Разборная форма для центробежного литья

111 498896

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительный к патенту (51) М Кл В 22D 13/10 (22) Заявлено 02.04.73 (21) 1901437/22-2 (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытнч

Опубликовано 05,01.76. Бюллетень № 1 (53) УДК 621.74.042 (088.8) Дата опубликования описания 16.04.76 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Фредерик Вильям Бауманн, Вильям Чарльз Лабан, Роберт Глен

Мак Нэри и Альберт Рейнер Миллер (CIlIA) Иностранная фирма

Дженерал Электрик Компани (США) (71) Заявитель (54) РАЗБОРНАЯ ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ

Изобретение относится к области литейного производства.

Для изготовления электрических машин (двигателей, генераторов) известны различные устройства для отливки корпусов двигателей, конструкции которых определялись размерами и количеством одновременно отливаемых корпусов, При отливке в земляные формы существенно увеличивается время на изготовление формы (которую приходится разрушать после каждой отливки), а изготовление корпусов из отдельных штампованных сегментов требует процесса сварки.

Способ центробежного литья применяется в основном для отливки деталей с гладкой поверхностью, поэтому формы для этого способа литья изготавливаются не более, чем из двух половин для уменьшения утечки расплавленного металла через стыки такой формы.

В таких секционных формах приводное устройство для вращения формы размещается на одном из концов формы, и расплавленный металл подается в форму через второй открытый конец формы. При использовании таких форм для отливки крупных деталей форма жестко крепится к приводному механизму (из-за наличия сил, возникающих в консольно закрепленной форме), что затрудняет съем формы и снижает производительность всей операции.

Целью изобретения является получение отливок сложной конфигурации.

Для этого предлагаемая разборная форма состоит из нескольких секций и сегментов кольцевых пластин, которые крепятся к тор10 цам секций. Когда секции собираются друг с другом, образуя замкнутую литейную форму, сегменты кольцевых пластин располагаются соосно друг относительно друга, образуя цилиндрическую поверхность, с помощью которой вращаются формы на сегментных кольцевых пластинах.

Предпочтительней устанавливать кольцевые пластины на торцах собираемой из секций формы, так как в этом случае эти пла20 стины используются в качестве опор при разработке формы.

На фиг. 1 в изометрии показана литейная форма; на фиг. 2 — разрез формы в плоскости, перпендикулярной ее оси; на фиг. 3—

25 разрез корпуса двигателя, изготовленного в данной форме; на фиг. 4 — конструкция стыка образующих форму секций, обеспечивающая

498896

60 б5 герметичность плоскости разъема; на фиг. 5— устройство для вращения формы с помощью двух кольцевых пластин, закрепленных на ее торцах; на фиг. 6 — приспособление для разборки формы.

Предлагаемая четырехсекционная форма, предназначенная для отливки корпусов электродвигателей, состоит из четырех отдельных секций 1 — 4, которые собираются одна с другой, образуя замкнутую внутреннюю цили ндрическую поверхность, соответствующую форме наружной поверхности orливаемого корпуса. Сегменты 5 — 8 кольцевых пластин крепятся к торцам формы и образуют опорные диски, расположенные на торцах собранной из отдельных секций формы. В углах каждой секции расположены радиальные проушины 9, предназначенные для соединения секций друг с другом с помощью вставленных в них болтов 10 и гаек 11. Целесообразно секции формы сделать чугунными, а кольцевые пластины изготовить из прочной стали для того, чтобы обеспечить их высокую износостойкость и жесткость во время заливки в форму жидкого металла.

Внутренняя поверхность каждой секции

1 — 4 имеет определенную форму, так что при сборке секции одна с другой образуется цилиндрическая поверхность 12, диаметр которой приблизительно равен диаметру корпуса двигателя 13 (фиг. 3) и которая имеет канавки треугольной формы, выполненной параллельными в каждой секции и параллельными оси формы и предназначенные для образования на наружной поверхности корпуса ребер

14.

На внутренней поверхности формы выполнены углубления, предназначенные для образования башмаков корпуса 15 и соединительной корооки 16, расположенные в нижних углах и сбоку и имеющие литейные уклоны от 3 до 5, обеспечивающие съем секций формы с отлитого корпуса. Обычно количество и размеры ребер, а также их взаимное расположение определяются требованиями, предьявляемыми к охлаждению двигателя.

Для разборки формы к каждой секции болтами 17 крепятся планки с про шинами 18, имеющими отверстия 19, в которые вставляются специальные приспособления для съема секций с отлитого в форме корпуса электродвигателя. Можно использовать и другие аналогичные демонтажные приспособления, предназначенные для разборки формы на отдельные секции после окончания операции отлизки.

В углах каждой секции могут быть сделаны уступы, с помощью которых обеспечивается уплотнение стыков и исключается утечка из формы расплавленного металла. В проушины 9 вставляют болты 10, расположенные под углом 45 к плоскости стыков и обеспечивающие одновременное прижатие секции одна к другой по двум взаимно перпендикулярным поверхностям 20 и 21, в результате

50 чего при затяжке болтов 10 кроме уплотнения стыков происходит одновременное центрирование секций одна относительно другой.

К торцам каждой секции винтами 22 крепятся сегменты кольцевых пластин. Края образованных сегментами кольцевых пластин выступают за края секций (с учетом расположенных на них проушин 18 и 9), что обеспечивает возможность вращения формы на наружных поверхностях опорных дисков, образованных прикрепленными к секциям сегментами кольцевых пластин. При необходимости в этих дисках (пластинах) можно сделать отверстие 23, в которые устанавливаются стяжки (не показаны), проходящие через отверстие пружин 24 и способствующие сборке и разборке формы. Диаметр внутренних отверстий сегментных пластин выбирается с учетом количества заливаемого в форму металла, и эти отверстия, кроме того, обеспечивают грубую центровку секций при сборке формы. С этой целью края сегментов образуются радиусами, вдоль которых располагаются крайние (по окружности) точки соответствчощей секции, что способствует более точной сборке сегмента и секции.

Для самоцентрирования секций формы пластину можно соорать и из двух сегментов с углом охвата 80 и двух сегментов с углом охвата 100 . КелательHо, чтобы края сегментов перекрывали стыки между секциями, что повышает герметичность формы и снижает утечку расплавленного металла. Так при радиальном зазоре А между краем одной секции и краем другой секции, расположенными под углом 45 вдоль радиуса R> края сегментов должны располагаться параллельно радиусу R так, чтобы край одного из сегментов располагался на расстоянии Б от радиуса R.

При сборке секций между краем этого сегмента и краем соседнего сегмента остается щель, что обеспечивает наличие небольшого зазора между сегментами и торцами слегка смещенных друг относительно друга в осевом направлении секций. Края сегментов расположены параллельно проушинам 9 и перпендикулярно плоскостям стыков между секциями формы и осям болтов 10, при затяжке которых края сегментов плотно прижимаются друг к другу.

Кроме того, если края сегментов параллельны радиусу, расположенному под углом

45, и опорным поверхностям стыков 20 и 21, то усилие затяжки болтов 10 равномерно распределяется по этим поверхностям, что обеспечивает хорошую герметичность четырехсекционной формы. Из-за своей большой радиальной протяженности сегменты могут служить опорами для вертикально стоящей секции.

При отливке корпуса двигателя форма устанавливается в горизонтальное положение (фиг. 5) и ее кольцевые пластины опираются ьa приводной ролик 25, соединенный с двигателем 26. с помощью которого обеспечивается

498896 вращение формы с требу:"мой скоростью, например со скоростью 400 об/мин. Расплавленный алюминий подается в форму с помощью специального устройства и под действием центробежных сил заполняет канавки 27 так, что в результате образуется корпус с ребрами, показанный в сечении на фиг. 3. Так как форма не связана жестко с приводными роликами, то после затвердевания алюминия ее легко можно снять с роликов и установить в вертикальном положении на оправку 28 (фиг. 6). После снятия болтов секции формы стягиваются с отливки при приложении к ним соответствующего усилия (порядка 50 т) .

Большая радиальная протяженность сегментов 5 — 8 способствует тому, что каждый сегмент образует основание для соответствующей секции, которая после разборки формы может находиться в вертикальном положении без применения каких-лиоо специальных подставок.

После полной разборки формы и транспортировки отливки на дальнейшую обработк форму можно снова собрать на оправке 28 из отдельных секций. Края сегментов обеспечивают предварительную контровку собираемых секций, которые затем стягиваются др г с другом болтами 10. Так как оси болтов распо Io>Kcíû под утлом 45 к плоскости разьема формы, то при их затяжке происходит одновременное центрирование секций по двум взаимно перпендикулярным направлениям, определяемым наличием уступов на поверхности разъема.

Собранная форма укладывается на приводной ролик 25. после чего производится следующая литейная операция. Сохраняя постоянным диаметр кольцевых пластин для разных типоразмеров отливаемых корпусов, можно сохранить постоянной и скорость вращения формы, что уменьшает количество технологической оснастки, необходимой для отливки различных по размерам деталей. Кроме того, поскольку формы не связаны жестко с поиводным механизмом, они легко снимаются с литьевой машины и разбираются на отдельные секции, в то время, как на машине происходит отливка другой детали в друг1ю такую же форму. Отсутствие необходимости в применении специальных подставок для секций формы и возможность быстрой разборки и сборки формы из секций, причем собранная форма отличается хорошей герметичностью (что обусловлено возможностью предварительной центровки формы с помощью сегментов 5 — 8 и окончательной центровки за счет расположения болтов 10 под углом к обеим центровочным выступам на плоскостях разьемов). Это позволяет автоматизировать отливку корпусов крупных электродвигателей.

Предмет изобретения

1. Разборная форма для центрооежного литья, включающая отдельные секции и устройство для механического соединения секций, отлич ающаяся тем, что, с целью получения отливок сложной конфигурации, на наружной поверхности формы аксиально относительно друг друга укреплены кольцевые сегменты, причем отдельные кольцевые сегменты прикреплены к соответствующим секциям и образуют один с другим диск с цилиндрической наружной поверхностью, высту.пающей в радиальном направлении за пределы закрепленных на секциях устройств для их механического соединения.

2. Форма по п. 1, отличающаяся тем, что на наружной поверхности каждой секции расположены устройства для удаления из секций отливки.

3. Форма по пп. 1, 2, отличающаяся

З5 тем, что, с целью обеспечения точной центровки секций, на ребрах секций выполнены взаимно перпендик лярные пазы, расположенные под углом 45 к линии перемещения устройства для механического соединения секц ш.

40 4. Форма по пп. 1 — 3, отличаю щ а я с я тем, что, с целью образования радиальных ребер на нар жной поверхности отливки. на внутренней поверхности каждой отделыгой секции гыголнены в осевом направлении

45 вдоль большей части ее длины канавки, о имеюгцие стенки, сходящиеся под углом 3 — 5 .

5. Форма по пп. 1 — 4, отличающаяся тем, что кольцевые сегменты укреплены на торцовых поверхностях формы.

498896

Составитель А. Минаев

Техред 3. Тараненко Корректор Т. Добровольская

Редактор Е. Братчикова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 741/6 Изд. № 240 Тираж 1002 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5