Кечин В.А. Селихов Г.Ф. Афонин А.Н. Проектирование и производство литых заготовок. ВГУ. 2002, 208с (934503), страница 17
Текст из файла (страница 17)
4.1. Технологический процесс получения отливок в разовой песчаноглинистой форме.97Рис. 4.2. Литейная разовая песчано-глинистая форма:1 – литниковая система; 2 – полость формы; 3 – нижняя опока; 4 – штырь;5 – верхняя опока; 6 – прибыль; 7 – верхняя полуформа; 8 – стержень; 9 – нижняя полуформа; 10 – знаковая часть стержня.Модель отличается от отливки увеличенными размерами на величинуусадки сплава, наличием формовочных уклонов, облегчающих извлечение модели из формы, наличием плоскости разъема и знаковых частей 10, предназначенных для установки стержня 8, образующего внутреннюю полость (отверстие) в отливке.
Стержень изготавливают из смеси, например кварцевого песка,отдельные зерна которого скрепляются при сушке или химическом отверждении специальными крепителями (связующими). В верхней полуформе с помощью соответствующих моделей выполняется воронка, каналы стояка и шлакоуловителя, а в нижней полуформе 9 каналы питателей. В целом воронка и всеканалы образуют литниковую систему 1, по которой из разливочного ковша поступает литейный сплав в полость формы 2, и дополнительные полости прибы-98ли 6. Прибыли являются дополнительным резервуаром жидкого расплава, который необходим для питания отливки при усадке металла в процессе его кристаллизации.
Прибыли, как правило, устанавливаются над массивными частямиотливки.После уплотнения смеси модели собственно отливки, литниковой системыи прибылей извлекают из полуформ. Затем в нижнюю полуформу 9 устанавливают стержень 8 и накрывают верхней полуформой. Необходимая точность соединения полуформ обеспечивается фиксирующими штырями 4.
Перед заливкой сплава во избежание поднятия верхней полуформы жидким расплавом опоки скрепляют друг с другом специальными скобами, или на верхнюю опоку устанавливают груз.При ручном способе изготовления литейной формы формовка по разъемной модели в двух опоках начинается с изготовления нижней полуформы ипроизводится в такой последовательности:1. Нижнюю половину модели (не имеющую центрирующих шипов) кладут плоскостью разъема вниз на подмодельную доску, припыливают модельнойпудрой и накрывают нижней опокой (рис. 4.3, а).2. Через сито просеивают облицовочную смесь, покрывая модель слоемтолщиной 15…20 мм, а остальную часть опоки засыпают с избытком наполнительной формовочной смесью.3.
Уплотняют смесь ручной трамбовкой.4. Линейкой срезают излишки формовочной смеси заподлицо с опокой.5. Иглой накалывают вентиляционные каналы (рис. 4.3, б).6. Набитую опоку переворачивают на 180°.7. На нижнюю полумодель устанавливают верхнюю полумодель и припыливают ее.8. Плоскость разъема формы посыпают разделительным сухим песком.9. На нижнюю опоку по штырям накладывают верхнюю опоку.10.
Устанавливают модели шлакоуловителя, стояка и выпора.Просеивают облицовочную смесь, уплотняя ее руками вокруг мо11.делей литниковой системы (рис. 4.3, в).Засыпают верхнюю опоку с избытком наполнительной смесью.12.Уплотняют формовочную смесь трамбовкой и линейкой срезают13.излишки смеси заподлицо с верхней опокой.Иглой накалывают вентиляционные каналы в верхней полуформе и14.гладилкой вырезают возле стояка литниковую чашу (рис.
4.3, г).Удаляют из формы модели стояка и выпора (рис. 4.3, д).15.Снимают верхнюю опоку и переворачивают на 180° (рис. 4.3, е).16.Кистью смачивают формовочную смесь вокруг полумоделей.17.99Рис. 4.3. Формовка в двух опоках по неразъемной модели.Подъемником полумодели расталкивают в стороны и осторожно18.удаляют из форм.В нижней полуформе прорезают питатели.19.Форму отделывают, поправляют и выглаживают инструментом.20.Устанавливают в нижнюю полуформу готовые стержни по знакам.21.Накрывают верхней полуформой (рис. 4.3, ж) и нагружают.
Общий22.вид отливки с литниковой системой показан на рис. 4.3, з.При машинном способе изготовления литейных форм и стержней применяют следующие типы формовочных машин:- прессовые с давлением прессования до 5⋅105 Па и более 106 Па;- встряхивающие;- пескометы;- пескодувные;100-пескострельные;импульсные;вакуумные;специальные (уплотнение формовочной смеси отличается от перечисленных методов).Прессовые машины могут быть с верхним и нижним прессованием.
Приверхнем прессовании (рис. 4.4, а) модельную плиту 2 с моделью 3 укрепляют настоле 1. Устанавливают опоку 4 высотой Н с наполнительной рамкой 5 высотойh, затем в них насыпают формовочную смесь. Стол с опокой поднимается, ипрессовая колодка 6, входя внутрь наполнительной рамки 5, уплотняет смесь.Прессование заканчивается в момент, когда вся формовочная смесь, находящаяся в наполнительной рамке, перейдет в опоку. Высота прессовой колодки и высота наполнительной рамки одинаковые. Степень уплотнения ρ смеси при верхнем прессовании неодинакова по высоте опоки.
По мере удаления от прессовойколодки степень уплотнения уменьшается до определенного предела и затемнесколько возрастает из-за сопротивления, которое оказывает жесткая плоскость модельной плиты передвижению смеси в процессе уплотнения. С увеличением высоты опоки увеличивается неравномерность уплотнения смеси.
Поэтой причине высота опок не может превышать 250 мм.Рис. 4.4. Схемы верхнего (а) и нижнего (б) прессования и изменение плотности смеси по высоте опок.В машинах с нижним прессованием (рис. 4.4, б) роль наполнительной рамки выполняет углубление h в неподвижном столе 7.101По сравнению с верхним прессованием максимальная степень уплотнениясмеси достигается у модели. Этот вариант технологически более благоприятен,однако такие машины обладают худшими эксплуатационными качествами.В некоторых машинах прессование осуществляется одновременно с вибрацией. Песчинки смеси совершают колебания с малой амплитудой и большойчастотой, трение между ними и о боковые стенки опоки уменьшается. В результате прессование происходит эффективнее, смесь уплотняется равномернее.
Вэтом случае можно применять более высокие опоки.Прессовые машины, работающие под высоким давлением (2·106 Па), позволяют уплотнять смеси в высоких опоках, которые ранее использовали навстряхивающих машинах, работающих с большим шумом. Прочность формовочной смеси при этом способе увеличивается за счет сцепления зерен песка, ане за счет сил связи между водными оболочками вокруг зерен песка. Поэтомуна этих машинах можно использовать смеси с пониженной влажностью(1,5…3%), что уменьшает брак отливок по газовым раковинам.
Высокое давление прессования позволяет получать более точный отпечаток и изготовлять отливки с меньшими припусками на механическую обработку. С повышениемплотности смеси увеличивается ее теплопроводность, ускоряется охлаждениеотливки. Связь между плотностью смеси в форме и давлением прессования выражается формулой ρ = ρ 1 + n lg p , где ρ1 — средняя плотность смеси; р —давление прессования, р =105 Па; n—изменение плотности смеси при изменении давления на 105 Па.Более равномерное уплотнение формовочной смеси как по высоте, так и поповерхности формы достигается при использовании в качестве уплотняющегооргана машины эластичной диафрагмы (рис. 4.5) или многоплунжерной прессовой головки (рис.
4.6).Рис. 4.5. Уплотнение формовочной смеси эластичной диафрагмой.В первом случае после заполнения установленной на модельной плите 4опоки формовочной смесью к верхнему торцу опоки 3 прижимается кожух 1 с102диафрагмой 2, в полость между которыми подается сжатый воздух (рис. 4.5, а).Диафрагма растягивается и равномерно уплотняет формовочную смесь (рис.4.5, б). Давление воздуха передается, прежде всего, в места, допускающие наибольшее сжатие формовочной смеси и расположенные над низкими частямимодели 5. Поверхность диафрагмы принимает волнообразную форму, в результате чего ее площадь превышает площадь опоки примерно на 40% и соответственно на 40% возрастает общее давление на форму.
Давление сжатого воздуха, аследовательно, и прессования равно (5…6)⋅105 Па. Уплотнив формовочнуюсмесь в опоке, диафрагму извлекают (рис. 4.5, в), создавая в пространстве надней разрежение.Указанный способ обеспечивает высокую и равномерную плотность смесиво всех частях формы и позволяет изготовлять формы размером до9000х3000х1500 мм как из обычных песчаных смесей, так и из быстротвердеющих смесей с последующей их продувкой СО2, который подается в полостьмежду диафрагмой и формовочной смесью. Недостатком метода является низкая стойкость диафрагмы, которая выдерживает до 60000 формовок.Рис. 4.6. Уплотнение формовочной смеси прессовой многоплунжерной головкой.Метод прессования многоплунжерной головкой является модификациейдиафрагменного прессования (рис.
4.6, а). В систему прессования подается масло, давление которого может регулироваться в широких пределах. Цилиндрывсех плунжеров соединены друг с другом. Перетекание масла между ними иприводит к тому, что на каждую прессующую колодку (башмак) передаетсяодинаковое по величине давление. Ход перемещения башмака зависит от сопротивления, оказываемого уплотняемой частью формовочной смеси (см.
рис. 4.6,б). Чем оно выше, тем на меньшую высоту перемещается башмак. В результатеплотность формовочной смеси в опоке оказывается примерно одинаковой.103Встряхивающие машины. На столе 3 машины (рис. 4.7, а) укреплена плита2 с моделью, на которую устанавливают опоку 1 и заполняют ее формовочнойсмесью. Стол поднимается под давлением воздуха на 30…80 мм. После того какпоршень 4 дойдет до отверстия 5, сжатый воздух выйдет, и стол, падая, ударится о преграду.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
