Способ изготовления литейных форм

 

Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения - улучшение равномерности уплотнения смеси в нижней части формы путем перераспределения в ней формовочной смеси. Способ включает подачу формовочной смеси в опоку и многократное ее прессование вибрирующей прессовой плитой со сквозными отверстиями, площадь которых достаточна для обратного выдавливания смеси из опоки, многократное уплотнение посредством реверсивных вертикальных перемещений опоки относительно прессовой плиты, с перераспределением смеси, выдавленной из опоки на прессовой плите и ее повторную подачу в опоку через отверстия в плите. Способ предусматривает также возможность изменения сопротивления прохождению смеси через отверстия прессовой плиты за счет изменения давления сжатого воздуха над прессовой плитой или над эластичной мембраной, размещенной над прессовой плитой (в результате чего мембрана закрывает ее отверстия, увеличивая тем сопротивление прохождению смеси). На завершающем этапе прессования давление сжатого воздуха на мембрану превышает давление прессования, в результате чего отверстия запираются, предотвращая прохождение через них смеси. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 15655 2 (51)5 В 22 С 15 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4418332/23-02 (22) 05.02.88 (46) 23,05.90. Бюл. Х 19 (71) ),àðüêoâñêèé филиал Всесоюзного научно-исследовательского института литейного машиностроения, литейной технологии, автоматизации литейного производства (72) В.Г.Алешинский, Б,П.Беляков, В.Н.Киселев, В.А.Скаженник и Д.Е.Фурман (53) 621.744.5(088.8) (56) Орлов Г.М, Автоматизация и механизация процессов изготовления литейных форм. — М.: Машиностроение, 1988, с. 91-92. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕИИЯ ЛИТЕЙНЫХ

ФОРМ (57) Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения — улучшение равномерности уплотнения смеси в нижней части формы путем перераспределения в ней формовочной смеси, Способ включает подачу формовочной смеси в опоку и многоИзобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению полуформ прессованием. г

Целью изобретения является улучшение равномерности уплотнения смеси в нижней части формы путем перераспределения в ней формовочной смеси.

Способ осуществляют следующим образом.

В опоку подают смесь и производят многократное (2-10-разовое) ее уплотт

2 кратное ее прессование вибрирующей прессовой плитой со сквозными отверстиями, площадь которых достаточна для обратного выдавливания смеси из опоки, многократное уплотнение посредством реверсивных вертикальных перемещений опоки относительно прессовой плиты с перераспределением смеси, выдавленной из опоки на прессовой плите и ее повторную подачу в опоку через отверстия в плите. Способ предусматривает также .воэможность изменения сопротивления прохождению смеси через отверстия прессовой плиты за счет изменения давления сжатого воздуха над прессовой плитой или над эластичной мембраной, размещенной над прессовой плитой (в результате чего мембрана закрывает ее отверстия, увеличивая тем сопротивление прохождению смеси). Ва завершающем этапе прессования давление сжатого воздуха на мембрану превышает давление прессования, в результате чего отверстия запираются, предотвращая прохождение через них смеси. 1 ил. нение посредством вертикальных реверсивных перемещений прессующего элемента — прессовой плиты относительно опоки с погружением внутрь наполнительной рамки или опоки (или того и другого), причем для уплотнения используют прессовую плиту со сквозными отверстиями, площадь которых достаточна для выдавливания части смеси из эон повышенного сопротивления в полость прессовой колодки

1565572 (нижним основанием которой является

1 рессовая плита).

На прессовой плите производят перераспределение смеси (выравнивание высоты слоя смеси) и ее повторную засыпку через отверстия в опоку (например, с помощью вибрации или сжатого воздуха). При этом повторная засыпка осуществляется в момент, ког- 10 да прессовал плита находится в верхнем положении или по крайней мере вне нижнего положения.

Сущность изобретения заключается также и в уплотнении смеси с переменным давлением прессования путем изменения сопротивления прохождению смеси через отверстия в прессовой плите поцачей через ее отверстия сверху вниз сжатого воздуха или закупоркой отверстий эластичной мембраной также с помощью сжатого воздуха. При этом для прессования используют прессовую плиту, размеры отверстий которой выбирают из условия превышения произведения их площади сечения на давление прессования над произведением коэффициента трения смеси о стенки отверстий на действу,ющую на них нормальную силу.

Положительный эффект обеспечивается благодаря тому, что смесь, находящаяся над высокими участками модели, выдавливается через отверстия прессовой плиты в большей степени, чем менее уплотненная смесь, которая .З5 находится над более нижними участками

>дели при той же величине абсолютной деформации (при той же величине перемещения прессовой плиты). Эта часть смеси в конце концов после перераспределения и повторной засыпки попадает на менее уплотненные участки, Благодаря этому плотность и прочность смеси в объеме формы становятся более равномерными.

11а чертеже гредставлена принципиальная схема устройства для р еалиэ ации предлагаемого способа.

Корпус 1 прессовой колодки снизу

50 закрыт нижней стенкой 2 (решетчатой прессовой плитой) с отверстиями 3, имеющими форму усеченной пирамиды с большим верхним основанием. Внутренняя полость корпуса прессовой колод55 ки 1 пневмоподводом 4 и 5 через перек почающие и запирающие пневмоклапаны и регуляторы давления соединена с источником сжатого воздуха и насосом, создающим разрежение (не показаны) °

В корпусе 1 прес совой колодки над пневмоподводом 4, но под пневмоподводом 5 установлена эластичная мембрана 6 с воэможностью перекрытия отверстий 3 путем подачи сжатого воздуха через пнеямоподвод 5.

На верхней крышке корпуса прессовой колодки крепится вибратор 7. Коргус 1 прессовой колодки через упругие элементы 8 крепится к элементам 9 конструкции, связанным с фундаментом.

На подвижном .столе 10, имеющем возможность вертикального перемещения вверх и вниз с помощью пневмо- или гидроцилиндров 11, а также с воэможностью горизонтального перемещения (привод не показан), устанавливаются вместе с наполнительной рамкой опока 12 и подмодельная плита с моделью 13.

Прессование полуформы осуществляется, например, следующим образом, - Ф-

Производится засыпка смеси в опоку 12 и установка ее под корпусом прессовой колодки 1. С помощью гидроцилиндров 11 осуществляется подъем стола 10, корпус 1 прессовой колодки оказывается в опоке 12. Включается вибратор ?, пневмоподвод 4 соединяется с внешней средой (атмосферой) или источником разрежения (вакуумным насосом). Производится первый этап прессования — продолжается подъем опоки

12. При этом часть смеси через отверстия 3 в нижней стенке 2 корпуса прессовой колодки 1 попадает в полость корпуса, где она в результате вибрации перераспределения, образуя равномерный слой. Затем с помощью гидроцилиндров 11 опока 12 опускается.

Пневмоподвод 4 подключается к источнику сжатого воздуха. При этом из полости корпуса через отверстия 3 смесь опять попадает в опоку 12, Затем источник сжатого воздуха отключается, опока 12 опять поднимается, происходит повторное прессование, при котором уже меньшая часть смеси опять попадает в полость корпуса (так как ,она уже более уплотнена) и т.д.

Производятся повторные прессования. Стол 10 с опокой 12 продолжает совершать повторно поступательные вертикальные движения, во время которых пневмоподвод 4 переключается к источнику сжатого воздуха происходит прессование с подсыпкой смеси (при необходимости и с дополнитель 1 56 ной подсыпкой смеси из бункера, с отводом стола 10 в сторону), На завершающем этапе подается сжатый воздух через пневмоподвод 5, а не 4, При этом величина его давле- ния превышает давление прессования.

В результате мембрана 6 прижимается к верхней поверхности решетчатой прессовой плиты, перекрывая отвер-.. стия 3 и тем предотвращая прохождение через них смеси; Происходит окончательное прессование. Затем стол 10 опускается, происходят съем опоки или протяжка модели и подготовка к новому циклу. Возможно прессование, при котором переключение пневмоцилиндра 4 с низкого давления на высокое, опять на низкое и так далее производится мно-ократно в течение одного этапа, когда корпус 1 прессования колодки находится внутри опоки 12.

В начале прессования (для пневмоцилиндра) углубление прессовой колодки B полуформу или наполнительную рамку (при ее наличии) должно происходить на глубину не менее чем на

20Х от первоначальной высоты смеси.

В ряде случаев для увеличения эффективности уплотнения при последующих циклах прессования нижний уровень решетчатой прессовой плиты можно повышать., 1

При отсутствии воздушного подпора торможение прохождению смеси через отверстия ячейки определяется в основном удельным трением смеси о ее стенки, которое тем больше, чем больше толщина плиты и чем меньше линейные размеры отверстия. Оказывает влияние также фактор, зависящий от степени слипаемости части друг с другом.

Поэтому, чем больше размеры сечения отверстий и меньше их высота (толщина решетчатой прессовой плиты) и периметр, тем меньше среднее давление на модель даже при неизменных параметрах прессования (скорости прессования) по сравнению со средним давлением, возникающим при прессовании сплошной плитой. Изменение скорости прессования данной плиты изменяет этот параметр.

Линейные размеры промежутков между отверстиями не должны превьппать суммарный линейный размер участков сечения, между которыми необходимо перераспределить смесь. Чтобы обес5572

6 лечить возможность прохождения смеси через отверстие необходимо, чтобь: нормальная к сечению отверстия сила, 5 приложенная к смеси; находящейся внутри отверстия, превышала трение уплотненной смеси о стенки отверстия, т.е.

Вот 8 ь т где S т — сечение отверстия (или зф1 фективное сечение отверстия}, S — площадь боковых стенок, К вЂ” коэффициент трения (или

15 его эквивалентное значение) .

Если прессовая плита имеет круглые отверстия диаметром d „ 5 см, то при давлении прессования Р, равном

5 Kl /см (0,5 ИПа), направленная вдоль оси отверстия сила F„, прилалр гаемая к смеси, находящейся в отверстии, равна пс1ат

F=- — "-Р=981кг98Н, 4

У

Поскольку нормальное давление, действующее на стенки отверстия, не мОжет превьппать произведения давления прессования на боковую площадь

3о отверстия, то при высоте отверстия (плить!), равной 10 см, и коэффициенте трения К смеси о стенки отверстия, равном 0,3, сила трения тр ь.К Рп<1 1 К 47 р 1

=4,7Н, -..e. в этом случае принятые параметры беэусловно соблюдаются.

Чтобы значительно не снижался эффект перераспределения смеси, отноg0 шение суммарной площади закрытых промежутков между отверстиями к площади прессования (к суммарной активной площади сплошной прессовой плиты) должно быть по крайней мере меньше

50Х (желательно не более 20K).

При использовании решетчатой прессовой плиты, обеспечивающей прохождение смеси через отверстия, возникает выравнивающий, стабилизирующий

5р фактор, поскольку над выступающими участками сквозь решетки плиты проходит и большее количество смеси, Величина давления прессования оп1 еделяется как. скоростью прессования, так и параметрами решетки, В то же время для обеспечения перераспределения смеси при неоднократном прессовании сопротивление решетки имеет нижнюю границу, поскольку через ре156557? пираются, что создает условия, эквивалентные прессованию сплошной плитой.

Формула изобретения

Составитель В.Федоров

Техред Л, Олийнык Корр ек тор В. Кабаций

Редактор И.Горная

Тираж 618

Подписное

Заказ 1183

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101 шетку не должна проходить вся смесь, независимо от давления. Поэтому сопротивление решетки не может быть нулевым.

Создание подпора - подача сквозь

5 решетку сжатого воздуха — увеличивает, а создание разрежения в корпусе колодки уменьшает общее сопротивление решетки прохождению смеси, а зна- 10 чит и давление прессования при данной скорости прессовой плиты, что делает этот процесс регулируемым, а также дает воэможность легко изменять его параметры в течение цикла прессования.

На последнем этапе прессования, создавая давление в корпусе прессовой колодки над эластичной мембраной, равное или превышающее давление прессо-вания, отверстия прессовой плиты эаСпособ изготовления литейных форм, включающий заполнение формовочной смесью .модельно-опочной оснастки и уплотнение смеси эа счет вертикального перемещения решетчатой прессовой плиты, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью улучшения равномерности уплотнения смеси в нижней части формы путем перераспределения в ней формовочной смеси, процесс уплотнения смеси осуществляют многократно с переменным давлением прессования и с одновременной вибрацией решетчатой прессовой плиты.