В настоящее время технология вакуумно- пленочной формовки становится одной из основных литейных технологий используемых при получении точного литья ответственных заготовок. Поставляемое оборудование компании HWS-SINTO (Германия), ФГУП ЦНИИМ (Россия), предприятий КНР (Китай), ООО»Динус-Сталь» (Украина) и других позволяет обеспечить потребность предприятий в нем для всевозможных условий эксплуатации, для любой группы сложности получаемых отливок с заранее заданной производительностью. К сожалению, решение вопроса поставок качественного оборудования практически не решает проблему технологической не осведомленности большинства литейщиков по эксплуатации такого оборудования и по разработке литейных технологий на конкретные отливки для вакуумно-пленочной формовки. Все это влечет за собой использование современной технологии и оборудования устаревшими, не всегда подходящими для них методами, а отсюда и получаем высокую трудоемкость, низкую производительность, высокий процент брака и другие технологические отклонения от нормы.
Предлагаю познакомиться с основами разработки литейной технологии, подготовленными на основе материалов института «ВОРОШИЛОВГРАДПТИМАШ» (Луганск), КНИГИ «НОУ-ХАУ» ВАКУУМ ПРОЦЕСС (SINTOKOGIO.LTD Япония) и опыта работы предприятия ООО «Динус-Сталь» (Луганск).
Работа начинается с:
1. Проведения конструктивно- технологического анализа отливки для определения необходимой формообразующей оснастки (модели, стержневые ящики, формы для полистироловых частей и т. п.) и определения ее приемлемых конструкторско-технологических параметров, таких как: максимальная высота модели над плоскостью разъема формы (не более 1/2 ширины модельной плиты); высота модели по периметру (не более расстояния до внутреннего контура опоки); конфигурация отдельных элементов поверхности отливки (глубина впадин не более 1.6 ее ширины); минимальная толщина стенки отливки (сталь-5мм. остальные сплавы-3мм.); конфигурация поверхности отливки (минимальное количество поднутрений выполняемых стержнями, съемными и выгораемыми элементами); разъем формы (один прямолинейный или криволинейный); размерная точность и допустимая шероховатость литой поверхности, что может повлечь за собой необходимость использования более точной модельно – стержневой оснастки, повышенные требований к используемым формовочным и антипригарным материалам, другие условия;
2. Определения возможности облицовки пленкой рабочей поверхности модели. Принятие способа увеличения вытяжки пленки в местах с глубокими перепадами рельефа (использование специальных шаблонов позволяюших эффективно прижимать пленку в сложнодоступных местах к модели, формирование глубоких полостей отъемными частями предварительно облицованными пленкой либо стержневой смесью, использование специальных нагревателей (Рис 1), применение методов перекидки пленки (Рис.2) и т. п.)
Образование перемычек на пленке при облицовке модели с высоким выступом можно предотвратить с помощью вспомогательной оправки закругленной формы, диаметр которой чуть больше, чем диаметр выступающей части, при этом пленка прижимается к впадине быстрее, чем происходит ее контакт с выступом (Рис.3). Вместо вспомогательных оправок в ряде случаев эту операцию можно проводить руками в перчатках.
3. Высокие локальные выступы (ребра, бонки и т. п.) имеющие высоту более 100 мм. при h/b>5 (h-высота,b-минимальная ширина выступа) и усложняющие облицовку, рекомендуется отделять от отливки и изготавливать отдельно(Рис.4);
4. Для предотвращения коробления отливок «не жесткой» конструкции рекомендуется: разделение их на жесткие компактные части (Рис.5); установка дополнительных ребер жесткости, удаляемых при механической обработке; для плоскостных отливок – увеличение их толщины за счет технологического припуска на установочной плоскости (Рис.6);
5. После уточнения конфигурации отливки переходят непосредственно к разработке литейной технологи начиная с выбора расположения отливки (отливок) в форме;
- рабочую поверхность отливки необходимо распологать в нижней полуформе, что позволит обеспечить точность, чистоту и максимальное отсутствие дефектов.
- размещение отливки в нижней полуформе позволит уменьшить сечение выпоров, в виду сообщения полости формы, через щели в разъеме формы, с атмосферой.
- в верхней полуформе рекомендуется распологать наименее ответственные части отливки, так как ее верхние поверхности являются наиболее вероятным местом появления различных дефектов.
- наиболее высокие части отливки рекомендуется распологать в центральной части модельной плиты, что позволит улучшить процесс облицовки модели пленкой.
- минимальные расстояние между отливкой и фильтрующими элементами опоки определяются согласно таблице (Рис.7 и Рис.8).
- механическую обработку рекомендуется предусматривать на установочной плоскости, по которой базируются изготавливаемые детали(модели, кокили, стержневые ящики и т. п.) во время эксплуатации, а также по плоскостям спаривания (для разъемной оснастки).
- величину припусков на механическую обработку можно уменьшить относительно предусмотренных ГОСТ 1855-55 и ГОСТ 2009-55 (ГОСТ 26645-85) на 50% для нижней и боковых поверхностей и на 25% для верхних поверхностей.
- расчет размеров, на которые не предусмотрена механическая обработка, следует выполнять по следующей формуле (Ф.1):
Где Рм – расчетный размер промодели, мм.
Рд — чертежный размер детали, мм.
Ку — усадка сплава, %.
- + 0.5 – поправка на усадку вакуумной формы (- 0.5мм. для внутренних размеров отливки, формируемых выступами формы, +0.5мм. для наружных размеров отливки, формируемых впадинами формы (Рис.9)
- высотные размеры, не пересекающие плоскость разъема формы, а также размеры, на которых предусмотрена механическая обработка, рассчитывают по Ф.1 без поправки на «усадку» формы.
- при выполнении отверстий формой «болваны» рекомендуется формировать в нижней полуформе, а в верхней полуформе предусматривать соответствующие углубления.
- высота «болвана» должна быть больше глубины отверстия и при сборке на 2-3 мм. входить в углубление (с зазором 0.5-1мм. на сторону) верхней полуформы, что позволяет полностью исключить обработку отверстия, а полученные по его периметру заливы легко удаляются (Рис.10).