5. Тема 1.5 Вакуумнопленочный способ и машины (6 часа)

1.5.1 Принципиальная схема вакуумно-плёночной формовки

Сущность процесса вакуумной формовки заключается в использовании синтетических полимерных пленок и вакуума для получения литейных форм.

Сущность способа и последовательность операций, выпол­няемых для его реализации, иллюстрируются схемой на рис. 1.1. Модельная плита 1 с закрепленной на ней моделью 2 монтирует­ся на вакуумируемой камере 3, полость которой соединена сквозными каналами с поверхностью плиты и модели (рис. 1.1, а). Синтетическую пленку 4 толщиной 0,05—0,10 мм и пло­щадью поверхности, равной площади модельной плиты в плане, в течение нескольких секунд нагревают электрическим нагрева­телем 5 до перевода пленки в пластическое состояние (рис. 1.1,б). Пленку накладывают сверху на модель (рис. 1.1, в), а полость камеры 3 подключают к вакуумному насосу, При этом пленка плотно облегает поверхность модельной плиты и модели, точно воспроизведя ее контур.

На модельную плиту устанавливают опоку 6, которая через вытяжную камеру соединена трубопроводом 7 с отверстием с коллектором 8 отсасывающего устройства (рис. 1.1, г). В опоку засыпают сухой мелкозернистый песок (кварцевый, цирконовый и т.д.) с высокой объемной массой без связующего и пред­варительно уплотняют песок легкой вибрацией (рис. 1.1, д).

Далее отформовывают литниковую чашу, удаляют избыток песка из полуформы, накладывают на ее поверхность син­тетическую пленку (без предварительного ее нагревания) и уплотняют формовочный материал подключением опоки к ва­куумному насосу (рис. 1.1,е).

Как только полуформа в результате вакуумирования при­обретает необходимую прочность, ее снимают с модельной пли­ты. При этом последнюю отключают от вакуумной системы, что позволяет легко отделить от нее готовую полуформу с синтети­ческой пленкой на ее рабочей поверхности (рис. 1.1, ж).

Вторую полуформу изготовляют аналогично, а затем соби­рают из них форму. После сборки формы можно выполнять за­ливку. В процессе сборки формы, заливки металла и затвер­девания отливки опоки подключены к вакуумному насосу (рис. 1.1, з). Как только температура отливки достигает значения, необходимого для сохранения ее прочности, насос отключают, а песок, удаляемый из опок, через охладительное и пылеулавли­вающее устройство поступает в бункер (рис. 1.1,и)[1].

Рисунок 1.1 - Последовательность операций при вакуумной формовке

1.5.2 Оборудование для нанесения герметизирующего покрытия

В первых устройствах, работающих по принципу вакуумирования форм, герметизирующее покрытие (синтетическую пленку) устанавливали на оснастку вручную, сматывая ее с рулона. Для подогрева пленки использовали инфракрасные нагреватели. Ручные операции по нанесению пленки значительно снижали производительность оборудования для изготовления вакуумируемых форм. Попытки автоматизации процесса нанесения герметизирующего покрытия привели к созданию различных устройств для герметизации литейной оснастки.

Один из механизмов (Япония) состоит из подъемной траверсы 10 (рис. 1.2) для подачи к модели 9 пленки 6 и неподвижной направляющей 7, по которой перемещается пленка. Вначале траверса 10 с размещенным над ней механизмом подъема, состоящим из цилиндра 2 и поршня, устанавливается на оси у – у в верхнем положении. Тележка с моделью 9 находится на оси х – х, конец пленки 6 под действием разрежения притянут к направляющей 7. Затем происходит вакуумирование камеры, размещенной в траверсе. Одновременно прекращается вакуумирование камеры направляющей, в результате чего пленка притягивается к поверхности траверсы 10. Под действием цилиндра 5 со штоком 3 тележка 4 перемещается, и траверса 10 устанавливается на оси х – х, увлекая за собой пленку, которая под действием разрежения вновь притягивается к направляющей 7. Траверса опускается, при этом размещенные в контейнере 1 нагреватели нагревают пленку и происходит резка ее по контуру. Вакуумирование траверсы 10 прекращается. Включаются система вакуумирования модели и нагреватель 8; в результате пленка притягивается к модели и облицовывает ее поверхность. Далее траверса 10 поднимается и тележка 4 возвращает ее в исходное положение. Тележка, на которой установлена модель, перемещается на позицию формовки, где происходят установка опоки, засыпка формовочного материала, уплотнение его вибрацией. Перед извлечением модели она соединяется с атмосферой.

Рисунок 1.2 - Устройство для нанесения плёнки