Способ электрогидравлической очистки отливок Советский патент 1988 года по МПК B22D29/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в литейном производстве, в частности для очистки поверхностей отливок преимущественно сложной формы от стержневых и формовочных смесей. Известен способ выбивки стержней, включающий воздействие на отливку электрЬтидравличёскими удараьш с частотой 1,6-2,2 имп/с. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ электрогидравлической очист си отливок от стержневых и формовочных смесей в среде жидкости путем воздействия на них серией электроглдравлических ударов. Однако известные способы характеризуются недостаточно высокой производительностью при очистке отливок от самовысыпающихся смесей, а также низким качеством очистки. При очистке отливок от самовысыпающихся и других низкопрочных смесей происходит интенсивное отделение смеси При этом скорость прохождения смеси через отверстия в дне контейнера и в отливках оказывается меньше скорости отделения смеси от отливки, вследствие чего отделяющаяся смесь перекрывает выходное отверстие и скорость прохождения ее через отверстия уменьшается, что ведет к уменьшению производительности процесса очистки. Кроме того, часть смеси остается в иазличнызс карманах, и углублениях, что снижает качество очистки отливок Цель изобретения - повьш1ение производительности процесса и качества очистки отливок. Поставленная цель достигается тем что согласно способу электрогидравлической очистки отливок от стержневых и формовочных смесей в среде жидкости путем воздействия на них серией электрогидравлических ударов, отливкам в процессе элактрогидравлической обработки сообщают возвратно-поступательное движение, обеспечивающее перемещение -жидкости в их внутренних полостях со скоростью, превьш1ающей 0,08 м/с при этрм скорость перемещения отливок определяют по зависимости ,08 К - , где К - коэффициент, учитывающнй перемещение части объема жидкости движущейся отливкой за пределы траектории ее движения в течение одного хода; площадь отливки; площадь проекции отверстий в отливке на поверхность, перпендикулярную направлению движения отливки, а ход отливки определяют по зависимости °i25 где h - ход отливки, м-, L - длина наиболее протяженного отверстия отливки, м. Причем в момент изменения направления движения отливке придают ускорение движения, превьш1ающее ускорение свободного падения. При электрогидравлической очистке отливки подвергаются действию высо.ковольтньпс импульсов тока, обеспечивающих пробой жидкости, в результате которого образуется сильноточная искра и происходит мгновенный подвод большого количества энергии в зону искрового канала, но так как жидкость практически несжимаема, то она оказывает сопротивление расширяющемуся каналу, что вызывает высокие мгновенные давления и образуются ударные волны с.начальным давлением в несколько тысяч атмосфер и скоростью распространения вьш1е скорости звука. Ударная волна, встречая на своем пути стержневую смесь, разрушает ее, а встречаясь с материалом отливки, вызывает в нем упругие колебания, которые способствуют дальнейшему разрушению смеси.. Одновременно с началом электрогидравлической обработки отливкам, находящимся в рабочей жидкости,придают возвратно-поступательное движение, обеспечивающее перемещение жидкости во внутренних полостях отливок со скоростью, превьш1ающей 0,08 м/с, при этом в момент изменения направления движенияускорения движения отливок превьш1ает ускорение свободного падения тела (по абсолютной величине). В результате такого движения в полостях отливки возникают гидропотокипжидкости, которые создают разрушенную стержневую смесь, при этом скорость движения жидкости во внутренних полостях отливки превьщ ает

0,08 м/с, т.е. скорость движения жидкости, при которой происходит . . увлечение потоком неподвижньк частиц/ смеси. Данная скорость движения жид- j кости во внутренних полостях отливки относительно последней будет при скорости движения отливки в потоке жидкости, определяемой следующей зависимостью10,08 К , при этом К зависит от отношения пло щади отливки к площади емкости, вяз кости жидкости, скорости перемещени отливки, суммарной площади отверсти S и др. и выражается з висимостыр v- VoTB , sTh . где S к - площад отливки; объем жидкости, прошедшей через отверстия; h - ход отливки. Причем ход отливки должен быть таким, чтобы слои жидкости, -которые были на входе наиболее протяженного отверстия в начале хода в конце хода, вышли из него, т.е. Ъ7Т 0° ШлЬ -г,- 5 где L - длина наиболее протяженного отверстия. При этом для плоских широких отливок с большим количеством отверстий в соответствии с гидродинамическими расчетами движения отливки слое жидкости ,7-0,9, а для узких отверстий 0,2-0,4. Кроме того, гидропотоки вымывают разрушенную стержневую смесь из углублений и карманов. При перемещени отливки, например, в вертикальной плоскости вниз, жидкость размывает слой разрушенной смеси, перекрывающей выходные отверстия. Эта происходит, если усилие, с которым действует жидкость на движ щуюся совместно с отливкой смесь, PI-V s,: где С- коэффициент сопротивления j3,- плотность смеси; V- скорость отливки; S- площадь смеси ,

превьшает вес смеси в жидкости

.-rB)/ где Vj- Sligp - объем смеси; - удельный вес смеси; ТеРвй - удельный вес жидкости. Т.е. если

j2MOi

Рв /Р.

V

Г - с В результате этого жидкость перемешивается со смесью и выносит ее через боковые и верхние отверстия за пределы отливкиj что значительно увеличивает скорость удаления разрушенной смеси из внутренних полостей от - ливки за счет использований для этой цели не только нижних, но и боковых и верхних отверстий. При обратном движении ПОТОКИ жидкости выносят раЗрзтпенную смесь через боковые и нижние отверстия. Аналогичный процесс происходити при перемещении отливки в горизонтальной плоскости. В этом случае разг рушениая смесь также удаляется не только через нижние отверстия, но и через боковые и верхние (посредством гидропотоков жидкости относительно отливки). С целью повышения скорости удаления разрушенной смеси из внутренних карманов и углублений отливки в момент изменения направления движения отливке придают ускорение свободного падения; Возникающие при этом силы инерции .1m J - масса смеси в кармане; а - ускорение отливки, превьш1ают силы притяжения .ci , ; и частицы смеси под действием сил инерции выбрасываются из карманов и углублений и уносятся потоком жидкости. Проведенные исследования показывают, что при обработке отливок блоков цилиндров с применением одновременно с ЭГ ударами обратно поступательного движения отливок на высоту 250-300 мм и длительностью цикла ; 10 с производительность процесса очистки отливок возрастает на 20%, а качество очистки, т.е. процент уда510523306

ленной смеси из отливки, увеличивает-тельного движения со скоростью

ся с 90 до 99,9%.8 м/мин и ходом 250 мм для очистки

Экспериментальная очистка головоктребуется 40 импульсов, а остаток

блоков цилиндров двигателей (весстержневой смеси составляет 1 г, 75 кг, длина 900 мм, ширина 240 им,

высота 150 мм, количество смеси 5 кг) Применение предлагаемого изобретепоказывает, что для очистки однойния позволяет увеличить производиотливки, закрепленной неподвгашо,тельность способа при очистке сложных

необходимо 48 импульсов, при этом в Qотливок со значительными внутренниотливке остается в среднем 500 г не-ми полостями на 15-25%, улучшить каудаленной смеси.чество очистки, увеличить процент

При придании отливкам одновремен-удаления стержневой смеси из внутрен

но с ЭГ обработкой возвратно-поступа-них полостей до 99,50-99,9%.

1. СПОСОБ ЭЖКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ОТЛИВОК от стержневых и формовочньрс смесей в среде жидкости путем воздействия на них серией электрогидравлических ударов, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности процесса и качества очистки отливок, отливкам в процессе электрогидравлической обработки сообщают возвратнопоступательное движение, обеспечивающее церемещение, жидкости в их внутренних полостях со скоростью, превышающей 0,08 м/с, при этом скорость перемещения отливок определяют по зависимости V 0,08 К |i- , eJK где к - коэффициент, учитывающий перемещение части объема жидкости движущейся отливкой за пределы траектории её движения в течение одного хода; площадь ОТЛИВКИ; -СТА площадь проекции отверстий 6„ в отливке на поверхность, перпендикулярную направлению движения отливки, ход отливки определяют по зависиа мости i h,b-V5 (Л где h - ход отливки, м; L - длина наиболее протяженного „ отверстия отливки, м. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аО1 .ю щ и- и, с я тем, что в момент измеhd нения направления движения отливке придают ускорение движения, превьтаСО ющее ускорение свободного падения. оэ