8. Комбинированные методы уплотнения

8.1. Предпосылки комбинированных методов уплотнения

Особо плотные формы, а значит, и отливки повышенной точности получаются прессованием. Однако в большинстве случаев одним прессова­нием не удается получить высокую плотность всех частей фор­мы. Лад высоких форм и объемы смеси вокруг высоких моделей оказываются уплотненными не­достаточно. Для того чтобы устранить этот недостаток и вместе с тем в полной мере использовать преимущества прессования, целесообразно применять комбинированное уплотнение, при ко­тором предварительное уплотнение осуществляется одним из ди­намических методов, а окончательное – прессованием.

Комбинированный способ уплотнения будет эффективным, если распределение плотности сочетаемых способов дополняет друг друга.

При прессовании смесь уплотняется преимущественно в на­правлении движения прессового органа. Эта особенность про­цесса сохраняется и при подпрессовке, поэтому нужно выяснить, как должна распределяться плотность по сечениям формы до прессования, что­бы после подпрессовки получалась равномерно уплотненная форма.

После предварительного уплотнения возможны два варианта распределения плотности: первый – все части формы уплотнены примерно одинаково; второй – смесь уплотнена неравномерно, степень неравномерности изменяется по определенному закону.

Рассмотрим первый вариант. Пусть после предварительного уплотнения плотность смеси во всех частях формы равна _н. Исследования И. Лемпицкого показали, что при подпрессовке формы по прямо­угольной модели разность плотностей в столбах A (над моделью) и B (вокруг модели) определяется выражением

,

(86)

где _кA и _кB – конечная плотность смеси после прессования в столбах соответственно над моделью и вокруг нее.

Отсюда следует, что неравномерность уплотнения (_кA  _кB) уменьшается при увеличении начальной плотности _н. При H_м/H = 0,7, _кA = 1700 кг/м³ и _н, равной 1000, 1200, 1400 и 1500 кг/м³ плотность _кB столба вокруг модели соответст­венно равняется 1210, 1350, 1450 и 1560 кг/м³.

Примерно одинаковая и достаточно высокая плотность получается при предварительном пескодувном уплотнении.

Рассмотрим второй вариант, когда начальная плотность смеси в столбах A и B (_нA и _нB) разная, а конечная (_к) одинаковая. Можно показать, что

.

(87)

Таким образом, при заданных размерах формы и конечной ее плотности технологически необходимое предварительное уплот­нение столбов смеси B вокруг модели зависит от предварительной плотности смеси столба A над моделью. Например, при H_м/H = 0,7, _к = 1700 кг/м³ и _нA, равной 1000, 1100 и 1200 кг/м³, плотность _нB должна быть соответственно равна 1405, 1460, 1511 кг/м³. Следовательно, для получения равномерной конечной плотности нет необходимости иметь высокую предварительную степень уп­лотнения, а достаточно получить заданное распределение плот­ности.

При встряхивании и импульсном процессе средняя плотность смеси данного столба зависит от его высоты, поэтому средняя плотность смеси в объеме над моделью всегда меньше, чем в объеме вокруг модели. Именно такое распределение является опти­мальным для последующего прессования.

При прессовании слабее уплотняется кромка формы в месте сопряжения вертикальной стенки модели с модельной плитой, поэтому при предварительном уплотнении эти части формы дол­жны быть уплотнены наиболее сильно.

Рассмотрим известные комбинированные методы уплотнения.