МАШИННАЯ ФОРМОВКА План Литье Машинные способы изготовления форм Автоматизированные формовочные линии Способы уплотнения
1. Литье Литье – есть способ изготовления заготовки или изделия заполнением полости заданной конфигурации жидким металлом с последующим его затвердеванием. Заготовку или изделие, получаемые методом литья, называют отливкой Литейное производство – основная заготовительная база всех направлений машиностроения, приборостроения и ряда других отраслей народного хозяйства Способы изготовления отливок делятся на две группы: литье в обычные песчаные формы; специальные способы литья. В свою очередь способы литья в песчаные формы могут быть ручными и машинными (механизированными и автоматизированными) Назначение литейной формы состоит в обеспечении: 1) необходимой конфигурации и размеров отливок; 2) заданной точности и качестве отливок;… Для получения более высокого качества поверхности отливок в необходимых случаях используют два вида формовочной смеси: облицовочную и наполнительную. Облицовочной смесью формируют лицевой слой формы, с которой непосредственно соприкасается жидкий металл во время его заливки и последующего охлаждения. Для уменьшения физико-химического взаимодействия между металлом и материалом формы в состав облицовочной формы вводят более огнеупорные материалы. Из него создают слой толщиной 10 – 50 мм, остальное пространство заполняют наполнительной смесью, являющейся более дешевой. Такой метод несколько усложняет производство, но позволяет повышать его технико-экономическую эффективность Кроме того, применяется формовка в почве, в двух опоках с разъемной моделью, с отъемными частями модели и т. д Применяется также наливная формовка с использованием жидких самотвердеющих смесей (ЖСС), когда опока (или стержневой ящик) заполняется смесью, способной течь. При этом вместо обычного уплотнения трамбовкой применяется небольшое доуплотнение смеси вибрацией на специальном вибростенде. Смесь является самотвердеющей (отпадает операция сушки) вследствие наличия в ее составе материалов, инициирующих процесс отверждения связующего. Такая смесь после заливки в опоку (или стержневой ящик) через некоторое время, которое можно регулировать, приобретает прочность, достаточную для выполнения дальнейших технологических операций
2. Машинные способы изготовления форм Для повышения производительности труда и получения более точных отливок применяют машинную формовку. Машинные способы изготовления форм находят применение во всех видах производства, включая единичное. Существует большое разнообразие формовочных машин. По способу уплотнения формовочной смеси формовочные машины делятся на встряхивающие; прессовые; вибропрессовые; пескодувные; пескометные; комбинированные. Извлечение модели из уплотненной формы может производиться за счет поворота стола или специальными подъемниками. Конструктивно формовочные машины изготавливаются однопозиционными и многопозиционными, работающими в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режимах
3. Автоматизированные формовочные линии На заводах массового производства (автомобильных, тракторных и др.) действуют автоматизированные формовочные линии При уплотнении на встряхивающих формовочных машинах модельная плита с моделью, опокой и наполнительной рамкой устанавливаются на стол формовочной машины. Из бункера сверху насыпается формовочная смесь. Под поршень попадает воздух под давлением (5 – 6) *10 5 Па, поднимающий стол до тех пор, пока не откроется выпускное отверстие, через которое воздух из-под поршня уходит в атмосферу. Стол при этом резко опускается вниз, ударяясь о цилиндр. Смесь уплотняется за счет движения вниз по инерции. Так повторяется несколько десятков раз. Смесь хорошо уплотняется внизу у модели, верхние же слои остаются неуплотненными. Доуплотнение осуществляется вручную или допрессовкой на той же машине. Работают встряхивающие и встряхивающе-прессовые машины с наибольшими размерами опок в свету 2500*2000*800 мм грузоподъемностью до 10т производительностью 8 полуформ в час
5. Способы уплотнения Прессование форм может быть верхним и нижним. При верхнем прессовании в большей мере уплотняются слои формовочной смеси, расположенные в верхней наполнительной рамке, независимо от того, поднимается ли опока к прессовой колодке, опускается ли колодка на формовочную смесь, расположенную в наполнительной рамке. При нижнем прессовании в большей мере уплотняются слои смеси, расположенные на модельной плите и самой модели. Для достижения большей равномерности уплотнения формовочной смеси по высоте прессовая колодка иногда делается профильной, повторяя профиль модели. Прессовые формовочные машины производят до 120 полуформ в час с наибольшими размерами в свету 760* 680*110 мм Разновидностью верхнего прессования является уплотнение формовочной смеси с так называемой многоплунжерной прессовой головкой, состоящей из нескольких десятков не зависимых друг от друга плунжеров, работающих под давлением масла или воздуха. Такое прессование обеспечивает наибольшую равномерность уплотнения по всему объему опоки При пескодувно-прессовом уплотнении весь процесс осуществляется в два этап. Сначала в полость, заключенную между вертикально расположенными модельными плитами, формовочная смесь попадает пескодувным методом с помощью давления воздуха, предварительно уплотняясь. Затем модельная плита поршнем подается влево, прессуя смесь. По окончании прессования плита сначала отходит влево, затем разворачивается вверх, занимая положение. Ком смеси модельной плитой подается влево до упора в предыдущий ком, плотно прилегая к ранее изготовленным формам, после чего все формы передвигаются влево к заливочной установке. Основная особенность здесь состоит в том, что одновременно формируются обе полуформы в одном формовочном коме смеси, т. е. используются две стороны полуформы. Весь процесс от уплотнения смеси до заливки металлом автоматизирован. Производительность линии составляет 360форм/ч и более (при наличии стержней 300 и более форм/ч). Существует также процесс вакуумно-прессового уплотнения форм При гравитационном уплотнении смесь поднимается на определенную высоту в бункере, из которого через шибер попадает в дозатор. Благодаря быстрому открыванию дозатора смесь в виде компактного кома по шихте свободно попадает в опоку или стержневой ящик. Уплотнения только гравитационным способом недостаточно. Поэтому для доуплотнения применяют допрессовку давлением (5 – 10)*10 5 Па или вибрацию При единичном и мелкосерийном производстве крупных отливок для уплотнения форм используют пескометный способ. Формовочная смесь ленточным транспортером подается на быстро вращающийся ротор с ковшом. Последний, захватывая смесь, бросает ее в опоку, установленную на модельной плите, или в стержневой ящик, производя таким образом уплотнение. Пескометная головка может перемещаться в горизонтальной плоскости. Управление пескометом осуществляется оператором. Производительность пескометов колеблется от 6 до 50м 3 /ч уплотненной формовочной смеси При изготовлении форм импульсным методом на модельную плиту с вентами (тонкие отверстия, через которые проходит воздух, но не проходит смесь) устанавливается опока и наполнительная рамка, после чего опока с наполнительной рамкой засыпаются формовочной смесью. Над наполнительной рамкой устанавливается импульсная головка, и вся оснастка прижимается друг к другу (герметизируется). Из специальной магистрали в резервуар головки поступает сжатый воздух. При уплотнении запорный клапан поднимается вверх, пропуская сжатый воздух через отверстие в полость прессования, уплотняя смесь. Пройдя через смесь, воздух уходит в атмосферу через венты. При этом давление над смесью от максимального падает до атмосферного за долю секунды. Под действием сжатого воздуха смесь наполнительной рамки перемещается в опоку и уплотняется. Уплотнение производится однократным импульсом Разновидностью импульсного воздушного уплотнения является уплотнение взрывом. С этой целью вместо воздуха в импульсную головку, содержащую взрывное устройство, подается взрывчатая смесь, которая в нужный момент взрывается. Продукты взрыва направляются к формовочной смеси, уплотняя ее аналогично воздушному импульсу Существуют и другие способы уплотнения смеси В литейных цехах массового производства успешно работают механизированные, автоматизированные и автоматические формовочно-литейные линии. Установка стержней на автоматических формовочных линиях осуществляется роботами-манипуляторами Стержни есть элементы литейных форм, служащие для образования отверстий, полостей, а также сложных внешних очертаний отливок. Стержни получают ручными и машинными способами Большую часть литейных стержней изготавливают различными способами. Основными типами стержневых машин являются: встряхивающие с поворотным столом, встряхивающие с перекидным столом, вибропрессовые, мундштучные, пескодувные и пескострельные. Первые три типа машин ни чем не отличаются от машин для изготовления форм. При изготовлении стержней на этих машинах вместо модельных плит и опок устанавливаются стержневые ящики. В остальном процесс аналогичен формовке
