УДАРНОЕ ПРЕССОВАНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 621.74.06

УДАРНОЕ ПРЕССОВАНИЕ ЛИТЕИНЫХ ФОРМ

В.Г. Москалев, Е.С. Ильиных, И.В, Марширов

Исследовано влияние основных факторов на степень уплотнения и твердость литейной формы.

Ключевые слова: качество формы, степень уплотнения, скорость, вентиляция.

Качество формы зависит от многих факторов и главным образом от способа и режима уплотнения. Одними из основных показателей качества формы в литейных цехах являются плотность и твердость уплотненной смеси.

Установки с динамическим нагружением более 20 лет с успехом работают в литейных цехах. Анализ конструкции машин и механизмов для динамического уплотнения пока-

зал, что наименьшую сложность и наибольшую простоту имеют машины для высокоскоростного ударного прессования литейных форм [1,2,3].

На лабораторной установке, разработанной на кафедре МТиО АлтГТУ им. И. И. Ползунова (рисунок 1) [4], был проведен целый ряд экспериментов по изучению влияния различных факторов на процесс формообразования.

\1

Рисунок 1 - Схема лабораторной установки ударного прессования 1 - станина; 2 - анкерный болт; 3 - обычный фундамент; 4 - армированный фундамент;5 - деревянная опалубка;6 - ударник; 7 - болт;8 - подмодельная плита; 9 - опока; 10 - плунжер; 11 - направляющая труба; 12-каретка; 13-ползун; 14-шкив; 15 - трос;16 - наборный груз;17 - модель

УДАРНОЕ ПРЕССОВАНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Для всех испытаний готовилась смесь: кварцевый песок марки 2К2О1О2 - 91%, бентонит марки П1Т1А - 5%, вода - 4%; прочность на сырое сжатие - 40 ■ 103 Па (0,4 кгс/с газопроницаемость - 162 ед; высота опоки составляла 0,2- 0,25 м.

Исследование влияния скорости и массы ударной плиты (груза) на процесс уплотнения позволили получить оптимальные значения этих параметров Упл.=6,5... .8 м/с, 1Пгр.=2-3 массы смеси (таблица 1, рисунок 2).

Рисунок 2 - Влияние массы груза на распределение плотности и твердости по ладу формы

Экспериментально получен коэффициент, показывающий зависимость величины кармана от высоты модели

(!жарм/Нмод=0,22) при котором в кармане достигаются технологически необходимые параметры плотности и твердости.

Очень важную роль играет вентиляция при формообразовании, методом высокоскоростного ударного прессования. Для качественной оценки вентиляции в работе был использован коэффициент фильтрации, предложенный Матвеенко И В

н - где Бв - площадь вент, м2,Бф -

площадь формы,м2.

Из проведенных исследований (рисунок 3) установлено, что оптимальный коэффициент фильтрации составляет 0,06, В данной работе использовалась нижняя вентиляция, обеспечивающая направленную воздушную фильтрацию, способствующую уплотнению модели с глубокими и узкими карманами; использование верхней вентиляции считаем нецелесообразным.

Рисунок 3 - Влияние коэффициента фильтрации на распределение плотности по высоте формы

Влияние влагосодержания на качество формы проводилось на формовочной смеси с содержанием влаги: 3%, 4%, 5%, 7%.

Превышение содержания влаги свыше оптимальных значений (4%, 5%) приводит к снижению плотности (рисунок 4) и соответственно твердости, а также прочности на сырое сжатие и газопроницаемости.

I *

«г

ь —Т=

г«5 с лад центр

Влажность \Л/, % "

Рисунок 4 - Влияние влажности на распределение плотности по высоте формы

Изучение влияния амортизации на степень уплотнения литейных форм проводи-

Таблица 1 - Плотность и твердость формовочной смеси при изменении скорости нагружения ( тгр.=9,6 кг.)

Скорость груза, м/с Плотность, кг/мЗ Твердость, Т, ед.

Лад Конт рлад Лад Контр лад

3,1 1334 1450 58 66

4,4 1408 1510 66,6 73

5,4 1491 1570 74 79

6,3 1578 1651 77,6 82

7 1650 1712 81 85,3

8 1694 1744 85,6 89

8,6 1645 1742 81,3 88

Плотность 6, кг/мЗ Лад -Твердость Т, ед. Лад

1950 1850 1750 1650 1550 1450 1350 1250

В.Г, МОСКАЛЕВ, Е.С. ИЛЬИНЫХ, И.В. МАРШИРОВ

лось при оптимальных параметрах массы и скорости груза, соответственно: т= 9,6 кг., У= 7 м/с и на материалах- сталь, дерево, резина.

Опыты показали падение плотности (рисунок 5) и соответственно твердости в зависимости от жесткости амортизации. Чем больше жесткость материала, тем больше степень уплотнения и твердость формы и равномерность их распределения по высоте.

1750

1700 1650 1600 1550

S i к--

л С о X » лад —О— центр ионтрлад -i

о ■

Mi зтери ал aw орти затор

Сталь Дерево Резина

Рисунок 5 - Влияние вида амортизатора на распределение плотности по высоте формы

Соблюдение полученных и описанных выше оптимальных параметров для формообразования методом ВСП позволяет получить

формы и соответственно отливки более высокого качества

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Матвеенко И. В. Динамические и импульсные процессы и машины для уплотнения литейных форм [Текст] / И.В. Матвеенко, А.З. Иса-гулов, А.А. Дайкер. - Алматы: Гылым, 1998. - 345 с.

2. Орлов Г.М. Автоматизация и механизация процесса изготовления литейных форм [Текст] / Г.М. Орлов. - М.: Машиностроение, 1988. - 264 с.

3. Матвеенко И.В. Скоростное прессование форм [Текст] / И.В.Матвеенко // Литейное производство,- 1981 ,-№12.-с.20-21.

4. Москалев В.Г. Формообразование методом высокоскоростного ударного прессования [Текст] / ВТ. Москалев, Е.С. Ильиных// Ползу-новский альманах- №2. -2014. - С. 129-133.

Москалев Владимир Григорьевич -

к.т.н, доцент, АлтГТУ им, И. И. Полз у нов а,

Ильиных Евгений Сергеевич - ведущий конструктор ОАО «АЗА»

Марширов Игорь Викторович - к.т.н, доцент, АлтГТУ им. И. И. Ползунов а, i_marsh@mail.ru