RU1780917C

RU1780917C - Способ изготовлени разовых литейных форм и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: RU1780917C
Application number: SU894705358A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Волкомич; Николай Константинович Чернышев; Геннадий Иванович Бобряков; Георгий Михайлович Орлов; Борис Пантелеймонович Благонравов; Гарегин Сережович Гарибян; Николай Иванович Бех; Анатолий Иосифович Якобсон; Владимир Иванович Сивко; Адольф Владимирович Корчин; Валентин Федорович Митрофанов; Валерий Александрович Свечников
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности
Priority date: 1989-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 1992-12-15
Also published as: DE59010317D1; ATE137694T1; WO1991000156A1; DK33891A; DK33891D0; JPH07506296A; ES2091245T3; EP0432277A1; EP0432277A4; EP0432277B1; US5161603A

Abstract

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к способам и устройствам дл изготовлени разовых литейных форм. Цель изобретени - повышение качества форм, получаемых с использованием моделей сложной конфигурации с глубоким и узкими карманами при одновременном повышении эффективности производства за счет изготовлени двусторонних форм. За 0,1-1 с до начала надува из формовочной камеры производ т отсос воздуха в направлении, параллельном модельным плитам, который завершают одновременно с надувом. С запаздыванием относительно начала надува на 8-60% времени проведени последнего производ т дополнительное воздействие на смесь потоками сжатого воздуха в течение 5-30% от времени надува параллельно модельным плитам. Устройство дл реализации способа содержит плиты, которые снабжены воздушными камерами. При этом камеры боковых плит соединены с источником сжатого воздуха, а камеры прессовых плит с системой отсоса. В плитах выполнены венты. 2 с. и 3 з.п, ф-лы, 4 ил.,2 табл. со С

Description

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к способам и устройствам дл изготовлени разовых литейных безопочных форм.

Целью изобретени вл етс повышение качества формы за счет обеспечени равномерности распределени смеси по объему при использовании моделей сложной конфигурации с глубокими и узкими карманами, а также эффективности производства за счет изготовлени двусторонних форм в одной с)ормовочной камере.

На фиг, 1 изобр ажено устройство дл реализации способа изготовлени разовых литейных форм, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг 3 - литейна форма, вид

спереди с обозначением точек, в которых определ лась твердость; на фиг.4 - то же, вид сбоку.

Способ изготовлени разовых литейных форм заключаетс в следующем:

За 0,1-1,0 с до начала надува из формовочной камеры производ т отсос воздуха в направлении, перпендикул рном модельным плитам, который завершают одновременно с окончанием надува смеси в формовочную камеру.

С запаздыванием относительно начала надува на 8-60% времени проведени последнего производ т дополнительное воздействие на формовочную смесь потоками сжатого воздуха в направлении, параллельVJ 00

Ю

VI

ном модельным плитам. Это дополнительное воздействие осуществл ют в течение времени, составл ющего 5-30% от времени надува.

При этом дополнительное воздействие на формовочную смесь сжатым воздухом осуществл ют односторонним потоком перпендикул рно направлению надува формовочной смеси или встречными потоками также перпендикул рно направлению надува формовочной смеси.

Устройство дл изготовлени разовых литейных форм, с помощью которого реализуетс за вл емый способ, содержит донную плиту 1, потолочную плиту 2, боковые плиты 3 и 4, в совокупности образующие формовочную камеру, ограниченную с одной стороны прессовой плитой 5, а с другой - плитой 6 противодавлени , имеющих возможность горизонтального перемещени с помощью средств, на чертеже не показанных .

На потолочной плите с надувной щелью 7 закреплена воронка 8, через которую осуществл етс соединение с пескодувной головкой (не показана). На прессовой плите и плите противодавлени закреплены соответственно модельные плиты 9 и 10 с модел ми 11 и 12. Прессова плита и плита противодавлени снабжены воздушными камерами 13 и 14, соединенными через патрубки 15 и 16 с системой дл отсоса воздуха, например, с помощью вентил тора или т.п. (не показана). В прессовой плите, плите противодавлени выполнены отверсти 17 и 18. В модельных плитах предусмотрены венты 19 и 20. соосные с вентами в упом нутых плитах.

В боковых плитах 3 и 4 также выполнены венты 21 и 22, а сами плиты (по меньшей мере одна из них или обе) снабжены соответственно воздушными камерами 23 и 24, соединенными посредством патрубков 25 и 26 с источником дл подачи сжатого воздуха (не показан). В случае наличи воздушных камер на каждой из боковых плит эти камеры соединены с общим источником дл подачи сжатого воздуха.

При этом в случае использовани одной воздушной камеры венты на другой боковой плите м.б. заглушены. В устройстве предусмотрена система управлени .

Перед началом заполнений формовочной камеры смесью прессовую плиту 5 и плиту противодавлени 6 устанавливают в исходное рабочее положение, т.е. они вход т в пространство между боковыми плита- ми 3 и 4, ограниченное сверху и снизу потолочной плитой 2 и донной плитой 1.

Затем за 0,1-1,0 с до начала надува из полости формовочной камеры начинают отсос воздуха через венты 21 и 22 в модельных плитах 9 и 10 и далее из камер 13 и 14,

например, с помощью вентил тора (не показан ).

При этом в начале идет отсос воздуха из упом нутых камер, а затем и из полости самой формовочной камеры. В результате в

0 упом нутой полости образуютс интенсивные горизонтальные потоки воздуха, направленные перпендикул рно к модельным плитам по направлению к ним. Затем после завершени предварительного отсоса через

5 указанное выше врем , которое определено экспериментально, производ т надув смеси из пескодувной головки (не показана) через воронку 8 и надувную щель 7, одновременно продолжа отсос воздуха до окончани на0 дува.

Установлено, что отсос воздуха в течение времени менее 0,1 с недостаточен, чтобы создать надежное движение потоков воздуха по направлению к модельным пли5 там, а более 1 с, вести предварительный отсос нецелесообразно, поскольку потоки уже надежно сформировались, а увеличивать за счет этого расход энергии на отсос воздуха и общее врем цикла формирова0 ни литейной формы нет смысла.

В процессе надува эти горизонтальные потоки отклон ют к модельным плитам пескодувный поток, что способствует лучшему проникновению смеси в глубокие и узкие

5 карманы. Этот процесс продолжают в течение всего времени надува.

Затем через венты в боковых плитах 3 и 4 в полость формовочной камеры подают сжатый воздух параллельно модельным

0 плитам с модел ми. При этом его можно подавать как через одну из боковых плит, - так и через обе плиты одновременно встречными потоками. Причем подачу воздуха с одной стороны более целесообразно осуще5 ствл ть в формовочные камеры относительно малой емкости, а с двух сторон в крупногабаритные формовочные камеры. В случае малогабаритных камер возможна и двусторонн подача воздуха так же, как

0 односторонн в крупногабаритные. В последнем случае необходимо увеличивать диаметр подвод щего сечени и повысить в 1,5-2 раза давление сжатого воздуха.

Запаздывание подачи сжатого воздуха

5 необходимо дл того, чтобы формовочна камера частично заполнилась формовочной смесью, т.е. до уровн , лежащего выше пло- хоуплотн емых карманов моделей. Тогда под действием дополнительного потока воз- духа, направл емого параллельно модель

ным плитами в формовочной камере, образуетс движение воздушно-песчаной смеси по направлению к модел м в вентилируемые карманы и теневые зоны. В результате улучшаетс их заполнение смесью и предварительное уплотнение. Однако, одновременно при этом повышаетс давление воздуха в камере, что приводит к замедлению или даже может прервать поступление воздушно-песчаной смеси из пескодувной головки, привод к образованию пустот в местах вблизи входа дополнительного воздуха в камеру, т.е. у боковых плит 3 или 4, или у обеих одновременно в случае 2-сто- ронней подачи. Поэтому эту дополнительную подачу воздуха в камеру следует прекращать до завершени пескодувного процесса с тем, чтобы продолжилась подпитка камеры воздушно-песчаной смесью из пескодувной головки, В результате того, что дополнительный вдув воздуха составл ет 5-30% от времени надува смеси, окончательно пустоты в камере образовыватьс не будут, и последующее прессование обеспечит однородно уплотненную форму.

Конкретный интервал времени запаздывани подачи сжатого воздуха в формовочную камеру, составл ющий 8-60% от времени надува, определен экспериментально и объ сн етс следующим. При слишком ранней подаче, составл ющей менее 8%, камера еще не будет заполнена формовочной смесью, особенно в области карманов и теневых областей моделей, в результате чего при подаче дополнительного воздуха в полупустую камеру его давление резко упадет, а оставша с энерги воздуха будет потрачена не на дополнительное уплотнение смеси в карманах за счет увеличени перепада давлени воздуха между формовочнсй камерой и воздушными камерами у модельных плит, а на перемещение смеси к карманы. Поэтому дополнительную подачу воздуха целесообразно начинать лишь после предварительного пескодувного заполнени смесью карманов и теневых областей моделей.

Запаздывание, превышающее 60%. нерационально , т.к. повышаетс неравномерность уплотнени : твердость в околомодельном объеме растет значительно меньше, чем в надмодельном, поэтому после прессовани надмодельный объем будет переуплотнен.

Продолжительность подачи дополнительного воздуха, составл юща 5-30% от времени надува, определ етс необходимостью осуществить работу по перемещению и предварительному уплотнению смеси, т.е. необходимостью г одать соответствующее

количество энергоносител (сжатый воздух), При этом воздух надо подать в центральную часть камеры, что достигаетс как односторонним потоком сжатого воздуха, так. и про- 5 тивоположно направленными встречными потоками сжатого воздуха. Из центральной части, благодар действующему в процессе всего надува отсосу, смесь отклон етс и перемещаетс к модел м, заполн карма0 ны и теневые области. При слишком раннем (менее 5%) прекращении подачи сжатого воздуха, эффект от его воздействи будет недостаточен, момент же окончани подачи сжатого воздуха определ етс необ5 ходимостью дозаполнить формовочную камеру смесью, чтобы не было пустот, образующихс в процессе продувки смеси сжатым воздухом. При слишком запоздалом прекращении подачи сжатого воздуха (вре0 м его подачи более 30%) в форме после прессовани наблюдаютс рыхлоты и каверны (пустоты) в област х вблизи подвода воздуха, т.е. у боковых плит 3 и 4, или у обоих, если была двухсторонн подача

5 сжатого воздуха.

Пример. Испытани способа и формовочной камеры провод тс на экспериментальном пескодувном-прессовом стенде конструкции НПО НИИТавтопром,

0 оборудованном пескодувной головкой, соединенной с формовочной камерой с размерами 250 х 250 х 250 мм.

Испытани ведут при использовании формовочной камеры, у которой воздушна

5 камера смонтирована на одной из боковых плит (в табл.1 и 2 примеры с 2 по 22 включительно ).

Проведены испытани этой же формовочной камеры с установкой на обеих боко0- вых плитах воздушных камер с их одновременным подсоединением к общему источнику сжатого воздуха (пример 23 в табл.1 и 2).

На прессовой плите и плите противо5 давлени закреплены модели из алюминиевого сплава в виде параллелепипедов со сменными вставками в виде цилиндров, с соотношением высоты к диаметру от 0,1 до 3,5. Давление сжатого воздуха в рессивере

0 (не показан) пескодувной головки равно 0,3 МПа. Продолжительность надува составл ет 0,4 с. Конкретные величины времени предварительного отсоса, начала подачи дополнительного сжатого воздуха и време5 ни его подачи приведены в табл.1.

При опробовании используют два состава формовочной смеси: Первый состав, мае : Бентонит10

Крахмалит0,2

Кварцевый песок 063К016

Прочность на сжатие а Сж, МПа Прочность на разрыв,

О раз , МПа

Влажность, % Второй состав, мас.%: Бентонит Крахмалит Кварцевый песок 063К016

Прочность на сжатие Стсж , МПа Прочность на разрыв,

(Т раз 1 МПа

Влажность, %

Опробование с наличием на обеих боковых плитах воздушных камер с их одновременным подсоединением к общему источнику сжатого воздуха проведено на том же стенде, но при использовании формовочной камеры со следующими габаритами: 900 х 700 х 700 мм, в табл. 1 и 2 пример 24.

Критерием оценки качества уплотнени служит показатель твердости, определ емый с помощью твердомера модели 071. Поверхностную твердость определ ют в точках 1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10, 11, обозначенных на схеме литейной формы, представленной на фиг.З и 4. ; ;: ; .....

Результаты испытаний приведены в табл,2. Дл сравнени приведены результаты испытаний по прототипу в тех же точках (у прототипа отпечаток односторонний, точка 10 на контрладе). ..

Результаты испытаний показывают, что у прототипа твердость в околомадельной области формы достигает 88 единиц, а около пресроврй плиты она практически равна нулю , т.к. имеют место рыхлоты и пустоты.

Предлагаемый способ и реализующее его устройство обеспечивают качественный отпечаток моделей на обеих сторонах литейной формы, узкие карманы и земл ные болваны получаютс с соотношением высоты к диаметру до 3,0.:,

Предлагаемые способ и реализующее его устройство позвол ют повысить качество литейных форм, обеспечить высокую эффективность производства за счет получени в одной формовочной камере двусторонних форм сложной конфигурации и значительного расширени номенклатуры отливок, получаемых путем безопочной горизонтально-стопочной формовки в автоматизированном про- Остальное изводстве.

Формул а изоб ретени

0,151.Способ изготовлени разовых литей5 ных форм, включающий заполнение формо- 0,015войной камеры смесью, .и ее пред3-3 ,5.варительное уплотнение путем надува смеси в формовочную камеру параллельно мо- 6дельным плитам, дополнительное

0,2 Ю воздействие на формовочную смесь посредством подачи сжатого воздуха в у пом нутую Остальное камеру с запаздыванием относительно на- .чала надува на 8-60% времени проведени

0,08последнего и последующее уплотнение

15 прессоваййём, о т л и ч а ю щ и и с тем, 0,008что, с целью повышени качества форм, пол3 ,0-3,5учаемых с использованием моделей сложной конфигурации с глубокими и узкими карманами при одновременном повуше- 20 нии эффективности производства за счёт изготовлени двусторонних форм, за 0,1-1 с до начала надува из формовочной камеры производ т отсос воздуха в направлении, перпендикул рном модельным плитам, ко- 25 торый завершают одновременно с Окончанием надува, при этом дополнительное воздействие на формовочную смесь производ т потоками сжатого воздуха в направлении , параллельном модельным плитам, 30 причем это дополнительное воздействие осуществл ют в течение времени, соответствующего 5-30% от времени надува.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с 35 тем, что дополнительное воздействие на

формовочную смесь сжатым воздухом осуществл ют односторонним потоком перпендикул рно направлению надува формовочной смеси:

40 .:-....:;;; У V . . ; :

3.Способ по п.1, о т л и ч а ю щи и с тем, что дополнительное воздействие на формовочную смесь сжатым воздухом осуществл ют встречными потоками перпен4S дикул рно направлению надува формовочной смеси.

4.Устройство дл изготовлени разовых литейных форм, содержащее боковые, донную и потолочную плиты, последн из ко50 торых через щель и воронку соединена с пескодувной головкой, а также прессовую плиту и плиту противодавлени с модельными плитами, имеющие венты и воздушные . камеры и установленные с возможностью

55 горизонтального перемещени , источник сжатого воздуха, отличающеес тем. что оно снабжено по крайней мере одной дополнительной воздушной камерой, сообщенной с источником сжатого воздуха и раз- jvieujeHHoft на одной из боковых плит, при

2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с тем, что дополнительное воздействие на

.:-....:;;; У V . . ; :

3.Способ по п.1, о т л и ч а ю щи и с тем, что дополнительное воздействие на формовочную смесь сжатым воздухом осуществл ют встречными потоками перпендикул рно направлению надува формовочной смеси.

4.Устройство дл изготовлени разовых литейных форм, содержащее боковые, донную и потолочную плиты, последн из которых через щель и воронку соединена с пескодувной головкой, а также прессовую плиту и плиту противодавлени с модельными плитами, имеющие венты и воздушные камеры и установленные с возможностью

горизонтального перемещени , источник сжатого воздуха, отличающеес тем. что оно снабжено по крайней мере одной дополнительной воздушной камерой, сообщенной с источником сжатого воздуха и раз- jvieujeHHoft на одной из боковых плит, при

этом в боковой плите установлены венты, системой отсоса сжатого воздуха, соединенной с воздушными камерами, размещенными на прессовой плите и плите противодавлени .

5. Устройство по п.4, отличающее- с тем, что дополнительные воздушные камеры установлены на обеих боковых плитах и сообщены с общим источником сжатого воздуха.

Таблица 1

.Продолжение табл. 2

23