Способ изготовления разъемных постоянных металлических форм и устройство для его осуществления
Использование: в литейном производстве. Сущность изобретения: в заполненную формовочной смесью опоку устанавливают эталон, элементы для образования технологических полостей и центрирующие штыри. Устанавливают вторую опоку и отливают первую часть формы в полукокиле, образованном металлическими стенками первой опоки и поверхностью формовочной смеси. Удаляют формовочную смесь, покрывают поверхность разъема отлитой части формы теплоизоляционным разделительным слоем, устанавливают на залитые штыри центрирующие втулки и отливают вторую часть формы в кокиле, образованном стенками второй опоки и поверхностью разъема отлитой первой полуформы. Устройство для изготовления разъемных постоянных металлических форм содержит полуформы, боковые стенки которых выполнены в виде металлических планок, шарнирно соединенных между собой в виде замкнутого многоугольника. Многоугольники установлены друг на друга и зажаты между плитами оснований при помощи стяжных штифтов с фиксаторами на концах. Устройство содержит также механизм подъема оснований и механизм поворота полуформы вокруг горизонтальной оси. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 19 ил.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению разъемных постоянных металлических литейных форм, но может быть также использовано при изготовлении кузнечных штампов, штампов для холодной штамповки, пресс-форм для пластмасс и т.д.
Известен способ изготовления разъемных постоянных литейных форм, согласно которому эталон отливки, используемый в качестве модели, заформовывают в "фальшивой" опоке до плоскости разъема. Поверхность эталона и плоскость разъема обкладывают слоем глины толщиной, равной толщине стенки отливаемой формы. Устанавливают модель боковой поверхности формы и заполняют формовочной смесью, затем удаляют модель и слой глины. Поверхность эталона покрывают облицовкой и краской, после чего отливают первую половину формы. В очищенную отливку первой половины формы устанавливают эталон и в той же последовательности формуют и отливают вторую половину формы (Дубинин Н.П. и др. Кокильное литье. М. Машиностроение, 1967, с.262). Данный способ является трудоемким и не обеспечивает высокой точности рабочей полости формы, поскольку не учитывает усадку металла. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления разъемных постоянных литейных форм (авт.св. N 529586, кл. В 22 D 15/00, 1967), заключающийся в том, что в нижнюю полуформу, заполненную формовочной землей, устанавливают эталон, а в верхнюю деревянную модель наружной поверхности формы. Затем модель удаляют, а вокруг эталона устанавливают втулки, заполненные формовочной землей. При отливке первой чатси формы в ней образуются технологические полости, которые заполняются металлом при отливке второй части формы. Благодаря тому что полости выполнены расширяющимися от плоскости разъема, заливаемый в них металл при остывании препятствует короблению отливок. Устройство, реализующее этот способ, включает нижнюю полуформу, заполненную формовочной смесью с установленным в ней эталоном, верхнюю полуформу с пустотелой деревянной моделью, образующей полость, в которой устанавливают элементы для образования технологических полостей, и литниковую систему. Недостатком данного способа и устройства является низкая производительность, связанная с большой трудоемкостью, обусловленной целым рядом факторов: объемом модельных и формовочных работ ввиду использования в данном способе разовых форм, изготовленных по моделям; необходимостью механической обработки наружных боковых поверхностей отлитых форм для снятия формовочных уклонов, а также поверхностей, соприкасающихся с механизмами соединения и разъема частей формы; слесарными работами и механической обработкой для выполнения элементов центрирования частей формы; практической невозможностью использования металлических втулок, для образования технологических полостей, при изготовлении разъемных металлических форм с поверхностью разъема, отличной от плоской. Кроме того, неизбежный при данном способе контакт заливаемого металла с формовочной землей приводит к образованию сорных и газовых раковин, снижению чистоты поверхности и плотности отливок. Целью изобретения является повышение производительности и расширение технологических возможностей, поскольку предлагаемым способом возможно изготовление металлических форм с поверхностью разъема, отличной от плоской. Цель достигается тем, что в способе изготовления разъемных постоянных металлических форм, включающем заполнение одной из полуформ формовочной смесью, установку эталона и элементов, образующих технологические полости, расширяющиеся в направлении от линии разъема, последовательную отливку частей металлической формы, термообработку для снятия внутренних напряжений и удаление металла из технологических полостей, первую часть формы отливают в полукокиле, образованном металлическими стенками первой полуформы, установленной на заполненную формовочной смесью вторую полуформу, и поверхностью этой формовочной смеси, удаляют из второй полуформы формовочную смесь, покрывают поверхность разъема отлитой части формы теплоизоляционным разделительным слоем и отливают вторую часть формы в кокиле, образованном стенками второй полуформы и поверхностью разъема отлитой первой части формы. При этом перед отливкой первой части формы в заполненную формовочной смесью вторую полуформу устанавливают центрирующие металлические штыри, основания которых располагают в полости первой полуформы, а перед отливкой второй части формы центрирующие втулки. Цель достигается также тем, что в устройстве для изготовления разъемных постоянных металлических форм, включающем разъемные полуформы, элементы, образующие технологические полости с помощью разовых стержней равной высоты для каждой изготавливаемой формы, расширяющиеся в направлении от поверхности разъема, в том числе и не плоской, и литниковую систему, стенки полуформ выполнены в виде шарнирно соединенных между собой с образованием замкнутого многоугольника металлических планок, при этом многоугольники, установленные друг на друге, зажаты между плитами оснований, соединенными между собой стяжными штифтами с фиксаторами на концах. Выполнение стенок полуформ в виде состоящих из металлических планок многоугольников, где регулировка взаимного расположения планок позволяет менять их форму и размеры сторон, установленных друг на друге и зажатых между плитами оснований, позволяет отливать согласно предлагаемому способу, первую часть формы в полукокиле, образованном металлическими стенками первой полуформы и поверхностью формовочной смеси, заполняющей вторую полуформу, а вторую часть формы в кокиле, образованном стенками второй полуформы и поверхностью разъема отлитой первой части формы. Тем самым обеспечивается достижение нового положительного эффекта, заключающегося в повышении производительности путем снижения трудоемкости. Эффект достигнут за счет сокращения конструкторских работ по проектированию металлических форм, формовочных работ из-за отсутствия необходимости изготовления моделей для наружных поверхностей разовых форм, ликвидации механической обработки боковых наружных поверхностей отлитой формы для снятия формовочных уклонов и слесарных работ по установке элементов центрирования, которые выполняются непосредственно в процессе заливки частей формы, а также исключают все работы по изготовлению частей кокиля для отливки наружных частей отливаемых металлических форм. На фиг.1-5 показана схема, иллюстрирующая предлагаемый способ изготовления разъемных постоянных металлических форм; на фиг.6 устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.7 разрез А-А на фиг.6; на фиг. 8 разрез Б-Б на фиг. 7; на фиг.9 разрез В-В на фиг.7; на фиг.10 разрез Г-Г на фиг.7; на фиг. 11 разрез Д-Д на фиг.7 (заливка первой части формы); на фиг.12 разрез Е-Е на фиг.7 (заливка второй части формы); на фиг.13 и 14 конструкция одной из планок составляющих замкнутый многоугольник; на фиг.15 разрез Ж-Ж на фиг. 14; на фиг. 16 литниковая пара планок; на фиг.17 разрез И-И на фиг.16; на фиг. 18-19 приспособление для выполнения знаков под стержни, образующие технологические полости. Способ изготовления разъемных постоянных металлических форм осуществляют следующим образом. Оба стяжных штифта 1 (фиг.1) устанавливают вертикально в стойках 2 с возможностью вращения в вертикальной плоскости. Сверху каждого стяжного штифта 1 ввертывают по дистанционной гайке 3 так, чтобы расстояние между верхними их торцами и поворотной осью стяжных штифтов 1 ориентировочно соответствовало высоте второй основной части отливаемой формы. С помощью подъемного устройства 4 плиту 5 сквозь отверстия в ней устанавливают на дистанционные гайки 3 и в таком положении закрепляют специальными гайками 6 и 7 с самотормозящей резьбой, образующими цанговый зажим. Затем (фиг.2) стяжные штифты 1 вместе с закрепленной на них плитой 5, образующей дно второй полуформы, поворачивают на 180о в вертикальной плоскости. На плиту 5 устанавливают планки 8, закрепленные между собой так, что они внутренней своей поверхностью образуют наружную боковую поверхность полуформы, предназначенной для отливки второй части формы и именуемой в дальнейшем второй полуформой, заполняют формовочной смесью 9. Заформовывают в нее эталон 10 так, чтобы линия его разъема совпадала с плоскостью разъема полуформ. С помощью модели заполняют формовочной смесью литниковую систему отливаемой полуформы (не показана). Выполняют знаки для установки стержней 11, образующих технологические полости, расширяющиеся в направлении от поверхности разъема, и устанавливают стержни (не показано) для выполнения отверстий под болты для крепления отливаемых частей формы к механизму для их соединения и разъема. Затем устанавливают штыри 12 для центрирования полуформ и элемент системы охлаждения первой части формы, например змеевик 13, при этом выходную часть его располагают в плоскости разъема. Змеевик 13 должен быть заполнен сухим песком, что обеспечивает увеличение коэффициента теплопроводности в местах соединения змеевика с материалом отливаемой части формы. Затем устанавливают стержни 11, образующие технологические полости, в соответствующие знаки. Устанавливают первую полуформу 14 (т.е. полуформу для отливки первой части формы) на заполненную формовочной смесью вторую полуформу, зафиксировав тем самым положение змеевика 13. Производят проверку и корректировку расстояния между змеевиком 13 и эталоном 10, а также расположения стержней по высоте. Устанавливают на полуформу плиту 15, образующую дно первой полуформы. Скрепляют полуформу между собой с помощью гаек 6 и 7 на стяжных штифтах 1 в положение, при котором плоскость разъема полуформ расположена под углом 10-15о к вертикали (фиг.3). Величина угла поворота зависит от геометрии эталона. Устанавливают постоянную литниковую чашу и заливают жидким металлом первую часть формы. Таким образом, первую часть формы отливают в полукокиль, образованный металлическими стенками первой полуформы 14, плитой 15 и поверхностью формовочной смеси 9, заполняющей вторую полуформу. После отвердевания первой части формы поворачивают устройство в исходное положение, снимают верхнюю часть первой полуформы и удаляют стержневую смесь из технологических полостей 11 (фиг.4). Устанавливают на место и закрепляют верхнюю часть первой полуформы, поворачивают устройство на 180о, снимают вторую полуформу, удаляют формовочную смесь 9. При достижении поверхностью разъема отлитой части формы температуры 110-120оС ее покрывают теплоизоляционной огнеупорной краской. Устанавливают на штырях втулки 16 для выполнения элементов центрирования полуформ и заполняют формовочной смесью их полости (фиг.5). С помощью модели заформовывают литниковую систему второй полуформы. Устанавливают элемент 17 системы охлаждения второй части формы. Устанавливают плиту 5 на стяжных штифтах 1, устанавливают стержни 18 для выполнения отверстий под болты для крепления частей формы к механизму для их соединения и разъема, закрепляя вторую полуформу. Поворачивают устройство в положение вертикальной заливки устанавливают вторую литниковую чашу и производят заливку жидким металлом второй части формы. Расстояние между первой и второй литниковыми чашами зависит от размера стороны многоугольника, образованного планками. Таким образом, вторую часть формы отливают в кокиль, образованный стенками второй полуформы и поверхностью разъема отлитой первой части формы. При этом металл, заливаемый в технологические полости 19, при остывании препятствует короблению отлитой части формы. После отвердевания второй части формы разбирают обе полуформы и удаляют литниковую систему. Обе части отлитой формы подвергают термообработке для снятия внутренних напряжений. Удаляют металл из технологических полостей, а также эталон и стнержневую смесь из отверстия для крепления отлитых частей формы к механизму их соединения и разъема. Устройство (фиг.6) для осуществления способа изготовления разъемных постоянных металлических литейных форм включает основание 20 с закрепленными на нем стойками 2. В верхней части стоек 2 с возможностью вращения установлены горизонтальные оси 21, свободные концы которых связаны со стяжными штифтами 1. На стяжных штифтах 1, снабженных резьбой, параллельно друг другу установлены основания полуформ в виде плит 5 и 15, положение которых по вертикали ограничено фиксаторами, выполненными, например, в виде дистанционных гаек 3 и специальных гаек 6, 7 с самотормозящей резьбой, образующих цанговый зажим. Между плитами 5 и 15 расположены боковые стенки полуформ, образованные установленными друг на друге многоугольными рамками, состоящими из шарнирно соединенных между собой планок. Каждая планка 22 снабжена втулкой с лепестком 23, шарнирно прикрепленными к ней при помощи винта 24. Угол


Формула изобретения
1. Способ изготовления разъемных постоянных металлических форм, включающий заполнение одной из опок формовочной смесью, установку эталона и элементов, формирующих технологические полости, заливку металла, выдержку для затвердения отливки, термообработку отливки для снятия внутренних напряжений и удаление металла из технологических полостей, отличающийся тем, что, с целью повышения проивзодительности и расширения технологических возможностей, после заполнения формовочной смесью одной из опок на нее устанавливают вторую опоку и заливают металл, после затвердевания отливки первой полуформы формовочную смесь удаляют, по достижении поверхностью отливки температуры 110-120oС наносят слой теплоизоляционного покрытия, заливают металл и выдерживают до затвердевания второй части формы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед заливкой первой полуформы в заполненную формовочной смесью опоку устанавливают центрирующие штыри, а перед заливкой второй полуформы на залитые штыри устанавливают центрирующие втулки. 3. Устройство для изготовления разъемных постоянных металлических форм, содержащее разъемные полуформы, элементы, формирующие технологические полости, расширяющиеся в направлении от линии разъема, и литниковую систему, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, полуформы представляют собой шарнирно соединенные между собой в виде замкнутого многоугольника металлические планки, размещенные между основаниями, соединенные посредством стяжных штифтов и имеющие фиксаторы на концах.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19