FI67796C - Foerfarande och form foer gjutning av kroppar medelst precisionsgjutning samt pao detta saett framstaellt gjutaemne - Google Patents

Description

1 67796

Menetelmä ja muotti kappaleiden valamiseksi tarkkuusvalulla sekä näin valmistettu valuaihio 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä kappaleita valet taessa tarkkuusvalulla, jonka mukaan - mallin ympäri muodostetaan keraamista ainetta oleva kuorimuotti, jossa on valmistettavaa kappaletta vastaava muottiontelo ja syöttönäpä, joka yhdistää muottiontelon muo- 10 tissa olevaan syöttökanavaan, - muottiin kaadetaan sulaa metallia, - muotti hajotetaan valukappaleen paljastamiseksi va-lunapoineen ja valurankoineen ja - valukappale irroitetaan valunavasta.

15 Tarkkuusvalua käytetään nykyisin erilaisten kappalei den valmistamiseen, joiden valmistus mekaanisesti työstämällä on hankalaa niiden monimutkaisesta muodosta johtuen. ‘

Tarkkuusvalussa valmistetaan keraaminen kuorimuotti vahasta tai muovista tehdyn mallirangan ympäri. Keraamisen kuo-20 rimuotin kovettumisen jälkeen vaha tai muovi sulatetaan pois, niin että kuorimuottiin jää valettavia kappaleita vastaavat muottiontelot, joista kukin on yhdistetty syöt-tönavan kautta yhteiseen syöttökanavaan. Kun metalli on valun jälkeen jähmettynyt, rikotaan keraaminen kuori metallin 25 paljastamiseksi. Kukin valettu kappale on tällöin yhdistetty valunavan kautta valukanavaan ja vaatii näin ollen kunkin valukappaleen irroittamisen valunavastaan ennen valu-kappaleiden viimeistelyä.

Tarkkuusvalussa on myös huomioitava, että sulan me-30 tallin jäähtyessä ja jähmettyessä se samalla kutistuu. Vahasta tai muovista tehty malliranka on sentakia suunniteltava siten, että valukappaleen jähmettyminen asteittain ete-nee muottiontelossa syöttönapaa kohti ja että syöttönavas-ta jatkuvasti tulee syötetyksi öulaa metallia muottionte-35 loon jähmettyvän metallin kutistuman kompensoimiseksi ja imuonkaloiden välttämiseksi valukappaleissa.

2 67796

Suunnatun jähmettymisen toteuttamiseksi ja valuvirhei-den välttämiseksi on tarkkuusvalussa syöttönäpä suunniteltu hyvin suurikokoiseksi muottionteloon nähden sen välttämiseksi, että metalli jähmettyy syöttönavassa ennen muottion-5 telossa olevaa metallia, jolloin metallin syöttö syöttöna-vasta muottionteloon loppuu. Syöttönavoissa on sentakia perinteisesti vältetty kaikenlaisia mutkia ja kavennuksia.

Keraamisen kuorimuotin suurikokoisista syöttönavois-ta on kuitenkin vastaavasti seurauksena suurikokoiset valu-10 navat, jotka on leikattava irti valukappaleista hiomalaikalla, minkä jälkeen paksun valunavan jäännökset on jyrsitty pois valukappaleista. Tämän takia on malliranka suunniteltava siten, että valukappaleiden yalunapojen katkaisukoh-dat sijaitsevat ryhmittäin samalla viivalla ja että kunkin 15 ryhmän valukappaleet eivät sijaitse tämän viivan tiellä, niin että hiomalaikalle jää tilaa ja ryhmän valunavat saadaan katkaistuiksi hiomalaikan yhdellä läpiajolla. Tämä rajoittaa huomattavasti mallien tarkoituksenmukaisinta sijoittamista mallirankaan ja tekee keraamisen kuorimuotin suh-20 teellisen suurikokoiseksi, lisää kuoren särkymisvaaraa jne.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tarkkuus-valumenetelmä, joka poistaa edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa valukappaleiden irroittamisen valunavoistaan yksinkertaisemmalla tavalla. Tämä tarkoitus saavutetaan kek-25 sinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, - että muotin syöttönapaa supistetaan vähintään yhdeltä sivulta kannaksella, joka aikaansaa valunapaan loven, - että muotin svöttökanava sijoitetaan niin lähelle muottionteloa, että valukappale, valunapa ja sitä ympäröivä 30 muottiosa muodostavat termodynaamisen massan, joka säilyy yhtenäisenä valukappaleen jähmettymiseen asti, ja - että valunavan loveen kohdistetaan väsymisrasitus valunavan murtamiseksi irti valukappaleesta.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kuorimuotin 35 kuhunkin syöttönapaan muodostetaan syöttönapaa kaventava kan- 67796 nas, joka aikaansaa valunapaan yhden tai useampia lovia, uria tai sentapaisia syvennyksiä, joiden ansiosta valunapa saadaan heikennetyksi niin paljon, että valukappale murtuu irti valunavasta halutusta kohdasta, kun valunavan lo-5 veen kohdistetaan mekaanisesti täryttämällä tai muulla tavalla kehitetyllä värähtelyllä väsymisjännityshuippu, joka aiheuttaa loveen väsymismurtuman. On nimittäin osoittautunut, että kuorimuotin syöttönapaa voidaan vastoin perinteistä ajattelutapaa kaventaa hyvinkin voimakkaasti häiritsemät-10 tä moitteetonta valutapahtumaa ja jopa parantaen juoksevuut-ta, kunhan samalla huolehditaan siitä, että muottiontelossa oleva sula metalli, syöttönavassa oleva sula metalli ja niitä ympäröivä kuorimuotti edelleen muodostavat yhtenäisen termodynaamisen massan niin kauan, kunnes muottiontelon me-15 talli on kauttaaltaan jähmettynyt. Tällainen termodynaaminen massa voidaan varmistaa syöttönavan kaventamisesta huolimatta suunnittelemalla kuorimuotin muodostuminen sellaiseksi syöttönavan ympäri, että kuorimuotti ei tee mitään sentapaista mutkaa syöttönavan kohdalla, joka katkaisisi termodynaa-20 inisen massan muottiontelon ja syöttönavan välillä. Tämä saavutetaan tarvittaessa yksinkertaisesti siirtämällä kuorimuotin syöttönapaa lähemmäksi muottionteloa, niin että muottiontelon lähellä on riittävän suuri massa sulaa metallia, eikä kuorimuotti muodosta mutkaa muottiontelon ja syöttönavan vä-25 liin. On osoittautunut, että syöttönavan poikkileikkausta voidaan kuristaa esim. tähän asti käytetystä koosta 10 mm x 10 mm jopa kokoon 2 mm x 2 nun, kunhan vain huolehditaan em. termodynaamisen massan säilymisestä. Syöttönavan kuristaminen antaa vuorostaan mahdollisuuden muodostaa valunapaan sel-30 laisia uria, koloja tai sentapaisia, että valukappale saadaan irroitetuksi valunavasta väsymismurtuman avulla halutusta kohdasta. Tämä ei ainoastaan poista hiomalaikan käyttöön liittyvää työlästä ja kallista työvaihetta, vaan poistaa myös em. kuorimuotin suunnitteluun liittyvät rajoitukset.

35 Keksinnön kohteena on myös muotti edellä selitetyn me netelmän toteuttamiseksi, ja tälle muotille on tunnusomais 4 67796 ta se, mikä on esitetty vaatimuksessa 5.

Keksinnön kohteena on lisäksi edellä selitetyn menetelmän mukaisesti tarkkuusvalettu aihio, ja tälle aihiolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty vaatimuksessa 7.

5 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaavamaisesti tunnetun kuorimuotin osaa poikkileikkauksena, kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen kuorimuotin vastaa-10 vaa osaa poikkileikkauksena, kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisella kuorimuotilla valettua aihiota, kuvio 4 esittää keksinnön erään toisen sovellutusmuo-don mukaista kuorimuottia poikkileikkauksena, ja 15 kuvio 5 esittää kuvion 4 mukaisella kuorimuotilla va lettua aihiota.

Kuviossa 1 on esitetty keraamista materiaalia oleva kuorimuotti 1, joka muodostaa varsinaisen muottiontelon 2, siihen liittyvän syöttönavan 3 ja syöttönavoille yhteisen 20 syöttökanavan 4.

Kuviossa 2 esitetyssä keksinnön mukaisessa kuorimuo-tissa 11 on samoin muottiontelo 12, syöttönäpä 13 ja syöttö-kanava 14. Syöttönavan 13 kahteen vastakkaiseen sivuun on muodostettu toisiaan kohti ulkonevat kannakset 15, jotka ka-25 ventavat syöttönavan poikkileikkausta verrattuna tunnetun kuorimuotin syöttönavan poikkileikkaukseen vastaavassa kohdassa. Syöttökanava 14 on sijoitettu hiukan lähemmäksi muot-tionteloa 12 kuin tunnetussa kuorimuotissa, niin että vahasta tai muovista valmistettuun mallirankaan tehdyt lovet ei-30 vät aiheuta kuorimuotissa mitään muottiontelon ja syöttökanavan väliseen tilaan ulottuvaa mutkaa, kun keraaminen materiaali muodostetaan mallirangan ympäri, vaan keraaminen materiaali täyttää täysin mainitun tilan, kuten viitenumerolla 11a on osoitettu. Tämän ansiosta muottionteloon valet-35 tu sula metalli, syöttönavan täyttä 'ä sula metalli ja niitä 5 67796 ympäröivä kuorimuotti muodostavat yhtenäisen termodynaamisen massan, joka säilyy siihen asti, kunnes muottiontelossa oleva metalli on jähmettynyt kauttaaltaan. Termodynaaminen massa estää syöttönavassa olevaa sulaa metallia jähmettymästä 5 ennen muottiontelon sulaa metallia ja varmistaa metallin virtaamisen syöttönavasta muottionteloon siitä huolimatta, että syöttönapaa on kuristettu kannaksilla 15.

Kuvion 2 mukaisella kuorimuotilla saatu valuaihio 16, kuv. 3 käsittää varsinaisen kappaleen 17, siihen liitty\rän 10 valunavan 18 ja kaikille valunavoille yhteisen rangan 19. Va-lunavassa on kahdella vastakkaisella puolella lovet 20. Näiden lovien ansiosta aikaansaadaan lovien kohdalla valunapaan väsymismurtuma, kun valunapaan kohdistetaan suuri väsymisra-situs mekaanisen tärytyksen tai muulla tavalla aikaansaadun 15 värähtelyn avulla. Mitään irtileikkaamista hiomalaikalla ei tarvita ja valettuun kappaleeseen jäävä murtopinta on helposti ja nopeasti siistittävissä hiomalla.

Kuviossa 4 esitetyssä kuorimuotissa 21 on muottiontelon 12 ja syöttökanavan 14 välistä syöttönapaa 23 kuristettu voi-20 makkaasti kannaksilla 25. Syöttönavan muotoa on vastaavasti jyrkennetty muodostamaan 70-90° suuruisen syöttökulman, niin että muottiontelon lähelle saadaan riittävä tila sulaa metallia varten ja vältetään keraamisen materiaalin kuroutuminen kannasten kohdalla, niin että em. yhtenäiseen termodynaa-25 miseen massaan perustuva muoto säilyy. Kannasten ansiosta muodostuu valun jälkeen valunapaan 28 lovet 30, kuv. 5.

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen menetelmä ja sen toteuttamiseksi kehitetty 30 muotti vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä voi syöttönavan kannas ulottua yhtenäisenä renkaana syöttönavan ympäri.

Claims (8)

1. Menetelmä kappaleita valettaessa tarkkuusvalulla, jonka mukaan 5. mallin ympäri muodostetaan keraamista ainetta ole va kuorimuotti (11; 21) , jossa on valmistettavaa kappaletta (17) vastaava muotticntelo (12) ja syöttönäpä (13; 23), joka yhdistää muottiontelon muotissa olevaan syöttökanavaan (14), - muottiin kaadetaan sulaa metallia, 10. muotti hajotetaan valukappaleen (17) paljastamiseksi valunapoineen (18; 28) ja valurankoineen (19) ja - valukappale (17) irroitetaan valunavasta (18; 28), tunnettu siitä, - että muotin (11; 21) syöttönapaa (13; 23) supiste- 15 taan vähintään yhdeltä sivulta kannaksella (15; 25), joka aikaansaa valunapaan (18; 28) loven (20; 30), - että muotin syöttökanava (14) sijoitetaan niin lähelle muottionteloa (12), että valukappale (17), valunapa (13; 28) ja sitä ympäröivä muottiosa (11a) muodostavat lo~ 20 vesta huolimatta sinänsä tunnetulla tavalla termodynaamisen massan, joka säilyy yhtenäisenä valukappaleen jähmettymiseen asti, ja - että valunavan (18; 28) loveen (20; 30) kohdistetaan väsymisrasitus valunavan murtamiseksi irti valukappa- 25 leesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muotin (11) syöttönapaan (13) muodostetaan kaksi kannasta (15) syöttönavan vastakkaisille puolille.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että muotin (11) syöttönapaan (13) muodostetaan syöttönavan ympäri ulottuva yhtenäinen kannas.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muotin (21) syöttönapaan (23) muo- 35 dostetaan kaksi kannasta (25) syöttönavan vastakkaisille puolille ja että syöttönapaa jyrkennetään muodostamaan 70-90° suuruisen syöttökulman. 07796

5. Tarkkuusvalumuotti, joka käsittää keraamista materiaalia olevan kuoren (11; 21), jossa on yksi tai useampi valettavaa kappaletta (17) vastaava muottiontelo (12), kuhunkin muottionteloon liittyvä syöttönäpä (13; 23) ja syöt- 5 tönavat yhdistävä syöttökanava (14), tunnettu siitä, että syöttönavassa (13; 23) on vähintään yksi muottionteloon (12) johtavaa syöttöaukkoa kaventava kannas (15; 25. valunavan (18; 28) haluttua murtumiskohtaa sijaitsevassa kohdassa ja että kannas on sijainniltaan ja muodoltaan 10 sellainen, että syöttönapaa ympäröivä kuori (11a) muodostaa muottiontelon ja syöttönavan sisältämän sulan metallin kanssa sinänsä tunnetun termodynaamisen massan, joka säilyy yhtenäisenä muottiontelon metallin jähmettymiseen asti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen muotti, t u n - 15. e t t u siitä, että syöttönavassa (23) on kaksi syöttö-aukon vastakkaisilla puolilla sijaitsevaa kannasta (25) ja että syöttönäpä (23) muodostaa n. 70-90° olevan syöttökul-man.

6 67796

7. Tarkkuusvalettu valuaihio, jossa on yksi tai useam-20 pi valmistettava kappale (17), kuhunkin kappaleeseen liittyvä valunapa (18; 28) ja valunavat yhdistävä valuranka (19), tunnettu siitä, että valunavassa (18; 28) on vähintään yksi lovi, ura tai sentapainen (20; 30), joka värähtelyn aiheuttaman väsvmisrasituksen alaisena aikaansaa 25 valunapaan väsymismurtuman haluttuun kohtaan.

8 67796