МАШИННАЯ ФОРМОВКА

Имеет большие преимущества по сравнению с ручной: механизация процессов уплотнения форм и стержней, выемки моделей; обеспечение большей точности отливок; значительное повышение производительности труда.

Применяется в условиях массового и серийного производства.

К модельно-опочной оснастке (опоки, модели, модельные плиты, стержневые ящики) предъявляются особые требования:

- точность геометрических размеров (взаимозаменяемость опок, точность их взаимного центрирования). Обеспечивают металлические модели и стержневые ящики;

- быстрый темп работы и быстрый оборот опок. Опоки легкие и прочные, модели отливок и литниковой системы монтируются на постоянные модельные плиты, применяются быстродействующие конструкции крепления опок при сборке вместо нагрузки форм грузами.

- массовость производства. Экономия материалов и трудозатрат. Размеры опок и их конфигурация максимально приближены к размерам отливки. Минимальная отделка форм и стержней, обрушившиеся части формы не восстанавливаются, т.к. быстрее изготовить новую.

- особые виды формовки: безопочная и стопочная. Специальные виды оснастки.

Основную часть форм получают машинной формовкой, при которой удается механизировать две основные операции формовки:

- уплотнение смеси,

- удаление модели из формы

и некоторые вспомогательные:

- устройство литниковых каналов,

- поворот опок и т.д.

При механизации процесса формовки:

а) улучшается качество уплотнения,

б) возрастает точность размеров отливки,

в) резко повышается производительность труда,

г) облегчается труд рабочего,

д) улучшаются санитарно-гигиенические условия в цехе,

е) уменьшается брак.

Общераспространенным и почти исключительным методом машинной формовки является формовка в двух опоках по разъемным моделям, укрепленных на односторонних модельных плитах.

Для заливки формы, как правило, устанавливаются горизонтально, без кантовки.

Процесс изготовления форм в парных опоках на машинах идет следующим образом.

Формовочная смесь транспортным средством (ленточным конвейером, электротельфером с бадьей) подается в бункер, установленный над машиной.

Пустые верхние и нижние опоки с места выбивки форм подаются к машинам по рольгангам. Как правило, нижнюю полуформу изготовляют на одной машине, а верхнюю на другой. На модель с модельной плитой, закрепленную на столе машины, устанавливают опоку. С помощью дозатора опоку заполняют смесью из бункера. Смесь уплотняют. Готовую полуформу снимают с машины и подают на приемное устройство (рольганг), где полуформу отделывают (устраняют дефекты, делают вентиляционные каналы, наносят покрытие) и транспортируют на сборку.

Если форма должна быть высушена, то ее помещают в сушило, после остывания отправляют на сборку.

В массовом производстве легких отливок иногда применяют безопочную формовку, а точнее безопочную заливку, т.к. формовку осуществляют в специальных опоках, которые после изготовления формы снимают. Способ позволяет значительно сократить парк опок и облегчить выбивку отливок.

Безопочная формовка (рис. 1). Формовку начинают с нижней опоки, которую заформовывают на металлической модельной плите, находящейся между обеими опоками. После заформовки нижней опоки на нее кладут щиток; обе опоки с плитой и щитком переворачивают на 180° и заформовывают верхнюю опоку. Форму разбирают, для чего поднимают верхнюю опоку, а с нижней снимают модельную плиту. Затем исправляют и отделывают форму., если нужно, ставят стержни и нижнюю опоку накрывают верхней. С собранной формы одновременно снимают обе опоки, после чего безопочную форму на щитке транспортируют на место заливки; перед заливкой на форму надевают жакет и кладут груз в виде чугунной плиты с отверстием для литниковой системы.

а б в

г д е

Рисунок 1 – Последовательность операций при безопочной формовке

Безопочная формовка в разъемных опоках - аналогична описанной выше, только вместо съема опок, форму освобождают от съемных опок, раскрывая их возле угла, имеющего шарниры (рис. 2).

2

1

а б

Рисунок 2 – Разьемные опоки: а – модельная плита с уступом или замком (1);

б – разъем опоки по шарнирному соединению (2)

Формовочные машины классифицируются

- по методу уплотнения смеси,

- по способу удаления модели из формы.

По методу уплотнения формовочной смеси различают следующие типы формовочных машин:

а) прессовые с давлением прессования до 5·10⁵ Па;

б) встряхивающие;

в) пескометы; е) импульсные;

г) пескодувные; ж) вакуумные;

д) пескострельные; з) специальные

УПЛОТНЕНИЕ ПРЕССОВАНИЕМ

Прессовые машины могут быть с верхним и нижним прессованием.

Прессовые машины с верхним прессованием

На столе машины (1) закрепляется подмодельная плита с моделью (2). На плиту по штырям накладывают опоку (3) и сверху наполнительную рамку (4) для удержания смеси. После этого опоку и рамку заполняют из бункера рыхлой смесью. Затем над опокой и рамкой устанавливают упор (5) с закрепленной на ней прессовой колодкой (6) немного меньшего размера, чем внутренние размеры наполнительной рамки. Стол машины пневматически поднимается вверх, колодка входит внутрь наполнительной рамки, вытесняет из нее смесь и впрессовывает в опоку. Нижняя кромка колодки в конце хода прессования доходит до верхней кромки опоки. Высоту рамки рассчитывают так, чтобы после прессования вся рыхлая смесь из нее была впрессована в опоку как раз до ее верхнего уровня а-а.

Прессовые машины с нижним прессованием

При нижнем прессовании (рисунок 2) стол 1 с моделью 2 движется в окружающей его неподвижной массивной рамке 3. Опоку 4 ставят на рамку по штырям 5. После наполнения опоки смесью над ней устанавливают неподвижную плоскую траверсу 6, и стол, поднимаясь кверху, впрессовывает смесь из рамки в опоку до уровня в-в.

Достоинство прессовых машин в их высокой производительности (уплотнение формы происходит за один цикл), поэтому на принципе уплотнения прессованием созданы производительные автоматизированные линии.

Недостатки. Степень уплотнения смеси (ρ) при верхнем прессовании не одинакова по высоте опоки (Н). По мере удаления от прессовой колодки степень уплотнения уменьшается до определенного предела, а затем несколько возрастает из-за сопротивления, которое оказывает жесткая плоскость модельной плиты передвижению смеси в процессе уплотнения. С увеличением высоты опоки увеличивается неравномерность уплотнения. Максимально допустимая высота опоки при уплотнении прессованием Н_макс^опоки ≤ 250 мм.

В машинах с нижним прессованием максимальная степень уплотнения смеси достигается у модели. Этот вариант технологически более благоприятен, однако такие машины обладают худшими эксплуатационными качествами.

В некоторых машинах прессование осуществляется одновременно с вибрацией. Смесь уплотняется равномернее. Можно применить более высокие опоки.

Достоинства: Прочность формовочной смеси увеличивается за счет сцепления зерен песка, а не за счет сил связи между водными оболочками вокруг зерен песка, следовательно, можно использовать смеси с пониженной влажностью (1,5 – 3 %), что ведет к снижению брака отливок по газовым раковинам. Прессование при высоком давлении обеспечивает более точный отпечаток модели. Следовательно, меньше припуски на механическую обработку. Повышение плотности смеси приводит к повышению ее теплопроводности, следовательно, ускоряется охлаждение отливки.

Более равномерное уплотнение формовочной смеси как по высоте, так и по поверхности формы достигается при использовании в качестве уплотняющего органа машины эластичной диафрагмы или многоплунжерной прессовой головки.

Прессовая машина с многоплунжерной прессовой головкой

Цилиндры всех плунжеров соединены друг с другом. Перетекание масла между ними приводят к тому, что на каждую прессовую колодку (башмак) передается одинаковое по величине давление. Ход перемещения башмака зависит от сопротивления, оказываемого уплотняемой частью формовочной смеси.