Спосіб формування насипних ливарних форм

Реферат: Спосіб формування насипних ливарних форм включає вібраційне ущільнення формувальної суміші від збудника механічних коливань. Ущільнення формувальної суміші здійснюють при циклічній зміні газового стану в ливарній формі, при цьому в три стадії в кожному циклі, змінюють газовий тиск так, що на всіх перших стадіях у формі створюють газове розрідження i P1 , на других стадіях шляхом підключення контрольного ресивера з об'ємом  кр та внутрішнім i i атмосферним тиском Pa , у формі встановлюють рівноважний з ресивером газовий тиск P2 , а на всіх третіх стадіях в ливарній формі задають атмосферний тиск. UA 75527 U (54) СПОСІБ ФОРМУВАННЯ НАСИПНИХ ЛИВАРНИХ ФОРМ UA 75527 U UA 75527 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до ливарного виробництва, зокрема до способів вібраційного формування ливарних форм. Корисна модель може бути використана також в інших промислових технологіях, пов'язаних з ущільненням порошкових матеріалів. Відомий спосіб ущільнення формувальної суміші в ливарній формі шляхом збудження вібраційних коливань опоки з формувальним піском і моделлю, внаслідок чого забезпечується переміщення частинок піску і їх ущільнення [1]. Проте вказаний спосіб не забезпечує високої ефективності переміщення і ущільнення частинок в порожнечах і горизонтальних каналах моделей. Відомий також пристрій і спосіб ущільнення формувальної суміші, згідно з яким в ливарній формі збуджують механічні коливання в горизонтальній площині [2]. Особливістю даного рішення є те, що горизонтальну вібрацію додають до опоки безпосередньо по лінії, що проходить через комбінований центр мас системи, яка включає зібрану форму з моделями і формувальною сумішшю. Вібраційне збудження ливарної форми у такий спосіб зменшує моменти вигину форми і забезпечує коливальний рух формувальної суміші в горизонтальній площині, що дозволяє зменшити пружну протидію внутрішніх сил газового середовища і поліпшити умови зближення дисперсних частинок. Проте, фактичне значення щільності формувальної маси, що досягається в ливарній формі, забезпечується не тільки якісно проведеним способом вібраційного формування, але і протіканням резонансних коливальних процесів при вході ливарної форми в технологічний режим вібраційної обробки і при виході з нього. З цих причин відбувається утворення внутрішніх дефектів в перехідних режимах, при включенні вібраційної машини і входженні в зону робочих частот, а також при виході з цієї зони. Вірогідність виникнення дефектів пористості зростає пропорційно часу перебування ливарної форми в перехідному режимі пуску вібраційної машини. Таким чином, загальним недоліком розглянутих способів вібраційного формування є реальна вірогідність формування порожнеч і пустот в ливарній формі в перехідних і нестаціонарних режимах вібраційного навантаження, а також при збудженні вібрацією резонансних явищ, здатних викликати деформацію моделей і деталей ливарної форми. Відомий також спосіб і апаратура для ущільнення дисперсних матеріалів [3], вибраний як прототип, згідно з яким формі з сумішшю придають одночасно механічні коливання і обертовий рух, і крім того, додатково змінюють кут нахилу форми відносно напряму дії сил гравітації. Як видно з опису, приведений спосіб і пристрій для його реалізації створюють достатньо сприятливі умови для переміщення частинок формувальної суміші у важко доступні місця і продовгуваті канали моделей. Але наведене технічне рішення не передбачає можливості оперативного контролю ефективності ущільнення дисперсного середовища, і таким чином існують труднощі у виборі режимів і регулюванні обертових і вібраційних параметрів. Крім того, для реалізації даного способу потрібне складне устаткування, що має обмежені можливості для застосування. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності процесів формування і контроль ступеня ущільнення формувальної суміші в процесі вібраційної обробки. Поставлена задача вирішується тим, що в способі формування насипних ливарних форм який включає вібраційне ущільнення формувальної суміші від збудника механічних коливань, згідно з корисною моделлю, ущільнення формувальної суміші здійснюють при циклічній зміні газового стану в ливарній формі. При цьому в три стадії в кожному циклі, змінюють газовий тиск i так, що на перших стадіях кожного циклу у формі створюють газове розрідження P1 , на других стадіях шляхом підключення контрольного ресивера з об'ємом  кр , та внутрішнім атмосферним i i тиском Pa , у формі встановлюють рівноважний з ресивером газовий тиск P2 , а на всіх третіх стадіях в ливарній формі задають атмосферний тиск, окрім цього, в кожному циклі вимірюють і реєструють сталі значення газового тиску, що утворюються в формі та ресивері в кожному циклі і далі по зареєстрованим значенням газового тиску обчислюють поточні значення об'єму 50 i порожнеч  1 , у ливарній формі, за якими встановлюють ефективність ущільнення формувальної суміші і визначають час завершення процесу формування. Окрім того, поточні значення  об'єму  порожнеч   i 1 у ливарній формі обчислюють за формулою,  зм - внутрішній прохідний об'єм з'єднувального трубопроводу, а ефективність процесу ущільнення формувальної суміші, і момент завершення i 1 55 i  кр Pa i  P2 i / P2 i  P1 зм , де i процесу формування встановлюють шляхом порівняння значення об'єму порожнеч  1 у формі, i що зареєстровано в поточному циклі зі значенням об'єму порожнеч 1 1 що було в 1 UA 75527 U попередньому циклі. Додатково при цьому пуск і зупинку збудника механічних коливань проводять за умов створення в ливарній форми газового розрідження в інтервалі (40…10) кПа, а об'єм  кр контрольного ресивера розраховують за формулою кр  нщ   oп  м , де  нщ 5 10 15 20 25 30 35 коефіцієнт пористості формувальної суміші при насипній щільності; oп - об'єм опоки;  м об'єм займаний моделлю, разом з ливниковою системою. На фіг. 1 наведена структурна схема механічної системи для реалізації способу формування насипних ливарних форм, а на фіг. 2 показана циклограма, що пояснює принцип реалізації технічного рішення. Спосіб формування насипних ливарних форм здійснюють наступним чином. Спочатку проводять зборку ливарних форм, в герметичних опоках - контейнерах 1, конструкція яких включає жорстке дно 2 і газодинамічний колектор 3, що розташований на внутрішній боковій поверхні опоки. Колектор 3 містить велику кількість розосереджених по поверхні отворів - вент (умовно не показані) для впуску або випуску газів з опоки. Конструктивні особливості газодинамічного колектора 3 дозволяють йому виконувати дві функції. Передусім, на перших стадіях усіх циклів, колектор 3 забезпечує розподілене відсмоктування газів з опоки по площині боковій поверхні, а на другій і третій стадіях циклів, що повторюються, газодинамічний колектор 3 забезпечує розподілену по боковій поверхні обробку формувальної суміші повітрям, що накопичується в контрольному ресивері. У процесі зборки ливарної форми також проводиться установка і монтаж блока моделей 4 в опоці 1 та засипка опоки дисперсної формувальною сумішшю 5. На завершальній стадії зборки ливарної форми, верх опоки 1 вкривають герметичною плівкою 6, і встановлюють на вібраційній формувальній площадці (ВФП) 7. Параметри вібраційної формувальної площадки 7 дозволяють збуджувати в ливарній формі гармонічну вертикальну вібрацію в діапазоні 5-100 Гц, і забезпечувати вертикальні прискорення в межах 0,50