RU2044591C1

RU2044591C1 - Casting equipment manufacturing method

Info

Publication number: RU2044591C1
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Фарберов
Original assignee: Акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1995-09-27

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: method involves manufacturing drier by replicating the surface of mold half; to do that, placing flask so that its basic surface coincides with that of mold half; biasing mold to flask basic surfaces by pressure strips, with deviation of flask basic surfaces from perpendicular position not exceeding 0.015 mm and roughness of working surfaces not exceeding R_a= 1,25 μn micron; applying separating and lining layers to surface to be replicated; pouring thermoplastic mass into flask and hardening it; repeating operations, beginning from flask assembly operation; using another flask at the second stage of process, with second flask being mirror image of first flask used at the first stage. Replica obtained at the first stage makes primary standard. EFFECT: increased efficiency and high quality of manufactured equipment. 3 dwg

Description

Изобретение относится к получению технологической оснастки, преимущественно драйеров, которые используются для рихтовки стержней сложной конфигурации, в частности керамических тонкостенных стержней для получения пустотелых лопаток газотурбинного двигателя. Драйер состоит из двух частей (половин). Основное требование, предъявляемое к драйеру, заключается в том, что профиль рабочей поверхности драйера должен быть возможно более точной копией рабочей поверхности пресс-формы. The invention relates to the production of tooling, mainly drivers, which are used for straightening rods of complex configuration, in particular ceramic thin-walled rods for producing hollow blades of a gas turbine engine. The driver consists of two parts (half). The main requirement for the driver is that the profile of the working surface of the driver should be as accurate a copy of the working surface of the mold.

Традиционно такие драйера получают механической обработкой, требующей высококвалифицированной лекальной доводки рабочих поверхностей драйеров и поэтому трудоемкой [1]
Известны способы получения гипсовых драйеров, однако такие драйера непрочны и быстро изнашиваются от керамики [2]
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения металлопластмассовых изделий по эталону. Эталон может быть изготовлен из любого материала. Известный способ осуществляют путем копирования эталона. По данному способу эталон устанавливают в произвольной опоке, смазывают плоскости разъема эталона разделительным составом, затем облицовочной смесью, после чего заливают основную металлопластмассовую смесь на основе эпоксидной смолы с добавлением железного, алюминиевого или медного порошков, проводят отверждение [3]
Однако при изготовлении драйеров таким способом в результате усадочных явлений при полимеризации эпоксидной смолы появляются искажения геометрии изделия до 0,2-0,4 мм.Traditionally, such drivers are obtained by machining, which requires highly qualified piecework refinement of the working surfaces of the drivers and therefore labor-intensive [1]
Known methods for producing gypsum drivers, however, such drivers are fragile and quickly wear out from ceramics [2]
Closest to the proposed invention is a method for producing metal-plastic products according to the standard. The standard can be made of any material. The known method is carried out by copying the standard. In this method, the standard is installed in an arbitrary flask, the plane of the standard connector is lubricated with a release agent, then with a facing mixture, and then the main metal-plastic mixture based on epoxy resin is added with the addition of iron, aluminum or copper powders, curing is carried out [3]
However, in the manufacture of drivers in this way, as a result of shrinkage phenomena during the polymerization of epoxy resin, distortions of the product geometry up to 0.2-0.4 mm appear.

Такие искажения являются несущественными при изготовлении пресс-форм для большинства отливок, но являются совершенно недопустимыми для драйера, точность изготовления которого должна быть на порядок выше, а погрешность изготовления должна составлять не более 0,02-0,03 мм. Кроме того такой метод изготовления не дает возможности осуществлять проверку геометрии драйера контрольными шаблонами, так как этим методом невозможно воссоздание в драйере базовых поверхностей. Such distortions are insignificant in the manufacture of molds for most castings, but are completely unacceptable for the driver, the manufacturing accuracy of which should be an order of magnitude higher, and the manufacturing error should be no more than 0.02-0.03 mm. In addition, such a manufacturing method does not make it possible to verify driver geometry with control patterns, since using this method it is not possible to recreate base surfaces in the driver.

Цель изобретения повышение точности и обеспечение контроля геометрии. The purpose of the invention is to increase accuracy and control geometry.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.

Первый этап процесса. The first stage of the process.

Рабочую половину пресс-формы (эталон) 1 помещают в опоку таким образом, чтобы базовые поверхности эталона опирались на базовые поверхности опоки I, II, III, затем поджимают ее прижимными планками 2 и 3 с помощью винта 4 или любым другим методом. На штифты 5 устанавливают металлические втулки 6 для обеспечения взаимной фиксации половин драйера. The working half of the mold (standard) 1 is placed in the flask so that the base surfaces of the standard rest on the base surfaces of the flask I, II, III, then press it with clamping bars 2 and 3 using screw 4 or any other method. On the pins 5 install metal bushings 6 to ensure mutual fixation of the halves of the driver.

Затем поверхность эталона и внутреннюю полость опоки, подлежащую металлизации, покрывают лаком, сушат, после чего подготовленные поверхности покрывают слоем цинка методом напыления. Получают цинковую корку 7 толщиной 3-5 мм. Следующими операциями являются заполнение опоки термопластичной (металлоэпоксидной) смесью, ее полимеризация и шлифование свободной поверхности (подошвы I-го слепка) VII параллельно основанию опоки IV. Затем опоку разбирают и отделяют слепок 8 от эталона. При последующих операциях слепок 8 будет служить эталоном. Then the surface of the standard and the inner cavity of the flask to be metallized are varnished, dried, after which the prepared surfaces are coated with a layer of zinc by spraying. Get zinc peel 7 with a thickness of 3-5 mm The following operations are filling the flask with a thermoplastic (metal-epoxy) mixture, its polymerization and grinding of the free surface (the sole of the first impression) VII parallel to the base of the flask IV. Then the flask is disassembled and the mold 8 is separated from the standard. In subsequent operations, cast 8 will serve as a reference.

Второй этап процесса. The second stage of the process.

Процесс проводят во второй опоке, являющейся зеркальным отражением первой. Проводят сборку полученного слепка (эталона) во второй опоке с совмещением базовых плоскостей эталона и опоки, затем повторяют все операции, начиная с нанесения разделительного слоя и кончая разборкой опоки. Конечным продуктом этого этапа является половина драйера 9. The process is carried out in a second flask, which is a mirror image of the first. The resulting mold (reference) is assembled in the second flask with the base planes of the reference and flask aligned, then all operations are repeated, starting with the application of the separation layer and ending with the flask disassembling. The final product of this phase is half driver 9.

Введение процесса изготовления слепка в точной опоке с использованием в качестве эталона половины пресс-формы обеспечивает воссоздание базовых поверхностей в конечном изделии и позволяет повышать точность изготовления слепка и половины драйера в 20-25 раз (погрешность 0,015 мм). Воссоздание в драйере базовых поверхностей пресс-формы дает возможность осуществлять проверку геометрии драйера контрольными шаблонами на пресс-форму. The introduction of the manufacturing process of the mold in the exact flask using half the mold as a reference ensures the reconstruction of the base surfaces in the final product and allows to increase the accuracy of manufacturing the mold and half of the driver by 20-25 times (error 0.015 mm). The recreation of the base surfaces of the mold in the driver makes it possible to check the geometry of the driver with control templates for the mold.

Имитация базовых плоскостей пресс-формы и компенсация возможных искажений изделия при полимеризации обеспечивается за счет совмещения базовых поверхностей пресс-формы и опоки и поджима пресс-формы. Simulation of the base planes of the mold and compensation for possible distortion of the product during polymerization is ensured by combining the base surfaces of the mold and the flask and pressing the mold.

Создание их механической обработкой трудоемко и вносит дополнительные погрешности из-за сложности базирования при мехобработке от профиля. Creating them by machining is laborious and introduces additional errors due to the complexity of basing during machining from the profile.

На фиг. 1 показаны конструкции опоки, у которой поверхности I, II, III, IV являются базовыми плоскостями, поверхности I, II, III, IV, V рабочими; на фиг. 2 схема получения промежуточного слепка с пресс-формы; на фиг.3 схема получения конечного изделия (половины драйера). In FIG. 1 shows the construction of the flask, in which surfaces I, II, III, IV are base planes, surfaces I, II, III, IV, V are working; in FIG. 2 scheme for obtaining an intermediate mold from the mold; figure 3 diagram of the final product (half of the driver).

П р и м е р 1. Берется пресс-форма, предназначенная для получения керамических тонкостенных стержней. В той половине пресс-формы (эталона), с которой нужно снять первый слепок, конструктивные углубления, не требующиеся для драйера, шпаклюют гипсом. PRI me R 1. Take a mold designed to obtain ceramic thin-walled rods. In that half of the mold (standard), from which it is necessary to take the first impression, structural recesses that are not required for the driver are puttyed with gypsum.

П р и м е р 2. На штифты, фиксирующие взаимное положение эталона, ставят металлические втулки, которые остаются в слепке, перенося фиксацию на второй слепок и далее на половину драйера. PRI me R 2. On the pins, fixing the relative position of the standard, put metal sleeves that remain in the mold, transferring the fixation to the second impression and then to the half of the driver.

П р и м е р 3. Подготовленный эталон устанавливают в специальную точную опору (фиг. 1), совмещая базовые плоскости эталона и опоки. Поджим осуществляют прижимными планками с помощью винта. PRI me R 3. The prepared standard set in a special accurate support (Fig. 1), combining the base plane of the standard and the flask. The pressing is carried out by clamping bars using a screw.

П р и м е р 4. Поверхность, подлежащую металлизации, покрывают лаком марки с помощью пульверизатора. EXAMPLE 4. The surface to be metallized is varnished with a spray gun.

П р и м е р 5. Используя металлизатор ЭМ-14М, наносят слой цинка на залакированную поверхность. Величина слоя цинка 3-5 мм. PRI me R 5. Using a metallizer EM-14M, apply a layer of zinc on the varnished surface. The size of the zinc layer is 3-5 mm.

П р и м е р 6. Предварительно подготовленную металлоэпоксидную смесь комнатной температуры заливают в полость опоки. PRI me R 6. Pre-prepared metal-epoxy mixture at room temperature is poured into the cavity of the flask.

Состав смеси, частей: Смола эпоксидная ЭД-20 10 Полиэтиленполиамин 1 Дибутилфталат 1 Алюминиевый порошок 7-8
П р и м е р 7. Полимеризацию осуществляют по режиму: 24 ч при 20^оС; 8 ч при 75^оС, медленное остывание до комнатной температуры.Composition of the mixture, parts: Epoxy resin ED-20 10 Polyethylene polyamine 1 Dibutyl phthalate 1 Aluminum powder 7-8
PRI me R 7. The polymerization is carried out according to the mode: 24 hours at 20 ^about ; 8 hours at 75 ^{° C} and slow cooling to room temperature.

П р и м е р 8. Осуществляют шлифование верхней свободной поверхности отвержденной смеси (подошвы слепка) параллельно основанию опоки. PRI me R 8. Carry out the grinding of the upper free surface of the cured mixture (the sole of the mold) parallel to the base of the flask.

П р и м е р 9. Опоку разбирают, отделяют слепок от пресс-формы, очищают их от остатков лака и гипса. Получают первый (промежуточный) слепок. PRI me R 9. The flask is disassembled, the mold is separated from the mold, they are cleaned of the remnants of varnish and gypsum. Get the first (intermediate) cast.

П р и м е р 10. Конструктивные углубления в первом слепке шпаклюют металлоэпоксидной смесью, выдерживают до затвердевания. PRI me R 10. Structural recesses in the first impression are puttyed with a metal-epoxy mixture, kept until hardened.

П р и м е р 11. В фиксирующие втулки ставят штифты, на них устанавливают новые втулки. PRI me R 11. In the locking sleeve put the pins, they install new sleeve.

П р и м е р 12. Во второй опоке, являющейся зеркальным отражением первой, собирают пpомежуточный слепок, совмещая базовые плоскости слепка и опоки. PRI me R 12. In the second flask, which is a mirror image of the first, collect an intermediate cast, combining the base plane of the cast and flask.

Операции, начиная с примера 3 и кончая примером 9, повторяют. Конечным продуктом обоих этапов является половина драйера. The operations, starting with example 3 and ending with example 9, are repeated. The final product of both phases is half the driver.

П р и м е р 13. Геометрию готового изделия контролируют с помощью контрольных шаблонов. Для получения второго и последующих экземпляров половин драйера повторяют операции с примера 3 по пример 13. PRI me R 13. The geometry of the finished product is controlled using control patterns. To obtain the second and subsequent instances of the driver halves, the operations from Example 3 to Example 13 are repeated.

Все процессы ведутся параллельно в двух симметричных опоках с обеими половинами пресс-формы. Цикл изготовления слепка около 3 сут. All processes are conducted in parallel in two symmetrical flasks with both halves of the mold. The cast production cycle is about 3 days.

В предлагаемом способе изготовления драйера конечное изделие получают двухкратным снятием слепка прямым и обратным. При этом промежуточный слепок служит эталоном, который используется многократно, при этом точность изготовления драйера всегда одинаково высока и изделия абсолютно идентичны. На втором этапе работы ведутся с другой опокой, которая по конструкции аналогична первой, однако выполнена как зеркальное отражение первой. В случае же, если использовать одну опоку двукратно, базовые плоскости опоки и слепка совпадать не будут. In the proposed method for manufacturing the driver, the final product is obtained by double casting the impression direct and reverse. In this case, the intermediate impression serves as a standard that is used repeatedly, while the accuracy of the driver is always equally high and the products are absolutely identical. At the second stage, work is carried out with another flask, which is similar in design to the first, but is made as a mirror image of the first. If you use the same flask twice, the base planes of the flask and the impression will not coincide.

Для получения погрешности изготовления драйеров не более 0,03 мм погрешность на каждом этапе изготовления каждой половины драйера не должна превышать 0,015 мм, что и объясняет необходимость изготавливать базовые плоскости опоки с неперпендикулярностью не более 0,015 мм. Шероховатость рабочих плоскостей не должно превышать R_a 1,25 мкм, так как увеличение шероховатости затрудняет отделение слепка от опоки и снижает точность базовых поверхностей. Наличие двух симметричных опок позволяет вести процессы параллельно в обеих опоках с двумя половинами пресс-формы в качестве эталонов.To obtain an error in the manufacture of drivers of not more than 0.03 mm, the error at each stage of manufacturing of each half of the driver should not exceed 0.015 mm, which explains the need to produce base planes of the flask with an irregularity of not more than 0.015 mm. The roughness of the working planes should not exceed R _a 1.25 μm, since an increase in roughness makes it difficult to separate the impression from the mold and reduces the accuracy of the base surfaces. The presence of two symmetrical flasks allows you to conduct processes in parallel in both flasks with two halves of the mold as standards.

Claims

METHOD FOR PRODUCING CASTING EQUIPMENT, mainly half of the driver, by taking an impression from the copy surface of the standard, including installing the flask, placing the standard in it, applying separation and facing layers on the copied surface of the standard, filling the thermoplastic mass in the flask and curing it, characterized in that, in order to increase accuracy and ensure control of geometry, half of the mold is used as a standard, when installed into the flask, their base surfaces are combined and the standard is pressed against to the basic surfaces of the flask with the help of clamping strips, then the obtained cast is used later as a reference with the repetition of all operations, but with another flask, which is a mirror reflection of the first flask, the non-perpendicularity of the base planes of the flask used is not more than 0.015 mm, and the roughness of the working planes is not more than R _a 1.25 microns.