Рис. 7. Схема продувки формы углекислым газом:

1 — баллон с углекислым газом; 2 — редуктор; 3 — резиновый шланг; 4 — зонт 5 — слой жидкостекольной смеси; 6 — опока

Рис. 8. Схемы способов уплотнения литейных форм при машинной формовке}

а — прессованием; б — многоплунжерной колодкой; в — встряхиванием; г — пескометом;

9 — пленочио-вакуумной формовкой

Уплотнение формовочной смеси прессованием (рис. 8, а) осуществляют при подаче сжатого воздуха при давле­нии 0,5—0,8 МПа в нижнюю часть цилиндра /, в результате чего прессовый поршень 2, стол 3 с прикрепленной к нему модельной плитой 4 поднимаются. При этом колодка 7,. закрепленная на тра­версе 8, входит внутрь наполнительной рамки 6 и уплотняет формо­вочную смесь в опоке 5. Плотность формовочной смеси уменьшается по мере удаления от прессовой колодки из-за трения формовочной смеси о стенки опоки. Неравномерность плотности формовочной смеси тем больше, чем выше опока и модели. Прессование исполь­зуют для уплотнения формовочной смеси в опоках высотой 200— 250 мм

Для достижения равномерной плотности формовочной смеси в опоках используют многоплунжерные прессовые колодки (рис. 8, б). При прессовании стол 4 машины движется в сторону многоплунжер­

ной прессовой колодки 1. Вследствие различной степени сопротив­ления формовочной смеси в форме плунжеры 3 под действием давления масла на поршень 2 прессуют находящиеся под ним участки формы

независимо от соседних.

Уплотнение формовочной смеси встряхиванием (рис. 8, в) осуществляют при подаче сжатого воздуха при давле­нии 0,5—0,8 МПа в нижнюю часть цилиндра 1, в результате чего встряхивающий поршень 2 поднимается на высоту 25—80 мм. При этом впускное отверстие 10 перекроется боковой поверхностью поршня, а нижняя его кромка откроет выхлопные окна 7, в резуль­тате чего воздух выйдет в атмосферу. Давление под поршнем сни­зится, и стол 3 с укрепленной на нем модельной плитой 4 упадет на торец цилиндра 8. Скорость стола, а следовательно, и скорость мо­дельной плиты падает до нуля, в то время как формовочная смесь в опоке 5 и наполнительной рамке 6, продолжая двигаться вниз по инерции, уплотняется. В момент, когда канал 9 встряхивающего поршня окажется против отверстия 10 встряхивающего цилиндра, сжатый воздух снова войдет в полость встряхивающего цилиндра. Это повлечет за собой новый подъем встряхивающего стола и новый

удар его о торец и т. д.

Встряхивающий стол обычно совершает 120—200 ударов в ми­нуту. В результате повторных ударов происходит уплотнение фор­мовочной смеси в опоке. При этом слои формовочной смеси, лежащие у модельной плиты, будут иметь большую плотность, чем слои, ле­жащие в верхней части формы. Встряхиванием уплотняют формы высотой до 800 мм. Для уплотнения верхних слоев формы встряхи­вание совмещают с прессованием. Это обеспечивает высокую и равно­мерную плотность форм.

Уплотнение формовочной смеси пескометом (рис. 8, г), осуществляют рабочим органом пескомета — метатель­ной головкой, выбрасывающей пакеты смеси на рабочую поверхность модельной плиты. В стальном кожухе 4 метательной головки вра­щается закрепленный на валу 6 электродвигателя ротор 5 с ковшом 2. Формовочная смесь подается в головку 1 непрерывно ленточным кон­вейером 3 через окно в задней стенке кожуха. При вращении ковша (1000—1200 об/мин) формовочная смесь собирается в пакеты 8 и цен­тробежной силой выбрасывается через выходное отверстие 7 в опоку 9. Попадая на модель 10 и модельную плиту П, смесь уплотняется за счет кинетической энергии равномерно по высоте опоки. Метательную головку равномерно перемещают над опокой. Пескометы применяют

для уплотнения крупных форм.

Пленочно-вакуумную формовку (рис. 8, д) осуществляют в следующей последовательности: модельную плиту / с моделью 2 накрывают разогретой полимерной пленкой толщиной не более 0,1 мм. Вакуумным насосом в воздушной коробке 7 создают вакуум 2,6—5,2 МПа. Пленка 6 плотно прижимается к модели и мо­дельной плите. На модельную плиту устанавливают опоку 3, которую заполняют сухим кварцевым песком 5, уплотняют его с помощью вибрации и выравнивают открытую верхнюю поверхность опоки. На верхнюю поверхность накладывают разогретую полимерную пленку 4, которая за счет разрежения в 4—6 МПа плотно прилегает к опоке, что способствует уплотнению песка и устойчивости формы. После этого полуформу снимают с модели.

Изготовляют как верхнюю, так и нижнюю полуформу, затем форму собирают. Вакуумирование продолжается не только при изго­товлении полуформ, но и при их сборке, заливке и затвердевании за­литого металла. При заливке металла в форму пленка сгорает. Про­дукты сгорания выполняют роль противопригарного покрытия. Этим способом изготовляют формы для отливок массой 0,1—10 т на авто­матических формовочных линиях.

5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ

Процесс изготовления стержней включает следующие операции: формовку сырого стержня, сушку, отделку и окраску су­хого стержня. Если стержень состоит из двух или нескольких ча­стей, то после сушки их склеивают.

При изготовлении стержней вручную в разъемном стержневом ящике (рис. 9, а) раздельно набивают половины стержневого ящика (поз. 1). Поверхности разъема смазывают клеем и обе поло­вины ящиков соединяют друг с другом и металлической иглой делают вентиляционный канал (поз. 2). Затем стержень удаляют из стержне­вого ящика, устанавливают на сушильную плиту (поз, 3) и отправ­ляют в сушильную печь. На поз. 4 показан стержень, подготовлен­ный к сборке.

При изготовлении стержней на пескодувных машинах (рис. 9, б) стержневая смесь из бункера 12 периодически поступает .в пескодувный резервуар 1. Сжатый воздух из ресивера 9 через быст­родействующий клапан 10 заполняет резервуар 1 и через отвер­стия 2, 11 поступает в гильзу 3, в которой резко повышается давле­ние и стержневая смесь выталкивается через сопло 5 в полость стерж­невого ящика 6. Для выпуска воздуха в надувной плите 4 и стержне­вом ящике 6 предусмотрены венты 7, 8. Эти машины обеспечивают высокое качество стержней и обладают высокой производитель­ностью.

Изготовление стержней в нагреваемой оснастке (рис. 9, в) состоит в следующем. На позиции 1 нагретые до темпе­ратуры 200—300 °С половинки стержневого ящика 2 и опустоши­тель 3. собирают. Из пескодувного резервуара 1 стержневая смесь с синтетической смолой вдувается в стержневой ящик. Связующее при нагреве отверждается, обеспечивая прочность стержню 4. После не­продолжительной выдержки (15—120с) опустошитель 3 извлекают и пневматическим цилиндром 5 отводят одну из половин ящика (поз. 2). После этого вторая половина ящика поворачивается на 90°, и вытал­кивателями 6 стержень 4 удаляется из стержневого ящика (поз. 3). Стержни, полученные этим способом, имеют высокую прочность, точность размеров, газопроницаемость. Этим способом стержни изго­товляют на высокопроизводительных автоматических машинах.

Рис. 9. Схемы процессов изготовления стержней:

а — ручное; б — на пескодувных машинах; в —s по нагреваемой оснастке; г — продувкой угле кислым газом

Изготовление стержней из жидкостекольных смесей состоит в химическом отверждении жидкого стекла путем продувки стержня углекислым газом. Изготовленный стержень 2 выкладывают на плиту 5 и накрывают колпа­ком 1 (рис. 9, г). С помощью резиновых уплотнителей 6, штырей 3 и клиньев 4 плита и колпак плотно соединяются. Стержень продувается углекислым газом под давлением 0,1—0,3 МПа в течение 1—10 мин. После продувки стержни отделывают и окрашивают самовысыхающими красками. Этим способом изготовляют средние и крупные по массе стержни.

6. СБОРКА И ЗАЛИВКА ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ.

ОХЛАЖДЕНИЕ, ВЫБИВКА И ОЧИСТКА ОТЛИВОК

Сборка литейных форм начинается с установки нижней полуформы 1 на заливочную площадку или тележку конвейера (рис. 10, а). Затем в последовательности, указанной в технологи­ческой карте или на сборочном чертеже, устанавливают стержень / (рис. 10, б) и стержень //, после этого нижнюю полуформу по цен­трирующим штырям 3 накрывают верхней полуформой 2 (рис. 10, в). Устойчивое положение стержней обеспечивается стержневыми зна­ками. Верхнюю полуформу с нижней скрепляют болтами, скобами или накладывают груз.

Заливка литейных форм — процесс заполнения полости литей­ной формы расплавленным металлом из чайниковых (рис. 11, а), барабанных (рис. 11, б) и других ковшей. Ковш с расплавленным металлом от плавильных печей к месту разливки перевозят мостовым краном или по монорельсовому пути.

Важное значение при заливке форм имеет выбор температуры заливки расплавленного металла. При повышенной температуре за­ливки возрастает жидкотекучесть металла, улучшается питание от­ливок, но горячий металл более газонасыщен, сильнее окисляется, вызывает пригар на поверхности отливки. В то время как низкая температура заливки увеличивает опасность незаполнения полости формы, захвата воздуха, ухудшается питание отливки. Температуру заливки сплавов целесообразно назначать на 100—150°С выше тем­пературы ликвидуса.

Автоматизация заливки литейных форм обеспечивает высокую точность дозировки металла, облегчает труд заливщика, повышает производительность труда.

На рис. 12 приведена схема автоматической заливочной уста­новки для заливки серого чугуна в формы, в которой раздаточное устройство 1, имеет кольцевой индуктор 6 для подогрева и переме­шивания расплавленного металла и герметичную крышку 2. Через канал 7 в раздаточное устройство периодически заливают чугун из ковша 8. Для выдачи дозы над зеркалом расплава создают давление, благодаря которому уровень металла в каналах 7 и 3 поднимается, и он через отверстие 4 в раздаточном носке поступает в форму 5. Рас­ходом управляют, изменяя давление газа на зеркало расплавленного металла.

Рис. 10. Последовательность операций сборки литейной формы

Рис. 11. Чайниковый (а) и барабан­ный (б) разливочные ковши

Рис. 12. Установка для автоматизации заливки .литейных форм

Охлаждение отливок в литейных формах после заливки продол­жается до температуры выбивки. Небольшие тонкостенные отливки охлаждаются в форме несколько минут, а толстостенные (массой 50—60 т) — в течение нескольких суток и даже недель. Для сокра­щения продолжительности охлаждения отливок, особенно массивных, используют различные методы принудительного охлаждения: формы обдувают воздухом; в формы при формовке укладывают змеевики или трубы, по которым пропускают воздух или воду и др. При этом каче­ство отливок не ухудшается.

Выбивка отливок — процесс удаления затвердевших и охлаж­денных до определенной температуры отливок из литейной формы, при этом литейная форма разрушается. Выбивку отливок осущест­вляют на различных выбивных установках.

На рис. 13 показана автоматическая установка для выбивки отливок. Форма 2 из опоки снизу вверх выталкивается гидравличе­ским выталкивателем 5, затем сталкивается толкателем 1 на вибро­желоб 3. Пустая опока остается на заливочном конвейере 4. Выбитая форма по виброжелобу направляется на выбивную решетку, где от­ливки освобождаются от формовочной смеси, и направляется по конвейеру на очистку, а формовочная смесь — в смесеприготовительное отделение.

Рис. 13. Автоматическая установка для выбивки отливок

Рис. 14. Поточная линия для очистки отливок

Обрубка отливок — процесс удаления с отливки прибылей, литников, выпоров и заливов (облоев) по месту сопряжения полу­форм. Обрубку производят пневматическими зубилами, ленточными и дисковыми пилами, газовой резкой и на прессах. Литники от чу­гунных отливок отбивают молотками сразу же после выбивки из форм перед удалением стержней. Литники и прибыли от стальных отливок отрезают газовой или плазменной резкой. Ленточные и дисковые пилы используют для обрубки отливок из алюминиевых, магниевых, медных сплавов. После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие за­ливы, остатки прибылей, выпоров и литников. Зачистку выполняют маятниковыми и стационарными шлифовальными кругами, пневмати­ческими зубилами, газоплазменной обработкой и другими способами.

Очистка отливок—процесс удаления пригара, остатков формовоч­ной и стержневой смеси с наружных и внутренних поверхностей отли­вок. Ее осуществляют в галтовочных барабанах периодического или не­прерывного действия, в гидропескоструйных и дробеметных камерах, химической или электрохимической обработкой и другими способами.

На рис. 14 показана схема поточной линии очистки отливок. Отливки / конвейером 2 подаются на решетку 3 для удаления смеси. Затем они во вращающемся барабане 4 очищаются от песка. Горелая смесь из барабана удаляется через отверстия. Из барабана отливки конвейером 5 подаются в дробеметный барабан 6, в котором струёй металлической дроби, подаваемой вращающейся дробеметной голов­кой 7, осуществляется окончательная очистка. После чего отливки ленточным конвейером 8 подаются к обдирочным станкам 9 для за­чистки заливов, мест установки питателей и т. д.

II. МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ

К современным машинам и приборам предъявляются высокие требования по технико-эксплуатационным характеристикам, точности и надежности работы. Эти показатели обеспечиваются высокой точностью размеров и качеством обработанных поверхно­стей деталей машин и приборов. Поэтому, несмотря на большие достижения технологии производства высококачественных заготовок, роль обработки резанием и значение металлорежущих станков в машиностроении непрерывно повышаются.

Современные металлорежущие станки — это разнообразные и совершенные рабочие машины, использующие механические, элек­трические и гидравлические методы осуществления движений и управления рабочим циклом, решающие самые сложные техноло­гические задачи.

Станкостроение развивается как в количественном, так и каче­ственном отношении. Непрерывно повышаются точность, произ­водительность, мощность, быстроходность и надежность работы станков. Улучшаются эксплуатационные характеристики, расши­ряются технологические возможности, совершенствуются архитек­турные формы станков. Успешное развитие станкостроения обеспе­чивает перевооружение всех отраслей нашей промышленности вы­сокопроизводительными и высококачественными станками, многие из которых отвечают требованиям мировых стандартов.