1.3 Обзор современного оборудования для уплотнения форм одновременно встряхиванием и прессованием

При прессовании под высоким давлением с помощью многоплунжерной головки происходит более равномер­ное уплотнение набивки формы над моделью и в глубоких карманах формы, например вокруг высокой модели. Но даже в этой своей последней модификации прессование под высоким давлением не пол­ностью устраняет органический дефект в распределении плотностей по объему формы и имеет существенные технологические ограниче­ния в отношении характера формуемых моделей по конфигурации и расположению их в опоке. Этот способ не является вполне удовлет­ворительным для корпусных деталей при формовке в одной опоке одной или нескольких крупных и высоких моделей с крутыми стен­ками. Несмотря на расчлененную прессовую головку и множество прессующих башмаков, глубокие карманы формы между моделями и между моделями и стенками опоки подпрессовываются недоста­точно при очень плотной набивке мест над моделями и всей формы в целом.

По указанной причине уплотнение форм путем чистого прессо­вания под высоким давлением, начиная с 60-х годов постепенно уступает место технологически более гибкому и эффективному методу уплотнения с помощью одновременного встряхивания и прессо­вания.

Схема механизма для уплотнения литейных форм с помощью одновременного встряхивания и прессования приведена на рис. 1. При включении одновременно встряхивающего и прессового цилинд­ров прессовый поршень поднимает стол машины и выбирает расстоя­ние между верхней кромкой формы и прессовой колодкой. Это рас­стояние в таких механизмах делается большим, 150 — 200 мм и более (что позволяет производить на них также уплотнение и чистым встряхиванием). Поэтому во время подъема стола прессовым поршнем успевает прои­зойти некоторое количество ударов предва­рительного встряхивания.Встряхивающаячасть механизма работает при этом как обычный встряхивающий механизм с амор­тизацией ударов. И лишь после того как форма будет прижата к прессовой колодке, начинается собственно процесс встряхива­ния с одновременным прессованием. При встряхивании с одновременным прессованием уплотняемая форма на столе машины оказывается, таким образом, при­жатой прессовым поршнем к прессовой ко­лодке, в качестве которой обычно здесь при­меняется пассивная многоплунжерная го­ловка (на эскизе показана жесткая прессо­вая колодка). Встряхивающий поршень со столом остается неподвижным. Ударный же массивный подпружиненный поршень, или амортизатор, наносит частые удары снизу по столу машины; эти удары передают набивке формы и возбуждают в ней направленные вниз инерционные силы, или импульсные сжимающие напряжения, дополнительно к статической прессующей нагрузке.

1 – встряхивающий поршень; 2 – амортизатор; 3 – прессовый поршень; 4 – прессовая колодка

Рисунок 1 Схема механизма для уплотнения литейных форм встряхиванием с одновременным прессованием

Эти дополнительные напряжения от ударов амортизатора являют­ся небольшими по сравнению с напряжениями прессования (под высоким давлением). Однако такие удары, особенно в начале про­цесса уплотнения, оказывают весьма положительное действие на пробиваемость карманов формы и выравнивают плотность смеси в форме.

Встряхивание (т. е. удары амортизатора по столу) в таком комплексном механизме производится с большой частотой, 10 — 12 уда­ров в секунду (примерно втрое чаще, чем в обычных встряхивающих машинах). Поэтому при общей продолжительности цикла уплотне­ния 3 — 5 с число произведенных на одну форму ударов амортизатора в первые 1 — 2 с получается достаточно большим и действие их эффективно. Можно предположительно считать, что уплотнение карманов формы при таком комплексном нагружении определяется именно действием этих ударов, а интенсивное прессующее нагружение дает общую высокую твердость всей формы.

Кроме этого, наличие подобного комплексного механизма на фор­мовочной машине позволяет применять уплотнение форм как одно­временным встряхиванием и прессованием, так и раздельным встря­хиванием с последующим прессованием (либо с последующим одно­временным встряхиванием и прессованием), а также и уплотнение одним чистым прессованием. Эти возможности делают современные формовочные машины с механизмами данного типа технологически весьма гибкими.

Обычно механизмы для одновременного встряхивания и прес­сования выполняются с прессовым цилиндром, развивающим дав­ление на прессовой колодке 12 — 15 кгс/см².