RU2017561C1

RU2017561C1 - Method for manufacture of vacuum film molds

Info

Publication number: RU2017561C1
Authority: RU
Inventors: В.С. Дорошенко; Н.И. Шейко
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: frames of two adjacent molds have their side walls joined and removed with the sand simultaneously substituting them due to partial collapse of the sand layers next to the side walls to be removed from the two nearby molds. The alternative is to arrange the subsequent molds so that they have a gap between them which is later filler up with sand. Opposite perforated side walls have a thinned sand layer of increased gas permeability interposed between them through the whole width of the frames. The layer performs the function of vacuum line used to improve conditions of exhausting the gases from the mold. To keep the walls of the mold cavities from deforming the sand layer to be thinned can have the thickness approximating 30 - 70% minimum cavity spacing. This is due to the proper thickness characteristic to the detachable side walls of the frames. EFFECT: control of cooling the castings in a single sand flow with keeping their quality on a stable level, improved durability of molds. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок методом вакуумно-пленочной формовки (ВПФ). The invention relates to foundry, in particular to the production of castings by the method of vacuum-film molding (VPF).

Известен способ изготовления вакуумно-пленочных форм, включающий уплотнение песка при получении полуформ в опоках со съемными (сдвигаемыми) боковыми стенками, установку форм на конвейере при совмещении съемных боковых стенок опок двух соседних форм и удаление путем сдвига совмещенных боковых стенок опок двух соседних форм. A known method of manufacturing vacuum-film forms, including compaction of sand upon receipt of the semi-molds in the flasks with removable (movable) side walls, the installation of molds on the conveyor when combining the removable side walls of the flasks of two adjacent molds and the removal by shifting the aligned side walls of the flasks of two adjacent molds.

При осуществлении указанного способа при удалении совмещенных боковых стенок опок вместо них вставляют газопроницаемую перегородку - вакуумпровод, улучшающую условия отсоса газов из песка форм. Однако наличие таких перегородок не позволяет осуществить автоматизированный процесс охлаждения отливок в едином песчаном потоке в закрытом наклонном желобе, при регулировании параметров процесса охлаждения, обеспечении отсоса пыли и газов во время транспортировки охлаждающихся отливок в песке. When implementing this method, when removing the combined side walls of the flasks, a gas-permeable partition is inserted instead of them - a vacuum pipe that improves the conditions for exhausting gases from sand forms. However, the presence of such partitions does not allow the automated process of cooling castings in a single sand stream in a closed inclined trench, while regulating the parameters of the cooling process, ensuring the extraction of dust and gases during transportation of cooling castings in the sand.

При наличии указанных перегородок потребуются традиционные способы охлаждения отливок (обычно в опоках при движении на конвейере) и опустошения отдельно каждой формы, что вовлекает в использование большое количество опок, производственных площадей и единиц оборудования. If you have these partitions, you will need traditional methods of cooling the castings (usually in flasks when moving on the conveyor) and emptying each form separately, which involves the use of a large number of flasks, floor spaces and equipment.

Вместе с тем без эффективного отсоса газов из формы (чему служат перегородки - вакуумпроводы) трудно обеспечить стабильный уровень качества отливок. At the same time, without effective suction of gases from the mold (which are used as partitions - vacuum pipes), it is difficult to ensure a stable level of quality of castings.

Целью изобретения является обеспечение возможности автоматизации процесса охлаждения отливок в едином песчаном потоке при сохранении стабильного уровня их качества. The aim of the invention is to enable automation of the cooling process of castings in a single sand stream while maintaining a stable level of their quality.

Поставленная цель достигается тем, что при совмещении боковых стенок опох двух соседних форм одновременно с удалением этих боковых стенок вместо них засыпают песок путем частичного обрушения слоев песка, прилегающих к удаляемым боковым стенкам двух соседних форм, либо образуют зазор, а затем засыпают его песком, т.е. вместо того, чтобы замещать съемные стенки общей газопроницаемой перегородкой, на месте двух съемных стенок создают разуплотненный слой песка. В то время, как при изготовлении полуформ методом ВПФ, практически всегда применяют виброуплотнение песка, отрабатывая параметры этого процесса для получения максимальной упаковки зерен и плотности песка. Так, при виброобработке в течение до 50 с плотность (кг/м³) песка 1КО2А увеличивается с 1490 до 1680.This goal is achieved by the fact that when combining the side walls, the haze of two adjacent forms simultaneously with the removal of these side walls, sand is replaced instead of them by partially collapsing layers of sand adjacent to the removed side walls of two neighboring forms, or form a gap, and then fill it with sand, t .e. instead of replacing the removable walls with a common gas-permeable partition, a loose layer of sand is created in place of the two removable walls. At the same time as in the manufacture of half-molds using the VPF method, vibration compaction of sand is almost always used, working out the parameters of this process to obtain maximum grain packing and sand density. So, during vibration processing for up to 50 s, the density (kg / m ³ ) of 1KO2A sand increases from 1490 to 1680.

Объем 1 кг песка занимает уплотненного: 1/1680 = 0,0005952 м³, неуплотненного: 1/1490 = 0,0006711 м³ или на 0,0000759 м³ больше, что составляет 12,75% по отношению к величине 0,0005952 м³.A volume of 1 kg of sand takes up compacted: 1/1680 = 0.0005952 m ³ , uncompressed: 1/1490 = 0.0006711 m ³ or 0.0000759 m ³ more, which is 12.75% with respect to 0.0005952 m ³ .

Разуплотненный слой песка повышенной газопроницаемости, расположенный между противостоящими боковыми перфорированными стенками на всю ширину опок, выполняет роль вакуумпровода, улучшающего условия отсоса газов из формы, чем способствует стабилизации прочности формы и уровня качества отливок. Во избежание деформирования стенок рабочих полостей форм разуплотнению могут подвергать песчаный слой толщиной порядка 30-70% от максимального расстояния между полостями. Как правило, это достигается выбором соответствующей толщины съемных боковых стенок опок. The uncompressed layer of sand with increased gas permeability, located between the opposing side perforated walls over the entire width of the flasks, acts as a vacuum conduit that improves the conditions for exhausting gases from the mold, thereby stabilizing the mold strength and the quality level of castings. In order to avoid deformation of the walls of the working cavities of the molds, a sand layer with a thickness of the order of 30-70% of the maximum distance between the cavities can be softened. As a rule, this is achieved by choosing the appropriate thickness of the removable side walls of the flasks.

На фиг.1 изображен участок формы, продольный разрез; на фиг.2 - участок формы, план; на фиг.3 - местный разрез формы при удалении съемных боковых стенок при обрушении песка; на фиг.4 - то же, без обрушения песка; на фиг.5 - то же, при засыпке песка. Figure 1 shows a plot of the shape, a longitudinal section; figure 2 - plot form, plan; figure 3 is a local section of the mold when removing removable side walls when the sand collapses; figure 4 is the same, without collapsing sand; figure 5 is the same when backfilling sand.

Нижняя полуформа 1 с многими полостями (многоместная) расположена на конвейере в виде ленточного транспортера 2. Верхние полуформы 3 в опоках со съемными боковыми стенками 4 установлены на нижней полуформе при совмещении стенок 4 соседних полуформ 3. При этом формируется многоместная форма с полостями 5, форма имеет стержни 6. Разуплотненный слой 7 песка показан на фиг. 1 пунктиром. Для вакуумирования нижней полуформы имеются встроенные в транспортер 2 фильтры 8 с вакуумными клапанами 9, подключаемые к внешнему источнику вакуума. Верхнюю полуформу вакуумируют через боковины опок с перфорированными стенками 10 и через вакуумные клапаны 11 в цапфах. При применении одного из вариантов способа песок 12 при удалении стенок 4 осыпается вниз. При втором варианте, когда песок не обрушивают, при удалении стенок 4 образуется полость 13, которая сообщена с атмосферой во время удаления стенок 4 по щелевому зазору 14 между ними. Этот зазор образуется естественно или его выполняют специально, например, в виде пазов на стенках 4. The lower half-mold 1 with many cavities (multi-seat) is located on the conveyor in the form of a conveyor belt 2. The upper half-molds 3 in flasks with removable side walls 4 are mounted on the lower half-mold when the walls 4 of adjacent half-molds are combined 3. In this case, a multi-seat form with cavities 5 is formed, the shape has rods 6. The decompressed sand layer 7 is shown in FIG. 1 dotted line. For evacuation of the lower half-mold there are filters 8 built into the conveyor 2 with vacuum valves 9, connected to an external vacuum source. The upper half-mold is evacuated through the sides of the flasks with perforated walls 10 and through the vacuum valves 11 in the pins. When applying one of the variants of the method, sand 12, when removing the walls 4, crumbles down. In the second embodiment, when the sand is not crushed, when the walls 4 are removed, a cavity 13 is formed, which is in communication with the atmosphere during the removal of the walls 4 through the gap gap 14 between them. This gap is formed naturally or it is performed specifically, for example, in the form of grooves on the walls 4.

Полость 13 засыпается песком 15 той же крупности, что и песок 12, или более крупнозернистой фракции для повышения газопроницаемости слоя. Для засыпки имеется ящик 16 с щелевым отверстием. При засыпке края синтетической пленки 17, покрывающей контрлад, отгибаются, а затем расстилаются над слоем песка 15. The cavity 13 is filled with sand 15 of the same size as the sand 12, or a coarser fraction to increase the gas permeability of the layer. For filling there is a box 16 with a slotted hole. When backfilling, the edges of the synthetic film 17 covering the counter-plate are unbent and then spread over a layer of sand 15.

Способ реализуют на примере формовки отливки корпуса следующим образом (фиг.1 и 2). The method is implemented on the example of molding a casting of the body as follows (Fig.1 and 2).

Нижнюю полуформу 1 с многими полостями предварительно формуют на конвейере в виде ленточного (пластинчатого) транспортера 2 известным способом, включающим засыпку песка на конвейер, формовку в песке полостей с одновременным настиланием синтетической пленки и вакуумирование песка. В этом случае наиболее эффективно реализуются преимущества заявляемого способа. Верхние полуформы 3 в опоках со съемными боковыми стенками 4 получают известными традиционно применяемыми способами, включающими воспроизведение конфигурации модели синтетической пленкой, засыпку и виброуплотнение песка, герметизацию песка синтетической пленкой, вакуумирование песка и удаление модели, по которой формируют полость 5 отливки и литниковой системы. Перед сборкой в нижнюю полуформу 1 устанавливают стержни 6, а затем производят сборку формы путем опускания нижней полуформы. При этом совмещают съемные боковые стенки 4 соседних полуформ 3. The lower half-mold 1 with many cavities is preformed on the conveyor in the form of a belt (plate) conveyor 2 in a known manner, including filling sand onto the conveyor, molding cavities in the sand while laying a synthetic film and evacuating the sand. In this case, the most effectively realized the advantages of the proposed method. The upper half-molds 3 in flasks with removable side walls 4 are obtained by known conventionally used methods, including reproducing the configuration of the model with synthetic film, filling and vibration compaction of sand, sealing sand with synthetic film, evacuating sand and removing the model, which form the cavity 5 of the casting and gating system. Before assembly, rods 6 are installed in the lower half-mold 1, and then the mold is assembled by lowering the lower half-mold. In this case, the removable side walls 4 of the adjacent half-molds 3 are combined.

При применении одного из вариантов удаления стенок 4 с одновременным обрушением тонкого слоя песка образуют разуплотненный слой 7, показанный на фиг.1 пунктиром. When using one of the options for removing the walls 4 with the simultaneous collapse of a thin layer of sand, a decompressed layer 7 is formed, shown in dashed lines in FIG.

Нижнюю полуформу вакуумируют с помощью фильтров 8, встроенных в транспортер 2, подключая их клапанами 9 к внешнему источнику вакуума. Верхнюю полуформу факуумируют через боковые полые боковины опоки, имеющие перфорированные стенки 10, и через вакуумные клапаны 11 в цапфах. The lower half-mold is evacuated using filters 8 built into the conveyor 2, connecting them with valves 9 to an external vacuum source. The upper half-mold is evacuated through the lateral hollow sides of the flask having perforated walls 10, and through the vacuum valves 11 in the pins.

По мере подъема удаляемых стенок 4 (фиг.3) песок 12 постепенно осыпается вниз, разуплотняя близлежащие слои песка. As the removal of the removed walls 4 (FIG. 3) rises, the sand 12 gradually crumbles downward, decompressing nearby layers of sand.

В случае, когда песок не обрушивают, при извлечении двух стенок 4 (фиг. 4) получают полость 13 между полуформами. Это достигается тем, что в полость 13 подходит воздух из атмосферы по щелевому зазору 14 между стенками 4. Этот зазор образуется естественно или его выполняют специально. После образования полости 13 ее засыпают песком 15, например, большей фракции (более крупнозернистый песок), чем песок 12 полуформ 3 (фиг.5). Засыпку производят из конического ящика 16, отгиная края пленки 17, герметизирующей контрлад полуформы. In the case when the sand is not crushed, when removing two walls 4 (Fig. 4), a cavity 13 is obtained between the half-forms. This is achieved by the fact that air from the atmosphere is suitable for the cavity 13 along the gap gap 14 between the walls 4. This gap is formed naturally or is specially performed. After the formation of the cavity 13, it is covered with sand 15, for example, of a larger fraction (coarser sand) than sand 12 of the half-mold 3 (Fig. 5). Backfill is made from a conical box 16, bending the edges of the film 17, which seals the counter mold of the half-mold.

Образование полости 13 удобно осуществлять при получении невысоких (высотой 150-200 мм) полуформ при использовании мелкозернистого песка. The formation of the cavity 13 is conveniently carried out upon receipt of low (150-200 mm high) half-forms using fine-grained sand.

Использование способа при обрушении песка 12 (фиг.3) выполняют, например, следующим образом. The use of the method in the collapse of sand 12 (figure 3) is performed, for example, as follows.

При расстоянии между соседними полостями 5 в 200 мм разуплотняют слой 7 толщиной 100 мм. Для этого следует удалить две стенки толщиной не более 12% от толщины слоя 7, что составляет 12 мм. Таким образом, применяют для верхних полуформ стенки 4 из стального места, каждая толщиной 6 мм. Извлекая эти стенки из полуформ, производят постепенное обрушение слоев песка 12 и разупрочнение слоя песка в требуемом месте формы между двумя полостями 5. Причем разуплотнение слоя песка можно осуществить и для форм, верхняя и нижняя полуформы которых изготовлены в опочных отдельных полуформах, установленных на конвейере описанным образом. With a distance between adjacent cavities 5 of 200 mm, the layer 7 is decompressed with a thickness of 100 mm. To do this, remove two walls with a thickness of not more than 12% of the thickness of the layer 7, which is 12 mm Thus, for the upper half-molds, walls 4 are used from a steel place, each 6 mm thick. Removing these walls from the half-molds, the sand layers 12 gradually collapse and the sand layer softens at the desired location of the mold between the two cavities 5. Moreover, the sand layer softening can also be carried out for molds whose upper and lower half molds are made in separate separate half molds installed on the conveyor described way.

Разуплотненный слой песка повышенной газопроницаемости служит аналогом вакуумпровода. Газы из формы отсасывают через этот слой и газопроницаемые стенки 10, а также прямо через стенки 10. При последовательной заливке полостей 5 стенки 10, расположенные возле двух близлежащих полостей, через слои 7 участвуют в отсосе газов из песка, окружающего заливаемую полость, так как при заливке происходит разгерметизация формы и отсасывается наибольший объем газов. Такое "подключение" стенок 10 двух соседних опок (кроме "собственных" стенок 10 вблизи заливаемой полости 5) к процессу отсоса газов улучшает режим отсоса, стабилизирует прочность участка заливаемой формы вокруг полости 5 и, следовательно, способствует стабилизации качества отливок. The unconsolidated layer of sand with increased gas permeability serves as an analogue of a vacuum pipe. Gases from the mold are sucked out through this layer and gas-permeable walls 10, as well as directly through the walls 10. When the cavities 5 are sequentially filled, the walls 10 located near two adjacent cavities through the layers 7 participate in the gas suction from the sand surrounding the filled cavity, since pouring occurs depressurization of the form and the largest volume of gases is aspirated. Such a “connection” of the walls 10 of two adjacent flasks (except for the “own” walls 10 near the filled cavity 5) to the gas suction process improves the suction mode, stabilizes the strength of the filled mold section around the cavity 5 and, therefore, helps to stabilize the quality of castings.

После затвердевания отливок движущимся конвейером образованную настоящим способом единую многоместную форму подают в наклонный закрытый желоб, где производят принудительное охлаждение песка и отливок. При отсутствии перегородок-вакуумпроводов или стенок 4 опок не имеется препятствий для организации потока и автоматизации перегрузки песчаной формы с отливками в указанный желоб. After the castings are solidified by a moving conveyor, the single multi-unit form formed by the present method is fed into an inclined closed trough, where sand and castings are forcedly cooled. In the absence of vacuum-partition walls or walls of 4 flasks, there are no obstacles for organizing the flow and automation of loading the sand form with castings into the specified trough.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING VACUUM-FILM FORMS, including sand compaction when receiving half-molds in flasks and installation of molds on a conveyor, characterized in that the molds are used with removable side walls, when installing molds on a conveyor, the removable side walls of the molds of two adjacent molds are combined and removed by shearing, while simultaneously removing the aligned side walls, sand is poured in their place by partial collapse of sand layers adjacent to the removable side walls of the flasks of two adjacent forms, or a gap is formed adjacent row forms after removal of the combined side walls of flasks, and then it is filled with sand.

2. The method according to claim 1, characterized in that when organizing the gap between adjacent forms after removing the combined side walls of the flasks, sand of a larger fraction is poured into it than that used in the manufacture of the mold.

3. The method according to claim 1, characterized in that when removing the side walls with simultaneous filling of sand in their place by partial collapse, the thickness of the side walls is formed by a value not exceeding 12% of the thickness of the softened sand layer.