Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Філія «Професійно-технічний коледж»
Установа освіти «Республіканський інститут професійної освіти»
Практична робота №1
По предмету «Технологічне обладнання галузі»
Пресові формовочні МАШИНИ
пресовий формувальний машина
Процес ущільнення суміші пресуванням
Формувальну суміш можна уявити як пружнов'язкопластичних тіло, властивості якого на різних стадіях додатки зовнішнього навантаження проявляються по-різному.
На першому етапі ущільнення пресуванням спостерігається пластична деформація суміші внаслідок зближення окремих піщинок і їх конгломератів, витіснення внутріпорового повітря і зменшення пористості.
Структура суміші в процесі ущільнення стає все більш щільною й однорідною, і в якийсь момент відбудеться майже повне зіткнення твердих частинок суміші. Так як пластична деформація на даному етапі ущільнення практично закінчується, то подальше зближення окремих піщинок відбуватиметься завдяки в'язкопружним деформацій глинистих оболонок і пружним деформаціям самих піщинок.
Експериментально встановлено залежність середньої щільності з суміші від тиску пресування р (рівняння Н. П. Аксьонова), яка має вигляд
де с-- коефіцієнт уілотняемості суміші, з = 0,6-0,8 в залежності від властивостей суміші і розмірів пресованої форми.
Рівняння (1) справедливо в межах тиску 0,1 - 0,5 МПа.
У початковий період дії ущільнюючої навантаження середня щільність по висоті опоки збільшується дуже швидко, а потім зі збільшенням навантаження щільність зростає дуже повільно. Це відбувається, наприклад, при тиску пресування понад 5 МПа. Як висока (> 1,8 г / см3), так і низька (<1,4 г/см3) плотность смеси в форме может привести к браку отливки: при высокой плотности - вследствие плохой газопроницаемости, а три очень низкой - вследствие «раздутия» формы.
Зі збільшенням осьового напруги зростає і бічний тиск на стінки опоки і моделі. Крім тертя між окремими частинками суміші (внутрішнє тертя) ущільнення протидіє зовнішнє тертя - об стінки опоки і моделі. Внаслідок тертя верхні шари суміші, що знаходяться під пресової колодкою, ущільнюються більше, ніж нижні шари; нерівномірність ущільнення зростає зі збільшенням висоти опоки.
Теоретично знайдено, що зниження внутрішнього вертикального стискає напруги (рис. 1), а значить, і щільності суміші відбувається по експоненті незалежно від тиску пресування:
де рz - поточне значення вертикального стискає напруги в формі; z --- глибина розглянутого шару;
де ж - коефіцієнт бокового тиску; f - коефіцієнт тертя суміші об стінки опоки, f = 0,6-0,7; u - периметр опоки; F - площа опоки.
Ступінь ущільнення формувальної суміші по висоті опоки при пресуванні відповідає наведеному на рис. 2б характеру розподілу вертикальних стискаючих напружень рz. Внаслідок сил тертя суміші про пресову колодку і модельну плиту утворюються деякі більш щільні обсяги суміші в зонах, прилеглих до них, Часто ці зони називають конусами деформації. Бічний тиск на рівні підставі конусів незначно, а в міру віддалення від них зростає. Експериментально встановлено, що бічний тиск суміші на стінки опоки при пресуванні досягає максимального значення в середній частині висоти опоки і становить 30 - 40% тиску під колодкою.
Малюнок 1. - Схема пресування (а) і зміна вертикальних стискаючих напружень в суміші по висоті форми (б): 1 - опока; 2 - суміш; 3 - пресова колодка.
Горизонтальні поверхні моделі перешкоджають вертикального переміщення суміші, внаслідок чого утворюються переущільнені конуси деформації. Праворуч і ліворуч від цих конусів, тобто в зазорах між стінками опоки і моделі або між моделями, суміш ущільнюється погано, з'являється рихлість. Ущільнення між моделями в значній мірі залежить не тільки від стану їх поверхні, але і від відстані між ними і глибини кишені, тобто геометричних розмірів модельного оснащення і їх співвідношень.
Основний недолік пресування - відносно низька рівномірність ущільнення високих форм. З підвищенням тиску пресування рівномірність ущільнення підвищується, але при цьому зменшується газопроникність. В силу цих недоліків чисте пресування застосовують для відносно низьких опок (Н = 200-250 мм),
За способом відносного руху системи модель - суміш пресування можна поділити на верхнє і нижнє. При верхньому пресуванні суміші (рис. 2а) на столі 1 пресової машини монтують плиту з моделлю 2. На модельну плиту встановлюють опоку 3 і наповнювальну рамку 4. Вище наполнительной рамки знаходиться траверса 5 з пресової колодкою 6. Висота пресової колодки дорівнює висоті наполнительной рамки. При підйомі столу пресова колодка 6 входить всередину наполнительной рамки, витісняючи з неї формувальну суміш в опоку. Нижня площина колодки в кінці пресування доходить до рівня верхньої кромки опоки. На деяких пресових машинах опускається траверса з пресової колодкою, а стіл машини залишається на місці.
При нижньому пресуванні суміші (рис. 2б) стіл 1 з модельною плитою і моделлю 2 переміщається вертикально щодо наполнительной рамки 4. Модель 2 перед пресуванням розташовується нижче верхньої площини рамки 4, на яку встановлюють опоку 3. Знизу опоки передбачається певний обсяг формувальної суміші для пресування , який визначається висотою шару Н і площею опоки. Після наповнення опоки формувальної сумішшю над нею встановлюють траверсу 5.
При підйомі столу суміш з рамки 4 впрессовивается в опоку знизу. Формувальнасуміш в опоке пресується моделлю 2 при її русі: вгору. Хід столу повинен, бути дорівнює висоті Н шару суміші, для того щоб в кінці пресування площину модельної плити збіглася з площиною роз'єму опоки.
Найбільш широко застосовують верхнє пресування і верхню подпрессовка форм, так як при нижньому пресуванні внаслідок попадання формувальної суміші між столом 1 і рамкою 4 швидко зношуються тертьові поверхні. Крім того, ускладнюється переналагодження формувальних машин на інший розмір опоки. Для отримання заданої щільності форми необхідно підібрати відповідну висоту наполнительной рамки,
При даних розмірах опоки обсяг наполнительной рамки визначається її висотою, яку можна знайти з рівності маси суміші до і після ущільнення.
Малюнок 3. - Схема пресування суміші в опоки профільної колодкою:
1 - пресування траверса; 2 - профільна колодка; 3 - наповнювальна рамка; 4 - опока; 5 - суміш; 6 - модель; 7 - модельна плита
Існує ряд способів ущільнення суміші пресуванням. Для підвищення рівномірності ущільнення слід застосовувати способи пресування: профільної і многоплунжерние колодками; гнучкою діафрагмою; з попередніми профилированием суміші; послідовне пресування.
Сутність цих способів полягає в роздільному ущільненні частин форми в кожному з вертикальних стовпів суміші, що забезпечує більшу рівномірність ущільнення.
При пресуванні профільної колодкою (рис. 3) конфігурація колодки близька до контуру моделі. Внаслідок цього виступи пресової колодки дозволяють майже рівномірно ущільнити формувальну суміш на різних висотах.
Попереднє профілювання суміші полягає в тому, що після засипки її в опоку в тих місцях, де є виступ моделі, суміш вигрібають, тобто зменшують висоту її шару над моделлю. Попереднє профілювання застосовують при використанні плоскої пресової колодки.
При пресуванні гнучкою діафрагмою (рис. 4) суміш ущільнюється тиском стисненого повітря, що знаходиться між гнучкою гумовою діафрагмою і корпусом головки. Тиск пресування в цьому випадку дорівнює тиску стисненого повітря в мережі р = 0,5-0,6 МПа.
Многоплунжерние пресова головка складається з безлічі плунжеров, які під тиском масла або повітря незалежно один від .Інші пресують формувальну суміш в опоки, що забезпечує її рівномірну щільність.
Малюнок 4. - Схема пресування суміші в опоки гнучкою діафрагмою:
1 - модельна плита; 2 - суміш; 3 - модель; 4 - опока; 5 - наповнювальна рамка; 6 - діафрагма; 7 - корпус головки
Класифікація пресових формувальних машин, їх конструктивні особливості
Сучасні пресові, а також вибропрессовій і прессово- встряхивающие формувальні машини по своєму конструктивному оформленню бувають або одноколонні з С-подібної станиною, або чотириколонні.
Одноколонні формувальні машини застосовують в тому випадку, коли тиск пресування (тиск пресової колодки на суміш) відносно низьке (р = 0,3-0,5 МПа). Ці формувальні пресові машини мають механізми для попереднього ущільнення струшуванням або вібрацією. Якщо тиск пресування середнє або високе (2-4 МПа), то пресову формувальну машину виконують Чотириколонні. Це зазвичай пресові або пресово-встряхивающие формувальні автомати. Пресові формувальні машини за типом агрегатування бувають як однопозиційні, так і багатопозиційні. Їх виконують як з нижнім, так і з верхнім розташуванням пресового циліндра.
Машини з розташуванням пресового циліндра внизу на станині найбільш поширені. Такі машини за характером процесу пресування виконують як з верхнім, так і з нижнім пресуванням.
Машини з верхнім розташуванням пресового циліндра на траверсі застосовують рідше. Це пояснюється тим, що при значних розмірах опок пресовий циліндр, особливо пневматичний, виходить громіздким. Отже, дана схема придатна головним чином для машин з гідравлічним приводом.
Малюнок 5. - Схема многоплунжерние пресових головок: а - положення до пресування; б, в - положення в кінці процесу пресування; 1 - стіл; 2 - модельна плита; 3 - модель; 4 - суміш; 5 - опока; 6 - наповнювальна рамка; 7 - колодка; 8 - плунжер
Конструкції пресових формувальних машин
Пресова формувальна машина мод. ПФ-5. Па рис. 6 представлена схема пневматичної поршневий пресової формувальної машини ПФ-5 човникового твань з нижнім пресуванням
Машина призначена для виготовлення полуформ порівняно малої висоти. Верхні 1 і нижні 7 траверси з'єднані колонками 6 і гайками 2 в замкнуту жорстку раму. Нижні траверси встановлені на фундаменті. Пресовий циліндр жорстко з'єднаний з нижніми траверсами і горизонтальними напрямними балками 5, на яких змонтована пара направляючих рейкових шляхів 4 дли переміщення столів 3 і 17. Поршень 9 скріплений з проміжним столом 10, на який спираються два пустотілих склянки 12 рухомих столів. Переміщення столів 3 і 17 здійснюється пневмоцилиндрами 19. Опока 16 і наповнювальна рамка 14 фіксуються напрямними штирями 15.
Малюнок 6. - Пневматична пресова формувальна машина мод. ПФ-5
При подачі стисненого повітря під пресовий поршень 9 проміжний стіл 10 спільно зі склянками 12, модельною плитою 13 і моделлю рухаються вгору. Відбувається переміщення формувальної суміші з наполнительной рамки 14 в опоку 16, тобто пресування.
Після закінчення пресування рухомий стіл 3 з полуформой йде вниз, і стіл сідає на рейки 4. Рухомий стіл продовжує, опускатися, витягуючи при цьому модель з готової напівформи.
Після протягання моделі стіл 3 йде вліво, готова півформа знімається, за цей час стіл 17 з опокой 16 і сумішшю встановлюється на позицію пресування і протягання моделі. Далі цикл повторюється. У той час, коли формувальник знімає готову полуформу 18 з правого столу, обдуває модель, встановлює па нього опоку і засинає суміш, на левам столі пресується друга півформа. Щільність форми регулюють шляхом зміни висоти шару суміші. Для: цих цілей служать спеціальні наполегливі болти (на схемі не показані), що обмежують положення модельної плити 13 по відношенню до наполнительной рамці.
Залежно від висоти опок верхня траверса 1 може переміщатися вгору або вниз за допомогою гайок 2. Хід пресової плити регулюється гайками. 11. Величину ходу пресування встановлюють з таким розрахунком, щоб площину модельної плити при пресуванні не доходила до площини лада опоки на 0,2-0,3 мм щоб уникнути утворення заток по роз'єму спарених опок.
Формовочно-пресовий пневморичажний автомат.
На рис. 7 показаний однопозиційний формувальний автомат, призначений дли виробництва піщаних ливарних форм піщано-глинистих сумішей в опоках 600х900 мм і висотою 175-250 мм методом верхнього пресування з тиском 4 MПа. Зусилля, що розвивається пресом, так само 1980кН, продуктивність 180 полуформ на годину.
На нижній плиті 1 преса встановлені чотири квадратні колони 9, на яких зверху змонтована плита 11. На верхній шліть кріпиться пневматичний циліндр 13, шток 14 поршень якого з'єднаний з важільним механізмом 10. Нижні кінці важелів механізму 10 попарно з'єднані з рухомою плитою 8. На круглих колонах 6, рухомих в напрямних верхньому і нижньому плит, укріплена наповнювальна рамка 5.
Малюнок 7. - Схема пристрою і роботи формовочно-пресового автомата
Механізм переміщення наполнительной рамки, розташований у верхній плиті, складається з двох робочих циліндрів 12 і двох циліндрів зворотного ходу (на схемі не показані), штоки поршнів яких через зубчасту передачу (на схемі не по казани) пов'язані кінематично з колонами 6. У нижній плиті 1 розміщені механізми протягання 2, обдування і обприскування моделі. З нижньою плитою 1 преса стикується підставу 21, на якому встановлений бункер 15. Під бункером розташований коробчатий дозатор 16, який переміщається горизонтально по опорі 17 пневматичним циліндром 19. На підставі розташований ресивер 22 для харчування стисненим повітрям головного циліндра пресування 13. Під циліндром 19 приводу дозатора встановлений циліндр 20, службовець для викочування з автомата модельної плити при її заміні.
При роботі автомата опока 4 проштовхується штовхачем по полозах наполнительной рамки 5. Одночасно модельна плита 3 обдувається і обприскується. Робочі циліндри 12 опускають колони 6 з наполнительной рамкою 5, і опока лягає на модельну плиту 3, центруючи по штирів. Верхній рівень наполнительной рамки 5 виявляється нижче дозатора 16s Дозатор, заповнений сумішшю, штоком поршня циліндра 19 переміщається в положення над наполнительной Рамжі. При цьому шибер 18, з'єднаний з дозатором 16, закриває бункер. Суміш з дозатора пересипається в опоку і наповнювальну рамку, а дозатор із залишком суміші повертається у вихідне положення, Стисле повітря направляють у верхню порожнину пресового циліндра 13, і шток його поршня важільним механізмом 10 опускає рухливу плиту 8. Пресова плита 7 входить в наповнювальну рамку і ущільнює суміш.
Шток пресового поршня жорстко з'єднаний з системою важелів типу подвійного важеля Ейлера. При русі штока вниз важелі 10 розходяться в сторони, а важелі, з'єднані з плитами 8 і 11, повертаються, займаючи вертикальне положення. Відповідно збільшується зусилля, що передається на пресову плиту, тобто передавальне відношення, яке в кінці ходу досягає значення 1:10.
Тиск пресування можна зменшувати шляхом підвищення тиску в штоковой порожнини циліндра 13 в момент пресування. Для плавної зупинки пресового поршня в кришках його циліндра встановлені дросельні клапани 23 і 24.
При зворотному ході пресового поршня плита 8 піднімається, штирі протяжного механізму 2, рухаючи вгору полумуфту, витягають модель. Спеціальні циліндри, розташовані на верхній плиті (на схемі не показані), піднімають наповнювальну рамку 5, разом з нею півформа переміщається в початкове положення.
Автомат широко застосовують для виготовлення ливарних форм в масовому виробництві.
Автомат з важільно-підсилювальним механізмом працює надійно і безшумно. Однак поряд з перевагою він має недоліки. Один з них - неможливість отримання форм деталей зі значним перепадом висот. Цей недолік усунуто в модифікації автомата, де пресування плоскої колодкою замінено многоплунжерние диференціальної колодкою.
Розміщено на Allbest.ru