Установка для литья под низким давлением

Изобретение "Установка для литья под низким давлением" может быть использована, преимущественно, для изготовления литейных керамических стержней из суспензий, способных к метаморфизму под воздействием отрицательных температур.

Установка содержит раму, нижний неподвижный и верхний подвижный столы с закрепленными на них половинами стержневого ящика, две подвижных плиты с толкателями, проходящими через указанные столы и соответствующие половины ящика, герметичную емкость, трубчатый питатель, нижний конец которого расположен в емкости, а верхний контактирует в процессе литья с литниковой втулкой нижней половины ящика. Емкость смонтирована с возможностью возвратно-поступательного перемещения для обеспечения разъема питателя и литниковой втулки после каждого цикла заливки и замораживания суспензии.

Реализация изобретения позволит повысить производительность литейного оборудования, исключить перерасход суспензии и снизить себестоимость керамических изделий.

Изобретение может быть использовано, в частности, для изготовления керамических изделий, преимущественно литейных оболочковых форм и стержней, получаемых из суспензий, обладающих свойством метаморфизма под воздействием отрицательных температур.

Известна оснастка для изготовления оболочковой двухсторонней керамической полуформы(патент РФ №39845, В 22 С 9/00, на пол.модель, опубл.20.08.2004), содержащая два стола с закрепленными на них моделями и плиты с толкателями, проходящими через указанные столы и модели, при этом столы и плиты смонтированы с возможностью перемещения относительно друг друга с обеспечением разъема моделей в вертикальной плоскости. Данная оснастка используется в индивидуальном производстве и поэтому характеризуется низкой производительностью.

Известна установка для литья под низким давлением(патент РФ №31345, B 22 D 18/04, на пол.модель, опубл. 10.08.2003), включающая герметичную емкость(тигель) с расплавом, разъемную форму и питатель(металлопровод), нижний конец которого расположен в емкости, а верхний соединен с нижней половиной формы через фильтр, расположенный непосредственно в питателе. Рассматриваемая установка применима преимущественно для штучного производства металлических отливок и также обладает низкой производительностью.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является установка для литья под низким давлением(И.В.Матвеенко и др. Оборудование литейных цехов., М., 1976, с.347, рис.263). Установка включает раму, нижний неподвижный и верхний подвижный столы, разъемную в горизонтальной плоскости литейную форму, половины

которой закреплены на упомянутых столах, подвижную плиту с толкателями, проходящими через верхние стол и половину формы, герметичную емкость для расплава, в крышке которой установлен трубчатый питатель, причем нижний конец питателя расположен в емкости, а верхний соединен с литниковой втулкой нижней половины формы. Недостатками известных аналогов является низкая производительность, высокая себестоимость отливок, в частности, за счет необходимости последующей механической обработки литниковой части и прибылей, невозможность получения пустотелых изделий, что приводит к перерасходу расплава, а также сложность конструкции и низкий коэффициент использования литейного оборудования.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении производительности и коэффициента использования установки, снижении себестоимости готовой продукции за счет уменьшения времени на вспомогательные операции по обработке керамического полуфабриката и экономии суспензии.

Сущность заявляемой установки заключается в том, что она содержит раму, нижний неподвижный и верхний подвижный в вертикальном направлении столы, подвижную плиту с толкателями, проходящими через верхний стол и верхнюю половину стержневого ящика, герметичную емкость для суспензии, в крышке которой смонтирован трубчатый питатель, при этом нижний конец питателя расположен в емкости, а верхний контактирует с литниковой втулкой нижней половины стержневого ящика. Отличие установки заключается в том, что она снабжена дополнительной плитой с толкателями, проходящими через нижний стол и нижнюю половину ящика, а емкость имеет возможность вертикального перемещения для обеспечения разъема питателя и литниковой втулки.

Наличие в установке двух плит с толкателями обусловлено необходимостью надежного извлечения керамического изделия из нижней и/или верхней половин стержневого ящика в зависимости от площади формообразующих поверхностей низа и верха, а также от массы самого изделия. Вертикальное перемещение емкости для разъема питателя и литнтковой втулки после каждого цикла заливки на заданный зазор обеспечивает снятие давления в литниковой системе и слив (экономию) суспензии из внутренней полости оболочкового керамического стержня.

В частных случаях реализации изобретения отличием является то, что: - емкость снабжена механизмом перемешивания суспензии, установленным на ее дне, и четырьмя свободно вращающимися роликами, входящими в контакт с установленными в нижней части рамы двумя горизонтальными направляющими для перемещения емкости в зону заливки суспензии и ее ремонтного обслуживания;

- в верхней части питателя установлена съемная втулка, контактирующая в процессе литья с литниковой втулкой, причем обе втулки выполнены из антиадгезионного к суспензии материала, например, из фторопласта, при этом внутренний диаметр литниковой втулки меньше внутреннего диаметра втулки питателя;

- контактная поверхность литниковой втулки и втулки питателя выполнена в виде полусферического кольца, при этом выпуклая часть кольца расположена на втулке питателя, а вогнутая часть в литниковой втулке.

Механизм перемешивания суспензии исключает процессы седиментации, а снабжение установки направляющими позволяет производить заливку суспензии и ремонтное обслуживание емкости в свободной зоне, что позволяет механизировать процесс заливки и улучшить условия труда.

Наличие втулки в верхней части питателя, контактирующей с литниковой втулкой, а также изготовление указанных втулок из фторопласта, повышает надежность и ресурс работы литникового узла. Разность внутренних диаметров втулок исключает попадание суспензии на их контактные поверхности в процессе слива незамороженной суспензии.

Полусферические контактные поверхности литниковой втулки и втулки питателя обеспечивают их надежное соединение в процессе литья под давлением и исключают застойные зоны в литниковой системе.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена схема установки, на фиг.2 - узел разъема питателя и литниковой втулки в сомкнутом положении(вид А-1) и на фиг.3 - узел в разомкнутом положении (вид А-2).Установка содержит раму 1, состоящую из основания 2 и стоек 3; нижний неподвижный стол 4; верхний подвижный стол 5; нижнюю и верхнюю половины стержневого ящика 6 и 7, закрепленные на упомянутых столах; подвижную плиту 8 с толкателями 9, проходящими через верхний стол 5 и верхнюю половину ящика 7; подвижную плиту 10 с толкателями 11, проходящими через стол 4 и нижнюю половину ящика 6; емкость 12, смонтированную с возможностью вертикального перемещения, в крышке которой установлен трубчатый питатель 13; закрепленный на дне емкости механизм перемешивания суспензии, состоящий из электропривода 14, редуктора 15 и мешалки 16; ролики 17 и направляющие 18, закрепленные соответственно на емкости 12 и основании 2. В крышке емкости 12 имеется горловина 19 для заливки суспензии и патрубок 20 для подачи газа в полость емкости. В нижней и верхней половинах стержневого ящика выполнены каналы 21 для циркуляции хладагента, подаваемого через входные 22 и выходные 23 патрубки. В верхней части питателя установлена втулка 24, контактирующая в процессе литья с литниковой втулкой 25 по кольцевой полусферической поверхности 26.

Установка содержит также механизмы(на чертеже не показаны) возвратно-поступательного перемещения стола 5, плит 8,10 и емкости 12. Механизм перемещения емкости обеспечивает разъединение питателя и литниковой втулки на заданный зазор (5-10 мм) после каждого цикла заливки стержневого ящика суспензией и ее замораживания, и опускание емкости на направляющие 18. В зависимости от заливаемого в емкость количества суспензии и габаритов изготавливаемых литейных стержней перемещение емкости по направляющим 18 может осуществляться один-два раза за рабочую смену. Все указанные механизмы могут быть выполнены на основе пневмо и/или гидроприводов.

Установка работает в следующей последовательности. После нанесения разделительного слоя на формообразующие поверхности обеих половин стержневого ящика, производят закрытие ящика путем перемещения верхнего стола 5 и плиты 8 с толкателями 9, при этом торцы толкателей 9 и 11 должны быть совмещены с рабочей поверхностью обеих половин ящика. Затем перемещают емкость 12 с питателем 13 до смыкания втулок 24 и 25, после чего через патрубок 20 в емкость подают газ под заданным давлением (0,1-0,3 МПа) и осуществляют заполнение стержневого ящика суспензией. Циркуляция хладагента через каналы 21 и патрубки 22, 23 осуществляется постоянно от холодильной установки(на чертеже не показано).

После замерзания суспензии (при заданной выдержке), производят сброс давления газа в емкости и перемещение ее до размыкания втулок 25 и 26, в результате происходит слив суспензии из питателя 13 и из внутренней полости стержня. Затем раскрывают стержневой ящик с помощью подъема стола 5 и плиты 8 с одновременным выталкиванием стержня из нижней половины ящика 6 за счет перемещения плиты 10 с толкателями 11. В зависимости от массы отливаемого стержня и площади

контакта может быть осуществлено выталкивание стержня из верхней половины ящика с помощью перемещения плиты 5 вниз.

После захвата и удаления стержня в рабочую зону стержневого ящика вводят сопло распылителя, наносят разделительное покрытие, закрывают ящик и производят следующий цикл заливки.

Применение изобретения позволит повысить производительность, надежность и коэффициент использования оборудования, снизить себестоимость изготовления литейных керамических стержней за счет исключения перерасхода суспензии и сокращения времени на обработку полуфабриката. Производительность установки может быть увеличена также за счет использования нескольких или многоместных стержневых ящиков.

1. Установка для литья под низким давлением, преимущественно для изготовления керамических стержней, получаемых методом замораживания суспензии, включающая раму, нижний неподвижный и верхний подвижный в вертикальном направлении столы для закрепления на них соответственно нижней и верхней половин стержневого ящика, подвижную плиту с толкателями, проходящими через верхний стол и верхнюю половину стержневого ящика, герметичную емкость для суспензии, в крышке которой смонтирован трубчатый питатель, при этом нижний конец питателя расположен в емкости, а верхний установлен с возможностью контактирования с литниковой втулкой, закрепленной в нижней половине стержневого ящика, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительной подвижной плитой с толкателями, проходящими через нижний стол и нижнюю половину стержневого ящика, а емкость установлена с возможностью вертикального перемещения для обеспечения разъема питателя и литниковой втулки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкость снабжена механизмом перемешивания суспензии, установленным на ее дне.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в нижней части рамы установлены две горизонтальные направляющие, а на емкости смонтированы четыре свободно вращающихся ролика для ее перемещения по упомянутым направляющим в зону заливки суспензии и ремонтного обслуживания.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части питателя установлена съемная втулка, контактирующая в процессе литья с литниковой втулкой.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что литниковая втулка и втулка питателя выполнены из антиадгезионного к суспензии материала, например, из фторопласта, причем внутренний диаметр литниковой втулки меньше внутреннего диаметра втулки питателя.

6. Установка по п.4 или 5, отличающаяся тем, что контактная поверхность литниковой втулки и втулки питателя выполнена в виде полусферического кольца, при этом выпуклая часть упомянутого кольца расположена на втулке питателя, а вогнутая часть в литниковой втулке.