PL143301B1 - Foundry mould making method - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania formy odlewniczej z materialu formier¬ skiego, zwiazanego chemicznie.Znanych jest wiele sposobów wytwarzania form odlewniczych, w których wneke formy wykonuje sie przy pomocy sypkiego i zmieszanego ze spoiwem piasku formierskiego, jak równiez modelu. W przypadku sposobu recznego odlewania, forme wytwarza sie z piasku formierskiego, stosujac mieszadla przelotowe i czynnosci reczne przy stosowaniu ubijaków recznych, ubijaków pneumatycznych i narzucarek, w wyniku czego powstaje forma odlewniczajednorazowego uzytku tak samo,jak przy sposobie formowania maszynowego. Formyrdzeniowe wykonuje sie najczesciej sposobem strzalowym, lecz taki rdzen równiez moze byc uzyty tylko jeden raz.Przy odlewaniu w formach skorupowych stosuje sie ogrzane modele metalowe i skrzynki formierskie do wytwarzania tych form skorupowych i rdzeni z piasków, zwiazanych zywicami syntetycznymi. Równiezw tym przypadku, kazda forma skorupowa i kazdy rdzen nadaja sie tylko do jednorazowego uzytku.W przypadku sposobu odlewania w formach pelnych stosuje sie modele jednorazowego uzytku, wyciete z piankowego tworzywa sztucznego, które pozostaja w formie odlewniczej. Jako materialy formierskie sluza, w danym przypadku, piaski odlewnicze ze spoiwami przykladowo utwardzanymi na zimno.Chemicznie zwiazane formy piaskowe stosuje sie z dobrym wynikiem w formierstwie dla produkcji jednostkowej i do wytwarzania rdzeni. W zakresie produkcji maloseryjnej wystepuja chemicznie zwiazane formy piaskowejako formy skorupowe, wspierane przez powloki lub przepu¬ szczajace gaz materialy wypelniajace podloza, przykladowo luzny piasek lub srut.Przy produkcji masowej, odlewy wytwarza sie korzystnie we wlewnicach lub wilgotnych formach piaskowych. Za zalety wilgotnych form piaskowych w stosunku do form odlewniczych z piasku zwiazanego chemicznie mozna uwazac nizsze koszty materialu formierskiego oraz mozliwosc zastosowania wypróbowanych w produkcji automatów formierskich o krótkim takcie2 143 391 pracy. Przewazaja jednak wady wilgotnej formy piaskowej w stosunku do form zwiazanych chemicznie, poniewaz wymaganyjest dla nichpiasek i spoiwo wysokiejjakosci, zuzywaja one duze ilosci materialu formierskiego, nie posiadaja srodków wiazacych, a przygotowanie piasku jest kosztowne, miedzyinnymi na skutekduzego zapotrzebowania miejsca i dlugich okresów schladza¬ nia. Ponadto, istnieje potrzeba stosowania dwóch systemów piaskowych dla formy i rdzenia, wysokiejest zuzycie energii, przy nawet niewielkich róznicach w materiale formierskim wystepuja bledy w formie i odlewie, istnieje wieksze pole tolerancji, a powierzchnie odlewów sa gorsze. Na koniec jeszcze wystepuje przy tych formach duzy koszt czyszczenia, duza ilosc braków, znaczne zanieczyszczenie srodowiska, przy czym personel obslugujacy musi posiadac wysokie kwalifikacje fachowe.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania formy odlewniczej ze zwiazanego chemicznie materialu formierskiego, który by umozliwil, zwlaszcza przy produkcji seryjnej odle¬ wów, zrezygnowanie ze stosowania piasków spajanych glina, przy uniknieciu wymienionych wad i dal latwa do wykonania oraz tania forme odlewnicza przy niewielkim zuzyciu materialu formier¬ skiego o wystarczajacej przepuszczalnosci gazu, która by ponadto zapewniala wysoka jakosc odlewu przy niewielkim zanieczyszczeniu srodowiska. Cel ten zgodnie z wynalazkiem osiagnieto dzieki temu, ze jako material formierski stosuje sie material formierski zwiazany chemicznie i po wyjeciu pierwszego odlewu usuwa sie przynajmniej czesc materialu formierskiego, która stala sie sypka w strefie dzialania temperatury odlewania, po czym te strefe wypelnia sie, przed nastepna operacja odlewania, materialem formierskim w celu odtworzenia ksztaltu wneki formy.Wedlugdalszej cechy wynalazku okazalo sie do tego korzystne wytwarzanie tej formy odlew¬ niczej w skrzynce formierskiej, chociaz wynalazek nadaje sie równiez do stosowania w przypadku form bezskrzynkowych. Dzieki temu jest mozliwe zmniejszenie do minimum koniecznych ilosci materialu formierskiego bez potrzeby stosowania znanych srodków pomocniczych dla zmniejsze¬ nia ilosci uzytego materialu formierskiego, takich jak oslony lub masy wsporcze.Przyprzeprowadzaniu sposobu wedlugwynalazku, wpierwszej fazie ksztaltuje sie model,przy czym wprowadzanie materialu formierskiego moze przebiegac w normalny sposób strzalowo lub przez podcisnienie. Nastepnie forme odlewnicza, jezeli to konieczne, ustawia sie w znany sposób, wyposaza w rdzenie i sklada sie. Po odlaniu, forme odlewnicza w znany sposób prowadzi sie przez strefe chlodzenia, nastepnie dzieli sie, jak równiez wyjmuje zastygly odlew.Czesc materialu formierskiego w bezposrednim sasiedztwie odlewu, która stala sie sypka na skutek dzialania temperatury odlewania oraz material formierski o zmniejszonej wytrzymalosci w sasiednim obszarzezewnetrznym, który to materialrozpada sie bez dzialania wiekszych sil, zgodnie z wynalazkiem wymiata sie teraz, wydmuchuje lub wytrzasa. Czesc materialu formierskiego nieznacznie obciazona cieplnie pozostawia sie w formie, gdzie material ten tworzy podkladowa mase wypelniajaca o wszystkich zaletach zwyklej, normalnej formy piaskowej, jak przepuszczal¬ nosc dla gazów lub podobne.Dalsze cechy wynalazku polegaja wiec na tym, ze po pierwsze, wytwarza sie forme odlewnicza zjednego jedynego materialu formierskiego, apo drugie, czesc materialu formierskiego, znajdujaca sie w obszarze silnego wplywu cieplnego usuwa sie korzystnie bez narzedzi mechanicznych i te narazona termicznie strefe, wypelnia sie takim samym materialem formierskim.Sposób wedlugwynalazku obejmuje równiez regeneracje materialu formierskiego, usunietego ze strefy o silnym wplywie cieplnym i ponowne doprowadzenie go w te strefe.Sposób wedlug wynalazku umozliwia prace z jedna wielkoscia skrzynki formierskiej, ponie¬ waz na skutek cieplnego oddzialywania roztopionego metalu powstaje konieczna pusta przestrzen pomiedzy modelem a pozostala sztywna powloka. Mozna zaniechac stosowania czlonów wyporo¬ wych w postaci nadmuchiwanych wezy, grud uzywanego piasku formierskiego, piaskugrubego lub styropianu oraz uniknac zwiazanych z tym nakladów na robocizne reczna.Sposób wedlug wynalazku przynosi liczne korzysci, polegajace przede wszystkim na tym, ze forma i rdzen moga byc wykonane z tego samego materialu formierskigo, ilosci materialu formier¬ skiego wprowadzane od drugiej fazy wynikaja ze sposobu odlewania, ilosc odzyskiwanego piasku jest niewielka, a jakosc piasku na skutek obciazenia termicznego jest w wiekszosci przypadków bardzo dobra i moze byc nawet lepsza, niz piasku nowego z tym, ze nowy piasek trzeba dodawac tylko dla uzupelnienia. Poza tym, magazyny sa mniej obciazone, nie ma halasu przy wybijaniu,143 301 3 potrzebnajestjedynie instalacja odzyskowa o niewielkiej wydajnosci, zas w wyniku odlewania bez nadlewów ilosc roztopionego metalu moze byc w wielu przypadkach niewielka, co prowadzi do zmniejszenia kosztów wytopu.Material formierski trzeba usuwac z formy odlewniczej tylko przy zmianie na wiekszy model.Polówki skrzynki mozna czyscic na przyklad strumieniem piasku. Mozliwe jest równiez zainstalo¬ wanie stanowiska wybijania. Dzieki temu sposobowi wedlug wynalazku, ilosc potrzebnegopiasku lub materialu formierskiego zmniejszono do tego stopnia, ze osiagniety zostal stosunek piasek -odlew ponizej 2:1, a przy odlewaniu w formach wilgotnych nie jest rzadkoscia stosunek piasek -odlew 12:1. Tak wiec zmniejszenie ilosci naterialu formierskiego uzyskane dzieki sposobowi wedlug wynalazku jest znaczne.Dalsze zalety, cechy i szczególy wynalazku wynikaja z ponizszego opisu korzystnego przy¬ kladu wykonania, jak równiez w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia skrzynke formierska do odlania odlewu, w widoku z boku i czesciowym przekroju, fig. 2 - skrzynke formierska z fig. 1 po procesie odlewania, fig. 3 - oddzielanie czesci w przekroju odtworzonej skrzynki formierskiej orazfig. 4 - 7 przedstawiaja czesci dzielonej skrzynki formierskiej, odtworzo¬ nej schematycznie w róznych fazach procesu.Przedstawiona na rysunku skrzynka formierska 1 do odlewania odlewu, zawiera skrzynke dolna 2 i skrzynke górna 3, których swobodne krawedzie 4, 5 przylegaja do siebie i które sa polaczone za pomoca kolków prowadzacych 8 osadzonych w wystepach kolnierzowych 6, przy czym przez kolek taki przechodzi klin 7.Skrzynka formierska 1 zawiera podloze 10 materialu formierskiego z piasku kwarcowego, zwiazanego zywica utwardzana na zimno, a w srodku tego zloza uwidoczniona jest wneka 11 z rdzeniem 12 dla pózniejszego odlewu G. Wlewroztopionego metalu oznaczony zostal liczba 13. Ze wzgledu na zachowanie przejrzystosci rysunku pominiety zostal wlew poziomy, rozlany metal lub podobne. Podczas odlewania odlewu G i przez krótki czas po tym material formierski zmienia sie w obszarze, graniczacym z metalem. Material formierski, przylegajacy bezposrednio do odlewu G rozpada sie w strefie wewnetrzenejJ pod wplywem ciepla odlewania, na sypki piasek, skorupieje w drugiej strefie A, na rysunku zaznaczonej na czarno, na zewnatrz której material formierski podloza 10 podlega tak niewielkiemu obciazeniu cieplnemu, ze pozostaje zasadniczo niezmieniony lacznie z wytrzymaloscia czesci podloza formierskiego w strefie B.W celu wyjecia odlewu G oraz rdzenia 12 skrzynke górna 3 podnosi sie ze skrzynki dolnej 2 i odstawia w polozenie odwrócone, jak uwidocznione zostalo na fig. 3.Bedace pod wplywem cieplnym strefyJ, A uprzedniego podloza formierskigo 10 moga byc na calej ich szerokosci e latwo usuniete, na przyklad przez wydmuchanie tak, ze szerokosc i wneki formierskiej 11 zarówno w obszarze dolnej czescilit wneki formyjak i wobszarze górnej czesci llh wneki formy rozszerza sie nastepnie o te szerokosc e po obydwu stronach linii srodkowej M skrzynki formierskiej. Powstale w ten sposób zaglebienia oznaczone sa liczbami 20t i 20n na fig. 4,5.Nastepnie w zaglebienia 20t, 20n wklada sie model 31, zawieszony na plycie modelowej 30.Pomiedzy pozostala strefa B podloza formierskiego 10 a modelem 31 lub korkiem 32 w obszarze wlewu 13 pozostaje szczelina 33 o szerokosci e, która teraz,jak zaznaczono liczba 15, wypelnia sie materialem formierskim. Po wprowadzeniu czesci 15 materialu formierskiego, tak jak na fig. 6, przywrócony zostaje pierwotrny ksztalt wneki formierskiej 11 dla nowej operacji odlewania.Wydmuchane lub w inny sposób usuniete czesci materialu formierskiego strefJ i A zostaja w zwykly sposób z powrotem przygotowane i moga byc ponownie uzyte jako czesc 15 materialu formierskiego, sluzaca do przywracania ksztaltu wneki formierskiej 11.Zastrzezenia patentowe 1.Sposób wytwarzania formy odlewniczej z materialu formierskiego zwiazanego chemicznie i przy uzyciu modelu, znamienny tym, ze z pierwszej formy odlewniczej wykonanej z jednego jedynego materialu formierskiego usuwa sie material formierski, który stal sie sypki na skutek odlania odlewu, reszte materialu formierskiego pozostawia sie, zas pusta przestrzen powstala po wlozeniu modelu wypelnia sie materialem formierskim.4 143 301 2.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowo usuwa sie material formierski o zmniejszonej wytrzymalosci. 3.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc materialu formierskiego przeznaczona do usuniecia usuwa sie z pominieciem narzedzi mechanicznych. 4.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forme odlewnicza wykonuje sie w skrzynce formierskiej. 5.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pusta przestrzen wypelnia sie materialem formierskim takim samym jak material formierski pierwszej formy odlewniczej. ó.Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze czesc materialu formierskiego usunieta z pustej przestrzeni uzdatnia sie i z powrotem doprowadza do tej pustej przestrzeni. 7.Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze reszte materialu formierskiego, pozostajaca za kazdym razem po odlewaniu stosuje sie jako mase wypelniajaca podloza dla nastepnej operacji formowania formy. ! ^-13 "77777777777777 Fig.1 77777777777777777777777.143 301 fM jh 30 31 20ty 15 2Dt Fig.6 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe 1.Sposób wytwarzania formy odlewniczej z materialu formierskiego zwiazanego chemicznie i przy uzyciu modelu, znamienny tym, ze z pierwszej formy odlewniczej wykonanej z jednego jedynego materialu formierskiego usuwa sie material formierski, który stal sie sypki na skutek odlania odlewu, reszte materialu formierskiego pozostawia sie, zas pusta przestrzen powstala po wlozeniu modelu wypelnia sie materialem formierskim.4 143 301 2.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dodatkowo usuwa sie material formierski o zmniejszonej wytrzymalosci. 3.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czesc materialu formierskiego przeznaczona do usuniecia usuwa sie z pominieciem narzedzi mechanicznych. 4.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze forme odlewnicza wykonuje sie w skrzynce formierskiej. 5.Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pusta przestrzen wypelnia sie materialem formierskim takim samym jak material formierski pierwszej formy odlewniczej. ó.Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze czesc materialu formierskiego usunieta z pustej przestrzeni uzdatnia sie i z powrotem doprowadza do tej pustej przestrzeni. 7.Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze reszte materialu formierskiego, pozostajaca za kazdym razem po odlewaniu stosuje sie jako mase wypelniajaca podloza dla nastepnej operacji formowania formy. ! ^-13 "77777777777777 Fig.1 77777777777777777777777.143 301 fM jh 30 31 20ty 15 2Dt Fig.6 PL PL