SU816668A1

SU816668A1 - Method of production of large-sized casting moulds by impact

Info

Publication number: SU816668A1
Application number: SU792735767A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Иванов; Иван Владимирович Матвеенко; Аристотель Зейнуллинович Исагулов; Юрий Иванович Беляков
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1981-03-30

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ УДАРОМ(54) METHOD FOR MAKING LARGE-SIZED CASTING FORMS WITH IMPACT

Изобретение относитс к литейному производству , в частности к. изготовлению литейных форм. Известен способ статического прессовани , заключающийс в том, что формовочна смесь из заполнительной рамки запрессовываетс в опоку прессовой колодкой со стороны, противоположной модельной плите 1. Известен также способ прессовани под высоким удельным давлением, который реализуетс устройством и заключаетс в том, что смесь уплотн етс с удельным давлением прессовани до 40-50 кг/см 2. Оба эти способа ограничены технологическими возможност ми из-за неравномерного уплотнени по высоте формы. Неравномерность распределени плотности и .твердости по высоте формы объсн етс тем, что в начальной стадии процесс уплотнени происходит в зонах А и Б одновременно и при этом достижение верхнего уровн модели в зоне А происходит выравнивание неравномерности уплотнени по высоте зоны и уплотн етс настолько, что преп тствует дальнейшему продвижению прессовой колодки, в то врем как смесь в зоне В не достигла аналогичных значений пдотности и твердости . Перетеканию же смеси из зоны А в зоны Б и В преп тствует повышенна прочность уплотненной зоны Б. Способ прессовани профильной колодкой несколько улучшает неравномерность распределени плотности формы, однако технологичесие возможности почти не расшир ет . Процесс уплотнени формовочной смеси начинаетс в зоне Б выступающими профил ми колодки и смесь, уплотн сь, перетекает в зону В под действием направленной силы и в зону А с начальной насыпной плотностью смеси, и не обладающей в данный период практической прочностью, под действием уклонов профильной колодки, которые дел .ают на практике весьма значительными во избежание заклинивани уплотненной смеси между выступами и последующего отрыва. Перетекание смеси из зоны Б в зону А вл етс фактом отрицательным и преп тствует осуществлению полного выравнивани равномерности уплотнени формы. Известен способ прессовани с применением многоплунжерной головки 3. Этот способ позвол ет получать формы со значительно равномерным уплотнением при высоте 300 мм (без одновременного или предварительного встр хивани ). В начальный момент уплотнени головки, в св зи одинакового воздействи на них смеси, наход тс на одном уровне и процесс уплотнени в зонах А и Б можно рассматривать как плоской колодкой. По мере нарастани разности напр жений в смеси зон А и Б плунжеры зоны Б будут опускатьс ниже, стрем сь к выравниванию напр жений между зоной А и зонами Б, В. В силу ровности напр жений в зоне А и Б, В перетекание из зоны А происходить н будет. Вследствии чего над зоной А в уплотненной форме будет иметь место наличие выпуклости , которую необходимо срезать, т. е. при прессовании многоплунжерной головкой повышаетс расход формовочной смеси. Аналогичное- поведение смеси в форме происходит и при уплотнении с помощью диафрагмы. Известен способ динамического прессовани одиночным ударом штампа по свободной поверхности смеси 4. При уплотнении смеси ударом штампа по свободной поверхности текучесть формовочной смеси повышаетс . Повышенле текучести смеси при ударном уплотнении происходит за счет того, что воздух, вытесненный уплотн емой смесью при движении к опоке и модельной плите с винтами, увлекает за собой частички смеси из зоны А в зоны Б и В. Однако при реализации указанного способа на опоках более чем 900 X 600 воздух не успевает выходить из смеси и остаетс в формовочной смеси в сжатом состо нии . После сн ти нагрузки и прот жки модели сжатый в порах воздух приводит к разрушению формы, а именно к ее расслоению . Кроме того, имеет место недоуплотнение смеси в верхней части модели (твер дость 69-70 ед.) Это получаетс из-за обтекани модели формовочной смесью, вытесненной из зоны А в зону В. Чем больше скорость уплотнени , тем больше угол тока формовочной смеси и слабее уплотнение в указанной зоц€. Цель изобретени - улучшение качества формы путем создани более благопри тных условий перетекани смеси. Поставленна цель достигаетс тем, что уплотн ют сначала надмодельные зоны, а затем околомодельные-. На фиг. 1 показаны примеры осушествлени сушествуюших способов изготовлени литейных форм; на фиг. 2а - график распределени твердости по высоте формы при уплотнении встр хиванием, прессованием , ударом; на фиг. 26 - пример осуществлени существующего способа уплотнени литейных форм ударом; на фиг. 28 - пример осуществлени предлагаемого способа. Как видно из фиг. 2а распределение твердости по высоте формы равномернее при ударном уплотнении (крива 3), чем при прессовании и встр хивании (крива 2), Это объ сн етс тем, что увеличение ударного воздействи приводит к повышению скорости перемещени частиц смеси. Частицы смеси начинают проскакивать зону напр женного контакта, твердость формовочной смеси по высоте формы выравниваетс . Равномерного уплотнени формы можно добитьс путем увеличени скоростей приложени нагрузки (Vy.. 5-7 м/с). Относительно низка равномерность уплотнени высоких форм - основной недостаток при прессовании. При уплотнении смеси в форме встр хиванием максимальное и равномерное уплотнение достигаетс у модели, недостаточное - в верхних сло х полуформы. С целью повышени равномерности распределени плотности и твердости по высоте формы за счет, перетекани смеси из зоны А последовательно в зоны Б и В, а также дл расширени технологических возможностей способа уплотнени ударом по свободной поверхности с применением опок размером 1200X900X400 и более предлагаетс уплотнение ударом производить в две стадии. Сначала уплотнению подвергать зону А (фиг. 20). Так как зона Б в период уплотнени зоны А остаетс в неуплотненном состо нии, то смесь из зоны А вытесн етс в зону Б со значительно меньшим сопротивлением , а быстрый поток вытесненного при уплотнении воздуха из зоны А в зону Б способствует перетеканию смеси в зону Б, повыша при этом ее плотность. При достижении зоной А необходимой плотности и прочности уплотнению подвергают прилегающие к модели зоны Б и В. Предлагаемым способом можно уплотн ть песчаноглинистые , холоднотвердеющие и жидкостекольные смеси дл чугунного и стального лить . Способ осуществл ют следующим образом . В ударной формовочной машине ударный раб.очий орган находитс на верхней траверсе. Уплотн ющий механизм машины работает по принципу ударника. Наполнение опоки формовочной смесью осуществл етс дозатором. Привод машины пневматический Р 5 ати. Пневматический ударник содержит рабочий цилиндр с поршнем и штоком. Сжатый воздух подаетс в ресивер , через зазор между верхней стенкой ресивера и цилиндра давление передаетс на поршень. Введенные в зацепление с колодкой захваты не дают уплотн ющей колодке двигатьс вниз. Затем включают пневмоцилиндры захватов, которые отодвигают их от прессовой колодки. Происходит удар. После удара сжатый воздух медленно из ресивера удал етс и прессованна колодка приходит в исходное положение. Затем уплотн ют другие зоны.The invention relates to foundry, in particular to the manufacture of foundry molds. A known method of static pressing is that the molding mixture from the filling frame is pressed into the flask with a press block on the side opposite to the model plate 1. There is also a method of pressing under high specific pressure, which is realized by the device and means that the mixture is compacted with specific pressure of pressing up to 40-50 kg / cm2. Both of these methods are limited by technological possibilities due to uneven compaction along the height of the mold. The uneven distribution of density and hardness over the height of the mold is explained by the fact that at the initial stage the compaction process occurs in zones A and B simultaneously, and the upper level of the model in zone A is equalized in the compaction unevenness in the zone height and compresses so that There is no further advancement of the pressing block, while the mixture in Zone B did not reach similar values of pdness and hardness. The flow of the mixture from zone A to zones B and C is prevented by the increased strength of the compacted zone B. The method of pressing with the profile block somewhat improves the uneven distribution of the density of the mold, but does not expand technological possibilities. The compaction process of the molding mixture begins in zone B with protruding profiles of the pad and the mixture, compacted, flows into zone B under the action of a directional force and into zone A with an initial bulk density of the mixture, which does not have practical strength during this period, under the influence of the slopes of the profile block. which, in practice, are very significant in order to avoid jamming of the compacted mixture between the protrusions and subsequent separation. The overflow of the mixture from zone B to zone A is a negative fact and prevents the implementation of a complete equalization of the uniform compaction of the form. A known method of pressing using a multi-plunger head 3. This method allows to obtain molds with a significantly uniform compaction at a height of 300 mm (without simultaneous or prior shaking). At the initial moment of compaction of the head, due to the same effect on the mixture, they are at the same level and the compaction process in zones A and B can be considered as a flat block. As the voltage difference in the mixture of zones A and B increases, the plungers of zone B will drop lower, tending to equalize the stresses between zone A and zones B, B. By virtue of the evenness of the stresses in zone A and B, B flows from zone A will happen n As a result, there will be a bulge above area A in a compacted form that needs to be cut off, i.e. the pressing of the multi-plunger head increases the flow rate of the molding sand. The same behavior of the mixture in the form occurs during compaction with the help of a diaphragm. There is a known method of dynamic pressing with a single punch of a stamp on the free surface of the mixture 4. When the mixture is compacted by punch of a stamp on the free surface, the fluidity of the molding mixture increases. When the shock compaction increases the fluidity of the mixture due to the fact that the air displaced by the compacted mixture during movement to the flask and the model plate with screws, carries the mixture particles from zone A to zone B and B. However, when implementing this method, more than 900 x 600 air does not have time to leave the mixture and remains in the molding mixture in a compressed state. After removal of the load and drawing of the model, the air compressed in the pores leads to the destruction of the form, namely, its separation. In addition, there is a lack of compaction of the mixture in the upper part of the model (hardness of 69-70 units). This is due to the molding of the model around the model, displaced from zone A to zone B. The greater the compaction rate, the greater the current angle of the molding mixture and weaker compaction in the specified sots €. The purpose of the invention is to improve the quality of the form by creating more favorable conditions for the flow of the mixture. The goal is achieved by consolidating the first model zones and then the near model areas. FIG. 1 shows examples of the implementation of existing methods for making casting molds; in fig. 2a is a graph of the distribution of hardness over the height of the mold during compaction by shaking, pressing, and hitting; in fig. 26 illustrates an exemplary embodiment of an existing method for compacting casting molds with a blow; in fig. 28 is an exemplary embodiment of the proposed method. As can be seen from FIG. 2a, the distribution of hardness over the height of the mold is more uniform with shock compaction (curve 3) than with pressing and shaking (curve 2). This is due to the fact that an increase in impact results in an increase in the rate of movement of the mixture particles. The particles of the mixture begin to slip through the zone of strenuous contact, the hardness of the molding mixture is equalized with the height of the mold. A uniform compaction of the mold can be achieved by increasing the application speeds (Vy .. 5-7 m / s). The relatively low uniformity of compaction of high forms is the main drawback during pressing. When the mixture is compacted in the form of shaking, a maximum and uniform compaction is achieved in the model, and insufficient in the upper layers of the half-mold. In order to increase the uniform distribution of density and hardness over the height of the mold due to the mixture flowing from zone A to zones B and C, as well as to expand the technological capabilities of the method of compaction by striking the free surface using glasses of 1200 X 900 x 400 or more, two stages. First seal area A (Fig. 20). Since zone B during the period of compaction of zone A remains in an unconsolidated state, the mixture from zone A is displaced into zone B with much less resistance, and the rapid flow of air displaced during compaction from zone A to zone B facilitates the flow of the mixture into zone B, while increasing its density. When zone A reaches the required density and strength, zones B and C adjacent to the model are subjected to compaction. The proposed method can be used to compact sand-clay, cold-hardening and liquid-glass mixtures for iron and steel casting. The method is carried out as follows. In the impact molding machine, the impact body is located on the upper traverse. The sealing mechanism of the machine works on the principle of a hammer. The filling of the flask with the molding mixture is carried out by the dosing unit. Drive machines pneumatic P 5 ATI. Pneumatic drummer contains a working cylinder with a piston and a rod. Compressed air is supplied to the receiver, and the pressure is transmitted to the piston through the gap between the upper wall of the receiver and the cylinder. The grippers engaged with the block do not allow the sealing block to move downwards. Then include pneumatic cylinders of the grippers, which move them away from the pressing block. There is a blow. After the impact, the compressed air is slowly removed from the receiver and the pressed pad returns to its original position. Then the other zones are compacted.

Дл получени формы примен ют опоку с размерами 1200x900x400 мм. Вес смеси 436 кг. Примен ют смесь следующего состава: кварцевый песок 1К02Б 1,38°/о, бентонит 0,65%, уголь гранулированный 0,15°/о, сода кальцинированна 0,013%, отработанна смесь 98%. Влажность 3,6%. Прочность на сжатие 1,4 кгс/см , газопроницаемость 120 ед.A mold with dimensions of 1200x900x400 mm is used to obtain the mold. Mix weight 436 kg. A mixture of the following composition is used: 1Q02B silica sand 1.38 ° / o, bentonite 0.65%, coal granulated 0.15 ° / o, soda ash 0.013%, spent mixture 98%. Humidity 3.6%. Compressive strength 1.4 kgf / cm, gas permeability 120 units.

Опытна формовочна машина имеет следующие технологические параметры: начальное давление в ресивере Р 5,5 кгс/см ; скорость удара Ууд. 7 м/с; энерги удара ti 35 Дж/кг.The experienced molding machine has the following technological parameters: initial pressure in the receiver P 5.5 kgf / cm; blow speed uud. 7 m / s; impact energy ti 35 J / kg.

При этом получили следующие качественные показатели формы: плотность формы S 1,69 г/см 3; поверхностна твердость Т 90 ед.The following quality indicators of the form were obtained: the density of the form S is 1.69 g / cm 3; surface hardness T 90 units.

По известному способу при следующих режимах: скорость прессовой колодки Уул, 7/м/с; ускорение j g получают следующие показатели формы: плотность о « 1,65 г/см твердость Т 86 ед.By a known method with the following modes: the speed of the pressure pad Uul, 7 / m / s; the acceleration j g get the following shape indicators: a density of about 1.65 g / cm; hardness T 86 units.

Предлагаемый способ изготовлени литейных форм ударом позвол ет повысить равномерность распределени плотности и твердости форм по высоте опоки.The proposed method for the manufacture of casting molds by impact allows increasing the uniform distribution of the density and hardness of the molds over the height of the flask.

Плотность формы (Г 1,70 г/см, поверхностна твердость Т 89-91 ед (фиг. 2б). Тогда как плотность формы, полученна известным способом «5 1,67г/см, твердость 87-88 ед.Mold density (G 1.70 g / cm, surface hardness T 89-91 units (Fig. 2b). While the density of the form obtained in a known manner "5 1.67 g / cm, hardness 87-88 units.

Claims

Invention Formula

A method for manufacturing large-sized casting molds by a blow, characterized in that, in order to improve the quality of the mold by creating more favorable conditions for the flow of the mixture, the above-model zones are then compacted, and then near-model.

Sources of information taken into account in the examination 1. I. Matveenko, V. Tarsky. Foundry equipment. M., “Mechanical Engineering, 1976, p. 90, 105-107.

2Ivanov, V.I., I. E. F. F. Setting up molding and core machines. M., Higher School, 1976, p. 101.

3Matveenko I.V., Shevtsov E.I. LazutkinA. G. Evstifeev Yu. A. Dynamic

compaction of casting molds- “Foundry, No. 6, 1974, p. 30-31.

4. Matveenko I.V., Ilyukhin V.D., Ivanov E.I. Experimental investigation of the rheological patterns of a molding sand under isotropic compression, Foundry, No. 1, 1979, p. 15-16.

30 7, u