Устройство для изготовления магнитных форм

 

Изобретение относится к литейному .производству и может быть использовано для изготовления разовых магнитных форм. Цель изобретения - снижение себестоимости устройства и трудоемкости изготовления форм и расширение технологических возможностей. Устройство содержит постоянный магнит, расположенный между параллельными полюсными пластинами, и ферромагнитные шунты, размещенные с возможностью перемещения отйосительно магнита и полюсных пластин. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Si)5 В 22 С 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4762224/02 (22) 27.11.89 (46) 15.03.92. Бюл. М 10 (71) Алтайский политехнический институТ . им. И.И.ползунова (72) Г,Е.Левшин (53) 621.744.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1311839, кл. В 22 С 9/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

% 1245398, кл, В 22 С 9/00, 1984.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к на лагничивающим устройствам для изготовления магнитных форм по постоянным и разовым моделям, в том числе при получении отливок ювелирных изделий и зубных протезов.

Известно намагничивающее устройство для изготовления магнитных форм по постоянным и разовым моделям, содержащее Vобразный постоянный магнит, между полюсами которого размещен контейнер (опока) с ферромагнитным формовочным материалом и моделью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности (прототипом) является намагничивающее усгройство для изготовления магнитной разъемной формы. содержащее ферромагнитные коробчатый каркас и плиту с технологическими отверстиями, перекрывающую со стороны контрлада постоянные магниты чередующейся

„„Ы2„„1719147 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

МАГНИТНЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к литейному .производству и может быть использовано для изготовления разовых магнитных форм, Цель изобретения — снижение себестоимости устройства и трудоемкости изготовления форм и расширение технологических возможностей. Устройство содержит постоянный магнит, расположенный между параллельными полюсными пластинами, и ферромагнитные шунты, размещенные с возможностью перемещения относительно магнита и полюсных пластин. 2 з.п. ф-лы, 8 полярности, размещенные на внутренних поверхностях каркаса и плиты с зазором относительно друг друга, ферромагнитные шунты, расположенные между магнитами с возможностью перемещения от одного полюса к другому, причем один из полюсов каждого магнита обращен к полости формы, а другой — к ферромагнитному каркасу и плите.

Основные недостатки этого устройства: неуниверсальность и ограниченная область применения, так как оно предназначено для получения отливки одного наименования в массовом и крупносерийном производстве; необходимость применения нарощалки при заливке формы из-за наличия плиты контрлада; повышенная трудоемкость операции коммутации рабочего магнитного потока изэа необходимости перемещать большое количество шунтов; повышенная себестоимость устройства из-за наличия

1719147 большого количества магнитов и шунтов, что усложняет конструкцию и ее изготовление.

Цель изобретения — снижение себестоимости устройства и трудоемкости процесса изготовления форм и расширение технологических возможностей путем обеспечения изготовления форм для отливок различных типоразмеров.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для изготовления магнитной формы, содержащем постоянные магниты, шунты из магнитомятого материала, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно магнитов, и элементы магнитопровода, согласно изобретению, элементы магнитопровода представляютсобой две полюсные пластины, между которыми расположена форма и один или несколько постоянных магнитов, торцы которых соединены с полюсными пластинами, з шунты установлены с наружной стороны каждого из магнитов с воэможностью перемещения в направлении от магнита и выхода их за габариты полюсных пластин.

Шунты могут быть установлены с возможностью перемещения в направлении, параллельном или перпендикулярном . оси магнитов.

Количество магнитов определяется; размерами рабочего пространства устрой-. ства (формы) — чем они больше, тем больше число магнитов. Это объясняется тем, что магнит определенных размеров имеет ограниченную коэрцитивную силу и магнитную энергию и поэтому создает магнитное поле необходимой напряженности в ограниченном объеме. Если этот обьем меньше, чем необходимый объем формы, то применяют два или больше магнита; необходимостью раздельного упрочнения и разупрочнения отдельных объемов формы при управлении их податливостью. По этой причине каждый магнит целесообразно снабдить собственным шунтом. По конструктивным соображениям шунты могут иметь два возможных перемещения относительно магнита: в на. правлении, паралелльном оси магнита; в направлении, перпендикулярном оси магнита.

Выбор направления перемещения шунта определяется удобством выполнения этого действия и простотой конструктивного воплощения.

Размещение магнитов между полюсными пластинами может осуществляться с одной, двух или трех сторон рабочего пространства. В последнем случае остается открытой (свободной от магнитов) поверхность лада устройства.

На фиг.1 показано устройство с U-образным магнитопроводом перед перемещением в его рабочее пространство опоки с формовочным материалом и моделью (шунт

5 в рабочем положении): фиг.2 — то же, но с опокой, формовочным материалом и Моделью (шунт в нерабочем положении); фиг.3 — устройство с -образным магнитопроводом (шунт в рабочем положении) вид в пла10 не; на фиг.4 —; разрезА-Л на фиг.З; на фиг.5 — устройство с С3-образным магнитопроводом (левый шунт в нерабочем, а правый — в рабочем положениях), вид в плане; на фиг.б — то же, разрез Б-Б на фиг.5; на

15 фиг.7 — устройство с четырьмя магнитами (шунты в рабочем положении), вид в плане; фиг.8 — то же, разрез В-В на фиг.7.

Пример 1. Устройство (фиг.1 и 2) содержит один постоянный магнит 1, распо20 ложенный между двумя параллельными полюсными пластинами 2, и ферромагнитный шунт 3 в виде пластины, размещенной горизонтально под постоянным магнитом 1, причем продольные оси магнита 1 и шунта 3

25 параллельны. Пластины 2 и магнит 1 образуют U-образный магнитопровод, Продолжением полюсных пластин 2 являются неферромагнитные направляющие 4, служащие одновременно опорой. Постоянный

30 магнит 1 выполнен из магнитотвердого материала с высокими коэффицитивной силой, индукцией и энергией намагничивания (типа ферритов, сплавов альнико и т.п,).

Полюсные пластины 2 являются элемен35 тами магнитопровода и выполнены из магнитомягкого материала с магнитной проницаемостью до 4 000, например низкоуглеродистой стали 10, 20, 30 и т,п. Ферромагнитный шунт выполнен также иэ

40 магнитомягкого материала, но желательно с большей величиной магнитной проницаемости 2000+20000 (отожженное Армко-железо, пермаллой и т.п.). Шунт 3 имеет возможность перемещения относительно

45 магнита 1 и пластин 2. В одном случае перемещение шунта может быть осуществлено в направлении,. перпендикулярном оси магнита 1 (вниз), а в другом случае в направлении, параллельном этой оси (вбок). В обоих

50 случаях шунт перемещается относительно полюсных пластин с минимальным зазором (по скользящей посадке). В малых устройствах это перемещение может осуществляться вручную, а в больших, где усилие

55 притяжения торцов шунта 3 к пластинам 2 достигает значительной величины, могут применяться различного рода усилителя (например, рычажные) и механизмы (например, винтовой), а также приводы в виде гидро- или пневмоцилиндров и т.п.

1719147

Устройство по примеру 1 работает следующим образом.

В исходном состоянии шунт 3 находится в рабочем положении непосредственно у магнита 1, При этом магнитный поток, создаваемый магнитом 1, замыкается через полюсные пластины 2 и шунт 3. Затем в рабочее пространство между пластинами 2 свободно помещается опока 5 с ферромагнитным формовочным материалом 6, имеющим магнитную проницаемость до 12, и газифицируемыми моделями 7 и устанавливается на опоры 8. Шунт 3 перемещается в направлении, перпендикулярном оси магнита (по вертикали вниз). При этом большая часть магнитного потока изменяет свое направление на противоположное и замыкается через формовочный ферромагнитный материал 6, намагничивая его и придавая ему прочность. Чем дальше удален шунт 3 от магнита 1 и полюсных пластин 2, тем большая часть магнитного потока замыкается через формовочный материал 6 и тем большую прочность приобретает форма, Изменяя положение шунтэ 3 относительно магнита 1 и пластины 2, можно установить необходимое значение индукции и,. следовательно, прочности фермы. Поэтому после заливки формы расплавом и частичного затвердевания отливки шунт перемещается .снова к магниту 1 для уменьшения прочности формы и обеспечения более свободной усадки отливки, что уменьшает ее напряженное состояние и брак по трещинам и короблению. Когда шунт 3 переместится в исходное положение.(к магниту 1) магнитный поток вновь замкнется через него, форма разупрочнится и опока 5 с формовочным материалом 6 и отливкой может быть свободно удалена из устройства, так как ее притяжение к полюсным пластинам 2 практически малозаметно. Цикл закончен.

Пример 2. Устройство (фиг.3 и 4) содержит один постоянный магнит 1, расположенный между двумя параллельными полюсными пластинами у одного из их торцов, и ферромагнитный шунт 3 в виде пластины, размещенной вертикально сбоку постоянного магнита 1 и примыкающей к торцам пластины 2, причем продольные оси магнита 1 и шунтэ 3 параллельны, Г1лэстины 2 и магнит 1 образуют(:образный мэгнитопровод с рабочим пространством для размещения опоки 5 с формовочным материалом 6, Шунт 3 имеет вазможность перемещения относительно магнита 1 и пластины 2 в плоскости, параллельной оси магнита 1, па вертикали. Устройство мажет быть оснащено цапфами или ручками для переноски.

Устройство по примеру 2 работает следующим образом.

После установки опоки 5 на модельную плиту (не показана), заполнения ее формо5 вочным материалом 6 и уплотнения его на модельную плиту устанавливается устройство таким образом, чтобы его пластины 2 охватывали противоположные стенки опоки

6. При этом шунт 3 находится у магнита 1(во

10 введенном положении) и магнитный поток замыкается через него. Площадь соприкосновения пластины 2 и шунта максимальна.

Затем шунт 1 удаляется из устройства вертикально вверх (или вниз), а магнитный йо15 ток изменяет свое направление на противоположное и замыкается через формовочный материал 6, намагничивая его и придавая ему максимальную прочность. После удаления модели полуформа готовится

20 к сборке с аналогичной полуформой, и собранная форма заливается расплавом. За.тем Ilo неферромагнитным направляющим

4 в зазор между пластинами 2 постепенно вводится (вручную или с помощью механиз25 ма) шунт 3. При этом, чем больше будет площадь соприкосновения торцов шунта 3 с пластинами 2, тем больший магнитный поток будет замыкаться через шунт 3, уменьшая тем самым магнитный поток через

30 формовочный материал 6 и, соответственно, прочность формы. Изменяя положение шунта 3 относительно пластины 2 и магнита 1, можно управлять податливостью формы и создать условия для более свободной усад35 ки отливки и уменьшать ее напряженное состояние и брак по трещинам и короблению. При полном введении шунта 3 в зазор между пластинами 2 практически весь магнитный поток замыкается через шунт, фор40 ма разупрочняется и устройство может быть отделено от опок 5, в которых остается до полного затвердевания отливка. Цикл закончен.

Пример 3. Устройство (фиг.5 и 6)

45 содержит два постоянных магнита 1, расположенных между двумя плоскопараллельными полюсными пластинами 2 у их . противоположных торцов, два ферромагнитных шунта в виде пластины, перемещае50 мой с помощью винтового механизма 9 вдоль неферрамагнитных направляющих 4.

Пластины 2 и магниты 1 абрэзуют -образный магнитоправад с рабочим пространствам между магнитами 1 для размещения

55 опоки5 с формовочным материалом 6. Шунты 3 имеют возможность перемещения огносительно магнитов 1 и пластин 2 в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси магнитов 1. т,е. обок. В зависимости ат размеров и массы устройство может быть снабжено цапфами или ручками для переноски. Оба магнита обращены одноименными полюсами к одной пластине, .

Устройство по примеру 3 работает следующим образом.

После установки опоки 5 на модельную плиту (не показана), заполнения ее ферромагнитным формовочным материалом 6 и уплотненйя его на модельную плиту устанавливается также и устройство. При этом его пластины 2 охватывают опоку 5. В зто время шунты 3 находятся в непосредственной близости у магнитов 1, их вертикальные торцы соприкасаются с пластинами 2 и магнитный поток практически полностью замыкается через них. Затем шунты 3 с помощью винтового механизма 9 перемещаются вбок в направлении. от магнита 1, Когда вертикальные торцы шунтов 3 перестанут соприкасаться с полюсными пластинами 2, часть магнитного потока, замыкающегося. через шунты 3, станет замыкаться через формо- вочный материал 6, Его частицы начнут намагничиваться и вцепляться друг с другом, форма начнет приобретать прочность. Ilo мере удаления шунта 3 от магнита 1. и пластин 2 все большая часть магнитного потока будет проходить через формовочный материал и все меньшая часть - через шунты 3, Ilo достижении полуформой. необходимой прочности модель удаляется известным образом и произодится соединение двух пол-. уформ. Собранная форма заливается расплавом, После этого. по мере.образования на отливке затвердевшей корочки, приближаются к магниту 1 и пластинам 2 шунты

3 с помощью винтового механизма 9. При этом часть магнитного потока, проходящего через форму, изменит свое направление и станет замыкаться через шунт 3, Произой.-. дет уменьшение прочности формы и увеличение ее податливости, что благоприятно скажется на снижении усадочных напряжений в отливке. Когда шунты 3 полностью переместятся в исходное. положение к магниту 1 магнитный поток вновь замкнется через шунты 3, форма разупрочнится и устройство может быть свободно отделено от опоки 5, тэк как ее притяжение к полюсным пластинам 2 практически мало, Цикл закончен. По сравнению с устройством по примеру 2 устройство имеет меньший поток рассеяния и обеспечивает повышенную прочность формы при одинаковых ее габаритах. Кроме того, устройство обладает более широкими возможностями в регулировании прочности и податливости формы.

Пример 4, Устройство (фиг.7 и 8) содержит четыре постоянных магнита 1, 19147 8

3 расположенных между двумя плоскопараллельными пластинами 2 с трек сторон рабочего пространства, четйре ферромагнитных шунта 3 в виде пластины, перемещаемой

5 вручную или с помощью механизма (не показан) относительно магнитов 1 и пластин 2 по неферромэгнитным направляющим 4.

Пластины 2 и магниты 1 образуют закрытое стрехсторон рабочее пространстводля раз10 мещения в нем опоки 5 с формовочным материалом 6 путем ее установки на опоры 8.

Шунты 3, расположенные с боковых сторон рабочего пространства .(опоки), имеют возможность перемещения относительно соот15 ветствующих магнитов 1 в вертикальном направлении.(вверх или вниз), а шунты 3, размещенные у магнитов 1, расположенных со стороны контрлада (дна) опоки 5, имеют возможность перемещения относительно

20 соответствующих магнитов 1 в горизонтальном направл. нии вбок, В обоих случаях. шунты 3 перемещаются в плоскости, параллельной оси магнитов 1. В зависимости от размеров и массы устройство и опокэ могут

25 быть снабжены цапфами или ручками для переноски; Все магниты обращены одноимейными полюсами к одной пластине.

Устройство по йримеру 4 работает следующим обрезом.

30 После установки опоки 5 с формовочным материалом 6 и разовой моделью 7 в рабочее пространства устройства на опоры

8 шунты 3 перемещаются в направлении от магнитов 1 ° После удаления шунтов 3 маг35 нитный поток, создаваемый каждым иэ магнитов 1, замыкается через формовочный материал 6, намагничивая его частицы и придавая прочность форме. Магнитные потоки соседних магнитов 1 складываются с

40 увеличением прочности формы, Затем модель 7 удаляется известным образом (выжиганием, расплавлением, растворением) и форма заливается расплавом. По направля. ющим 4 постепенно вводятся шунты 3 для

45 уменьшения прочности формы и увеличения ее податливости в соответствии с уменьшением линейных размеров в затвердевэющей отливке в результате усадочных працесов. Шунты могут вводиться одновре-.

50 менно или в определенном порядке, соответствующем уменьшению прочности нэ определенном участке формы (отливки). Это позволяет уменьшить внутренние напряжения в отливке и снизить брак по трещинам

55 и короблению. После полного ввода шунтов

3 (возвращения их в исходное положение) форма разупрочняется и опока 5 вместе с формовочным материалом 6 и отливкой удаляется из рабочего пространства. Цикл закончен.

1T 19147

Фиг2

908. 1

По сравнению с устройством по примеру 3 предлагаемое устройство обеспечивает более высокую прочность формы при одинаковых ее размерах и имеет большую эффективность использования рабочего 5 магнитного потока, так как уменьшает поток рассеяния со стороны контрлада опоки 5.

Кроме того, оно имеет широкие возможности по управлению прочностью формы. По сравнению с прототипом изобретение име- 10 ет пониженную себестоимость эа счет уменьшения числа постоянных магнитов и шунтов, что приводит к упрощению конструкции и удешевляет ее изготовление; пони женную трудоемкость изготовления формы 15 за счет уменьшения числа шунтов, которые необходимо перемещать для коммутации магнитного потока, а также за счет устранения нарощалки; расширенные технологиче; ские возможности за счет обеспечения 20 изготовления форм для отливок различных наименований, Формула изобретения

1, Устройство для изготовления магнитных форм, содержащее постоянные магни- 25 ты, шунты из магнитомягкого материала, установленные с возможностью возвратнопоступательного перемещения относительно магнитов, и магнитопровод, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения себестоимости устройства и трудоемкости процесса изготовления форм и расширения технологических воэможностей путем обеспечения изготовления форм для отливок различных типоразмеров, магнитопровод представляет собой две полюсные пластины, между которыми расположены форма и один или несколько постоянных магнитов. торцы которых соединены с полюсными пластинами, а шунты установлены с наружной стороны каждого иэ магнитов с возможностью перемещения) в направлении от магнита иЪыхода их за габариты полюсных пластин.

2. Устройство по и. 1, о тл и ч а. ю щеес я тем. что шунты установлены с возможностью перемещения в направлении. параллельном оси магнйтов.

3. Устройство пои. 1. о тл ича ю ще ес я тем. что шунты установлены с воэможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси магнитов, 1719147

° э ° е юг е r °

° ° ° ф юю ° аю Ф °

° Ф

Ф ° а rr ° ° ° ° ю э ° ° ° °

Ф Ъ ю ° r ° ° °

° °

Фиа.6

1719147

° ° °

° ° ° °

° °

° Ф

° °

° °

° °

° ° °

° °

° ° ° ° r у ° ° ° ° ° °

Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° °

° ° °

° °

° ° °

Фиг.8

Составитель

Техред М.Моргентал

Корректор В,Гирняк

Редактор Н.Шитев

Заказ 727 Тираж Подписное

ВНИИПИ Госудэрственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

° ° °

° °

° °, ° °

У

° °

° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° °

° °

° ° ° ° ° ° °

° ° °

° ° ° ° ° ° е ° °

° ° I

° ° °

Ф le e° ° °

° ° е ° ° ° °

Ф ° ° ° ° ° ° ° °

° °, е °

° ° ° ° ° ° °

° е ° ° Ф t i °

° ° ° °

° ° ° ° ° ° ° °

° °

° °

В ° °

° °

° °

° °

° е °

° °

Lg Il