Способ изготовления разовых литейных форм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 22 С 15 28ФЬ гчш е 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВ А Вторн ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский автомеханический институт и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследователь ский институт автомобильной промвкенности(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗОВЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, включающий предварительное пескодувное уплотнениесмеси в Формовочной камере, подачув нее сжатого воздуха и последующее уплотнение смеси прессованием,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества Форвардпутем повышения равноьерности распределения плотности смеси по объему и уменьшения расхода сжатоговоздуха, подачу сжатого воздухаосуществляют с запаздыванием относительно начала пескодувного уплотнения на 8-60 времени проведенияпоспеднего.Изобретение относится к литейзому производству, в частности кспособу изготовления разовых литейных Форм и может быть использовано в пескодувно-прессовых Формовочных машинах,Известна Формовочная машина,в которой заполнение Формовочнойкамеры смесью и ее предварительноеуплотнение перед прессованием осуществляется пескодувным способом,В известном способе формовочнаясмесь вдувается в Формовочную ка"меру .параллельно модельной плите Ц,Однако объем, расположенный между моделью и стенкой Формовочнойкамеры, заполняется рыхлой смесью,в то время, как объем, расположенный над моделью, переуплотнен, Этанеравномерность не устраняется припоследующем прессовании, особеннобольшая неравномерность получаетсяпри изготовлении форм с высокимимоделями и моделями, имеющими узкиеи высокие "карманы".Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ изготовления литейных форм,включающий предварительно пескодувное уплотнение смеси,в формовочной камере, подачу в нее сжатоговоздуха и последующее уплотнениесмеси прессованием. В известном .способе применяют воздушную продув"ку в процессе уплотнения смеси, при,чем сжатый воздух подают одновременно с началом истечения смеси,что способствует улучшению распое-,деления плотности смеси в Формовочной камере 2 .В известном способе нельзя полностью использовать эффект продувки, потому что в первый моментзаполнения формовочной камеры,давление сжатого воздуха, используемого при продувке, резко падает,что приводит к значительному сни. жению кинетической энергии струйсжатого воздуха, Поэтому в концезаполнения Формонбчвой камеры действие сжатого воздуха на недоуплотненные околомодельные объдмтоказывается несущественным. Этоснижает равномерность распределения плотности смеси по объему формовочной камеры после прессования,Кроме этого, вследствие высокойгаэопроницаемости смеси, в начальный момент заполнения Формовочной камеры происходит большойрасход сжатого воздуха, околомодельный объем остается недоуплот"ценным при значительном уплотнении надмодельного объема,Цель изобретения - повышениекачества форьщ путем повышенияравномерности распределения плот 10 ности смеси по объему и умЕньшение расхода сжатого воздуха,Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготов" ления разовых литейных форм, включающему предварительное пескодув" ное уплотнение смеси в Формовочной камере, подачу в нее сжатого воздуха и последующее уплотнение смеси прессованием, подачу сжатого воздуха осуществляют с занаэдыванием Относительно начала пФскодувного уплотнения на 8-60 временипроведения последнего,За счет применения прещтагаемогоспособа обеспечивается интенсивное перераспределение смеси пообъему Форьщ. Предварительное уплот"нение Формовочной смеси с запаздыванием продувки сжатым воздухомотносительно начала истечения сме .си на 8-60 (0,1-0,8 с при продолжительности цикла надува 1 3 с) отпродолжительности цикла надува позволяет добиться такого характерараспределения смеси по объему Фор 25 мовочной камеры, при котором плот"ность вокруг модели выше, чем надмоделью. такое распределение плот".ности является Оптимальным дляпоследующего уплотнения формы прес 30 сованием,т,после прессования плотность вокруг модели, над моделью ина контрладе Форит практически одинакова. В предлагаемом способе Формируемый объем к моменту продувКи35 сжатым ВОздухОм имеет некОтрую. предварительную плотность (1450 -1750 кг/м, вследствие чего уменьшается газопроницаемость Формовочной смеси, что приводит к резковатснижению расхода сжатого воздуха,На Фиг. 1 изображена установкаДля Осуществления способа, нафиг, 2 - распределение твердости по",высоте Формт запаздывания подачивоздухаф на Фиг. 3 - расттределение45 твердости по высоте Формю с запаздыванием подачи воздуха,Способ осуществляется следующимобразом.Формовочная камера 1 фиг, 1с наполнительной рамкой 2 устанавливается на модельную плиту 3 смоделями 4. Сверху наполнительная рамка закрывается прессовой .плитой 5 с соплами 6, через которые подается сжатый воздух дляпродувки, Надувная щель 7 наполнительной рамки 2 устанавливается напротив выходной горловины 8пескодувной головки 9,которая 40 . заполняется формовочной смесью. Затем осуществляется надув смеси, После начала истечения смеси в фор"мовочную камеру подают сжатый воздух с запаздыванием на 8-60 Ь отпродолжительности цикла надува.1060299 вая твердость замеряется по высотефорьы в восьми точках замодельнойзоны (по отношению к надувной щели)где смесь обычно уплотняется хуже,и в семи точках надмодельной зоны.В качестве сравнения проводятэксперименты по предварительномууплотнению Форм пескодувным способом с одновременной подачей вформовочную камеру сжатого воздуха, и с окончательным уплотнением Форм прессованием. Форма наладе (Фиг. 2) имеет твердость65 ед. (кривая 1), причем твердость над моделью (кривая 2) на 15 8-12 ед. выае, чем в околомодельном объеме Форвю кривая 1) . Распределение твердости по высотеФормы резко изменяется после прессования. На контрладе Формы твер О дасть смеси увеличивается до 86 ед.(кривая 11, тогда как на ладе воколомодельном объеме она остает-.ся относительно низкой - 74 ед.В надмодельном объеме сесь переуплотняется и достигает 94 ед.(кривая 2)Совершенно иные результаты получаются при пескодувном процессес запаздыванием подачи сжатого.воздуха относительно начала истечения формовочной смеси на 45от продолжительности цикла надувасмеси. Величина времени запаздывания находится в пределах 8-60,После предварительного уплотнения 35 в околомодельной области на ладеформю твердость достигает 80 ед,(кривая 3), в то время как на контрладе смесь остается рыхлой. Плотность смеси над моделью (кривая 4) 4 О ниже, чем в околомодельной области.В таблице приведены результатыэкспериментов по предварительномууплотнению форм с запаздываниемподачи сжатого воздуха на 8 и60 от продолжительности цикланадува смеси. Поверхностная твердость, ед,Время запаздывания,после предварительного уплотнения надувом в надмодельной зоне в замодельной зоне в замодельной зоне в надмодельной зоне 83 82 60 86 88 68 60 Поверхностная твердость замеряется в надмодельной и эамодельной зонах на высоте 150 мм от модельной плиты. Запаздывание подачи сжатого 65 воздуха относительно начала истечения Формовочной смеси на 8-60 отпродолжительности цикла надувасмеси позволяет добиться нужного Предварительно уплотненная форма окончательно уплотняется верхним прессованием.Испытание способа проводится на двухпозиционном пескодувно-прессовом стенде конструкции НИИТавтопрома, Стенд оборудован пескодувной головкой, соединенной с Формовочной камерой выходной горловиной, Размер Формовочной каме" ры 400300 240 мм. Высота наполнительной рамки 60 мм, Дпя подачи смеси в передней стенке наполиительной рамки имеется надувная щель. Длина щели 400 мм равна длине опоки, а высота - 40 мм. Надувная щель размещается на расстоянии 250 мм от модельной плиты. При экспериментах применяется мо-, дель из алкэяниевого сплава, имев" щая Форму параллепипеда, размером 300 110 150 мм. Для подачи сжато" го воздуха в процессе предварительного уплотнения Формовочной смеси применяется прессовая плита с 50 соплами. Диаметр выходного отверстия сопла 20 мм.Давление сжатого воздуха в ресивере пескодувной головки устанавливается 0,3 МПа, Давление сжатого воздуха в ресивере продувки 0,6 МПА, Продолжительность цикла надува равна 1,3 с.В экспериментах используется Формовочная смесь, являющаяся характерной при получении разовых литейных форм с применением. прессования, следующего состава,: 89,8 кварцевого песка ОбЗК 016, 10 бентонита, 0,2 крахмалита. Смесь имеет свойства:прочность на сжатие б = 0,15 МПа; прочность на:разрыв 6 р = 0,015 МПа, влажность Ю 3-3,5.Критерием оценки результатов экспериментов является показатель твердости, получаежй с .помощью твердомера модель 071. Поверхностпосле окончательного уплотнения прессованиемхарактера распределения плотностисмеси около модели и над моделью(высокая плотность около модели инизкая над моделью) перед.ее прессованием, ПослЕ прессования поверхностная твердость на ладе форьи,увеличивается на 4-6 ед.(кривая 3)При этом твердость верхних слоевформы резко увеличивается. Поверхностная твердость в надмодельнойзоне на плоскости отпечатка моделиувеличивается на 20-25 ед. (кривая 4). Разность твердости на ладев околсмодельной области .и над моделью не превышает 2-3 ед., чтосвидетельствует о равномерном рас-,пределении плотности смеси по объему Формы.В качестве сравнения проводятэкспериментальные исследования попредварительному уплотнению Форм сзапаздыванием подачи сжатого воздуха на 7 и 64 от продолжительности цикла надува смеси, На Фиг,3в виде кривых 1 - 41- 4 представлены зависимости распределениятвердости по высоте Форьи,Кривые 1 и 2 построены по результатам экспериментов, полученнымпри предварительном уплотнении Формс продувкой сжатым воздухом, длявремени запаздывания, составляющего7 от продолжительности цикла надува смеси. Величина этого временименьше указанного предела 8-60),Применение времени смещения нижеуказанного предела нецелесообразно, так как это приводит к увеличению расхода сжатого воздуха иснижению равномерности распределения плотности Формовочной смеси пообъему Формы (Фиг, 3), а именнок недостаточному уплотнению в околомодельном объеме (кривая 1) и значительному уплотнению в надмодельном объеме кривая 2) . Поверхностная твердость в надмодельном объеме на 5-8 ед. выше, чем в околоьюдельном. Эта неравномерностъ сохраняетсй и увеличивается после последующего прессования (кривые 1 и 2 ).5 Разность твердости на ладе в околомодельном объеме и над моделью составляет 12-15 ед., что свидетельствует о неравномерном распределе"нии плотности смеси по объему фор"10 ьи,Кривые 3, 4, 3, 4 .построены порезультатам экспериментов, Полученнымпо уплотнении форм пескодувно-прессовым способом с подачей сжатого5 воздуха, дпя времени запаздывания,составляющего 64 от продолжительности цикла надува смеси, величинаэтого времени запаздывания Вьзлеуказанного предела (8-60). Приме 0 иенце времени запаздывания вышеуказанного предела нерационально(фиг. 3, кривые 3 и 4, так какповышается не 3 Гвномерность уплотнения, твердость в околомодельном25объеме (кривая 3) значительйо меньше, чем в надмбдельном (кривая 4) .После прессования надмодельиыйобъем переуплотнен кривая 4 )- твердость над моделью на контрладе98 ед., тогда как на ладе в около 30 модельном объеме твердость 80 ед(кривая 3 ), следовательно форма уплотнена неравномерно.Равномерное распределениЕ плотности по объему форьи получается35 при уплотнении с подачей сжатоговоздуха с запаздыванием отнОсительно начала истечения Формовочной смеси на .8-60 от продолжительности цикла надува смеси40Применение способа уплотненияразовых литейных форм позволяетповысить качество Форм и снизитьрасход сжатого воздуха.