Предпосылки комбинированных методов уплотнения

Особо плотные формы, а значит, и отливки повышенной точности получаются прессованием. Однако в большинстве случаев одним прессова­нием не удается получить высокую плотность всех частей фор­мы. Лад высоких форм и объемы смеси вокруг высоких моделей оказываются уплотненными не­достаточно. Для того чтобы устранить этот недостаток и вместе с тем в полной мере использовать преимущества прессования, целесообразно применять комбинированное уплотнение, при ко­тором предварительное уплотнение осуществляется одним из ди­намических методов, а окончательное – прессованием.

Комбинированный способ уплотнения будет эффективным, если распределение плотности сочетаемых способов дополняет друг друга.

При прессовании смесь уплотняется преимущественно в на­правлении движения прессового органа. Эта особенность про­цесса сохраняется и при подпрессовке, поэтому нужно выяснить, как должна распределяться плотность по сечениям формы до прессования, что­бы после подпрессовки получалась равномерно уплотненная форма.

После предварительного уплотнения возможны два варианта распределения плотности: первый – все части формы уплотнены примерно одинаково; второй – смесь уплотнена неравномерно, степень неравномерности изменяется по определенному закону.

Рассмотрим первый вариант. Пусть после предварительного уплотнения плотность смеси во всех частях формы равна d_н. Исследования И. Лемпицкого показали, что при подпрессовке формы по прямо­угольной модели разность плотностей в столбах A (над моделью) и B (вокруг модели) определяется выражением

,

(86)

где d_{к A} и d_{к B} – конечная плотность смеси после прессования в столбах соответственно над моделью и вокруг нее.

Отсюда следует, что неравномерность уплотнения (d_{к A} - d_{к B}) уменьшается при увеличении начальной плотности d_н. При H _м/ H = 0,7, d_{к A} = 1700 кг/м³ и d_н, равной 1000, 1200, 1400 и 1500 кг/м³ плотность d_{к B} столба вокруг модели соответст­венно равняется 1210, 1350, 1450 и 1560 кг/м³.

Примерно одинаковая и достаточно высокая плотность получается при предварительном пескодувном уплотнении.

Рассмотрим второй вариант, когда начальная плотность смеси в столбах A и B (d_{н A} и d_{н B}) разная, а конечная (d_к) одинаковая. Можно показать, что

.

(87)

Таким образом, при заданных размерах формы и конечной ее плотности технологически необходимое предварительное уплот­нение столбов смеси B вокруг модели зависит от предварительной плотности смеси столба A над моделью. Например, при H _м/ H = 0,7, d_к = 1700 кг/м³ и d_{н A}, равной 1000, 1100 и 1200 кг/м³, плотность d_{н B} должна быть соответственно равна 1405, 1460, 1511 кг/м³. Следовательно, для получения равномерной конечной плотности нет необходимости иметь высокую предварительную степень уп­лотнения, а достаточно получить заданное распределение плот­ности.

При встряхивании и импульсном процессе средняя плотность смеси данного столба зависит от его высоты, поэтому средняя плотность смеси в объеме над моделью всегда меньше, чем в объеме вокруг модели. Именно такое распределение является опти­мальным для последующего прессования.

При прессовании слабее уплотняется кромка формы в месте сопряжения вертикальной стенки модели с модельной плитой, поэтому при предварительном уплотнении эти части формы дол­жны быть уплотнены наиболее сильно.

Рассмотрим известные комбинированные методы уплотнения.

Встряхивание с допрессовкой

Встряхивание с допрессовкой – наиболее распространенный способ уплотнения формы. При низком давлении допрессовывается только верхний рыхлый слой формы. Давление допрессовки может достигать 0,7¸1 МПа. Машины с повышенным давлением допрессовки более эконо­мичны, так как работа, затрачиваемая на уплотнение встряхи­ванием, больше работы, затрачиваемой на уплотнение прессо­ванием. Поэтому целесообразно уменьшать число ударов ма­шины и увеличивать давление допрессовки.

Допрессовку обычно применяют для опок размером в свету до 1500x1100 мм, так как для более крупных опок механизм допрессовки получается громоздким. Для крупных опок целесо­образно применять зонную допрессовку, при которой верхние слои формы уплотняют переносным прессовым цилиндром. Цилиндр, подвешенный на перемещающейся мостовой траверсе, специальными захватами зацепляют за бурт опоки. На штоке цилиндра укреплена прессо­вая плита, длина которой равна ширине опоки, а ширина – ча­сти длины опоки. При подаче в цилиндр жидкости под давле­нием прессовая плита опускается и уплотняет участок формы, затем захваты разводят и цилиндр передвигают на следующую позицию, где операцию повторяют. Происходит последователь­ная допрессовка всей формы. На участках контрлада формы, примыкающих к прессовой плите, смесь не выдавливается.