Представиться системе:

Разделы


Изготовление выплавляемых моделей


  ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ 

 

     Изготовление моделей является одной из ответственных опе­раций в литье по выплавляемым моделям. На качество изготов­ления моделей влияет не только качество подготовки модельно­го состава, но и технологическая подготовка рабочих мест в модельном отделении, к которой следует отнести: качество под­готовки пресс-форм, оснащенность оборудованием, технологи­ческая оснащенность мест сборки модельных блоков, санитар­но-гигиенические условия и др.

     Изготовление выплавляемых моделей сводится к подготовке пресс-форм, к запрессовке модельного состава в полости пресс-форм, охлаждению моделей, разборке пресс-форм и выемке из них моделей, охлаждению моделей до комнатной температуры и сборке моделей в блоки.

 

ПОДГОТОВКА ПРЕСС-ФОРМ 

 

     Пресс-формами называются формы, в которых изготовляются выплавляемые модели. К пресс-формам предъявляются следующие требования:

     1.Полость пресс-форм должна иметь такую чистоту и разме­ры, которые позволили бы получить отливки заданных классов

чистоты и точности.

     2. Пресс-формы должны быть просты по конструкции и удобны в работе

     3. В пресс-формах должны быть предусмотрены отверстия для удаления воздуха из полости при заполнении ее модельным составом.                                                                           

     Пресс-формы бывают постоянные и полупостоянные. Послед­ние изготовляются в основном из гипса для единичных крупных отливок и художественного литья. В машиностроении преимущественно применяются постоянные металлические или пластмассовые пресс-формы.                                                    

     По конструкции пресс-формы бывают одноместные и много­местные. По способу механизации ручные, с механизацией разъема и выемки моделей, а также полностью механизированные. Выбор пресс-форм производится с учетом требовании к отлив­кам и характера производства (индивидуальное, серийное массовое).

     Выбор пресс-форм можно производить по таблице 4. При конструировании и выборе пресс-форм следует также иметь в виду, что пресс-формы различаются точностью изготовления полостей.

     Следует отметить, что в настоящее время в большинстве применяются многоместные пресс-формы, которые позволяют не только повысить производительность, но и облегчить сборку мо­делей в блоки за счет наличия кольцевых коллекторов у звеньев моделей. На фиг. 13 представлена одна из многоместных пресс-форм, которые широко применяются в практике.

Таблица 4.

Классификация  пресс-форм  для  изготовления выплавляемых моделей 

Вид   пресс-форм Применение

1.Одноместные


В единичном и мелкосерийном производстве

2.Многоместные      В серийном и массовом производ­стве       
3. С ручным разъемом и   выемкой моделей

В единичном и мелкосерийном производстве

4. С механическим разъемом и выемкой моделей

 В единичном и мелкосерийном производстве   

5. Механизированные и автоматизи­рованные  В массовом производстве.
6. Без охлаждения    В единичном, мелкосерийном и серийном производстве
7. С охлаждением       В массовом производстве

8. С горизонтальным разъемом

 плос­костей  

     В единичном, серийном и массовом производстве

9. С вертикальным разъемом

 плос­костей

 Для автоматов массового произ­водства

10. Для запрессовки модельного состава в жидком состоянии               

 

Для изготовления  полых моделей
11. Для  запрессовки модельного сос­тава  в пастообразном состоянии   Во всех видах производств
   

Фиг. 13. Четырехместная пресс-форма

Фиг. 13. Четырехместная пресс-форма

 

     Пресс-форма состоит из плиты 10, в которой закреплены один центральный толкатель и четыре боковых толкателя 6. Плита перемещается с помощью рычага 15. Для выталкивания звена модели отвинчиваются две гайки 14 и за ручки 12 сни­ают крышку 1. После этого с помощью рукоятки 11 и шестерни 5 раздвигаются боковые стержни 16. Затем с помощью рыча­га 15 и толкателей 6 звено моделей вначале снимается со стерж­ней 7 и 8, а затем вы-талкивается.

     Перед заполнением пресс-форм модельным составом они должны быть тщательно подготовлены. Пресс-формы должны быть протерты и обдуты сжатым воздухом, рабочие поверхности должны быть смазаны трансформаторным или касторовым мас­лом. При изготовлении мелких несложных моделей смазку про­изводят через 8—10 запрессовок. Обтирку и смазку моделей производят марлевыми тампонами, а прилипший к пресс-форме модельный состав снимают деревянными лопаточками.

     После очистки и смазки пресс-формы собираются и подо­греваются до оптимальной температуры, которая для парафино-стеариновых составов находится в пределах 22—28°.

    Нагрев обычно производится двукратным введением мо­дельного состава. Изготовленные модели при этом используются в возврате. Следует помнить, что температура пресс-форм имеет важное значение при изготовлении форм, а поэтому ее регу­лярно нужно контролировать.

     Во время эксплуатации пресс-формы должны храниться на стеллажах и не подвергаться механическим повреждениям: за­боинам, царапинам, вмятинам и т. п. Периодически, один раз в месяц необходимо производить обмеры партии отливок, изго­товляемых по пресс-формам, для установления отклонений в размерах, вызванных износом  или деформациями пресс-форм.

 

ВВЕДЕНИЕ В ПРЕСС-ФОРМЫ    МОДЕЛЬНОГО СОСТАВА

 

      В настоящее время применяется несколько способов введе­ния модельной массы в пресс-формы: свободная заливка, за­прессовка и под давлением. Способ введения модельного состава в пресс-формы заливкой малопроизводителен и не обес­печивает достаточной точности. Он применяется преимуществен­но для получения полых моделей, предназначенных для изго­товления тонкостенных деталей сложной конфигурации: детали радиолокационных установок, лопатки турбин, форсунки и т. п.

     Способ введения модельного состава в пресс-формы под давлением применяется редко, в основном при использовании модельных составов типа КПСЦ.

     Самым распространенным способом изготовления моделей является способ запрессовки в пресс-формы модельной массы. Запрессовка модельного состава в пресс-формы осуществляется с помощью шприцов вручную и с помощью различных установок и пресс-машин.

     Ручная запрессовка модельного состава в пресс-формы пока­зана на фиг. 14.

 

Фиг. 14. Ручная формовка модслен: a J заполнение шприца засасыванием; б): заполнение шприца накладыванием; в) запрессовка модельного состава

Фиг. 14. Ручная формовка модслен: a) заполнение шприца засасыванием; б): заполнение шприца накладыванием;                в) запрессовка    модельного состава

 

     Ручная запрессовка применяется в индивидуальном и мелко­серийном производстве. Шприцы не должны иметь большие размеры. Обычно диаметр поршня 25—50 мм, длина стакана 250 мм и диаметр выпускного отверстия 2—6 мм.

     В серийном производстве применяются различные установки для запрессовки в пресс-формы модельного состава. Одной из таких установок является установка со шнековым смесителем конструкции ЗИЛ. Эта установка изображена на фиг. 15.

     Работа этой установки заключается в следующем; модель­ный состав, заполнивший цилиндр 1 через отверстия 2, переме­ивается шнеком, который приводится во вращение через ре­менную передачу от электромотора. Перемешивание модельного состава происходит при верхнем положении поршня 3, который удерживается в этом положении защелками 4. После приготов­ления модельного состава откидывают защелки 4 и открывают клапан 6. Модельный состав под давлением поршня через пат­рубок 7 поступает в резиновый мешок 8. Затем закрывают кла­пан 6 и поршень с помощью пневмоцнлиндра ставят в верхнее положение. Резиновый мешок помещен в герметическом корпу­се 10, который имеет патрубок 12, через который вода, находя­щаяся в сосуде 13, под давлением воздуха, поступающего че­рез штуцер 14, сжимает мешок 8 и через патрубок 11 подает модельный состав к шприцу.

 Фиг. 15. Установка со шнековым смесителем для изготовления моделей

Фиг. 15. Установка со шнековым смесителем для изготовления моделей

 

 

     Широкое распространение в серийном производстве также получили малогабаритные установки (фиг. 13).

     Для заполнения пресс-форм модельным составом широко применяется пресс ПМ-15, который изображен на фиг. 16.

 

Производительность                                              15           л/час

Количество заливаемого состава в цилиндр            5            л

Давление воздуха при смешении                            2—4       атм

Давление при запрессовке                                      0,5—1,0 атм

Расход сжатого воздуха                                           7            м3/час

Длина гиблого шланга                                             1,5         м

 

Габариты:

      длина                                                                  1000      мм

      ширина                                                               620        мм

      высота                                                                        2040      мм

Вес пресса                                                                539        кг

 

Фиг. 16. Пресс ПМ-15 Фиг. 16. Пресс ПМ-15

Фиг. 16. Пресс ПМ-15

 

     Описание конструкции. Пресс состоит из смесителя, представ­ляющего собой два ребристых цилиндра 2, поршни 1, которые имеют отверстия, перекрывающиеся при запрессовке модельного состава. Для заливкии парафино-стеариновой массы в крышках цилиндра сделаны конусные отверстия, которые закрываются конусными пробками 3 с эксцентриковыми зажимами 4. Пово­рот дисков 5 производится ключом через эти отверстия.

     Цилиндры-смесители заключены в водяную рубашку 6, в ко­торую вмонтированы температурное реле ТР-200, нагревательный элемент типа ВП-25, термометр 7 и кран 8 переключения цилиндров, с помощью которого приготовленный состав подает­ся к гибкому шлангу 9. В нижнюю часть водяной рубашки вва­рены три трубопровода, подводящие и отводящие воду. Темпе­ратура в водяной рубашке автоматически поддерживается в пределах 43—45°С. Смеситель прикрепляется к верхней плите рамы 10 пресса. Штоки цилиндров смесителей непосредственно соединены со штоками рабочих пневмоцилиндров 11, установ­ленных на нижней плите рамы. Рама 10 пресса сварная; ее каркас закрыт со всех сторон съемными листами. Верхний пе­редний и верхний нижний листы закреплены на петлях и служат щитами для размещения электрооборудования. На листе, уста­новленном внутри рамы, размещены конечные переключатели. В пазах листа движутся штыри, закрепленные на штоках пнев­моцилиндров. При нажатии штырей на переключатель изменяет­ся направление движения поршня пневмоцилиндра. Шприц 12 представляет собой золотниковый распределитель, который под­жимается к седлу пружиной. Свободный конец золотника, выхо­дящий из корпуса клапана, имеет съемную ниппельную головку. К штуцеру шприца присоединен гибкий обогреваемый шланг 9 для подачи модельного состава.

     Мерный бачок 13 представляет собой круглый цилиндр, в нижней части которого имеется кран для заливки массы в цилиндры смесителя. На внутренней стенке бачка установлен ре­гулируемый указатель уровня заливаемой массы.

     Для распределения воздуха по полостям пневмоцилиндра служит распределитель 14, смонтированный на кронштейне сме­сителя. Распределитель представляет собой корпус, в который вмонтированы редукционный клапан с манометром, регулятор скорости и масленка. Воздух, подводимый в распределитель, вы­ходит через два штуцера, один из которых связан с редукционным клапаном, другой — с регулятором скорости. Штуцеры сое­динены трубками с ручным манипулятором 15, а манипулятор соединен с магнитными переключателями, расположенными внутри каркаса рамы пресса. Магнитный переключатель состоит из четырехходового крана с шестерней на шпинделе, зацепляю­щейся с зубчатой рейкой электромагнита ЭС1-5111, и прикреп­ляется своим кронштейном к раме пресса. От магнитных пере­ключателей воздух по трубопроводам распределяется по полостям пневмоцилиндров.

     Водопровод состоит из двух запорных вентилей и системы трубопроводов. Через вентиль 16 вода от цеховой магистрали подводится в водяную рубашку смесителя, и через вентиль 17 выливается в канализацию. Верхняя полость водяной рубашки через трубопроводы также связана с канализацией для слива излишней воды.

     Рама 10 пресса соединена с фундаментной рамой 18 болтами. Фундаментная рама к фундаменту прикреплена четырьмя бол­тами  16 мм.

     Принцип действия. Жидкий модельный состав, подготовлен­ный в термостате, наливается в мерный бачок 13 и через ко­нусное отверстие в крышке сливается в один из цилиндров пресса. Затем конусное отверстие закрывают эксцентриковым за­жимом 4, после чего приводят в действие поршень цилиндра.

     В цилиндрах смесителя при давлении воздуха 2—4 кг/см2 жид-кий модельный состав интенсивно перемешивается с возду­хом н, отдавая тепло через стенки цилиндров, превращается в пасто-образную модельную массу, температура которой поддер­живается в пределах 43—45°С с помощью реле ТР-200 и контро­лируется термометром, установленным на водяной рубашке смесителя.

     Скорость движения поршней в смесителях регулируется ре­гулятором скорости, вмонтированным в распределитель 14.

     После того, как модельный состав полностью перемешался с воздухом, т. е. принял пастообразное состояние, поршень цилинд­ра устанавливают в крайнее верхнее положение, открывают эксцентриковый зажим и с помощью специального ключа пово­рачивают диск так, что он перекрывает все отверстия в поршне.

Затем кран переключения 8 цилиндров устанавливают на подачу модельного состава к шлангу, приводят в движение поршни

рабочего цилиндра и смесителя. Приготовленный мо­дельный состав подается в пресс-формы через гибкий шланг и шприц под давлением 0,5—1,0 атм; такое давление обеспечи­вается с помощью редукционного клапана при соответствующем переключении манипулятора 15.

 

Фиг. 17. Схема устройства шприца пистолетного типа

Фиг. 17. Схема устройства шприца пистолетного типа

 

     После переключения смесительного цилиндра, в котором на­ходится приготовленный модельный состав, на выдачу в пресс-формы, другой цилиндр наполняют модельным составом и пере­мешивают до тех пор, пока не израсходуется модельный состав в первом цилиндре. После этого кран переключения 8 устанав­ливают для выдачи модельного состава из второго цилиндра, а первый цилиндр снова наполняют модельным составом и т. д.

     Для запрессовки модельного состава непосредственно в пресс-формы применяются обычно шприцы пистолетного типа, которые показаны на фиг. 17 и фиг. 18.

Фиг. 18. Шприц пистолетного типа с электроподогревом

Фиг. 18. Шприц пистолетного типа с электроподогрсвом

 

     При заполнении пресс-форм модельным составом штуцер 1 (фиг. 17) и штуцер б (фиг. 18) прижимают к отверстию литни­ковой системы, а затем нажимают рукоятку 7, чем открывают доступ модельного состава из шланга в полость пресс-формы.

     Шприц (фиг. 18) имеет электрообогрев 2 шланга 1 и кор­пуса.

     В последнее время для запрессовки в пресс-формы модель­ного состава нашла применение установка с шестеренчатым на­сосом конструкции НИИЛИТМАШ, которая показана на фиг. 19.

Фиг. 19. Установка с шестеренчатым насосом для приготовления модельного состава и запрессовки его в пресс-формы
Фиг. 19. Установка с шестеренчатым насосом для приготовления модельного состава и запрессовки его в пресс-формы

 

     Установка работает следующим образом. В бачок 5, который омывается водой, подогреваемой электроэлементами, заливают модельный состав. С помощью шестеренчатого насоса, Приво­димого в работу от электромотора   через клиноременную передачу, состав через трубку 7 засасывается из бачка и по трубке 8 подается кшприцу и, проходя зазор 13 и полость 14, через труб­ку 9 вновь подастся в бачок 5.

     Это делается для того, чтобы нагреть трубки, насос и шприц. После охлаждения модельный состав приобретает пастообраз­ное состояние. Затем на стол 4 устанавливают пресс-форму 10 и с помощью винтового устройства отверстие литника пресс-формы подводят и прижимают к наконечнику шприца. После чего модельный состав шестеренчатым насосом по трубке 8 и каналу 15 шприца подается в полость пресс-формы. Данная ус­тановка обеспечивает приготовление модельного состава высо­кого качества и может быть использована для запрессовки мо­дельных составов с высокой   температурой плавления.

     К установкам для запрессовки в пресс-формы модельного состава (фиг. 12, 15 и 16) придаются карусельные столы.
Фиг. 20. Карусельный стол с пульсирующим поворотом

Фиг. 20. Карусельный стол с пульсирующим поворотом

     Широкое применение в серийном производстве нашел стол конструкций НИИЛИТМАШ, который изображен на фиг. 20.

Принцип работы этого карусельного стола следующий. При на­жатии педали 10 из гнезда 8 выходит стержень 6. С помощью собачки 3, на которую действует шток 2 пневмоцилиндра, про­изводится поворот стола. Стол поворачивается на 1/12 часть оборота, после чего опять фиксируется стержнем 3

Фиг. 21. Карусельный стол с электроприводом

Фиг. 21. Карусельный стол с электроприводом

 

 

     На Московском заводе им. Лихачева применяется карусель­ный стол с электроприводом (фиг. 21). Стол может вращаться не-прерывно и пульсирующе. Для пульсирующего поворота слу­жит конечный выключатель 8.Крышка 5 стола, на которой устанав-ливаются пресс-формы 7. вращается от электродвигателя 1 через клиноременную пере­дачу и редуктор, состоящий из конической шестерни 2 и 3. По­лая колонна 1, на которой закреплена шестерня 2, вращается с крышкой стола вокруг неподвижной оси 6.

В крупносерийном производстве нашел применение карусель­ный стол типа ОКП-2, изображенный на фиг. 22

 

Фиг. 22. Карусельный стол типа ОКП-2

Фиг. 22. Карусельный стол типа ОКП-2

 

     Этот стол имеет охладительную камеру, предназначенную для охлаждения выплавляемых моделей в пресс-формах после запрессовки до 18—25°С.

Техническая характеристика 

 

Производительность                                      60        пресс-форм/час

Диаметр поворотного стола                               2200    мм

Давление сжатого воздуха                                 5—6    кг/см2

Движение стола периодиче­ское:                       поворот на 45°

Расход воздушной смеси пе­ред камерой                         400 м3/час

Температура воздушной смеси перед камерой                4     °С

Мощность электродвигателя вентилятора                       1     квт

Габариты рабочего простран­ства охладительной камеры:

     Высота                                       330   мм

     Ширина                                     350    мм

     Вес стола                                   3090  кг.

     Описание конструкции. Карусельный стол с охладительной камерой состоит из вращающегося стола 8, охладительной рабо­чей камеры 5, вентилятора нагнетания охлажденного воздуха в камеру 1, переключателя 2 м пульта управления 9. Охладитель­ная камера монтируется на шести стойках 11, прикрепленных к полу и связанных четырьмя укосинами с проходящей через центр стола неподвижной стойкой 4. Камера выполнена в виде кольцевой прямоугольной трубы, занимающей половину поверх­ности вращающегося стола. Для уменьшения теплопроводности стенки камеры сделаны двойными. Пространство между стен­ками заполнено термоизоляцией из минеральной ваты. На тор­цах камеры установлены дверцы 7, открывающиеся с помощью пневматических толкателей 6.

     В верхней полости камеры, около дверей и в середине, име­ется по два присоединительных фланца. К фланцам, располо­женным около дверей, присоединяется воздухопровод 3 от холо­дильной установки, а к фланцам, расположенным в середине камеры, присоединяются вытяжные воздухопроводы от общей цеховой вентиляции.

     Круглый стол 8 приводится в периодическое движение с помощью поворотного пневматического механизма 10. Угол по­ворота регулируется перемещением упора. За один ход штока толкателя стол может быть повернут на 35—45°. Вентилятор 1 нагнетания охлажденного воздуха подает в камеру стола воз­дух из холодильной установки. Перекрывается подача холодного воздуха в момент открывания дверей камеры переключателем 2, состоящим из тройника, внутри которого имеются две заслонки, управляемые двумя зубчатыми рейками с помощью электро­магнитов.

     Принцип действия. Сборка пресс-форм производится на от­крытой половине вращающегося стола. Каждая пресс-форма после запрессовки модельного состава последовательно, враще­нием стола, перемещается в охладительную камеру. В охлади­тельную камеру подается воздух, охлажденный до температуры 3—6°, которым охлаждаются пресс-формы. Время охлаждения пресс-форм регулируется с помощью реле времени, включенного в схему управления стола. Управление столом н подача холод­ного воздуха производится автоматически.

     По выходе из противоположного конца камеры пресс-формы разбирают, извлекают из них модели, вновь собирают и вновь спрессовывают в них модельный состав.

     Извлеченные модели из пресс-форм складываются на стелла­жи или этажерки, а затем они собираются в блоки на столе.

     Изготовление моделей литниковой системы: чаши и колпачка производится аналогично изготовлению моделей деталей

 

СБОРКА МОДЕЛЕЙ  В  БЛОКИ

 

     Сборка моделей в блоки заключается в соединении моделей деталей с моделями литниковой системы. Существует четыре способа сборки моделей в блоки:

     1. Припаивание моделей с помощью ножа или электро­паяльника к литниковой системе

     2. Соединение моделей в кондукторе

     3. Механическое скрепление моделей деталей с моделями лит­никовой системы

     4. Склеивание моделей деталей и литниковой системы

     Сборка моделей в кондукторах и склеивание применяется редко и преимущественно для трудноспаивающихся модельных составов.

     Сборка моделей припаиванием. Обычно для этого способа применяется металлический стояк из алюминиевого сплава, на который наносится слой модельного состава толщиной в 3— 4 мм. Этот слой наносится или путем неоднократного окунания стояка в расплавленный модельный состав, или путем образова­ния его в специальной пресс-форме (фиг. 23).

     При сборке модельных блоков стояк закрепляют в горизон­тальном положении п с помощью нагретого ножа или паяльника припаивают питатель детали к посадочному месту стояка. В ка­честве паяльника можно использовать стандартный электро­паяльник с наконечником, выполненный из красной меди и фор­мой лезвия ножа. На фиг. 24 .показаны конструкции паяльников, для оборки моделей в блоки.

 Фиг. 23. Пресс-форма для нанесения модельного состава на стояк

 Фиг. 23.  Пресс-форма для нанесения модельного состава на стояк.

 

 Фиг. 24. Электропаяльники для припаивания моделей к стоякам

 Фиг. 24. Электропаяльники для припаивания моделей к стоякам.

 

     Применение стояков для сборки моделей в блоки повышает производительность сборки и создает удобство в хранении и транспортировке блоков. На фиг. 25 показаны блоки моделей,    выполненные припаиванием.

 

 Фиг. 25. Блоки моделей, выполненные припаиванием

 

Фиг. 25. Блоки моделей, выполненные припаиванием.

 

      Сборка моделей в блоки механическим скреплением. Этот способ нашел широкое распространение, и в настоящее время является основным. Впервые он был разработан НИИТАВТОПРОМом. При этом способе для сборки моделей в блоки при­меняется металлический стояк-каркас, а модели деталей вы­полняются звеньями (фиг. 26) с кольцевым коллектором. 

     Применяется несколько типов стояков. На Московском заводе им. Лихачева применяется удачная конструкция

 Фиг. 26. Звено моделей

             Фиг. 26. Звено моделей. 

стояка, пока­занная  на фиг. 26а.

 Фиг. 26а. Стояк для сборки моделей в блоки

 

Фиг. 26а. Стояк для сборки  моделей  в блоки. 

Сборка производится при вертикальном положении стояка. Зажимное устройство ставится в положение I. Затем на стояк надевается чаша А, а после — звенья моделей. Для плотного зажима звеньев верхнее звено должно быть выше буртика втулки 4 на 1—2 мм. После этого лепестковые захваты устанавливаются в положение II, чем и достигается механи­ческое скрепление литниковой чаши и моделей деталей в еди­ный блок. Затем стояк закры­вается колпачком Б, который к коллектору верхнего звена припаивается. Собранные бло­ки передаются на покрытие обмазкой. 

     Хранение и транспортиров­ка блоков должны осуществ­ляться в специально приспо­собленных этажерках, исклю­чающих повреждение блоков. Помещение, где хранятся бло­ки, должно быть изолировано и обеспечено кондиционированным воздухом.

 

ТЕХНОЛОГИЯ ТОЧНОГО ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ Н. Е. ФУРЧИКОВ

МОРДОВСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО САРАНСК 1965

 

Информация представлена на сайте исключительно для ознакомления.
Организаторы сайта не несут ответственности за последствия использования данных, указанных на сайте. Авторские права на статьи принадлежат их авторам. Мнения авторов статей необязательно совпадают с мнением и точкой зрения организаторов сайта.