Файл: Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 131
Скачиваний: 0
(уплотнения формы и извлечения модели) полностью освобождает формовщиков от трудоемких ручных операций.
Машинная формовка по сравнению с ручной имеет ряд преи муществ: высокая производительность, точность отливок и, как следствие, меньшие припуски на механическую обработку, равно мерность уплотнения формы, возможность выполнения работы фор мовщиками более низкой квалификации.
Точность размеров отливок при машинной формовке обеспе чивается применением более точных (с .меньшими уклонами) моде лей, заменой операции расталкивания моделей вибрацией при их извлечении из формы, хорошим центрированием опок.
А±А
Рис. 59. Модельные плиты:
а — односторонняя; б — координатная; / — плита; 2 — модель
Для машинной формовки используют три типа модельных плит: 1) односторонние (рис. 59, а) — на одной плите смонтирована нижняя часть модели, а на другой — верхняя часть модели; 2) дву
сторонние — на одной стороне плиты смонтирована модель верха, |
|
а на другой — низа (формовка |
на одной машине); 3) реверсив |
ные — нижнюю и верхнюю опоки |
формуют на одной плите, а при |
сборке верхнюю опоку поворачивают на 180°.
Постоянное крепление моделей к плитам используют в мас совом и крупносерийном производстве. Сборные модельные плиты (рис. 60), состоящие из вкладышей с моделями, применяют в мел косерийном производстве; координатные модельные плиты — в еди ничном и мелкосерийном производстве. Координатные плиты (рис. 59, б) имеют отверстия для установки модели и определения пра вильности ее положения. Отверстие на плите обозначают шифром, состоящим из буквы и цифры. С помощью этого шифра устанавли вают модели на плите.
Технологический процесс изготовления литейных форм на машинах складывается из ряда операций. Основные операции —
ПО
уплотнение формовочной смеси в опоке и извлечение модели из формы определяют качество будущей отливки: наличие в ней за соров, газовых раковин, трещин; правильность геометрии; чистоту поверхности. Вспомогательные и транспортные операции — уста новка пустой опоки на машину, опрыскивание и обдувка модель ной плиты, засыпка формовочной смеси в опоку, транспортировка готовых форм — выполняются специальными вспомогательными и транспортными механизмами машины.
/ — основная плнта; 2 — съемный вкладыш с моделью; 3 — модель; 4 — мо дель коллектора; 5 — модель стояка; 6 — упорные винты
В зависимости от степени механизации вспомогательных и транспортных операций различают: 1) механизированную формовку, когда рабочий вручную управляет работой механизмов, выполня ющих основные, вспомогательные и транспортные операции, и 2) автоматическую формовку, когда работой механизмов управляет машина.
Наиболее трудоемкими и ответственными являются операции уплотнения литейной формы и извлечения модели.
Существует несколько способов уплотнения формовочных сме сей на машинах: прессованием, прессованием с вибрацией, встря хиванием, встряхиванием с подпрессовкой, пескометом, прессово пескодувный.
Уплотнение прессованием
Наиболее простым, производительным и экономичным является уплотнение форм прессованием — верхним или нижним.
При верхнем прессовании на столе 1 прессовой машины (рис. 61, а) монтируют плиту с моделью 2. На модельную плиту по шты рям устанавливают опоку 3 и наполнительную рамку 4. Выше на
111
полнительной рамки находится траверса б с прессовой колодкой 5. Высота прессовой колодки равна высоте наполнительной рамки. При подъеме стола прессовая колодка входит внутрь наполнитель ной рамки, вытесняя из нее формовочную смесь в опоку. Нижняя плоскость колодки в конце прессования доходит до уровня верх ней кромки опоки. На некоторых прессовых машинах опускается траверса с прессовой колодкой, а стол машины остается на месте.
При нижнем прессовании смеси (рис. 61, б) стол 1 с плитой 6 и моделью 2 перемещается вертикально относительно неподвижной рамки 5. Модель 2 перед прессованием располагается ниже верх ней плоскости рамки 5, на которую по штырям устанавливают опо ку 3. Снизу опоки делается запас формовочной смеси для прес сования, объем которой определяется высотой слоя Н и площадью
опоки. После заполнения опоки формовочной смесыо над ней уста навливают неподвижную траверсу 4. При подъеме стола смесь из рамки 5 впрессовывается в опоку снизу. Формовочная смесь
вопоке прессуется модельной плитой 6 при ее движении вверх. Ход стола должен быть равен высоте Н слоя смеси, для того чтобы
вконце прессования плоскость модельной плиты совпала с плос
костью разъема опоки.
Наиболее широко применяют верхнее прессование и верхнюю подпрессовку форм, так как при нижнем прессовании вследствие попадания формовочной смеси между столом 1 и рамкой 5 быстро изнашиваются трущиеся поверхности. Кроме того, затрудняется переналадка формовочных машин на другой размер опоки. Для получения заданной плотности формы необходимо подобрать соот ветствующую высоту наполнительной рамки. При определении вы соты наполнительной рамки (рис. 62) учитывают, что масса фор мовочной смеси до прессования равна массе смеси после прессования.
Вводим обозначения: 80, б — плотность формовочной смеси соответственно до прессования и после прессования; F — площадь опоки в плане; Н — высота опоки; h — высота наполнительной рамки; V — объем модели.
112
Справедливым является равенство
F60 (H + h) = F8H,
из которого находим высоту наполнительной рамки
h
Если в опоке имеется модель, высоту рамки подсчитывают по формуле
[ F ( H - h ) - V ] &0 = (FH— У) б,
откуда
При уплотнении смеси происходит изменение плотности фор мовочной смеси. Плотность неуплотненной формовочной смеси обычно составляет 1—1,1 г/см3, а уплотненной 1,4—1,6 г/см3.
Рис. 62. Схема прессования профильной прессовой колодкой:
аи б — форма до н после уплотнения
Плотность формовочной смеси в различных местах формы опре деляют обычно трудоемкими способами и применяют только при исследованиях процесса уплотнения.
В производственных условиях измерение плотности заменяют измерением твердости поверхности формы твердомерами (рис. -63). Поверхность твердомера с выступающим шариком прикладывают к поверхности формы. При этом шарик твердомера диаметром 10 мм углубляется в форму лишь на некоторую величину в зависимости от твердости формы: чем тверже форма, тем меньше углубляется в нее шарик. Внутри прибора на шарик постоянно давит точно тарированная пружина с силой 1 кгс. Поэтому глубина погруже ния шарика в форму зависит только от твердости поверхности формы. Перемещение шарика передается на вращающуюся стрелку. Шкала твердомера разделена на 100 частей. Чем тверже форма, тем большую цифру показывает стрелка прибора. Твердость формы по делениям шкалы твердомера составляет при слабом уплотне нии 25—30, среднем 50—60, сильном 70—80 и очень сильном 85— 90 единиц.
113
Процесс уплотнения формовочной смеси в опоке прессованием можно представить следующим образом. Формовочная смесь со стоит из зерен разных размеров, покрытых пленками глиняной пасты и некоторых добавок. Между зернами формовочной смеси имеются поры. Весь процесс прессования можно условно разделить на два периода.
В первый период происходит пластическая деформация смеси за счет перемещения зерен относительно друг друга и разруше ния отдельных комков, а также заполнение пор между зернами. Формовочная смесь приобретает структуру, при которой большин ство пор имеет одинаковые размеры.
Во второй период смесь уплотняется за счет взаимного пере мещения песчинок и деформации их глинистых оболочек. Так как
|
зерна оболочки обладают определен |
||||
|
ной |
упругостью, |
то деформация в |
||
|
этот |
период приобретает |
характер |
||
|
упругих деформаций. С повышением |
||||
|
упругости смеси увеличиваются бо |
||||
|
ковое |
давление ее на. стенки опоки |
|||
|
и трение формовочной смеси о стенки |
||||
|
опоки. Величина бокового давления |
||||
|
составляет 30—40% давления под ко |
||||
|
лодкой. |
Вследствие этого |
формовоч |
||
|
ная смесь уплотняется неравномерно. |
||||
|
Установлено, |
что плотность смеси |
|||
|
непрерывно уменьшается по мере уда |
||||
|
ления от прессовой колодки. Это объ |
||||
|
ясняется трением смеси о стенки |
||||
ки опоки |
опоки. Наличием трения смеси о стен |
||||
объясняется н значительно меньшая, |
чем в центре опоки, |
||||
плотность |
формы у стенок опоки; |
чем выше опока, тем больше |
|||
неравномерность распределения плотности по ее высоте. Поэтому с увеличением высоты формы средняя плотность уменьшается, а неравномерность уплотнения возрастает.
Величина и характер распределения плотности в литейной форме зависят от отношения высоты Я формы к ее наименьшему
размеру Bmin в плане. При |
^ 1 -~ '1 ,2 5 плотность в центре |
|
“ min |
формы распределяется равномерно. С увеличением этого отношения плотность формы распределяется неравномерно (рис. 64).
Приведенные данные относятся к уплотнению смесей в опоке
без моделей. Если имеются модели,, то за величину |
прини- |
|
a min |
мают минимальное расстояние между моделью и опокой. Исследованиями было установлено, что уплотнение формы
зависит от величины трения формовочной смеси.об опоку и мо дель, давления, свойств формовочной смеси и состояния поверх ности модельно-опочной оснастки.
1 1 4
На основании исследований Н. П. Ак сеновым была выведена зависимость средней плотности литейной формы бср от давления в пределах 1—5 кгс/см2:
бср=1+Ср°-г5,
где р — давление прессования под ко лодкой, кгс/см2; С — опытный коэффи циент уплотняемостн, зависящий от раз мера формы и качества формовочной смеси. Обычно С — 0,4 -=- 0,6.
Для преодоления трения формовоч ной смеси о стенки опоки и модели и достижения равномерного уплотнения формы принимают различные меры: по вышают давление прессования, приме няют вибрацию во время прессования, используют специальные формовочные смеси, применяют различные технологи ческие приемы, многоколодочное (диф ференциальное) прессование, прессова ние резиновой диафрагмой.
При низких и средних давлениях прессования часто применяют профиль ные колодки, размеры выступов кото рых делают в соответствии с моделью (см. рис. 62). Высоту выступов х про фильной колодки можно определить следующим образом. В соответствии с обозначениями для столба смеси / имеем
а= ( я - щ ( £ - 1 ) .
адля столба II
h + x = ( H - x ) ( ^ - l ) . |
(5) |
Затем подставим в формулу (5) вы ражение для к и после соответствующих преобразований получим
Кроме того, при прессовании приме няют вибрацию. Вибрация уменьшает трение формовочной смеси о стенки опоки вследствие образования зазора между смесью и опокой, что позволяет достичь равномерной плотности формы.
Рис. 64. Распределение плот ности формы при уплотнении прессованием в зависимости от соотношения размеров опоки:
И |
= 4,03; |
/ - д ^ |
|
"mill |
|
2 —— — = 2,4; |
3 ____" . = 1 |
^min |
®mir |
Ним |
г / |
360 |
|
320 |
/ |
280 |
|
240 |
/ ■ J |
200/ 1
А-2
J60
■ 120 |
/ |
|
|
г/ |
|
||
80 |
|
||
/ |
|
||
40 |
Л |
||
1 |
|||
1,1 |
1,2 1,3 |
1,4 1,5S г/см3 |
Рис. 65. Распределение плот ности по высоте формы при уплотнении:
I — без вибрации: 2 — с вибра цией
115