЙНЫ ФОРМ.

Конспект лекций.

МОСКВА 2010 г.

1. Импульсное уплотнение литейны форм.

1.1.Классификация способов импульсного уплотнения

При импульсном процессе уплотнения опоку 2 с наполнительной рамкой 3 устанавливают на модельную плиту 1 (рис.1а). В опоку засыпают смесь и к наполнительной рамке прижимают герметичную камеру 4 .Затем за 0.005-0.5 сек. повышают давление газа в камере над смесью. В смеси возникают сжимающие напряжения и форма уплотняется.

Импульсные методы уплотнения можно классифицировать по способу повышения давления газа, по величине максимального давления, по интенсивности подъема давления, по месту подвода газа.

В настоящее время используют два способа быстрого повышения давления газа. При первом способе - пневмоимпульсном уплотнении - рамка 3 прижимается к головке, герметичная камера 4 которой соединена впускным отверстием 7 с ресивером 5. Отверстие перекрыто клапаном 7 в ресивере находится сжатый воздух. При быстром открытии клапана сжатый воздух из ресивера поступает в пространство над смесью, давление там резко возрастает и смесь уплотняется. При втором способе - газо-импульсном или взрывном уплотнении в герметичную камеру 4 , к которой прижата наполнительная рамка 3 (рис.1б), подают горючий газ. Газ вентилятором 10 перемешивается с воздухом, находящимся в камере 4. Затем газо-воздушную смесь поджигают электрической искрой от свечи 8. При быстром сгорании газа выделяется большое количество тепла, и резко поднимается давление газа, что и приводит к уплотнению смеси. Патрубок, по которому газ подавался в камеру, в этот момент перекрыт клапаном 9.

По величине максимального давления газа над смесью импульсные процессы делятся на процессы с низким до 0.4-0.6 МПа), средним (0.8-1.0 МПа) и высоким до (1.4-1.6 МПа) давлением. Известен также вакуумный процесс, при котором давление над смесью (на контрладе) равно атмосферному, а на ладе создается разрежение.

Чем больше перепад между давлением газа над смесью и на ладе, тем плотнее получается форма. Обычно при газо-импульсном процессе давление газа над смесью не превышает 0.6 Мпа (по данным П. Л. Ривчина и З. И. Любецкого при вводе в газо-воздушную смесь кислорода деление при уплотнении повышалось до 2 Мпа). При пневмоимпульсном процессе максимальное давление газа над смесью зависит от исходного давления воздуха в ресивере и от объема ресивера. В первых формовочных импульсных машинах, разработанных институтом НИИПТМА» (г.Краматорск) в 1968-1970 г.г., давление в ресивере доходило до 20Мпа, позже давление в ресивере снизили до 6-8МПа, при этом давление над смесью достигало 1.6-1.8Мпа. С начала 80-х годов стали применять формовочные машины с сетевым давлением воздуха в ресивере (0.6-0.7 Мпа), в этих машинах давление над смесью не превышало 0.4-0.6 Мпа.

Иногда в литературе под терминами "импульсный процесс высокого" или "низкого" давления понимают процессы, при которых используют машины с высоким или низким давлением воздуха в ресивере, однако большое давление

в ресивере еще не гарантирует получения большого давления над смесью (например, при малом объеме ресивера).

В вакуумной импульсной установке модельную плиту располагают над герметичной камерой. В плите имеются венты, а камера соединена выпускным отверстием с ресивером. В ресивере создается разряжение, быстро открывается клапан, перекрывающий выпускное отверстие и атмосферный воздух, фильтруясь через смесь, устремляется в ресивер. Смесь при этом уплотняется. Однако ее плотность при таком процессе невелика, и форму затем обязательно допрессовывают.

Существенную роль в процессе уплотнения играет интенсивность (скорость)подъема давления газа над смесью dP/dt. Обычно эту скорость определяют из соотношения(Pmax -Po)/t ,где Pmax и Po – максимальное давление над смесью и атмосферное давление, t – время подъема давления. По интенсивности подъема давления импульсные процессы можно разделить на низкоскоростные (dP/dt=0.1 - 5 MПа/с), среднескоростные(dP/dt=0.5 - 10 MПа/с) и высокоскоростные(dP/dt=10 - 100 MПа/с). Время подъема давления при этом соответственно равно 0.1-0.05 с, 0.05-0.01 и 0.01-0.001 с.

В большинстве формовочных машин и автоматов газ или сжатый воздух подводят к смеси сверху рис.1 а, б, однако известно также нижнее импульсное уплотнение. При этом процессе дозатор 3 со смесью располагают под опокой 2, к которой сверху прижата повернутая моделями вниз модельная плита 1 рис.1 в. В днище дозатора вмонтирована сетка 11,на которой лежит доза рыхлой смеси. При быстром подъеме давления воздуха под сеткой смесь потоком воздуха перемещается к модельной плите, прижимается к ней, после чего начинается импульсный процесс уплотнения. Рыхлая зона на контрладе практически отсутствует. Твердость смеси здесь 20-30 единиц. Важная особенность нижнего импульсного процесса - уплотнение полуформы ладом вниз. При таком способе не нужно кантовать нижнюю полуформу при сборке, что существенно упрощает конструкцию машин или агрегатов автоматических линий: нет необходимости кантовать перед выемом модели крупные полуформы с высокими выступами.