Постоянная модель

(Я) Автор .изобретения

А. И. Траченко (71) Завввтель

b") ПОСТОЯННАЯ МОДЕЛЬ

Изобретение относится к литейносу производству, в частности к оснастке для литья в комбинированные двухслойные керамические фор. мы, изготовляемые по постоянным моделя

По основному авт.св.И 846057 навестив постоянная модель, имеющая вертикальные и горизонтальные формообразующие поверхности, в которой, с целью предотвращения повреждения облицовочного слоя и умень шения усилия для извлечения модели иэ формы, стенки модели со стороны горизонтальных формообразующих поверхностей выполнены с посадочными гнездами, снабженными вставками, устанавливаемыми заподлицо с гори.зонтальными формообразующими поверх" ностями модели, при этом полости пог садочных гнезд соединены с противоположной стороны с атмосферой посредством отверстий, выполнейных в стенке модели (1).

Йедостатком такой постоянной мо- дели является то, что вставки не

t имеют механической связи с посадочными гнездами, вследствие чего при м извлечении модели иэ формы имеет

S место свободное падение вставок под действием сил тяготения, в результате яройсходят механические повреждения как вставок, так и поверхностей стенок модели. Кроме того, при этом отсутствует самопроизвольное, механизированное возвращение вставок в соответствующие посадочные гнезда. Это приводит к преждевременному

1s уменьшению долговечности оснастки, снижению производительности труда и ухудшению условий эксплуатации,,так как необходимо часто устран шр . механические повреждения и вручную кажзв дый раз собирать и устанавливать вставки s соответствующие посадочные гнезда.

Ъ

Цель изобретения - предотвращение механических повреждений вставок и

1 .

Всесоюзный научно-исследовательский провктнотехнологический институт горного машин%:Троения--.

3 93 модели и улучшение условий эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что постоянная модель по авт.св. и 846057 снабжена пальцами, каждый из которых закреплен соосно на нижней поверхности соответствующей ему вставки и имеет ограничитель хода, и направляющими для паль цев, выполненными в виде втулок и установленными в центре посадочных гнезд.

На фиг.1 изображена постоянная модель в собранном виде, вертикаль-, но-осевой разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1 горизонтальной плоскостью на уровне донных отверстий посадочных гнезд горизонтальной стенки, на фиг.3 — вертикально-осевой разрез постоянной модели в собранном виде совместно с установленным на модель корпусом формы до нанесения слоя керамики;на фиг.4то же, с корпусом формы после нанесения облицовочноro слоя керамики, на фиг.5 - вертикально-осевой разрез постоянной модели и корпуса формы, облицованного слоем керамики, в период первоначального извлечения постоянной модели из ирмы; на фиг.6 - вертикально-осевой разрез постоянной модели в собранном виде совместно с корпусом формы, облицованного. слоем керамики, в период отрыва вставок от слоя керамики.

Постоянная модель 1 имеет вертикальные формообразующие поверхности

2 и горизонтальные формообразующие . поверхности 3, стенка 4 со стороны горизонтальной поверхности 3 снабжена системой посадочных гнезд 5 и 6, полости которых сообщены посредством донных отверстий 7 и 8, выполненных соответственно s донных стенках 9 и 10 посадочных гнезд

5 и 6 с атмосферой 11, при этом в посадочных гнездах 5 и 6 установлены вставки 12 и 13, воспроизводящие совместно с телом стенки 4 горизонтальную формообразующую поверхность 3, вставки 12 и 13 со стороны нижних поверхностей имеют пальцы 14 и 15 с торцовыми упорами 16 и 17. Направляющие 18 и 19 закреплены на стенках модели со стороны неформообразующих поверхностей, например, при помощи ребер 20 и 21 (фиг.1 и 2) 9158 ф

Пальцы 14 и 15 установлены с возможностью продольно-осевых перемещений в отверстиях направляющих

18 и 19, при этом торцовые упоры

16 и 17 пальцев расположены под направляющими с зазорами между смеж". ными торцовыми поверхностями направляющих и упоров, например, с зазором

22 между смежными торцовыми поверх10 ностями направляющей 18 и упора 16, с зазором 23 между смежными торцовыми поверхностями направляющей 19 и упора 16, при этом пальцы 14 и 15 и отверстия соответствующих направ13 ляющих 18 и 19 ориентированы соосно.

Сквозные отверстия 7 и 8 предназначены для поступления воздуха из

;атмосферы 11 сквозь зазоры между телом горизонтальной стенки 4 и вставками 12 и 13 в посадочных гнездах 5 и 6 в полости формы, возникающие в процессе извлечения модели

1 из формы между границами соприкосновения (контакта) рабочих поверхностей облицовочного слоя керамики и горизонтальных формообразующих поверхностей модели.

Посадочные гнезда 5 и 6 и соответствующие им вставки 12 и 13 выполнены в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону горизонтальных формообразующих поверхностей 3 модели 1, при этом между коническими поверхностями вставок 12 и 13 и коническими поверхностями посадочных гнезд 5 и 6 предусматривают зазоры в пределах долей миллиметра, например 0,05-0,2 мм, а тело стенок вставок 12 и 13 изготовляют утоненным по сравнению с толщи ной тела горизонтальной стенки 4,. благодаря чему достигается легкость сборки-разборки модели, удобство эксплуатации, надежность работы оснастки. Посадочные гнезда 5 и 6 и вставки 12 и 13 могут быть выполнены в другом виде, например в виде цилиндров, но тогда для проникновения воздуха из окружающей среды в полости между границами контакта рабочих поверхностей слоя керамики и горизонтальных формообразующих поверхностей 3 модели 1 потребуется в первоначальный период извлечения модели из формы большой (на величину толщины цилиндрических вставок) ход - перемещение модели относительно слоя керамики, для чего необходимо прикладывать большое усилие для

5 . 9391 подрыва модели, при этом имеет место повышенная деформация слоя керамики.

Для нанесения слоя керамики устанавливают в посадочную выточку в донной части модели 1 корпус формы 5

24 с заливочным отверстием 25, в результате чего между формообразующими вертикальными и горизонтальными поверхностями модели 1 и внутренними (подвергающимися облицовке) поверх - 10 ностями корпуса формы 24 образуются полости-зазоры 26, соответствующие по конфигурации и толщине слою кера" мики (фиг. 3), !

Облицовку корпуса формы 24 осуществляют путем заполнения полостейзазоров 26 жидкоподвижной керамикой

27 вводом через заливочное отверстие

25 в таком количестве, чтобы уровень

28 керамики 27 в заливочном отверстии 25 сравнялся с внешней поверхностью 29 корпуса формы 24 фиг.3 и 4).

Перед нанесением керамики 27 25 формоооразующие вертикальнйе и горизонтальные поверхности модели 1 подвергают нанесению тончайшего слоя разделительной смазки, например, из 904 бензина и 103 парафина с целью улучшения условий отделения слоя керамики от модели.

После заливки и затвердевания слоя керамики 27 на внутренние нерабочие поверхности элементов модели 1 со стороны окружающей среды воздействует атмосферное давление (равное приблизительно

2л

1 кгс/см ). На конические вставки

12 и 13 атмосферное давление воздействует на донные поверхности со стороны сквозных отверстий 7

1 и 8 (на фиг.4 - воздействие атмосферного давления на донные стенки вставок 12 и 13 показано условно в виде пар параллельных вертикальных стенок, обращенных остриями к донными поверхностям), при этом величины усилий, которые воздейстеуег на вставки 12 и 13 и прижимают их к слою керамики 27, равны произведениям величин атмосферного давле" ния на величины площадей контакта воздуха с донными поверхностями вставок (величины койтактов воздуха

55 с донными поверхностями вставок 12 и !

3 в первоначальный .момент извлече. ния модели 1 из формы приблизитель58 6 йо равны величинам площадей попереч." ных сечений сквозных отверстий 7 и 8).

В первоначальный момент извлечения модели 1 из формы (слой керамики 27 в этот период находится в резинообразном состоянии) вставки 12 и 13 выходят из посадочных гнезд 5 и 6 и удерживаются на поверхности слоя керамики 27, так как в это время со стороны внешних поверхностей на них воздействует атмосферное давление, а контактирующие поверхности больших оснований конических вставок и слоя керамики плотно сцеплены в силу того, что между ними отсутствует воздух, т.е. по границам контактов больших оснований вставок и слоев керамики практически имеет место состояние вакуума по той причине, что в это время слой керамики 27 газонепроницаем (фиг. 5).

Газонепроницаемость усиливается еще больше, когда применяют металли" ческие корпуса с цельной стенкой, в которой отсутствуют сквозные отверс" тия, так как газопроницаемость в этом случае практически приближается к нулю.

При извлечении модели 1 из формы в первоначальный период выходящие из посадочных гнезд вставки 12 и

13 одновременно увлекают с собой пальцы 14 и 15, которые в направляющих 18 и l9 перемещаются вертикально снизу вверх, при этом упоры

16 и 7 приближаются к направляющим

l8 и 19, при этом зазоры 22 и 23 между смежными торцовыми поверхнос-., тями упоров 16 и 17 и направляющих

18 и 19 уменьшаются (фиг.l и 5) .

При проектировании конструкции мо дели 1 необходимо учитывать то обстоятельство, что суммарная масса вставок 12 и 13 с соответствующими пальцами 14 и 15 и упорами 16 и 17 должна быть меньше прижимающего атмосферного усилия, а это достигает" ся соотношением величин суммарной массы вышеуказанных деталей и площадей поперечных сечений сквозных отверстий 7 и 8, которые должны быть достаточно большими. Например, ри массе 1 кг вставок 12 и 13 с соответствующими пальцами 14 и 15 и упорами 16 и 17 величины площадей поперечных сечений соответствующих отверстий 7 и 8 должны быть более

l см, так как при этом прижимающее

158 8

3$

$0

7 939 атмосферное усилие будет более 1 кгс, в частности при величине площади по; перечного сечения в 5 см прижимают щее атмосферное усилие буде cocxaaapvb 5 кгс (1 атм х 5 см = 5 кгс).

Необходимо также учитывать s расчетах силы трения в трущихся парах, например, между пальцами 14 и 15 и соответствующими направляющими 18 и 19. Для уменьшения сил трения в трущихся парах необходима повышенная точность изготовления этих элементов модели, чистота поверхностей сопряженных Поверхностей, смазка трущихся поверхностей.

В результате выхода вставок 12 и 13 из посадочных гнезд 5 и 6 образуются зазоры 30 и 31 между стенками посадочных гнезд 5 и 6 и стенка-. ми вставок 12 и 13, вследствие чего воздух из атмосферы 11 через сквозные отверстия 7 и 8,полости посадоч" ных гнезд 5 и б и зазоры 30 и 31 поступает в полости 32-34, возникающие между формообразующими поверхнос тями модели и рабочими поверхностями слоя керамики в процессе извлечения модели 1 из формы 35, причем поступление воздуха в полости 32-34 перво-. начально начинает происходить когда смещение модели 1 относителыЭо формы

35 составляет ничтожно малую линейную величину (тысячные доли миллиметра и менее Следовательно, уже на начальной стадии извлечения модели 1 .иэ формы 35 обеспечивается надежное поступление воздуха в полости

32-34 и этим самым обеспечивается предотвращение образования вакуума между горизонтальными формообразующими поверхностями модели и соответствующими горизонтальными рабочими поверхностями слоя керамики. Благодаря этому эффекту усилие, прилагаемое к модели в первоначальный период извлечения, т.е. усилие под" рыва, возможно уменьшить более, чем в 10 раз, при этом отсутствует (благодаря предупреждению предотвращения возникйовения вакуума между моделью и слоем керамики) увлечение моделью горизонтальных слоев керамики, в силу чего предупреждаются отрывы,разрывы, деформация рабочих слоев керамики, достигается возможность получения двухслойных литейных форм с повышенным качеством рабочих поверхностей со стороны облицовочного сло» керамики, в силу чего обеспечиваются благоприятные условия по получению отливок повышенного качества, имеющих более точные геометрические размеры и улучшенную чистоту поверхностей.

После первоначального периода (периода подрыва) дальнейший процесс извлечения модели 1 из Формы 35 происходит свободно, без приложения больших усилий, так как дальнейшее извлечение модели 1 связано только с преодолением усилий сопротивления, возникающих при трении вертикальных поверхностей модели и слоя керамики 27 (Фиг.5)..

В последующем процессе извлечения модели 1 из формы 35, когда величина. смещения 36 модели и формы

35 относительно друг друга превысит величину зазоров 22 и 23 (определяющих величины свободных ходов пальцев 14 и 15 в соответствующих направляющих 18 и 19), происходит отделение вставок 12 и 13 от поверхности горизонтального слоя керамики

27, так как дальнейшему продольноосевому перемещению снизу вверх пальцев в направляющих препятствуют упоры

16 и 17, а сила сцепления вставок

1.2 и 13 .с поверхностью керамики на этой стадии незначительная в связи с тем, что в полостях 32-34 между горизонтальными поверхностями модели и слоя керамики уже ликвидирован вакуум фиг.б

В процессе дальнейшего извлече" ния модели из формы происходит опускание вставок 12 и 13 сверху вниз под воздействием сил тяготения, однако опускание протекает замедленно, мягко, так как силам тяготения противодействуют силы трения пальцев 14 и 15 в направляющих

18 и 19 и потоков воздуха, продолжающего поступать .в полости 32-34 че" реэ донные отверстия 7 и 8, полости посадочных гнезд 5 и 6.

После окончательного извлечения модели из формы происходит самопроизвольное опускание вставок 12 и

i3 и самоустановка последних в посадочных гнездах 5 и 6 в исходное положение под воздействием сил тяготения, при этом предотвращается свободное, отделенное от модели, падение вставок, следовательно, предупреждается возможность механических повреждений как вставок, так и моделей, благодаря чему обес939158 10 ции сборки модели в процессе эксплуатации не менее, чем в 2 раза..

Формула изобретения

Яечивается условие по повышению долговечности оснастки, механизации сборки постоянной модели, улучшению условий эксплуатации оснастки.

Предлагаемая постоянная модель 5 может быть использована не только для изготовления двухслойных. керамических форм, но и для изготовления других литейных форм путем формовки, например при изготовлении песчаных форм, изготовлении форм из жид коподвижных самотвердеющих смесей и т.д., а также дает возможность уменьшить усилие для извлечения модели иэ формы более, чем в 10 IS раз, обеспечить самопроизвольное возвращение и установку вставок в посадочные гнезда, повысить долговечность эксплуатации оснастки в

1,5-3,G раза, увеличить производи- и тельность труда при выполнении опера137_#_20129

Постоянная модель по авт.св.

W 846057, о т л.и ч а ю щ а я с я

;тем, что, с целью предотвращения механических повреждений вставок и модели и улучшения условий эксплу:атации, она снабжена пальцами, каж. дый из которых закреплен соосно на нижней. поверхности соответствующей ему вставки и имеет ограничитеЛь хода, и направляющими для пальцев, .выполненнмчи в виде втулок и установленными в центре посадочных гнезд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .11 846057> кл. В 22 С 7/00, 1979. г

939> 58

12 27 Р

16 1/ fg

Яиа. 6

Составитель Н. Ромашова

Редактор Н. Гришанова Техред A. Au КорРектор, Ю. Макаренко одлисное

5 7/20 Тирам 52

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб;, д. 4/5 илиал ПП атент, г. жгород, ул. роектная,