На подобных линиях с сокращенным перечнем механизированных операций изготовляют средние и крупные отливки мелкими сериями. Чем меньше серия, тем меньше степень автоматизации. Крупные единичные отливки массой более 2 т. из черных сплавов рентабельно изготовлять по данной технологии в других комбинированных индивидуальных формах. На практике часто формуют нижнюю полуформу в яме или кессоне по гладкой деревянной модели в "кусках" из ХТС. Куски, оформляющие боковые стенки, разделяют тонкими пенопластовыми (мягкими) листами.
Такая технология позволяет достаточно точно воспроизводить отпечаток модели в процессе сборки формы. Каждый отвержденный кусок формы, имея индивидуальные признаки геометрии (метки), находит свое фиксированное место во время сборки. Благодаря низкому содержанию связующего в смеси (до 1 %) экологическая обстановка в цехах индивидуального литья находится в пределах санитарных норм.
Вакуумная формовка
Конкурентоспособным в настоящее время является вакуум-процесс, при котором формы упрочняются под воздействием вакуума. Вакуум-пленочная формовка считается особенно эффективной при производстве протяженных, сложных отливок из чугуна и стали. При этом отношение массы заливаемого металла к массе наполнителя формы должно быть минимальным для достижения оптимальных теплофизических и экономических параметров процесса.
Освоено серийное производство чугунных ванн с толщиной стенки 4 мм, стальных отливок конструкций железнодорожных вагонов (равностенных и протяженных заготовок типа рам и надрессорных балок), а также автомобильных задних мостов и других ответственных деталей типа задвижек для нефтяной и газовой промышленности.
Преимущества линий вакуумной формовки очевидны. Основными достоинствами являются: экологичность процесса, отсутствие связующего в составе смеси и традиционных систем приготовления и регенерации смесей, повышенная точность литья и более высокий общий уровень качества. Высокое качество поверхности отливки обеспечивается за счет снижения уровня перегрева сплава, так как воздействие вакуума способствует лучшему заполнению формы.
По сравнению с сырой формой из песчано-глинистой смеси заполняемость вакуумной формы выше на 30 %. Кроме того, высокому качеству отпечатка модели способствует применение мелкого огнеупорного песка соответствующего гранулометрического состава.
Воздействие вакуума в процессе заливки, отсос образующихся газов, позволяют получать отливки, свободные от газовых дефектов, а податливая форма способствует получению заготовок без горячих трещин. Кроме того, достигается экономический эффект за счет снижения расхода материалов, в том числе снижения массы отливок на 5 %, доли образования отходов, трудоемкости на финишных операциях и повышения срока службы моделей.
К недостаткам, которые могут сдерживать внедрение технологии вакуумной формовки, следует отнести высокие разовые капитальные затраты на оборудование и оснастку, большой расход электроэнергии при эксплуатации оборудования (в основном на поддерживание вакуума в системах).
Высокие
капитальные затраты обусловлены большой металлоемкостью оборудования и
сложностью опок, которые имеют двойные герметичные стенки, оснащенные
вакуумными вентами, специальными вентиляционными трубами, обратными клапанами,
соединительными конусами и другими специальны
ми
устройствами, необходимыми для создания вакуума внутри опоки и при проведении
различных манипуляций с полуформами.
Габаритные размеры опок и подмодельных плит для вакуумной формовки значительно больше обычных, что влечет увеличение размеров всех систем линий. Кроме того, обстановку в цехе осложняет наличие различных вакуум-проводов.
При изготовлении форм для стальных отливок массой более 200 кг необходимо выполнять литниковую систему в керамических трубках.
Существенным недостатком вакуумной технологии является то, что система не допускает случайных отключений электроэнергии, так как это может привести к серьезной аварии.
Общий итоговый экономический эффект от внедрения технологии вакуумной формовки при изготовлении отливок является положительным и позволяет снижать себестоимость отливок на 20...30 %.
В своем развитии литейное производство должно двигаться синхронно с тенденциями развития машиностроения. Учитывая то, что ключевыми параметрами развития в настоящее время являются бережливая концепция организации производства, то и применяемые технологии должны вписываться в эти рамки. Основными пунктами концепции являются гибкие, переналаживаемые системы Х1я выпуска продукции ограниченными сериями, сокращение складских помещений, объемов незавершенного производства, людских ресурсов за счет внедрения частичной или полной автоматизации. Этим требованиям отвечают рассмотренные выше процессы получения литейной формы.
Выводы
Современные процессы формообразования в достаточной степени универсальны, но в зависимости от серийности и массы производимых отливок могут быть разграничены.
Мелкие отливки большими сериями рентабельнее изготовлять на линиях и автоматах безопочной формовки с применением песчано-глинистых смесей.
Средние отливки из различных сплавов малыми и большими сериями изготовляют преимущественно с применением импульсной формовки. Конкуренцию этому способу составляет вакуум-пленочная формовка, которая имеет реальную перспективу.
Крупное литье и другие единичные отливки целесообразно изготовлять с применением холоднотвердеющих смесей.
Анатолий Александрович Евлампиев, канд. техн. наук; Евгении Александрович Чернышев, д-р техн. наук
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.