книги из ГПНТБ / Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов

слонка, передвигая которую, можно открывать те или иные отвер­ стия.

Для мелких стержней массой до 0,3 кг диаметр вдувного отвер­ стия можно принимать из конструктивных соображений 8—12 мм, а больших стержней — 16—20 мм. Число вдувных отверстий опре­ деляют опытным путем: одного отверстия указанных размеров бы­ вает достаточно на 50—60 см2 площади стержня в плане. Плотность стержня зависит от отношения суммарных площадей поперечного

Рис. 115. Конструкция вент:

а — с прорезными отверстиями; б — с проволочной сеткой; в — с щелевыми прорезями

сечения Авент к живому сечению вдувных отверстий FnK0JB. По данным НИИТАВТОПРОМа, для мелких стержней (массой до

0,4 кг)

для стержней с прочностью во влажном состоянии 0,15—0,20 кгс/см2

' вд. отв

Изготовление стержней на пескострельных машинах. Пескострельный процесс является разновидностью пескодувного процесса уплотнения смесей.

Сжатый воздух из резервуара 1 (рис. 116) через быстродействую­ щий клапан 2 большого сечения поступает непосредственно в пескострельный резервуар 3 машины. Давление в нем мгновенно повы­ шается, и воздух выталкивает столб смеси через конусный насадок 7 в стержневой ящик. Подача сжатого воздуха в рабочий резервуар прекращается после закрытия клапана, и цикл продолжается за счет расширения воздуха, находящегося в резервуаре.

Гильзу 4 устанавливают с зазором. На боковой поверхности гильзы имеются прорези, через которые действует сжатый воздух, что уменьшает трение смеси о стенки и исключает ее зависание. Бла­ годаря этому в пескострельных машинах можно применять малоте­ кучие стержневые смеси с большой прочностью во влажном состоя­

ло

нми. При пескострельном пррцессе воздушно-песчаная струя не обра­ зуется и практически небольшое количество воздуха попадает в по­ лость ящика во время надува смеси. Воздух из стержневого ящика выходит через венты 8. Пескострельные машины снабжают комплектом.быстросменных пескострельных головок для изготовления стерж­ ней различной конфигурации.

Большинство простых стержней получают с помощью универ­ сальной пескострельной головки со сменными насадками (рис. 116). Головка состоитшз корпуса 5, вентиляционной плиты 6 с вентами 8 и сменного насадка 7. Отвер­ стие в насадке может быть круглым, продолговатым или крестообразной формы.

Основные преимущества пескострельных машин: 1) воз­ можность применения дере­ вянных ящиков, что имеет большое значение для мелко­ серийного и единичного про­ изводства; 2) малый износ ящиков вследствие отсутствия абразивного действия воз­ душно-песчаной струи; 3) воз­ можность применения смесей

сболее высокой прочностью

всыром состоянии, чем на пескодувных машинах; 4) не­ большое число вент, необхо­

димых для удаления, воздуха Рис. 116. Изготовление стержня на песко-

из полости ящика; 5) малый расход сжатого воздуха.

Изготовление стержней на пескодувных машинах в нагреваемых ящиках. Сушка является одной из наиболее продолжительных опе­ раций технологического процесса изготовления стержней. Этой операции не имеет технологический процесс изготовления стержней из смесей с быстротвердегощими связующими в нагреваемых ящиках. Сущность процесса состоит в том, что на пескодувной машине стерж­ невая смесь с быстротвердеющим связующим вдувается в ящик, предварительно нагретый до определенной -для данного связующе­ го температуры. Под действием теплоты связующее размягчается, обволакивает песчинки, а при дальнейшем нагреве затвердевает (полимеризуется), придавая прочность стержню. После непродол­ жительной выдержки (от нескольких секунд до 2—3 мин в зави­

сокая точность и чистота поверхности; 5) хорошая выбиваемость стержня из отливки. К недостатку процесса следует отнести слож­ ность конструкции стержневых ящиков.

Для приготовления смесей применяют быстротвердеющие свя­ зующие (ВКС, гидросил, сульфитно-спиртовую барду), а также синтетические смолы: мочевино-формальдегидные (М-56, М-60, УКС), феноло-формальдегидные (ВР-1, фенолоспирт), фурановые (ФФ-1С). Характеристика некоторых указанных смесей приведена в табл. 24. Эти смеси имеют невысокую прочность во влажном состоя­ нии, поэтому стержни из них, как правило, изготовляют на песко­ дувных машинах.

Таблица 24

Характеристика стержневых быстротвердеющих смесей (данные ВНИИЛИТМАШа)

чугуна, стали, брон­ зы

1В процентах от связующего.

2Для ответственных стержней рекомендуется применять специально отмытые пески, нз которых удалены глина и пылевидные составляющие.

Стержни изготовляют в ящиках, по конструкции несколько отли­ чающихся от обычных ящиков для пескодувных машин. Процесс твердения смеси в ящике протекает при 200—250° С, поэтому кон­ струкция ящиков должна быть достаточно жесткой, способной про-

162

тнвостоять короблению вследствие периодического нагрева и охлаж­ дения. Материал стержневых ящиков должен обладать высокой теп­ лопроводностью и теплоаккумулирующей способностью, малым коэффициентом теплового расширения, высокой прочностью и хими­ ческой стойкостью по отношению к связующим. Этим требованиям наиболее полно отвечает серый чугун. Отливки (заготовки) стержне­ вых ящиков подвергают многократному отжигу при 600—650° С для уменьшения их деформаций при нагреве в'процессе эксплуата­ ции. Эти ящики имеют толкатели для удаления стержней.

Ящики можно нагревать в печах, а также встроенными электри­ ческими нагревателями или газовыми горелками. Например, стерж­ невой ящик со встроенными нагревателями (рис. 117) состоит из половинок 7, закрепленных в двух корпусах 5, нагревательных эле­ ментов 8, плит 3 с толкателями 2 и контртолкателями, изоляционных

Рис. 117. Стержневой ящик со встроенными нагрева­ телями

прокладок 6. Корпуса 5 соединены колонками 9. Плиты толкателей смонтированы на направляющих 1, обеспечивающих направленное их перемещение. Температура ящика регулируется по показаниям термопары 4.

Т е х н о л о г и ч е с к и е р е ж и м ы и з г о т о в л е н и я с т е р ж н е й назначают в соответствии со свойствами применяе­ мого связующего, размерами и конфигурацией стержня, заданными физико-механическими свойствами стержня.

.Оптимальные температуры нагрева ящиков зависят от связую­ щего и составляют для фенолоформальдегидных смол (ВР-1, фенолоспирт) 220° С, мочевино-формальдегидных смол (М-56, М-60, УКС) 240° С и для фурановых связующих 230—240° С. Продолжитель­ ность выдержки стержня в ящике в зависимости от свойств связую­ щего, толщины стенки и конфигурации стержня составляет от не­ скольких секунд до нескольких минут.

Для устранения прилипания стержневой смеси, рабочую поверх­ ность ящика покрывают разделительным составом, в качестве кото­ рого применяют 3%-ный раствор каучука марки СКТ в уайт-спирите. Его наносят при помощи пульверизатора на поверхность ящика, нагретую до 80—100° С, и подсушивают 10—15 мин. Последующие

покрытия наносят при рабочей температуре. Стойкость покрытия

20—50 стержней.

Изготовление стержней из холоднотвердеющих смесей. Этот процесс имеет все преимущества процесса изготовления стержней в горячих ящиках. Однако твердение этих смесей не требует нагрева, что позволяет применять более простую конструкцию ящиков. В на­ стоящее время этот процесс развивается в ^.вух направлениях': 1) изготовление стержней из смесей, в которые катализатор тверде­ ния вводят непосредственно при ее изготовлении (эти смеси обладают малой живучестью); 2) продувка стержней в ящиках газообразным,

сжатии 3—5 кгс/см2), затем стержень извлекается из ящика и выдер­ живается на воздухе 30—120 мин. При этом он приобретает проч­ ность до 8—12 кгс/см2. Находят применение смеси состава, % по массё: 100 песка 1К02А(Б), ' 1,7—2 связующего (смола М19-62 с фурнловым спиртом в отношении 1/0,7) и 0,7—1,5 катализатора.

При использовании смеси для пескострельных машин катали­ затором служит смесь 75—85%-ной ортофосфорной кислоты и 55%- ной азотной кислоты в соотношении 4/3.

На рязанском заводе «Центролит» внедрена в производство техно­ логия изготовления стержней из смесей со связующим УКС-Л. Стержни изготовляют в деревянных или металлических ящиках, предварительно покрытых краской на основе керосина и графита. Состав смеси (% по массе): 100 песка К02А (Б); 2,2—2,3 смолы УКС-Л; 0,7—0,8 фурилового спирта; 1,2—1,4 ортофосфорной кис­ лоты (Н3РО.,) плотностью 1,57—1,58 г/см3. •

Эти смеси обладают резким запахом, поэтому требуется хорошая вентиляция участка.

При изготовлении стержней из холоднотвердеющих смесей, отверждаемых продувкой газообразным катализатором, также выде­ ляется значительное количество токсичных продуктов. Поэтому

164

этот способ не нашея широкого применения. Однако разработан способ интенсификации процесса твердения таких смесей продувкой стержня в ящике сжатым воздухом, что позволяет сократить время твердения в 5—7 раз. Он применяется при изготовлении стержней на многопозиционных машинах.

Пескометы. Пескометы для уплотнения стержневой смеси при­ меняют сравнительно редко, главным образом при изготовлении крупных стержней. В процессе изготовления стержня можно регу-

Рис. 119. Сечения стержней, изготовляемых на мундштуч­ ных машинах

лировать плотность смеси изменением подачи ее в головку песко­ мета, а также увеличением или уменьшением угловой скорости вра­ щения ротора. Предел прочности применяемых стержневых смесей во влажном состоянии составляет 0,3 кгс/см2. При большой окруж­ ной скорости лопатки хорошие результаты получаются и в случае использования смесей с прочностью во влажном состоянии до

0,55 кгс/см2.

Для поворота средних и крупных ящиков и вытяжки стержня после уплотнения пескометом применяют поворотно-вытяжные машины.

Изготовление стержней из жидких самотвердеющих смесей. Этот процесс изготовления стержней разработан в ЦНИИТМАШе. Одно

165

из важных технологических свойств смеси — ее высокая текучесть. Это позволяет заливать смесь в ящик и получать стержень без уплот­ нения. Другое важное свойство — способность смеси к самозатвердеванию. Это исключает тепловую сушку.

Жидкие самотвердеющне смеси обладают повышенной прилипаемостыо к стержневым ящикам. Поэтому рабочие поверхности ящи­ ков окрашивают специальными лаками, химически стойкими по отно­ шению к компонентам смеси. Кроме того, перед заливкой смеси рабочую поверхность ящика покрывают специальными разделитель­ ными составами. Смесь из смесителя 1 (рис. 118) заливается в собран­ ные стержневые ящики 2, установленные на транспортном устрой­

стве 3 (карусели). После выдержки в течение 20—30 мин ящик рас­ крывают и извлекают стержень. Затем стержень отделывают, окра­ шивают противопригарными красками и подают на участок сборки форм.

Изготовление стержней на мундштучных машинах. Мелкие стержни различных сечений (рис. 119) изготовляют на мундштучных машинах. Форма и размеры сечения стержня определяются формой и размерами сечения выходного отверстия мундштука.

На этих машинах (рис. 120) стержневая смесь 3 выдавливается шнеком 1 (или поршнем) через сменный мундштук 2. Стержень 4 выходит из мундштука непрерывной лентой, которую разрезают на куски нужной длины. После сушки при необходимости затачи­ вают знаковые части стержня. Эти машины просты по устройству*, надежны в эксплуатации и достаточно производительны.§

§ 5. ОТДЕЛКА, КОНТРОЛЬ И ХРАНЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ

После сушки стержни до отправки на склад подвергают допол­ нительной обработке: зачистке заусенцев, замазке мелких дефектов и другим операциям. Заусенцы зачищают наждачным камнем, на­ пильником, проволокой, твердой резиной и наждачной бумагой.

Зачистка стержней. Стержни в массовом и крупносерийном производстве зачищают на карусельно-шлифовальных станках

166

в специальных кондукторах. Припуск на зачистку стержней состав­ ляет 1,5—2 мм.

Кондукторы изготовляют из алюминиевых сплавов, их монти­ руют на столе карусельного станка. В зависимости от габаритных размеров стержня на карусели шлифовального станка (рис. 121)

Чтобы предупредить сдвиг одного стержня относительно другого, их закрепляют прокладками, которые вынимают после высыхания клея или затвердевания легкоплавкого сплава.

Сложные стержни ц%песообразно изготовлять по частям в ящи­ ках, а затем собирать в одно целое. Обычно каждый стержень устанавливают в форму отдельно, но укладка нескольких стержней

цилиндрического стержня (рис. 122). Половину стержня / уклады­ вают В приспособление 2 плоской стороной вверх. Затем на нее на­ кладывают другую половину,.и их притирают друг к другу. Стерж­ невой ящик делают с припуском 0,5—1 мм на притирку. Во время притирки половины стержня двигают одну по другой в продольном направлении. После притирки и проверки шаблоном точности диа­ метра стержня верхнюю половину снимают.

167

итемпература подсушки (табл. 25) зависят от массы стержней. Подсушивают стержни в небольших вертикальных печах, обыч­

ных камерных сушилах или специальных проходных установках

сконвейерной загрузкой

ивыгрузкой. Подсушен­ ные стержни поступают на склад или участок ком­ плектовки, откуда их по­ дают на участки сборки

форм.

В массовом производстве части ответственных стержней скреп­ ляют заливкой легкоплавкого сплава в каналы, специально преду­ смотренные в знаках стержня (рис. 123). Сплав после заливки в каналы не должен выступать на рабочей поверхности стержня,

168

а оставшееся углубление во входном отверстии каналов заделывают стержневой смесью или -пастой.

При машинном изготовлении отдельных частей (простых стерж­ ней) сложного стержня для обеспечения наибольшей, точности отливки их собирают в блоки, при этом пользуются шаблонами и кон­ дукторами. Перед сборкой в кондукторах плоскости стержней зачи­ щают специальными ножами или на шлифовальных станках абра­ зивным кругом. На рис. 124 показан блок стержней шпиндельной

Рис. Г25. Блок стержней для тонкостенной отливки:

/ H i — жакеты; 3 — контрольный штырь

бабки расточного станка, собранный в кондукторе перед установкой

стержней, — на правильное устройство вентиляционных каналов, предупреждение сдвига (смещения) стержней и попадания в венти­ ляционные каналы клея и мусора.

ФормьГдля особенно тонкостенных и сложных отливок собирают целиком из стержней в специальных металлических ящиках, так называемых жакетах: В этом случае стержни можно не склеивать

(рис. 125).

Приемка стержней. После изготовления стержни осматривают и проверяют по размерам. При внешнем осмотре стержней обращают внимание на плотность стержня, состояние поверхности, взаимное положение частей, образованных верхней и нижней половинами

169