Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
Время цикла изготовления модели автоклавным способом ?ц (с) определяется суммарным временем подготовительных и рабочих операций:
?ц = н + н + н + и + и + ч +
где ?!_7 — соответственно время сборки пресс-формы, заполнения пресс-формы гранулами, загрузки пресс-формы в автоклав, спекания модели в автоклаве, извлечения пресс-формы из автоклава, охлаждения пресс-формы, разборки пресс-формы и извлечения модели.
59
Наиболее продолжительными операциями изготовления моделей автоклавным способом являются операции спекания модели и охлаждения пресс-формы. Если время спекания модели в автоклаве определяется экспериментально, то время охлаждения пресс-формы т (мин) можно определить по формуле [6]
т = 0,21^6Г, где 8 — приведенная толщина стенки модели, мм.
10
20
30
40 50 I, мин
Рис. 2.10. Оптимальные режимы изготовления моделей автоклавным способом из ПСВ-Л фракции 1-1,6 мм в зависимости от толщины стенки: / — 10 мм; 2 — 20 мм; 3 — 40 мм ; 4 — 80 мм
Автоклавный способ формирования модели позволяет использовать пресс-формы с необходимым количеством разъемов и отъемных частей для получения сложных по конфигурации моделей в одной пресс-форме. Он позволяет получать качественные модели с толщиной стенок до 40 мм и более при объемной плотности 18-25 кг/м3. Однако все вспомогательные операции при данном способе выполняются вручную, поэтому данная технология изготовления моделей применяется в мелкосерийном и серийном производствах отливок ЛГМ.
60
Способ внутреннего теплового удара заключается в подаче перегретого пара под давлением 0,2-0,25 МПа через инжектор во внутреннюю полость пресс-формы, предварительно заполненную гранулами пенополистирола (рис. 2.11). Формирование модели происходит в результате фильтрации перегретого пара через поры между гранулами в пресс-форме, при которой пар, расширяясь, передает свое тепло гранулам, частично конденсируясь на их поверхности. Расширение гранул происходит наиболее интенсивно в районе инжектора и постепенно затухает у стенок пресс-формы, в результате образующийся конденсат оттесняется вспененными гранулами к периферии и удаляется через отверстия (венты) в стенках пресс-формы.
Рис. 2.11. Изготовление моделей внутренним тепловым ударом: / — нижняя часть пресс-формы; 2 — верхняя часть пресс-формы; 3 — инжектор
61
Такой процесс вспенивания приводит к неоднородности объемной плотности по сечению модели, что иллюстрируется на рис. 2.11. Процесс внутреннего теплового удара саморегулируемый. По мере расширения и спекания гранул пенополистирола прекращаются процессы как выхода пара через отверстия в стенках пресс-формы, так и процессы поступления, что говорит об окончании процесса спекания модели. Важной операцией технологического процесса изготовления моделей тепловым ударом является охлаждение пресс-формы по окончании изготовления модели. Преждевременное извлечение модели из пресс-формы может привести к ее разрушению за счет внутренних напряжений, которые образуются в процесс расширения гранул полистирола при нагревании. Время охлаждения пресс-формы в воде при температуре 15-20 °С можно определить по формуле
т = 0,16 —,
где Я — приведенная толщина стенки модели, мм; ам — температуропроводность пенополистирола, м2/ч.
Инжектор представляет собой трубку диаметром 10-20 мм, в стенках которой имеются отверстия диаметром 1-2 мм, суммарная площадь которых равна площади сечения инжектора. Стенки пресс-формы перфорированы за счет установки вент или сверления отверстий диаметром 0,5-1,5 мм с шагом 20-25 мм, причем суммарная площадь сечений входных отверстий должна соответствовать площади выходных отверстий. Расположение отверстий в стенках пресс-формы должно обеспечить равномерное распределение пара по всему объему пресс-формы. Зона действия пара от инжектора описывается радиусом около 100 мм. Процесс изготовления моделей внутренним тепловым ударом скоротечен, он просто механизируется и автоматизируется, поэтому его успешно можно применять как при мелкосерийном, так и при серийном производстве для получения моделей с толщиной стенок более 40 мм. Данный способ стал основным при изготовлении шаровых прибылей (рис. 2.12) для питания отливок из стали, высокопрочного чугуна.
62
Рис. 2.12,. Модели шаровых прибылей
Рис. 2.13. Пресс-форма для изготовления моделей внешним тепловым ударом: 1 — подача пара, воды, воздуха; 2 — отверстие для заполнения пресс-формы гранулами пенополистирола; 3 — камера; 4 — выход пара, воды и воздуха; 5 — венты; б — водяные форсунки; 7 — модель из пенополистирола
63
При внешнем тепловом ударе пресс-форма окружена рубашкой, которая образует камеру (рис. 2.13), куда подается острый пар при скорости 1 кг/мин под давлением 0,2-0,35 МПа при температуре 110-1120 °С.
Из паровой камеры пар поступает через венты в пресс-форму, которая предварительно заполняется гранулами вспененного полистирола. Пар, конденсируясь, отдает свое тепло гранулам пено-полистирола, в результате чего происходят его расширение и формирование модели. Существует несколько вариантов применения данного способа для изготовления моделей, один из которых представлен на рис. 2,14 [17].
