PL100575B1 - Sposob wytwarzania formy piaskowej i urzadzenie skrawajace do ksztaltowania formy piaskowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwa¬ rzania formy piaskowej, a zwlaszcza formy z ma¬ sy formierskiej oraz urzadzenie do tego sluzace.

Formy odlewnicze wytwarzane z mas formier¬ skich, takich jak np. masa formierska do formo¬ wania na wilgotno, zwane formami piaskowymi, sa obecnie szeroko stasowane do otrzymywania odlewów z zelaza lub stali. W zaleznosci od kon¬ strukcji formy, mozna stosowac ja nie tylko do odlewania innych niz zelazo i stal metali, ale talkze do odlewania polimerów i zywic synte¬ tycznych.

W przypadku odlewania imetalu stosuje sie na ogól dwa sposoby wytwarzania formy piaskowej.

Jeden z tych sposobów polega na uzyciu modelu, bedacego kopia zadanego odlewu. Model skladac sie moze z dwóch oddzielnych czesci lub stano¬ wic moze konstrukcje jednolita. W przypadku pary oddzielnych czesci, kazda z tych czesci umieszczana jest w skrzynce formierskiej, wy¬ pelnianej nastepnie masa formierska. Po zage¬ szczeniu masy formierskiej i usunieciu polowy modelu ze skrzynki formierskiej otrzymuje sie polowe formy, zawierajaca wneke odpowiadajaca ksztaltem i wymiarami usunietej polowie mo¬ delu.

W przypadku uzycia modelu o jednolitej kon¬ strukcji (jakkolwiek zastosowanie form piasko¬ wych o konstrukcji nie dzielonej jest w praktyce ograniczone) model umieszczany jest w skrzynce 2 formierskiej, która nastepnie wypelnia sie masa formierska w ten sposób, ze model zostaje nia otoczony. Po zageszczeniu masy formierskiej mo¬ del zostaje usuniety z otaczajacej go masy for- mienskiej i otrzymuje sie kompletna forme o je¬ dnolitej konstrukcji, wzglednie po zageszczeniu masy formierskiej otaczajacej model, przecina sie ja ostroznie na pól, otrzymujac odpowiada¬ jaca modelowi'forme dzielona.

Inna metoda z uzyciem modelu polega na umieszczeniu modelu w skrzynce formierskiej zawierajacej niezageszczona imase formierska, przy czym przed zageszczeniem tej masy jej zbedna czesc usuwa sie ze skrzynki. Po zage- iszczeniu masy formierskiej otrzymuje sie forme piaskowa zawierajaca wneke odpowiadajaca ksztaltem i wymiarami modelowi.

Obie te imetody posiadaja wspólne cechy, a mianowicie stosuje sie w nich modele posia- dajace jednolita konstrukcje lub skladajace sie z pary oddzielnych czesci, a masa formierska przed jej ostatecznym zageszczeniem styka sie z zewnetrznymi powierzchniami modelu, a po¬ nadto metody te wykazuja wspólne wady i nie- ¦ dogodnosci opisane ponizej.

W zwiazku z koniecznoscia uzycia modelu, z jego wykonaniem zwiazane sa znaczne koszty i wklad pracy, a ponadto przechowywanie mo¬ deli przed dalszym uzyciem wymaga stosunkowo duzej powierzchni na ich skladowanie. Ma to 100 5753 szczególne znaczenie gdy produkcja odlewów lub wyrobów róznych typów i/lub ksztaltów odbywa sie na stosunkowo mala skale, poniewaz ilosc modeli musi byc wtedy równa ilosci produkowa¬ nych typów i/lub ksztaltów odlewów lub wyro¬ bów. Gdy wielkosc modelu lub modeli jest sto¬ sunkowo duza, istnieja znaczne trudnosci z ich wytwarzaniem¦¦' równiez pod' uwage wystepujacy ostatnio brak wykwalifikowanych robotników, gdy wlasnie produkcja modeli wymaga duzej ich liczby. Pod¬ czas gdy wytwarzanie form piaskowych dla ce¬ lów masowej produkcji odlewów malo- i srednio¬ wymiarowych moze byc wzglednie latwo zauto¬ matyzowane, automatyzacja -produkcji form pia¬ skowych sluzacych do otrzymywania odlewów o stosunkowo duzych wymiarach oraz róznych typach i/lub ksztaltach na mala skale jest trud¬ na, w zwiazku z czym produkcja taka wymaga pracy wykwalifikowanych robotników, których trudno jest zdobyc. Z uwagi na brak fachowców i trudnosci zautomatyzowania procesu produkcji form piaskowych sluzacych do otrzymywania od¬ lewów lub wyrobów o stosunkowo duzych wy¬ miarach, róznych typów i/lub ksztaltów i na sto¬ sunkowo mala skale, produkcja ta jest wydajna i jako taka nie jest oplacalna, zwlaszcza w przy¬ padku drugiej opisanej tu metody, przy stosowa¬ niu której liczba robotników musi byc wieksza niz w przypadku metody pierwszej, otoczenie warsztatu pracy staje sie tak uciazliwe, ze zna¬ lezienie dostatecznej ilosci sily roboczej jest za¬ sadniczo nieosiagalne.

W zwiazku z faktem, ze formowanie masy for¬ mierskiej musi zakonczyc sie zanim zagesci sie ona ostatecznie, przy produkcji fonm piaskowych z mas samoufcwardzalnych szczególna uwage na¬ lezy zwrócic na odpowiednie dobranie czasu, w którym imasa samoutwardzalna daje sie jeszcze formowac, w stosunku do czasu, w którym ta sama masa staje sie zupelnie utwardzona i vice versa. Gdy forma piaskowa zawiera rdzen lub trzpien, który sporzadzony moze byc z tej samej lub innej masy formierskiej, fonme piaskowa i rdzen lub trzpien wytwarza sie jak dotad na oddzielnych stanowiskach, przy uzyciu róznych narzedzi i wyposazenia. Podobne do opisanych powyzej wady i niedogodnosci zwiazane sa nie tylko z produkcja formy piaskowej zawierajacej rdzen lub trzpien ale takze z (koniecznoscia wy¬ konania dwóch oddzielnych stanowisk. Nie jest to ani ekonomicznie uzasadnione, ani sensowne i w rezultacie w wyniku zwiekszenia kosztów produkcji prowadzi do wzrostu ceny wyrobu od¬ lewanego przy uzyciu takiej formy piaskowej zawierajacej rdzen lub trzpien.

Glównym celem wynalazku jest stworzenie ulepszonego sposobu wytwarzania formy odlew¬ niczej do otrzymywania odlewów pelnych lub rdzeniowych, który przebiegac moze automatycz¬ nie przy zastosowaniu jakiejkolwiek ze znanych kopiarek sterowanych programowo lub cyfrowo, dzieki czemu eliminuje sie znacznie wady i nie¬ dogodnosci zwiazane z " podobnymi sposobami stosowanymi dotychczas. Wneke formy w bloku >575 4 imaisy formierskiej wypelniajacyim skrzynie for¬ mierska uzyskuje sie za pomoca urzadzenia skra¬ wajacego, sprzezonego z kopiarka.

Innym celem wynalazku jest stworzenie ulep- szonego sposobu wytwarzania formy, polegajacego na tym, ze formowanie wneki formy w bloku ma¬ sy formierskiej przeprowadzane jest w momencie, w którym utwardzajaca sie masa formierska osia¬ ga okreslona wartosc wytrzymalosci na sciskanie.

Zaleta wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ twarzania formy, przy stosowaniu którego zbyte¬ czne jest uzywanie modelu, dzieki czemu przy produkcji nie zwieksza sie poziom zatrudnienia robotników.

Innym celem wynalazku jest skonstruowanie urzadzenia skrawajacego, które korzystnie stoso¬ wac mozna w zgodnym z niniejszym wynalaz¬ kiem sposobie wytwarzania fonmy.

Urzadzenie skrawajace wedlug wynalazku jest lo sprzezone z kopiarka, dzieki czemu sposób wy¬ twarzania formy moze przebiegac automatycznie, nie pociagajac za soba koniecznosci zatrudnienia duzej liczby fachowców i nie czyniac otoczenia warsztatu pracy uciazliwymi dla robotników.

Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania for¬ my charakteryzuje sie tym, ze wneke formy ma¬ jaca ksztalt odpowiadajacy zadanemu odlewowi lub wyrobowi, do której dla uzyskania danego od¬ lewu lub wyrobu wlewany jest stopiony materia-, metaliczny lub typu zywicy syntetycznej, otrzy¬ muje sie przez wykrawanie bloku masy formier¬ skiej, wypelniajacej skrzynke formierska za po¬ moca urzadzenia skrawajacego/ bedacego równiez przedmiotem niniejszego wynalazku. Urzadzenie 85 skrawajace wedlug wynalazku sprzezone jest z jakakolwiek ze znanych kopiarek w ten sposób, ze obrotowy uklad skrawajacy wykonuje ruch po z góry ustalonym torze, odpowiadajacym kontu¬ rowi zadanego odlewu. Z góry okreslony tor, po 40 którym porusza sie urzadzenie skrawajace, wy¬ krawajac material, okreslony jest przez program wprowadzony do kopiarki, który to program za¬ wiera dane na temat szczególów konstrukcji za¬ danego odlewu. Alternatywnie, dane te uzyskac 45 mozna na podstawie wprowadzonego do kopiarki modelu wzorcowego naturalnej wielkosci lub mi¬ niaturowego. Stosowanie programu lub modelu wzorcowego uzaleznione jest od typu uzywanej kopiarki. 50 Operacje wykrawania rozpoczyna sie w momen¬ cie, gdy zageszczany w skrzynce formierskiej blok masy formierskiej osiaga z góry okreslona twar¬ dosc, przy wytrzymalosci na sciskanie wynoszacej od 2 do 10 kG/om2, korzystnie od 2 do 5 kG/om2.

M Zakladajac, ze opór pochodzacy od bloku masy formierskiej stawiany urzadzeniu skrawajacemu podczas operacji wykrawania bloku masy formier¬ skiej, którego wytrzymalosc na sciskanie wynosi kG/cm2 równy jest 1, autorzy wynalazku stwier- •° dziii na podstawie wyników serii doswiadczen, ze opór bloku masy formierskiej o wytrzymalosci na sciskanie równej 9 kG/cm2, stawiany urzadzeniu skrawajacemu podczas operacji wykrawania, wy¬ nosi 2,5. Oznacza to, ze jezeli opór stawiany urza- w czeniu skrawajacemu przez wykrawany blok masy100 575 6 formierskiej ma duza wartosc, urzadzenie skrawa¬ jace posiadac musi odpowiednio duza moc, co z kolei pociaga za soba znaczne zuzycie tej mocy.

Dlatego tez, mimo ze wykrawanie za pomoca urzadzenia skrawajacego wedlug wynalazku od¬ bywac sie moze w sposób zadowalajacy nawet wtedy, gdy wytrzymalosc na sciskanie bloku masy foiinierskiej wynosi podczas tego wykrawania od 8 do 10 kG/cm2, korzystne jest gdy wartosc wy¬ trzymalosci na sciskanie równa jest od 2 do 5 kG/cm2.

Sposób wytwarzania formy wedlug niniejszego wynalazku charakteryzuje sie takze tym, ze dla wykonania formy zawierajacej rdzen lub trzpien konieczna jest tylko jedna linia produkcyjna. In¬ nymi slowy, nie istnieje koniecznosc oddzielnego wykonywania formy i rdzenia, gdyz rdzen ten wy¬ twarzany byc moze w jednym cyklu produkcyj¬ nym, podczas którego uzyskuje sie kompletna for¬ me.

Urzadzenie' skrawajace wedlug niniejszego wy¬ nalazku zawiera ^co najmniej jeden zespól ostrzy o ksztalcie zblizonym do odwróconej litery ,,T" oraz konstrukcje nosna, przy czym na jednym koncu tej konstrukcji zamontowany jest zespól ostrzy, a drugi jej koniec polaczony jest sztywno z ruchoma kratownica, bedaca czescia kopiarki, czyli inaczej mówiac jest z nia sprzezony. Alter¬ natywnie, konstrukcje nosna stanowic moze ru¬ chome ramie kopiarki, poruszajace sie zgodnie z programem, wzglednie modelem naturalnej wiel¬ kosci lub mianiaturowym, wprowadzonym do ko¬ piarki. Zespól ostrzy obracany jest w jednym kie- junku za pomoca ukladu napedowego, wprowa¬ dzanego z kolei w ruch przez mechanizm nape¬ dowy. Uklad napedowy stanowic moga lina lub lancuch, wzglednie przekladnia zebata, natomiast mechanizmem napedowym moze byc silnik spali¬ nowy lub elektryczny. Zespól ostrzy moze byc takze obracany przez mechanizm napedowy wbu¬ dowany w kopiarke.

Ponadto zespól ostrzy zawierac moze kanaly, przez które na powierzchnie wykrawanego bloku masy formierskiej doprowadzana jest ciecz wia¬ zaca czyli srodek utwardzajacy i przez które za¬ sysane sa na zewnatrz odpady masy formierskiej wybrane z rowka, czy tez wglebienia tworzacego wneke na powierzchni bloku masy formierskiej.

Alternatywnie, zespól ostrzy posiadac moze osobne kanaly do doprowadzania cieczy wiazacej czy tez srodka utwardzajacego i osobne do usuwania od¬ padów piasku.

Przyklad przedmiotu wynalazku zostal uwidocz-v niony na rysunku na którym fig. 1 przedstawia kolejne fazy sposobu wytwarzania formy wedlug wynalazku, fig. 2 — urzadzenie skrawajace we¬ dlug wynalazku w rzucie perspektywicznym, fig. 3 — zespól ostrza obrotowego urzadzenia skrawa¬ jacego w widoku, fig. 4 — zespól zmodyfikowa¬ nego ostrza w widoku.

Nalezy wziac pod uwage, ze iprzy opisie sposobu wedlug niniejszego wynalazku, który to sposób po¬ lega na czynnosciach przebiegajacych zgodnie z fig. 1, przyklad wytwarzania formy piaskowej mo¬ gacej sluzyc do produkcji zadanego odlewu, ma¬ jacego postac pelnego walca, który ma wieksza srednice na jednym koncu albo postac walcowe¬ go elementu rurowego posiadajacego na jednym koncu kolnierz o zwiekszonym promieniu zewne- • trznym, za pomoca którego element ten laczyc mozna z innym walcowym elementem rurowym, zilustrowany zostal dla celów opisu wynalazku.

Nalezy takze wziac pod uwage, ze w przypadku zilustrowanego i opisanego ponizej przykladu, for¬ ma piaskowa skladac sie moze z pary czesci czy tez polówek formy o identycznej konstrukcji, jak¬ kolwiek nie zawsze jest to prawda, co wyjasnione zostanie pózniej. Tym niemniej dla zwiezlosci opi¬ su zalaczone figury przedstawiaja tylko jedna czesc czy tez polówke calkowitej formy.

Wedlug fig. 1 etapy od A do E obrazuja otrzy¬ mywanie jednej z czesci, czy tez polówek formy, przeznaczonej do produkcji pelnego walca, maja¬ cego wieksza srednice na jednymi koncu, podczas gdy etapy od A do L obrazuja otrzymywanie jed¬ nej czesci czy tez polówki formy, przeznaczonej do produkcji walcowego elementu rurowego, po¬ siadajacego na jednym koncu kolnierz o powiek¬ szonym promieniu zewnetrznym. Jest to sposób szczególnie przydatny, jaskkolwiek nie jedyny, gdy ksztalt i wymiary pelnego walca sa identyczne lub zblizone do wymiarów i /ksztaltu wewnetrznej powierzchni walcowego elementu rurowego.

Jak to pokazano na fig. 1, samoutwardzalna mase formierska 10, np. jedna ze znanych mie¬ szanin piasku i spoiwa, napelnia sie na poczatku skrzynke formierska o ksztalcie pudelka lub zakiet 11, przy -czym jedna z bocznych scianek zakietu 11 zostala na figurze pominieta w cedu (pokazania w jaki sposób powstaje wneka formy. Dla fachow¬ ców jest rzecza latwo zrozumiala, ze w czasie napelniania zakietu 11 masa formierska 10, ma¬ sa formierska 10 zajmuje duza objetosc, w zwiaz¬ ku z czyon w celu niedopuszczenia do przesypy¬ wania sie czesci masy formierskiej 10 ponad górna krawedzia zakietu 11 konieczna jest obecnosc obu¬ dowy lla. Jesli wysokosc zakietu 11 jest wystar¬ czajaca, obecnosc obudowy lla nie zawsze jest konieczna.

Masa formierska 10 w zakiecie 11 jest nastep¬ nie zageszczana za pomoca jednej ze znanych me¬ tod w celu otrzymania bloku lOa masy formier¬ skiej, jak to pokazano na fig. 1 (B). W przypadku stosowania oslony lla, nalezy usunac ja ze szczy¬ tu zakietu 11 po otrzymaniu bloku lOa masy for¬ mierskiej. Nastepnie zageszczony blok lOa masy formierskiej pozostawia sie az do osiagniecia przez ten blok okreslonej z góry wytrzymalosci na scis¬ kanie, wynoszacej od 2 do 10 kG/cms, korzystnie od 2 do 5 kG/om2.

Nastepnym etapem, jak to pokazano na fig. 1 (C), jest poddanie zasadniczo na wpól utwardzo¬ nego bloku lla masy formierskiej operacji wy-r krawania, prowadzonej za pomoca urzadzenia skra¬ wajacego oznaczonego jako 20. Szczególowa budo¬ wa urzadzenia skrawajacego 20 i sposób wylkrar wania przy jego uzyciu opisane zostana pózniej.

Tym niemniej jest rzecza zrozumiala, ze do utwo¬ rzenia wneki formy 12 w bloku lOa masy for¬ mierskiej wystarcza jedno przejscie urzadzenia » 21 90 40 45 50 557 skrawajacego 20 w kierunku wykrawania. Alter¬ natywnie, w zaleznosci od typu kopiarki sprzezo¬ nej z urzadzeniem skrawajacym 20, moze poru¬ szac sie ono nad blokiem lOa masy formierskiej wielokrotnie w celu ostatecznego wykrojenia wne¬ ki formy 12 o zadanych wymiarach, przy czym podczas kazdego kolejnego /przejscia urzadzenie skrawajace 20 musi poruszac sie glebiej w bloku lOa masy formierskiej.

Ksztaltowa powierzchnia sciany ograniczajacej w bloku lOa masy formierskiej wneke formy 12, odpowiadajaca ksztaltem jednej z wydluzonych czesci zadanego odlewu, to jest pelnego walca, jest nastepnie pokrywana powloka srodka anty¬ adhezyjnego. Nakladanie powloki srodka antyad¬ hezyjnego realizowane byc moze jakakolwiek zna¬ na metoda, np. za pomoca pistoletu natryskowego 13, jak to pokazano na fig. 1 (D).

W przypadku, gdy zadana forma nie zawiera zadnego rdzenia lub trzpienia i sluzyc ma np. do otrzymywania pelnego walca opisanego powyzej, etap nakladania powloki srodka antyadhezyjnego, uwidoczniony na fig. 1 (D), mozna pominac. Kom¬ pletna forme do produkcji pelnego walca otrzy¬ mujemy z latwoscia przez zlozenie jednej czesci formy, w której ksztaltowa powierzchnia sciany Wneki formy 12 nie zostala pokryta powloka srod¬ ka antyadhezyjnego, z druga czescia formy o iden¬ tycznej konstrukcji w ten sposób, ze wneka formy 12 jednej czesci formy zestawiona zostaje doklad¬ nie z wneka drugiej czesci formy.

W przypadku, gdy otrzymac chcemy forme do odlewania np. walcowego elementu rurowego, a wiec gdy forma ta zawierac ma rdzen nadajacy koncowy ksztalt wnetrzu elementu, wneke formy 12 ukladu widocznego na fig. 1 (E), po zakonczeniu etapu natryskiwania powloki, pokazanego na fig. 1 (D), napelnia sie masa formierska, jak to poka¬ zano na fig. 1 (F). Ta masa formierska, oznaczona jako 14, posiadac moze taki sam sklad jak blok lOa masy formierskiej. Masa formierska 14, wy¬ pelniajaca wneke formy 12, jest nastepnie zagesz¬ czana za pomoca plytki ubijajacej 15 lub innego odpowiedniego uhijaka, w celu otrzymania bloku 14a masy formierskiej, dopasowanego do wneki formy 12 w bloku lOa masy formierskiej, jak to pokazano na fig. 1 (H). Jest zrozumiale, ze blok 14a masy formierskiej styka sie z ksztaltowa po¬ wierzchnia sciany wneki formy 12 w bloku lOa masy formierskiej poprzez powloke srodka anty¬ adhezyjnego, nalozona w etapie D, oraz ze posiada on ksztalt i wymiary odpowiadajace wydluzonej czesci wnetrza walcowego elementu rurowego, który pragniemy otrzymac. Zageszczony blok 14a masy formierskiej, który ostatecznie sluzy jako jedna z wydluzonych czesci rdzenia w ukladnie formy i który nadal styka sie z wnetrzem wneki formy 12, jak to pokazano na fig. 1 nastepnie usuniety z bloku lOa masy formierskiej, po oddzieleniu od ksztaltowej powierzchni sciany wneki formy 12. Oddzielenie zageszczonego bloku 14a masy formierskiej od powierzchni sciany blo¬ ku lOa masy formierskiej ulatwiac moze obecnosc wyzej opisanej powloki srodka antyadhezyjnego.

Bloik 14a masy formierskiej? stanowiacy teraz jed- }575 8 na z czesci rdzenia, zostaje chwilowo odlozony na bok, podczas gdy blok lOa masy formierskiej, z którego blok 14a masy formierskiej zostal wla¬ snie usuniety, poddawany jest operacji wykrawa- nia, jak to pokazano na fig. 1 (J).

Etap wykrawania widoczny na fig. 1 (J) jest zasadniczo identyczny z etapem ukazanym na fig. 1 (C), jednak podczas etapu wykrawania zgodnego z fig. 1 (J) urzadzenie skrawajace 20 pracuje tak, by wykroic ksztaltowa powierzchnie sciany wneki formy 12 na glebokosc równa lub prawie równa grubosci sciany zadanego walcowego elementu ru¬ rowego, a wiec, by glebokosc ta równa byla róz¬ nicy pomiedzy zewnetrzna i wewnetrzna srednica tego walcowego elementu rurowego. Jak to zo¬ stanie wyjasnione pózniej, urzadzenie skrawajace stanowi co najmniej jeden obrotowy zespól ostrzy o ksztalcie zblizonym do odwróconej litery „T", gdzie pret na którym osadzony jest element tnacy, tworzy z tym elementem kat prawie prosty, przy czyim pret ten jednym koncem polaczony jest sztywno lub nierozlacznie z elementem tnacym, a drugim koncem polaczony jest obrotowo i roz¬ laczaie z konstrukcja nosna. Dlatego tez zrozu- miale jest, ze w celu uzycia tego samego urzadze¬ nia skrawajacego 20 do wykrawania wnek form 0 róznych promieniach krzywizny, konieczna jest zamiana jednego zespolu ostrzy na drugi zespól ostrzy, w którym dlugosc preta jest inna, przykla- dowo wieksza, niz w pierwszym zestawie ostrzy.

Konkretnie biorac, dlugosc preta w zestawie ostrzy uzywanym podczas etapu zobrazowanego na fig. 1 (C) pomniejszona jest w stosunku do dlugosci preta uzywonego podczas etapu zobrazowanego na fig. 1 (J) o dlugosc odpowiadajaca grubosci sciany zadanego walcowego elementu rurowego.

W praktyce zamiana jednego zestawu ostrzy na inny zestaw ostrzy moze byc niemozliwa lub skom¬ plikowana. W celu unikniecia tych trudnosci, zgt)d- 40 nie z niniejszym wynalazkiem, dlugosc preta ze¬ stawu ostrzy mozna regulowac, co zostalo opisane bardziej szczególowo przy omawianiu fig. 4.

Fig. 1 (K) pokazuje blok lOa masy formierskiej, zawierajacy wneke formy 12a, która po zakon- 45 czeniu operacji wykrawania, pokazanej na fig. 1 (J), posiada promien krzywizny wiekszy niz pro¬ mien krzywizny wneki formy 12. Uklad widoczny na fig. 1 ' imentu, w którym blok lOa masy formierskiej osia- 50 gnie koncowa maksymalna wytrzymalosc na scis¬ kanie, która jest znacznie wyzsza od wytrzyma¬ losci na sciskanie bloku lOa masy formierskiej na j^oczatku etapu pokazanego na fig. 1 (C), a mówiac ^scislej, w okresie czasu od etapu pokazanego na 55 fig. i (C) do etapu pokazanego na fig. 1 (J). Na¬ lezy wziac pod uwage, ze w czasie gdy blok lOa masy formierskiej w ukladzie pokazanym na fig. 1 (K) poddawany jest zabiegom imajacym na celu osiagniecie przez ten blok lOa masy formierskiej 60 koncowej maksymalnej wytrzymalosci na sciskanie, blok 14a masy formierskiej przeznaczony na po¬ lówke rdzenia, który, jak to wyzej opisano, jest chwilowo odlozony na bok, poddawany jest iden¬ tycznym zabiegom dla osiagniecia koncowej ma- 05 ksymainej wytrzymalosci na sciskanie,9 Nastepnie, jak to pokazano na fig. 1 (L), blok 14a masy formierskiej przeznaczony na polówke rdzenia, umieszczony jest wewnatrz wneki formy 12a ukladu ukazanego na fig. 1 (K), wspólosiowo z wneka formy 12a. W -celu unikniecia ewentual¬ nych przesuniec bloku 14a masy formierskiej (prze¬ znaczonego na polówike rdzenia wewnatrz wneki formy 12a, wyznaczajacej teraz ksztalt i wymiary jednej z wydluzonych czesci walcowego elementu rurowego, który ma zostac odlany, jeden lub oba konce bloku 14a przeznaczonego na polówke rdze¬ nia, przytwierdzic mozna do bloku lOa masy for¬ mierskiej w sposób pokazany na fig. 1 (L) przy uzyciu jakiegokolwiek odpowiedniego srodka wia- zai-cigo.

Jest oczywiste, ze kompletny uklad formy slu¬ zacej do odlania walcowego elementu rurowego otrzymac mozna przez docisniecie, czy inaczej mó¬ wiac, zlozenie w jakikolwiek dogodny sposób jed¬ nej czesci formy o konstrukcji pokazanej na fig. 1 (L) z inna czescia formy o takiej samej konstrukcji, z polówkami rdzenia 14a, odpowiada¬ jacymi pelnemu walcowi, który z kolei wymiara¬ mi i ksztaltem odpowiada wnetrzu zadanego wal¬ cowego elementu rurowego.

Jak podano wyzej, operacje wykrawania roz¬ poczyna sie w momencie, gdy wytrzymalosc na sciskanie poddawanego obróbce bloku lOa masy formierskiej osiagnie po odpowiednich zabiegach wariosc od 2 do 10 kG/cm2. Postepuje sie tak szczególnie wtedy, gdy wymiary czastek stosowa¬ nego piasku wynosza od 200 do 400 ^i (nr 6 lub 7 wedlug japonskich norm przemyslowych); w przy¬ padku takim otrzymuje sie bez dodatkowej obrób¬ ki koncowej gladka powierzchnie sciany wneki iormy.

Mase formierska 10 stanowic moze przykladowo mieszanina krzemionki o wymiarach ziarn okolo 300 ja, krzemianu sodu w ilosci 7°/o oraz chloranu sodu w ilosci 2,7%. Stwierdzono, ze przy uzyciu masy formierskiej o wyzej podanym skladzie ope¬ racje wykrawania rozpoczac mozna w 24 godziny po przygotowaniu masy formierskiej i napelnie¬ niu nia zakietu. Stwierdzono równiez, ze masa formierska o wyzej podanym skladzie wykazuje po zakonczeniu procesu utwardzania wytrzymalosc na sciskanie o wartosci okolo 20 kG/cm2. * Stwierdzono ponadto, ze nawet masa formierska zawierajaca zmodyfikowany cement portlandzki, tak zwany „Jet Cement" (znak fabryczny zastrze¬ zony przez Onoda Cement Mgf. Co.) w ilosci 8% w przeliczeniu na calkowita wage masy formier¬ skiej, wykazuje po zakonczeniu procesu utwardza¬ nia wytrzymalosc na sciskanie okolo 20 kG/cm2.

Do wytwarzania formy piaskowej wedlug niniej¬ szego wynalazku uzywac mozna równiez mas for¬ mierskich nie bedacych masami samoutwardzal- nymi lub nie majacych zdolnosci utwardzania sie.

W takim przypadku moze stac sie niezbedne uzycie cieczy wiazacej lub cieklego srodka wiaza¬ cego na ksztaltowej powierzchni sciany wneki for¬ my. Przy zastosowaniu urzadzenia skrawajacego wedlug wynalazku nanoszenie cieczy wiazacej na ksztaltowa powierzchnie sciany wneki formy 12 i/lub 12a odbywac sie moze równoczesnie z ope- 9 575 racja wykrawania, gdyz, jak to zostanie pózniej wyjasnione, zespól ostrzy urzadzenia skrawajacego zawierac moze kanaly, przez które nanoszona jest ciecz wiazaca.

W powyzszym opisie omówiono forme piaskowa jako skladajaca sie z pary polówek formy oraz pcdano w jaki sposób jedna z tych polówek zo¬ stala wykonana. Dla fachowców jest jednak rze¬ cza oczywista, ze w zaleznosci od ksztaltu i typu J0 zadanego odlewu, wystarczajaca moze byc forma nie dzielona. Zrozumiale jest takze, ze podczas eta¬ pu zilustrowanego fig. 1 (G), plytka ubijajaca 15 moze byc sterowana dzieki zastosowaniu wyso¬ kiego cisnienia, np. za pomoca tloka lub ubijaka l5 o napedzie hydraulicznym, w celu scislego ubicia masy formierskiej 14, wypelniajacej wneke for¬ my 12.

Na fig. 2 ukazane jest urzadzenie skrawajace, posiadajace trzy zespoly ostrzy, rozchodzace sie 2 promieniscie na zewnatrz ze wspólnej piasty 21, zamocowanej obrotowo w konstrukcji nosnej 22, której budowa zostanie opisana pózniej. Jest zro¬ zumiale, ze na fig. 2 urzadzenie skrawajace 20 pokazane jest podczas wybierania zakrzywionego rowka 30 o pólkolistym przekroju poprzecznym w zageszczonym bloku 40 masy formierskiej (odpo¬ wiadajacym blokowi lOa masy formierskiej na fig. 1), który to zakrzywiony rowek sluzyc bedzie ostatecznie jako wneka formy, do której podczas oblewania wlewany bedzie stopiony material.

Konstrukcja nosna 22 zawiera pare ramion pod¬ trzymujacych, z których tylko jedno, oznaczone jako 23, zostalo pokazane, poniewaz drugie z ra¬ mion jest przez to pokazane ramie zakryte. Ra- miona podtrzymujace opuszczone sa pionowo w dól z kratownicy, stanowiacej czesc jakiejkolwiek ze znanych kopiarek (nie pokazanej na figurze), innymi slowy sa z ta kopiarka sprzegniete. Jak podano juz wczesniej, konstrukcja nosna 22 po- 40 rusza sie zgodnie z programem wzglednie mode¬ lem, naturalnej wielkosci lub miniaturowym, wprowadzonym do kopiarki.

Na dolnym koncu konstrukcji nosnej 22, po- imiedzy ramionami 23, zamontowana jest obrotowo 45 piasta 21. Piasta 21 posiada dwa lezace naprzeciw siebie wystepy 21a, lezace w plaszczyznie piono¬ wej do plaszczyzny piasty 21, przy czym kazdy z tych wystepów osadzony jest w odpowiadajacym mu lamieniu 23. 50 Kazdy z zespolów ostrza posiada pret 24 oraz element tnacy 25. Jeden z konców preta -24 pola¬ czony jest sztywno lub nierozlacznie z piasta 21, natomiast drugi koniec polaczony jest sztywno lub nierozlacznie z elementem tnacym 25. 55 Jak to dobrze widac na fig. 3, element tnacy ma ksztalt 'zblizony do wydluzonego preta o prostokatnym przekroju poprzecznym. Jest on za¬ projektowany tak, ze co najmniej jedna z prze¬ ciwleglych sobie powierzchni bryly elementu tna- 60 cego 25, stykajaca sie z ksztaltowa powierzchnia sciany wneki formy 30 podczas pracy i nie styka¬ jaca sie z pretem 24, to jest zewnetrzna powierz¬ chnia oznaczona jako 25a, jest zakrzywiona, przy czyim krzywizna tej powierzchni odpowiada czesci 65 kola, którego srodek zgodny jest z osia obrotu11 100 575 12 piasty 21. Druga z powierzchni bryly elementu tnacego 25, to jest powierzchnia wewnetrzna (po¬ laczona z pretem 24, moze byc prosta lub odpo¬ wiednio zakrzywiona tak, jak to zostalo poka¬ zane. 5 Jeden i przeciwleglych soibie konców elementu „ tnacego 25, lezacy w przedniej jego czesci, biorac pod uwage ¦wskazany przez strzalke kierunek ru¬ chu obrotowego zespolu ostrzy, uformowany jest na ksztalt ostrza 25b. Przy koncu tym czesc ze- io wnetrznej powierzchni 25a zakrzywia sie ostro do wewnatrz w ten sposób, ze zmienia sie promien krzywizny tej powierzchni, jak to pokazano przez 25c. Powierzchnia w poblizu ostrza 25b odchyla sie wiec od kola, wyznaczajacego zewnetrzna po¬ wierzchnie 25a bryly elementu tnacego 25. Nalezy zwrócic uwage, ze korzystne jest aby wielkosc od¬ chylenia, zdefiniowana jako odleglosc od wierz¬ cholka ostrza 25b do punktu bedacego punktem przeciecia wyobrazonej linii, przechodzacej przez srodek obrotu i wierzcholek ostrza 25b z okre¬ giem kola, wyznaczajacego zewnetrzna powierzch¬ nie 25a, wynosila od 1 do 5 mm.

Dlugosc elementu tnacego 25 dabTama jest tak, ze element ten znajduje sie wewnetrz kola e' wynoszacego od 10° do 15°, a czesc elementu mie¬ dzy wierzcholkiem ostrza 25b i punktem przecie¬ cia (podluznej osi preta 24 z podluzna osia bryly elementu tnacego 25 znajduje sie wewnatrz kata e wynoszacego od 5° do 10°. Gdy kazdy z elemen¬ tów tnacych 25 poszczególnych zespolów ostrza zbudowany jest zgodnie z powyzszym opisem, pre¬ ty 24 tych zespolów ostrza, wychodzace promie- niscio na zewnatrz ze wspólnej piasty 21, korzyst¬ nie jest umiescic w równych od siebie odstepach.

Podczas pracy urzadzenia skrawajacego piasta 21 sterowana jest przez mechanizm sterujacy (nie zostal on pokazany), który za posrednictwem konstrukcji nosnej 22 wprawiac moze zestaw •ostrzy w ruch obrotowy w kierunku .pokazanym przez strzalke, w wyniku czefeo zachodzi operacja wykrawania, opisana szczególowo powyzej w od¬ niesieniu do fig. 1.

Podczas operacji wykrawania, gdy, ostrza 25b kazdego z elementów tnacych 25 usuwaja zbedna mase formierska w celu uzyskania ksztaltowej po¬ wierzchni sciany wneki formy 30 w bloku 40 ma¬ sy formierskiej, zakrzywiona powierzchnia 25a sprasowywuje silnie na skutek tarcia mase for¬ mierska, znajdujaca sie pomiedzy ta powierzchnia a kolejnymi fragmentami ksztaltowej powierzchni sciany wneki formy 30; dzieki temu ksztaltowa powierzchnia sciany wneki formy 30 staje sie gladka. Jest to mozliwe gdyz, jak wspomniano - juz powyzej, ostrze 25b wykazuje odchylenie od plaszczyzny zakrzywionej powierzchni 25a. Inny¬ mi siowy, kolejne fragmenty powierzchni sciany wneki formy 30 w • bloku 40 masy formierskiej, na któie wywiera tarcie zewnetrzna powierzchnia 25a elementu tnacego 25 kazdego zespolu ostrza, ulegaja scisnieciu równemu zdefiniowanej powy¬ zej wielkosci odchylenia. W przypadku gdy na ksztaltowa powierzchnie sciany wneki formy 30 nanoszony jest srodek utwardzajacy, jak np. ciecz wiazaca lub ciekly srodek adhez:^jny, kazdy z tnacych elementów 25 zawierac moze kanaly do nanoszenia cieczy, jak to pokazano na fig. 4.

W przykladzie pokazanym na fig. 4, kanal do na¬ noszenia cieczy oznaczony jako 50, przebiega we¬ wnatrz bryly elementu tnacego 25 i posiada jeden z otworów wylotowych w tej czesci zakrzywionej zewnetrznej ipowierzchni 25a, która przylega do ostro zakrzywionej powierzchni 25c. W przypadku zastosowania ukladów ostrza pokazanych na fig. 2 i 3, korzystne jest by piasta 21 byla zamocowana obrotowo rozlacznie z konstrukcja nosna 22, co umozliwia wymiane zespolów ostrza. Alternatyw¬ nie, kazdy z pretów 24 poszczególnych zespolów ostrza moze byc wykonany tak, aby mozliwa by*la regulacja jego dlugosci, jak to pokazano na fig. 4.

Na fig. 4 element tnacy 25 zawiera element lacznikowy 24a, wychodzacy z elementu tnacego , przy czym ten element lacznikowy 24a moze byc chowany teleskopowo do tej czesci preta 24b," która wychodzi z piasty 21 oddzielania sie elementu lacznikowego 24a, a co za tym idzie rozdzielenia elementu tnacego 25 i czesci preta 24b, stosuje sie Regulowany pasek zabezpie¬ czajacy (nie zostal on pokazany), przytwierdzony do czesci preta 24b.

Gdy element tnacy 25 odchyli sie na zewnatrz od wspólnej plaszczyzny, w tótórej lezy wraz z czescia preta 24b, zmieniaja sie wartosci wielkosci zwiazanych z kazdym z zespolów ostrza o budo¬ wie pokazanej na fig. 4, a wiec wielkosc odchy¬ lenia, kat e i kat e'. W przypadku takim, w zwiaz¬ ku z niezachowaniem z góry okreslonych wartosci tych parametrów, zalecana jest wymiana zespolów ostrza. Zgodnie z tym co napisano juz .poprzednio, kanaly sluza do nanoszenia cieczy utwardzajacej mase formierska. Alternatywnie, kanal taki, pod¬ laczony do urzadzenia wytwarzajacego próznie, sluzyc moze do usuwania za pomoca ssania od¬ padów masy formierskiej, wykrojonej z bl(^ku 40 masy formierskiej w celu uzyskania ksztaltowej powierzchni sciany wneki formy 30. Urzadzenie skrawajace, którego budowa zostala powyzej do¬ kladnie opisana jest szczególnie uzyteczne przy otrzymywaniu wneki formy piaskowej, gdy ta wneka posiada pólkolisty przekrój poprzeczny.

Mimo iz wynalazek niniejszy zostal w pelni opi¬ sany w odniesieniu do korzystnych jego zastoso¬ wan, nalezy wziac pod uwage, ze fachowcy wpro¬ wadzac moga don rózne zmiany i modyfikacje.

Przykladowo ksztalt przekroju poprzecznego ele¬ mentu tnacego 25 nie musi byc prostokatny, lecz moze takze byc kwadratowy lub posiadac inny dowolny ksztalt, pod warunkiem, jednakze, ze ze¬ wnetrzna powierzchnia 25a bedzie plaska. Ponad¬ to kazdy z elementów tnacych zawierac moze za¬ równo kanaly do nanoszenia cieczy wiazacej mase formierska, jak i kanaly ssace.

Co wiecej, piasta 21, która opisana zostala jako polaczone z trzema zespolami ostrza, zawierac mo¬ ze polaczenia z jednym, dwoma lub wiecej niz trzema takimi zespolami. Ponadto gdy piasta 21 polaczona jest z duza iloscia pretów, nie wszyst¬ kie z tych pretów musza byc zakonczone elemen¬ tem tnacym. W przypadku takim za kazdym pre¬ tem z elementem tnacym na koncu znajduje sie , 40 45 50 55100 575 13 14 obracajacy sie zgodnie z kierumkiem rotacji inny pret, zakonczony ubijakiem spelniajacym funkcje zakrzywionej zewnetrznej powierzchni 25a.

Ponadto, mimo iz urzadzenie skrawajace opisa- no jako 'zawierajace zespól ostrzy pracujacy obro- 5 towo, moze ono takze zawierac po prostu jeden lub wiecej sprzezonych z kopiarka zespolów ostrzy poruszajacych sie po linii prostej. W przypadku takim zespoly ostrza nie musza miec ksztaltu zblizonego do mlotka, jak to opisano oraz paka- io zano powyzej. Sa one wtedy przydatne do wy¬ krawania rowków o katowym przekroju poprzecz¬ nym, np. kwadratowym lub prostokatnym prze¬ kroju poprzecznym. Tak wiec mozliwe jest wpro¬ wadzanie róznych modyfikacji i zmian zgodnych 15 z rzeczywista istota niniejszego wynalazku, o ile zmiany te od tej istoty nie odbiegaja.

Claims (11)

Zastrzezenia patentowe 20

1. Sposób wytwarzania formy piaskowej, sluza¬ cej do otrzymywania zadanego odlewu poprzez wlanie stopionego materiaJp, takiego jak metal lub zywica syntetyczna do wneki formy, znamienny 25 tym, ze najpierw napelnia sie skrzynke masa for¬ mierska, nastepnie zageszcza sie mase formierska w skrzynce w celu otrzymania bloku masy for¬ mierskiej, po czym wykrawa sie z tego bloku masy formierskiej wneke formy przy uzyciu urzadzenia 30 skrawajacego sprzezonego z kopiarka, które to urzadzenie skrawajace porusza sie podczas wykra¬ wania wneki z bloku masy formierskiej wedlug wprowadzonego do kopiarki z góry okreslonego programu, wyznaczajacego profil zadanego odlewu. 35

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze etap wykrawania przeprowadza sie po poddaniu bloku masy formierskiej zabiegom nadajacym mu wytrzymalosc na sciskanie o wartosci od 2 do 10kG/cm2. 40

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze etap wykrawania przeprowadza sie korzystnie po poddaniu bloku masy formierskiej zabiegom na¬ dajacym mu wytrzymalosc na sciskanie o war¬ tosci od 2 do 5 kG/cm2. 45 V

4.xSposób wytwarzania formy piaskowej, sluza¬ cej do otrzymywania zadanego odlewu, poprzez wlanie stopionego materialu, takiego jak metal lub zywica syntetyczna, do wneki formy zawiera¬ jacej rdzen, znamienny tym, ze najpierw napelnia 50 sie skrzynke masa formierska, nastepnie zageszcza sfle mase formierska w celu otrzymania bloku ma¬ sy formierskiej, po czym wykrawa sie z tego bloku masy formierskiej wneke formy odpowia¬ dajacej ksztaltem i wymiarami rodzeniowi, przy 55 uzyciu urzadzenia skrawajacego sprzezonego z ko¬ piarka, które to urzadzenie skrawajace porusza sie podczas wykrawania bloku masy formierskiej we¬ dlug wprowadzonego do kopiarki z góry okreslo¬ nego programu, nastepnie zas nanosi sie srodek 60 antyadhezyjny na powierzchnie sciany ogranicza¬ jacej wneke w bloku masy formierskiej, w celu otrzymania powloki tego srodka antyadhezyjnego, napelnia te wneke inna masa formierska i zagesz¬ cza sie te inna mase formierska wewnatrz wneki, 05 w celu otrzymania innego bloku tej masy, stano¬ wiacego rdzen, w nastepnym zas etapie usuwa sie ten inny blok masy formierskiej z wneki w pier¬ wotnym bloku imasy formierskiej i chwilowo prze¬ chowuje sie igo do dalszego uzycia, po czym 'wy¬ krawa sie w pierwotnym bloku masy formierskiej powiekszona wneke, w celu uzyskania wneki for¬ my odpowiadajacej zewnetrznym ksztaltem i wy¬ miarami zadanemu odlewowi, przy czym operacje wykrawania wykonuje sie. za pomoca tego samego urzadzenia skrawajacego i w podobny sposób jak w pierwszym etapie wykrawania i umieszcza sie przechowany blok masy formierskiej, stanowiacy rdzen wewnatrz tej nowej wneki formy, w celu otrzymania kompletnej formy piaskowej.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze pierwszy i drugi etap wykrawania przeprowadza sie, gdy wytrzymalosc na sciskanie bloku masy formierskiej wewnatrz zakietu wynosi od 2 do 10 k-G/crn2.

6. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze pierwjszy i drugi etap wykrawania przeprowadza sie (korzystnie, gdy wytrzymalosc na sciskanie blo¬ ku masy formierskiej wewnatrz zakietu wynosi od 2 do 5 kG/cm2.

7. Urzadzenie skrawajace, sluzace do wytwarza¬ nia formy piaskowej zawierajacej wneke formy, znamienne tym, ze posiada ono konstrukcje nosna (22) sprzezona z kopiarka, przystosowana do wpra¬ wiania zespolu ostrzy w ruch, w celu obróbki bloku (40) 'masy formierskiej, tworzacego forme piaskowa (30), tak by ruch ten odbywal sie po z góry okreslonym torze, zgodnie z programem wpro¬ wadzonym do kopiarki i co najmniej jednego ze¬ spolu ostrzy, zamontowanego w tej konstrukcji nosnej (22) i poruszanego w jednym kierunku przez mechanizm sterujacy.

8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze zespól ostrzy zawiera piaste (21), poprzez która ten zespól ostrzy jest obrotowo zamocowany w konstrukcji nosnej (22), element tnacy <25) i 'lacz¬ nik, laczacy ten element tnacy z piasta, przy czym jeden z konców tego elementu tnacego tworzy ostrze (25b).

9. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze lacznik ma postac preta (24), którego konce la¬ cza odpowiednio piaste {21) i element tnacy (25), przy czym element tnacy znajduje sie wewnatrz kata o wartosci od 10° do 15° w odniesieniu do. osi obrotu zespolu ostrzy, podczas gdy czesc ele¬ mentu tnacego lezaca pomiedzy ostrzem i punk¬ tem, w którym os podluzna preta przecina ten element tnacy, znajduje sie wewnatrz kata o war¬ tosci od 5° do 10°.

10. Urzadzenie wedlug zastrz. 9, znamienne tym, ze powierzchnia elementu tnacego (25a) stykajaca sie z powierzchnia sciany formy ma postac lu¬ kowa, a ostrze umieszczone jest w odleglosci od 1 do 5 mm od luku tej powierzchni, przy czym wielkosc odchylenia mierzona jest od wierzcholka ostrza (25b) do punktu przeciecia wyobrazonej linii przechodzacej przez srodek obrotu zespolu ostrzy i wierzcholek ostrza z przedluzeniem tej lukowej powierzchni (25a),100 575 15

11. Urzadzc: ii c wedlug zastrz. 9, znamienne tym, ze lacznik sklada sie z preta (24b), ktnrc^n koniec laczy 16 i.-4a) polaczonego z elementem tnacym (1*5), przy czyni clcnic.it lacznikowy jest teleskopowo wsu¬ niety d-> preta (24b), F/G. I.100 575 r/G. 2. FIG. 4. 25b 25c 25 25b 25c 25a 25 25a 50