Предварительное уплотнение потоком сжатого воздуха.
После подачи формовочной смеси бункер-дозатор закрывается и открывается воздушный клапан, подается сжатый воздух до 5,5 – 6 бар. Это принципиальное отличие от существовавших до изобретения данной технологии способов: импульсного или даже взрыво-импульсного уплотнения. Время подачи воздуха для каждой формы регулируется компьютерной программой. Так, для простых по форме и конфигурации моделей время составляет от 0,1 до 1,5 сек. Основной поток воздуха выходит из формы через вентиляционные отверстия, которые расположены по периметру модельной оснастки во внутриформенном пространстве. При наличии глубоких карманов на моделях можно перенаправлять потоки воздуха, а вместе с ним формовочную смесь, именно в эти карманы модели, где для этого монтируются соответствующие венты. Процесс уплотнения состоит из нескольких фаз,которые осуществляются переходя одна в другую. В первой фазе уплотняющий поток воздуха проходит через формовочную смесь, обеспечивая ее равномерное распределение в форме и по контуру моделей. Вторая фаза приводит к предварительному уплотнению смеси. Так как воздушный поток оказывает направленное давление вниз на каждую песчинку и приводит слой смеси в движение. Вместе с воздушным потоком формовочная смесь перетекает в более низкие участки модели, при этом уменьшаются поперечные напряжения и предотвращается образование сводов формовочной смеси. Плотность упаковки возрастает от слоя к слою в направлении потока воздуха и этим достигается максимальное уплотнение в зоне близкой к модели.
Кроме предварительного уплотнения формовочной смеси по рабочей поверхности полуформы (включая глубокие карманы и др.) из-за потоков сжатого воздуха происходит эффект обмывания модели, что обеспечивает в дальнейшем отличное отделение формы от модели и четкие контуры формы. Далее прохождение отдельных потоков сжатого воздуха в форме создают микроканалы, направленные от лада к контрладу полуформы. Они обеспечивают повышение газопроницаемости всей формы, что, крайне важно для отвода газов, образующихся при заливки.
Машины фирмы HWS-Sinto имеют специальные отверстия в прессовой головке для подачи сжатого воздуха по всей плоскости формы, особенно в середине формы, где, как правило, формуется основная часть отливки. Время для полного окончания действия процесса предварительного уплотнения и окончательного прохождения воздуха в форме, с оставляет обычно от 2 до 4 с, затем давление воздуха в окружающем пространстве и над формой выравнивается. Воздушный клапан имеет самоочищающуюся конструкцию и не нуждается в ремонте (клапан тарельчатого типа, облицованный тефлоном).
Гидравлическое уплотнение. После восстановления атмосферного давления идет процесс уплотнения формы прессованием. Прессование осуществляется гидравлическим прессом. В зависимости от сложности моделей могут быть применены различные типы прессовых головок (рис.3.19). Плоская прессовая головка может быть применена для всех типов моделей, при условии равномерного распределения смеси по поверхности формы. Диафрагменная прессовая головка (пневматическая или гидравлическая) используется, если на подмодельной плите расположено небольшое количество моделей одинаковой высоты. Эластичная прессовая головка обеспечивает уплотнение формовочной смеси для моделей одинаковой высоты. Многоплунжерная прессовая головка обеспечивает наилучшие результаты при использовании различных по высоте моделей. Многоплунжерная прессовая головка – это гидравлический блок с соединенными между собой цилиндрами, работающими по принципу сообщающихся сосудов. Этим обеспечивается саморегулирование плотности уплотнения формы по всему объему. Плунжеры одновременно опускаются на формовочную смесь. Столбики смеси полуформы в местах высоких моделей достигают быстрее определенной плотности, и, тем самым, путем повышенного противодавления со стороны формы в данном месте замедляется скорость движения соответствующих плунжеров по сравнению с соседними участками формы. Благодаря соответствующей системе «сообщающихся сосудов» всех полостей цилиндров гидравлическая жидкость имеет возможность выдавливаться противодавлением со стороны формы из одного цилиндра в соседние, тем самым, обеспечивая равенство давления во всех цилиндрах и равномерную плотность формы. При этом прессовые рабочие органы (плунжеры) имеют тяжелые литые ножки, на концах которых вмонтированы толстые плиты антифрикционного тефлона с целью предотвращения прилипания формовочной смеси к плунжерам. Для получения более высокого давления вблизи опок плунжеры имеют меньшую рабочую площадь прессования, чем плунжеры, расположенные в середине.
Целью уплотнения является равномерная плотность по всему объему – стабильная форма, которая при заливке противостоит давлению металла. Уплотнение по Сейатсу-процессу может обеспечить наиболее высокую требуемую технологом плотность формы, однако часто наоборот, даже снижают плотность полуформы верха с целью улучшения газопроницаемости и других технологических параметров формы.
Для изготовления форм по моделям высокой сложности с глубокими карманами и вертикальными ребрами существует возможность второй подачи потока воздуха во время прессования. Новый воздушный поток вторично аэрирует уже предварительно уплотненные слои формовочной смеси и перемещает фронт уплотнения ближе к модели.
| Плоская прессовая головка | Эластичная прессовая головка | Диафрагменная прессовая головка | Многоплунжерная прессовая головка | |
|
Рис.3.19. Виды прессовых головок.
3.2.3.2. Модельно – опочная оснастка.
Модельная оснастка состоит из держателя модельных плит –моделедержателя и модельной плиты – вкладыша. На рис.3.20. и рис.3.21. показана модельная оснастка для изготовления отливки «тормозной барабан». Модельная плита-вкладыш 1 с моделями 2 устанавливается в моделедержатеь 5. Центрирование модельной плиты относительно моделедержателя осуществляется втулкой 4 модельной плиты и штырем 6 моделедержателя. На модельной плите и по периметру моделедежателя установлены венты, соответственно поз. 3 и 7.Основное количество вент располагают по внутреннему периметру моделедержателя. В модельной плите-вкладыше венты располагают около моделей или углублениях моделей для обеспечения оптимального уплотнения болванов и их протяжки. Для герметизации между опокой и модельным комплектом предусмотрена прокладка 8. Для центрирования опок в моделедержателе установлены центрирующие и направляющие штыри (моделедержатель низа) и втулки (моделедержатель верха) поз.9.Для обеспечения жесткости модельных плит в моделедержтель, вставляются крестообразные опоры 10.
а
б
Рис.3.20. Модельная плита верха (плоская).
а-моделедержатель со вставкой модельной плиты;б –вставка модельной плиты с моделями и элементами литниковой системы.1-плита вкладыш; 2-модель;3-вента;4-втулка модельной плиты;5- моделедержатель; 6- штырь моделедержателя; 7-вента; 8-прокладка; 9-втулка моделедержателя;10-крестообразная опора.
а
б
Рис.3.21. Модельная плита низа (ребристая).
а-моделедержатель со вставкой модельной плиты;б –вставка модельной плиты с моделями и элементами литниковой системы.
1.-плита –вкладыш;2-
Моделедержатель является частью формовочного автомата и изготавливается вместе с ним.
Моделедержатели (рис.3.22.) обеспечивают надежную фиксацию модельной плиты и вентиляцию формовочного пространства. Моделедержатели выполнены таким образом, чтобы в них можно было вкладывать модельные плиты - вкладыши. Размеры модельной плиты обычно на 40-60 мм меньше внутренних размеров опоки. Таким образом, размер моделедержателя во внутриформенном пространстве равен 20-30 мм. Здесь располагаются венты и фрезеруются пазы для отвода уплотняющего воздуха.
Венты рядами располагаются вдоль внутренней стенки опоки. Этим достигается хорошее уплотнение каждой формы по краям.
. Примеры модельных плит с моделедержателем показаны на рис.3.22 – плоская модельная плита, –ребристая модельная плита. Для конструкций модельной оснастки, состоящей из моделедержателя и модельной плиты – вкладыша, разметка монтажа моделей ведётся от центра модельной плиты – вкладыша. В зависимости от требований производства и номенклатуры отливок в моделедержатель могут быть установлены составные модельные плиты равные ½ или ¼ площади опоки.
Боковые стенки моделедержателя сдвинуты внутрь его с тем расчетом, чтобы сверления под венты выступали за край моделедержателя. Большие отверстия на боковых стенках моделедержателя предусмотрены для того, чтобы воздух, который отводится через венты модельной плиты в моделедержатель беспрепятственно выходил наружу.
В моделержатель устанавливаются крестообразные опоры модельных плит, которые обеспечивают их жесткость. В опорах модельных плит предусмотрены отверстия для выхода воздуха.
Моделедержатели и опоры модельной плиты изготовлены в высшей степени точно. Необходимо обеспечивать особенный уход за ними, так как они имеют решающее значение для получения безупречного качества отливок.
В моделедержателе расположены: (как уже отмечалось) венты во внутреформенном пространстве, уплотнитель, штыри на комлекте нижних полуформ и втулки на комплекте верхних полуформ для центрирования опок,штыри для центрирования модельных плит.
Модельные плиты изготавливаются из чугуна, толщина стандартных (плоских) модельных плит составляет 30-40 мм, модели для условий массового и крупносерийного производства отливок изготавливаются из чугуна или алюминиевых сплавов, при мелкосерийном производстве могут быть использованы пластмассовые или деревянные модели
Опоки
Опоки (рис.3.23.) изготавливаются из стали литьем. На опоках верха расположены центрирующий и направляющий штыри. А на опоках низа центрирующая и направляющая втулки.
