Установка для литья под низким давлением и литейная оснастка
Заявляемые установка и литейная оснастка могут быть использованы, в частности, для изготовления керамических форм и стержней из суспензий, подвергаемых замораживанию. Установка содержит два подвижных в горизонтальном направлении стола, емкость для суспензии, вертикальный трубопровод, нижний конец которого расположен в емкости, а верхний в процессе литья контактирует с литниковой втулкой. Каждый стол оснащен по меньшей мере двумя механизмами, взаимодействующими с подвижными элементами оснастки, и двумя механизмами перемещения трубопровода, установленными на крышке емкости. Литейная оснастка включает разъемные в вертикальной плоскости левую и правую половины, каждая из которых содержит модельную плиту, модели, подвижную плиту с толкателями. Оснастка снабжена датчиком уровня суспензии, а между модельной плитой и плитой с толкателями установлены упругие элементы. Технический эффект заключается в упрощении конструкции установки, повышении производительности и снижении себестоимости продукции за счет экономии суспензии.
2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Группа полезных моделей относится к литейному производству, преимущественно для изготовления керамических форм и стержней из суспензий, обладающих метаморфизмом при низких температурах.
Известна установка для литья металла под низким давлением (ЛНД) с горизонтальным разъемом литейной оснастки (И.В.Матвеенко и др. «Оборудование литейных цехов», М., 1976, с.347, рис.263). Установка включает раму, нижний неподвижный и верхний подвижный столы для крепления на них соответственно нижней и верхней половин литейной оснастки, герметичную емкость для расплава, в крышке которой расположен трубопровод(питатель), при этом нижний конец трубопровода находится в емкости, а верхний контактирует с литниковой втулкой, установленной в нижней половине литейной оснастки. Данная установка характеризуется, в частности, низкой производительностью по причине ограниченного доступа в рабочую зону горизонтальных столов при извлечении отливок, что требует дополнительного перемещения верхнего стола.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является двухпозиционная установка для ЛНД с вертикальным разъемом литейной оснастки («Специальные способы литья», справочник под общей ред. В.А.Ефимова, М., изд. «Машиностроение», 1991, с.306, рис.14). Установка содержит раму, два подвижных в горизонтальном направлении вертикальных стола для крепления на них литейной оснастки, герметичную емкость для расплава, вертикальный трубопровод, нижний конец которого расположен в емкости, а верхний контактирует с
литниковой втулкой. К недостаткам устройства следует отнести сложность конструкции, а также невозможность получения пустотелых керамических отливок, что приведет к перерасходу суспензии.
Наиболее близким аналогом к заявляемой литейной оснастке является оснастка для изготовления керамических полуформ по патенту №39845 на полезную модель (В 22 С 9/00, 11/00, 2004). Литейная оснастка состоит из разъемных в вертикальной плоскости половин, каждая из которых включает модельную плиту с каналами для подвода и циркуляции хладагента, одну или несколько моделей, закрепленных на модельной плите, и подвижную плиту с толкателями, проходящими через модельную плиту и модели, при этом указанные половины в сомкнутом положении образуют внутреннюю литейную полость, верхняя часть которой через отверстие, выполненное в одной или обеих плитах, сообщена с атмосферой, а нижняя часть через литниковую втулку и трубопровод сообщена с герметичной емкостью. В известной оснастке отсутствует датчик контроля уровня подаваемой в литейную полость суспензии, в результате чего возможен перерасход исходного материала. Кроме того в процессе эксплуатации оснастки необходимы механизмы возвратно-поступательного перемещения левой и правой плит с толкателями, что усложняет конструкцию установки.
Группа полезных моделей направлена на решение задачи, заключающейся в упрощении установки, повышении производительности и в снижении себестоимости продукции, в частности, за счет экономии суспензии.
Решение поставленной задачи обеспечивается совокупностью существенных признаков заявляемых устройств, изложенных в независимых пунктах формулы. Общими признаками заявляемой установки и ближайшего аналога являются: рама, два вертикальных стола для крепления на них левой и правой половин литейной оснастки, причем
столы установлены с возможностью горизонтального перемещения, герметичная емкость, вертикальный трубопровод, нижний конец которого расположен в емкости, а верхний контактирует с литниковой втулкой. Отличие установки заключается в том, что каждый стол снабжен по меньшей мере двумя механизмами перемещения плиты с толкателями литейной оснастки, и по меньшей мере двумя механизмами вертикального перемещения трубопровода, смонтированными на крышке герметичной емкости, при этом трубопровод закреплен на подвижной горизонтальной плите, а между трубопроводом и крышкой герметичной емкости выполнено уплотнение. В частных случаях установка отличается тем, что:
- герметическая емкость снабжена механизмом перемешивания суспензии, установленным на дне упомянутой емкости;
- механизмы перемещения плиты с толкателями и вертикального перемещения трубопровода выполнены, например, в виде гидро и/или пневмоцилиндров;
- литниковая втулка установлена на раме и выполнена из антиадгезионного к суспензии материала, например, из фторопласта;
- поверхность контактирования литниковой втулки с верхним концом трубопровода выполнена в виде усеченного конуса, основание которого расположено на литниковой втулке.
К известным существенным признакам заявляемой литейной оснастки относятся: разъемные в вертикальной плоскости левую и правую половины, каждая из которых включает модельную плиту с каналами для подвода и циркуляции хладагента, одну или несколько моделей, закрепленных на модельной плите, и подвижную плиту с толкателями, проходящими через модельную плиту и модели, при этом упомянутые половины в сомкнутом положении образуют внутреннюю литейную полость, верхняя часть которой через отверстие сообщена с атмосферой, а
нижняя часть через литниковую втулку и трубопровод сообщена с емкостью.
Отличием оснастки является то, что она снабжена датчиком уровня суспензии, который расположен над отверстием в верхней части оснастки и закреплен на одной из модельных плит, подвижная плита с толкателями смонтирована в открытой полости, образованной в модельной плите, при этом плита с толкателями установлена с возможностью контактирования с поверхностью стола установки, а между модельной плитой и плитой с толкателями установлены упругие элементы. Наличие датчика уровня суспензии исключает перелив суспензии и, тем самым, обеспечивает экономию исходного материала, выполнение в модельной плите открытой полости для размещения в ней плиты с толкателями упрощает конструкцию оснастки, а упругие элементы позволяют использовать более простые механизмы однонаправленного действия. В частных случаях отличие оснастки заключается в том, что:
- упругие элементы выполнены, например, в виде цилиндрических пружин, расположенных на толкателях между плитой с толкателями и модельной плитой;
- датчик уровня суспензии представляет собой дистанционный преобразователь, основанный, например, на ультразвуковых колебаниях.
Группа полезных моделей поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид установки, на фиг.2 - литейная оснастка в разрезе. Установка включает раму 1, на которой неподвижно закреплены левый 2 и правый 3 кронштейны с гидроцилиндрами 4 и 5, штоки 6 и 7 которых соединены с вертикальными столами 8 и 9. Каждый стол снабжен механизмами 10, 11 для перемещения плит с толкателями, расположенных в левой 12 и правой 13 половинах оснастки. На раме смонтирована герметичная емкость 14, на дне
которой имеется механизм перемешивания суспензии 15, а на крышке 16 установлены механизмы 17, исполнительные органы которых взаимодействуют с горизонтальной плитой 18. На плите 18 закреплен трубопровод 19, служащий для подачи суспензии в литейную полость оснастки, на крышке 16 имеется горловина 20 для заливки суспензии, патрубок 21 для подачи газа и уплотнение 22. Верхний конец трубопровода 19 контактирует с литниковой втулкой 23 по поверхности в виде усеченного конуса, основание которого расположено на литниковой втулке.
Литейная оснастка состоит из разъемных в вертикальной плоскости левой 12 и правой 13 половин, каждая из которых включает в себя модельную плиту 24, одну или несколько моделей 25, плиту 26 с толкателями 27, на которых установлены упругие элементы 28. В сомкнутом положении обе половины образуют литейную полость 29, которая через отверстие 30, выполненное в одной или обеих модельных плитах, сообщена с атмосферой. Над отверстием 30 установлен датчик уровня 31, закрепленный на одной из модельных плит 24, в которых предусмотрены каналы 32 для циркуляции хладагента и замораживания оболочкового керамического изделия 33 на заданную толщину стенки.
Заявляемые устройства работают следующим образом. После нанесения разделительного слоя на рабочую поверхность модельных плит 24 и моделей 25 перемещают столы 8 и 9 до смыкания левой 12 и правой 13 половин литейной оснастки, при этом толкатели 27 должны находиться заподлицо с формообразующей поверхностью полости 29. Затем осуществляют предварительное охлаждение литейной оснастки до заданной температуры путем циркуляции хладагента через каналы 32, после чего с помощью механизмов 17 поднимают плиту 18 до контакта верхнего конца трубопровода 19 с
литниковой втулкой 23 и заполняют полость 29 суспензией до контролируемого датчиком 31 уровня путем подачи газа через патрубок 21 и создания в емкости избыточного давления. После выдержки до замораживания суспензии на заданную толщину стенки изделия 33 осуществляют сброс давления в емкости, а жидкий объем суспензии сливается через трубопровод 19 обратно в емкость. С помощью механизмов 17 опускают плиту 18 до размыкания трубопровода 19 и литниковой втулки 23, изготовление которой из фторопласта исключает намораживание и налипание суспензии на ее внутреннюю поверхность. Затем разъединяют литейную оснастку и отделяют изделие 33 от моделей 25 с помощью одновременного приведения в действие механизмов 4, 5 и 10, 11. Возврат плит 26 с толкателями 27 в исходное положение осуществляется с помощью пружин 28. После удаления изделия 33 в рабочую зону литейной оснастки вводят сопло распылителя, наносят разделительное покрытие, закрывают оснастку и производят очередной цикл заливки.
Промышленная реализация заявляемых устройств позволит упростить конструкцию установки при одновременном повышении ее производительности, а также снизить себестоимость продукции, в частности, за счет экономии исходного материала. Кроме того за счет увеличения количества одновременно устанавливаемых в оснастке моделей может быть дополнительно повышены производительность и коэффициент использования оборудования.
1. Установка для литья под низким давлением, преимущественно для изготовления керамических форм и стержней, получаемых путем замораживания суспензии, включающая раму, два вертикальных стола для крепления на них левой и правой половин литейной оснастки, причем столы установлены с возможностью горизонтального перемещения, герметичную емкость для суспензии, вертикальный трубопровод, нижний конец которого расположен в емкости, а верхний контактирует с литниковой втулкой, отличающаяся тем, что каждый стол снабжен по меньшей мере двумя механизмами перемещения плиты с толкателями литейной оснастки, и по меньшей мере двумя механизмами вертикального перемещения трубопровода, смонтированными на крышке герметичной емкости, при этом трубопровод закреплен на подвижной горизонтальной плите, а между трубопроводом и крышкой герметичной емкости выполнено уплотнение.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что герметичная емкость снабжена механизмом перемешивания суспензии, установленным на дне упомянутой емкости.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизмы перемещения плиты с толкателями и вертикального перемещения трубопровода выполнены, например, в виде гидро и/или пневмоцилиндров.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что литниковая втулка установлена на раме и выполнена из антиадгезионного к суспензии материала, например, из фторопласта.
5. Установка по п.1 или 4, отличающаяся тем, что поверхность контактирования между литниковой втулкой и верхним концом трубопровода выполнена в виде усеченного конуса, основание которого расположено на литниковой втулке.
6. Литейная оснастка, содержащая разъемные в вертикальной плоскости левую и правую половины, каждая из которых включает модельную плиту с каналами для подвода и циркуляции хладагента, одну или несколько моделей, закрепленных на модельной плите, и подвижную плиту с толкателями, проходящими через модельную плиту и модели, при этом упомянутые половины в сомкнутом положении образуют внутреннюю литейную полость, верхняя часть которой через отверстие, выполненное в одной или обеих модельных плитах, сообщена с атмосферой, а нижняя часть через литниковую втулку и трубопровод сообщена с герметичной емкостью, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком уровня суспензии, который расположен над отверстием в верхней части оснастки и закреплен на одной из модельных плит, подвижная плита с толкателями смонтирована в открытой полости, образованной в модельной плите, при этом плита с толкателями установлена с возможностью контактирования с поверхностью стола, а между модельной плитой и плитой с толкателями установлены упругие элементы.
7. Литейная оснастка по п.6, отличающаяся тем, что упругие элементы выполнены, например, в виде цилиндрических пружин и расположены на толкателях между плитой с толкателями и модельной плитой.
8. Литейная оснастка по п.6, отличающаяся тем, что датчик уровня суспензии представляет собой дистанционный преобразователь, основанный, например, на ультразвуковых колебаниях.
