Материаловедение и технология конструкционных материалов

сованием, а также прессование эластичной диафрагмой и много­ плунжерной головкой (рис. 13.5). Кроме того, на этом рисунке для верхнего и нижнего прессования приведено распределение плотности смеси (р) по высоте опоки Н после уплотнения.

При верхнем прессовании модель 2 с модельной плитой 1 монтируют на рабочем столе и припыливают или обрызгивают, после чего устанавливают опоку 4 и наполнительную рамку 6.

В опоку засыпают дозированную порцию формовочной смеси 3

инакатывают прессующую колодку 5, затем в цилиндр 7 пода­ ется сжатый воздух. Поршень 8 перемещается вверх, в резуль­

тате чего прессующая колодка входит в наполнительную рамку и уплотняет смесь.

При нижнем прессовании вместо прессующей колодки 5 ис­ пользуется модельная плита 1, а наполнительная рамка 6 уста­ навливается ниже опоки, и в процессе уплотнения модель вдав­ ливается в формовочную смесь. Анализ кривых распределения плотности по высоте показывает, что оно более благоприятно при нижнем прессовании. Тем не менее этот способ применяется реже в связи с трудностями его технического выполнения и необходи­ мостью тщательного дозирования засыпаемой в опоку смеси.

Прессование эластичной диафрагмой 10 не улучшает распре­ деления плотности по высоте опок, но обеспечивает ее равно­ мерность независимо от перепада высот контура модели. Сама диафрагма устанавливается в накатываемом на опоку колпаке 9.

Еще большей равномерности плотности по площади опоки мож­ но добиться, применяя прессование многоплунжерной головкой.

Прессующие колодки 11 имеют индивидуальный привод от гид­ равлических цилиндров 12, соединенных с единой системой по­ дачи рабочей жидкости от нагнетающего насоса.

Эскиз формовочной прессовой машины модели 4821 приведен на рис. 13.6, а ее внешний вид на рис. 13.7. Управление машиной осуществляется с пульта 1. Для изготовления полуформы опока устанавливается на рабочем столе 2, где расположена модель, и заполняется формовочной смесью, после чего механизм разрав­ нивания формовочной смеси 3 перераспределяет ее по площади опоки и с помощью цилиндра 7 траверса 5 с многоплунжерной головкой 4 перемещается в положение над опокой. Рабочая жид­ кость от гидростанции 6 подается в рабочий цилиндр, и опока со смесью поднимается вверх. Плунжеры головки давят на смесь, уплотняя ее.

Рис. 13.6. Формовочная машина модели 4821

Рис. 13.8. Многоплунжерная головка

подпрессовкой или при встряхивании укладывают на формовоч­ ную смесь массивную металлическую плиту. Последний вариант обычно применяется для нижних полуформ.

На схеме уплот нения вст ряхиванием с подпрессовкой

(рис. 13.9) модель 1 с модельной плитой размещается на рабо­ чем столе машины. На стол устанавливают опоку 4 с наполни­ тельной рамкой 3 и после опрыскивания керосином засыпают формовочную смесь 2. Для уплотнения смеси через канал 9

вцилиндр встряхивающего механизма подается сжатый воздух, под действием которого поршень 5 поднимается вверх, в резуль­ тате чего в какой-то момент каналы 6 и 8 совмещаются, давление

вцилиндре падает, и поршень 5 вместе с полуформой опускается вниз.

Вмомент удара поршня о фланец цилиндра 10 происходит резкая остановка, и верхние слои смеси уплотняют расположен­ ные под ними. После 15...40 ударов осуществляютподпрессовку. Для этого прекращают подачу воздуха через канал 9 и включа­ ют его подачу через канал 11. Поршень прессового механизма 7

I/ / / / / / / / У / / / Л

Рис. 13.9. Уплотнение форм встряхиванием:

а— начало втягивания; б — верхнее положение механизма встряхивания;

в— подпрессовка; г — протяжка модели

(он же цилиндр встряхивающего) поднимается вверх, в резуль­ тате чего поворотная или накатываемая плита 12 уплотняет верхние слои формы. После подпрессовки полуформа фиксиру­ ется в верхнем положении, а модель уходит вниз, освобождая полуформу для выполнения операции сборки.

Пескомет ы применяются преимущественно для набивки крупных опок и стержневых ящиков и по конструктивному вы­ полнению могут быть стационарными, к которым по конвейеру подаются опоки, установленные на модельные плиты, и пере­ движными, которые сами перемещаются вдоль установленных

вряд опок. В обоих случаях основной частью пескомета является головка 1 (рис. 13.10), которая с помощью шарнирных соедине­ ний может перемещаться во всех направлениях. Через окно 2

вголовку по транспортеру подается формовочная смесь. Быстровращающийся ротор с лопаткой 3 бросает через выходное отверстие смесь, заполняя ею опоку 4. Кинетическая энергия падающей смеси гасится находящейся в опоке смесью, производя ее уплот­ нение. Степень уплотнения невысокая и в ряде случаев требует доуплотнения пневматической трамбовкой, но она равномерна по высоте опоки.

1

2

Рис. 13.10. Схема пескометной набивки

Уплотнение на пескодувных машинах редко применяется для изготовления форм, оно характерно для изготовления стержней и будет рассмотрено ниже.

Импульсная формовка появилась сравнительно недавно и счи­ тается одним из самых прогрессивных направлений развития

литейного производства. Сущность метода заключается в том, что в течение 0,01 с над опокой, заполненной формовочной смесью, создается давление до 1,5 МПа. Динамический удар приводит песок в подвижное состояние, в результате чего степень уплот­ нения смеси выше, а плотность равномернее распределяется по периметру и высоте оцоки. Давление над смесью можно созда­ вать, используя сжатый воздух, накопленный в ресивере, или воспламеняя смесь воздуха с газом. Схема импульсной формов­ ки, при которой используется энергия сжатого воздуха, приве­ дена на рис. 13.11.

1 Б 2

Рис. 13.11. Схема импульсной формовки

Воздух из ресивера поступает в полость А, расположенную под кожухом 2 головки машины. Внутри находится клапан 3, с помощью пружины 1 закрывающий отверстие, которое соеди­ няет полости А и В. После установки под головкой заполненной формовочной смесью опоки 6 с наполнительной рамкой 5 голов­ ка плотно прижимается рассекателем 4 к наполнительной рам­ ке и поворотом крана 9 воздух подается в полость Б. Клапан 3 поднимается вверх, и воздух из полости А поступает в полость В

и далее через рассекатель, выравнивающий давление по площади опоки, — в наполнительную рамку, оказывая динамическое дав­ ление на смесь. В модельной плите 7 и в опоках устанавливают венты 8 (пробки с тонкими щелевыми отверстиями, задерживаю­ щими смесь, но не препятствующими выходу воздуха). После уплотнения полуформы и удаления наполнительной рамки из­ лишек смеси срезается специальным приспособлением.

Вакуумная формовка (рис. 13.12) также относится к разряду прогрессивных технологических процессов. Изготовление форм основано на формообразовании и придании им необходимой прочности за счет разности давлений с внешней стороны формы и внутри, между частицами цеска. Модель 3 вентами соединя­ ется с вакуумируемой полостью внутри модельной плиты 4, что облегчает ее покрытие пленкой 2, подогреваемой нагревателем 1 до термопластичного состояния. На покрытую пленкой модель 5 устанавливают опоку 7, также оборудованную вакуумируемой камерой, которая связана вентами с внутренней полостью опо­ ки, после чего в нее засыпают просеянный песок 6. Не снимая вакуума, опоку закрывают пленкой 8 и после снятия вакуума в полости модельной плитад извлекают модель. Таким же обра­ зом изготовляют полуформу низа, после чего в нее, если это необ­ ходимо, устанавливают стержень и собирают форму. Не снимая вакуума, форму заливают расплавленным металлом и подают на выбивку, которая сводится к снятию вакуума, в результате чего отливки вместе с песком выпадают из опок. Остатки плен­ ки механически удаляют с лада опок, и цикл формовки повто­ ряется снова. Песок используется многократно.

Вакуумная формовка выгодно отличается от обычной: отпа­ дает необходимость в связующих материалах и выбивных уст­ ройствах; отсутствует износ моделей, так как пленка защищает ее от абразивного воздействия песка; повышается качество отли­ вок, в частности устраняется брак по газовым раковинам; облег­ чается борьба с запыленностью в литейном цехе, так как вакуумирование удаляет из песка пылевидную фракцию.