1. Машинная формовка

Машинную формовку применяют для производства отливок в массовом и серий­ном производствах. При формовке на ма­шинах формы изготовляют в парных опоках с использованием односторонних металли­ческих модельных плит.

Рис. 8.1 – Схемы способов уплотнения литейных форм при машинной формовке.

а – уплотнение прессованием: 1 – нижняя часть цилиндра; 2 – прессовый поршень; 3 – стол машины; 4 – модельная плита; 5 – опока; 6 – наполнительная рамка; 7 – прессовая колодка; 8 – траверса.

б – прессование многоплунжерной колодкой: 1 – многоплунжерная колодка; 2 – поршень; 3 – плунжеры; 4 – стол машины.

в – уплотнение встряхиванием: 1 – нижняя часть цилиндра; 2 – поршень; 3 – стол машины; 4 – модельная плита; 5 – опока; 6 – наполнительная рамка; 7 – выхлопные окна; 8 – торец цилиндра; 9 – канал встряхивающего поршня; 10 – впускное окно.

г – уплотнение пескометом: 1 – метательная головка; 2 – ковш; 3 – ленточный канвейер; 4 – кожух метательной головки; 5 – ротор; 6 – вал электродвигателя; 7 – пакет смеси; 8 – опока; 9 – модель; 10 – модельная плита.

д – вакуумно-пленочная формовка: 1 – модельная плита; 2 – модель; 3 – опока; 4, 6 – пленка; 5 – сухой кварцевый песок; 7 – воздушная коробка.

Машинная формовка механизирует уста­новку опок на машину, засыпку формо­вочной смеси в опоку, уплотнение смеси, удаление моделей из формы, транспорти­рование и сборку форм.

Машинная фор­мовка обеспечивает более высокую гео­метрическую точность полости формы, чем ручная формовка, повышает произво­дительность труда, исключает трудоемкие ручные операции, сокращает цикл изготовления отливок. При машинной фор­мовке формовочную смесь уплотняют прессованием, встряхиванием, пескоме­том, вакуумной формовкой и др.

Уплотнение формовочной смеси прес­сованием (рис. 8.1, а) осуществляют при подаче сжатого воздуха при давлении 0,5 ... 0,8 МПа в нижнюю часть цилиндра 1, в результате чего прессовый поршень 2, стол 3 с прикрепленной к нему модельной плитой 4 поднимаются. При этом колодка 7, закрепленная на траверсе 8, входит внутрь наполнительной рамки 6 и уплот­няет формовочную смесь в опоке 5.

Плот­ность формовочной смеси уменьшается по мере удаления от прессовой колодки из-за трения формовочной смеси о стенки опо­ки. Неравномерность плотности формо­вочной смеси тем больше, чем выше опока и модели. Прессование используют для уплотнения формовочной смеси в опоках высотой 200 ... 250 мм.

Для достижения равномерной плотно­сти формовочной смеси в опоке исполь­зуют многоплунжерные прессовые колод­ки (рис. 8.1, б). При прессовании стол 4 машины движется в сторону многоплун­жерной прессовой колодки 1. Вследствие различной степени сопротивления формо­вочной смеси в форме плунжеры 3 под действием давления масла на поршень 2 прессуют находящиеся под ним участки формы независимо от соседних.

Уплотнение формовочной смеси встряхиванием (рис. 8.1, в) осуществля­ют при подаче сжатого воздуха при давле­нии 0,5...0,8 МПа в нижнюю часть ци­линдра 1, в результате чего встряхиваю­щий поршень 2 поднимается на высоту 25...80 мм. При этом впускное отверстие 10 перекроется боковой поверхностью поршня, а нижняя его кромка откроет вы­хлопные окна 7, воздух выйдет в атмосфе­ру. Давление под поршнем снизится, и стол 3 с укрепленной на нем модельной плитой 4 упадет на торец цилиндра 8. Скорость стола, а следовательно, и ско­рость модельной плиты упадут до нуля, в то время как формовочная смесь в опоке 5 и наполнительной рамке 6, продолжая двигаться вниз по инерции, уплотняется. В момент, когда канал 9 встряхивающего поршня окажется против отверстия 10 встряхивающего цилиндра, сжатый воздух снова войдет в полость встряхивающего цилиндра. Это повлечет за собой новый подъем встряхивающего стола и новый удар его о торец и т.д.

Встряхивающий стол обычно совершает 120...200 ударов в минуту. В результате повторных ударов происходит уплотнение формовочной смеси в опоке. При этом слои формовочной смеси, лежащие у модельной плиты, будут иметь большую плотность, чем слои, лежащие в верхней части формы.

Встряхиванием уплотняют формы высотой до 800 мм. Для уплотнения верхних слоев формы встряхиванием совмещают с прес­сованием. Это обеспечивает высокую и равномерную плотность форм.

Уплотнение формовочной смеси пес­кометом (рис. 8.1, г) осуществляют ра­бочим органом пескомета – метательной головкой, выбрасывающей пакеты смеси на рабочую поверхность модельной пли­ты. В стальном кожухе 4 метательной го­ловки вращается закрепленный на валу 6 электродвигателя ротор 5 с ковшом 2. Формовочная смесь подается в головку 1 непрерывно ленточным конвейером 3 че­рез окно в задней стенке кожуха. При вращении ковша (1000...1200 об/мин) формовочная смесь собирается в пакеты 7 и центробежной силой выбрасывается че­рез выходное отверстие в опоку 8. Попа­дая на модель 9 и модельную плиту 10, смесь уплотняется за счет кинетической энергии равномерно по высоте опоки. Ме­тательную головку равномерно переме­щают над опокой.

Пескомет является высокопроизводи­тельной машиной, поэтому его применяют для уплотнения крупных литейных форм. Управление работой пескомета автомати­зировано.

Пленочно-вакуумную формовку (рис. 8.1, д) осуществляют в следующей по­следовательности: модельную плиту 1 с моделью 2 накрывают разогретой поли­мерной пленкой толщиной не более 0,1 мм. Вакуумным насосом в воздушной коробке 7 создают вакуум 2,6...5,2 МПа. Пленка 6 плотно прижимается к модели и модель­ной плите. На модельную плиту устанав­ливают опоку 3, которую заполняют су­хим кварцевым песком 5, уплотняют его с помощью вибрации и выравнивают от­крытую верхнюю поверхность опоки. На верхнюю поверхность накладывают разо­гретую полимерную пленку 4, которая за счет разрежения (4...6 МПа) прилегает к опоке, что способствует уплотнению пес­ка и устойчивости формы. После этого полуформу снимают с модели.

Изготовляют как верхнюю, так и ниж­нюю полуформу, затем форму собирают. Вакуумирование продолжается не только при изготовлении полуформ, но и при их сборке, заливке и затвердевании залитого металла. При заливке металла в форму пленка сгорает. Продукты сгорания вы­полняют роль противопригарного покры­тия. Этим способом изготовляют формы для отливок массой 0,1...10 т на автома­тических формовочных линиях.

Импульсное уплотнение формовочной смеси (рис. 8.2) осуществляется в сле­дующей последовательности: на модель­ную плиту 1 с моделью устанавливают опоку 2 и засыпают формовочную смесь 3, на опоку накладывают плиту-рассекатель 4 с большим числом отверстий. Сверху плиты располагают импульсную головку 5 с пусковым клапаном 6. Головку, плиту-рассекатель и опоку плотно прижимают друг к другу.

После этого открывают пус­ковой клапан 6 и сжатый воздух под дав­лением 5...8 МПа направляется через отверстия в плите-рассекателе в опоку и уплотняет смесь за счет динамического воздействия и фильтрации через поры, после чего уходит в атмосферу через вен­ты в модели и модельной плите (венты – тонкие отверстия, через ко­торые проходит воздух, но не проходит формовочная смесь).

Этот способ уплотнения формовочной смеси позволяет изготовлять формы с высокой и равномерной плотностью, высо­копроизводителен, не имеет движущих частей (плунжеров, диафрагм т.д.).

Рис. 8.2 – Схема уплотнения формовочной смеси воздушным импульсом: 1 – модельная плита с моделью; 2 – опока; 3 – формовочная смесь; 4 – плита–рассекатель; 5 – импульсная головка; 6 – пусковой клапан.