RU2191657C2

RU2191657C2 - Casting mold manufacture method

Info

Publication number: RU2191657C2
Application number: RU2000117933A
Authority: RU
Inventors: В.А. Дубровский; Р.А. Романов; И.А. Арбузов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Протон-Пермские Моторы"
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-10-27

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method involves assembling prefabricated sand cores on metal laying plate; setting metal pin on metal supporting plate so that pin is aligned with mold vertical axis; successively putting sand cores onto pin; fixing each sand core in two data: of vertical pin and of laying plate. Assembled mold is made in the form of packet, where all sand cores are fixed with respect to two mutually perpendicular axes. Method is used in casting of shaped large-sized ingots. EFFECT: increased precision of ingots and reduced machining allowances. 1 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам литья сложнофасонных крупногабаритных алюминиевых отливок. The invention relates to foundry, in particular to methods for casting complex shaped large-sized aluminum castings.

Известен способ изготовления песчаных форм для литья фасонных отливок, при котором внутренние полости отливок оформляются песчаными стержнями (В.Н. Виноградов, "Литейные формы". Альбом конструкций. М., Машиностроение. 1997, с. 24-27). A known method of manufacturing sand molds for casting shaped castings, in which the internal cavity of the castings are formed with sand cores (VN Vinogradov, "Foundry molds. Album designs. M., Engineering. 1997, S. 24-27).

Фиксация стержней осуществляется знаковыми частями. При изготовлении сложных отливок и наличии нескольких стержней в форме фиксация стержней только знаковыми частями ведет к значительным колебаниям литейных размеров отливок и большим припускам на механическую обработку. The fixation of the rods is carried out in iconic parts. In the manufacture of complex castings and the presence of several rods in the form, the fixation of the rods only in significant parts leads to significant fluctuations in the casting dimensions of the castings and large allowances for machining.

Известен способ формовки в стержнях, при котором фиксация стержней в форме производится по знаковым частям, меткам, уступам и вставкам (А.П. Емельянова, "Технология литейной формы", М., Машиностроение, 1979, с. 104-105; П.Н.Аксенов, "Технология литейного производства", М., 1957, с. 143-144 ). A known method of molding in the rods, in which the fixation of the rods in the form is made on the iconic parts, marks, ledges and inserts (A.P. Emelyanova, "Technology of the mold", M., Mechanical Engineering, 1979, pp. 104-105; P. N. Aksenov, "Technology of foundry", M., 1957, S. 143-144).

Известный способ не обеспечивает точности отливок. Фиксация стержней только по знаковым частям, меткам, уступам и вставкам не исключает их смещения в процессе сборки и заливки. Проверка установки стержней проводится шаблонами от переменных баз, что не гарантирует стабильности геометрических размеров отливок. The known method does not provide precision castings. Fixing the rods only in sign parts, marks, ledges and inserts does not exclude their displacement during assembly and filling. Checking the installation of the rods is carried out by templates from variable bases, which does not guarantee the stability of the geometric dimensions of the castings.

Известен способ, при котором изготавливают стержни, центральный стержень устанавливают перпендикулярно горизонтальной плоскости, а затем вокруг него устанавливают дополнительные стержни. Фиксация всех наружных стержней осуществляется от центрального песчаного стержня. Правильность установки каждого стержня вокруг центрального стержня проверяется специальными мерками, а также шаблоном (П.Н.Аксенов, "Технология литейного производства", М. , 1957, с. 145, фиг.84). A known method in which the rods are made, the central rod is installed perpendicular to the horizontal plane, and then additional rods are installed around it. All outer rods are fixed from the central sand rod. The correct installation of each rod around the central rod is checked by special measures, as well as by a template (P.N. Aksenov, "Foundry technology", M., 1957, p. 145, Fig. 84).

Известный способ не обеспечивает точности сложнофасонных отливок. Фиксация песчаных стержней вокруг центрального песчаного стержня происходит от одной базы (вертикальной оси), что не исключает их углового смещения. Нет надежной фиксации первого центрального стержня. Фиксация наружных стержней от песчаного стержня имеет большую погрешность из-за большой неточности самого стержня и его знаковых частей. Известный метод фиксации стержней применим только для частного случая, т.е. для отливок, имеющих центральное отверстие. The known method does not ensure the accuracy of complex castings. Fixation of sand rods around the central sand rod occurs from one base (vertical axis), which does not exclude their angular displacement. There is no reliable fixation of the first central rod. The fixation of the outer rods from the sand rod has a large error due to the large inaccuracy of the rod itself and its iconic parts. The known method of fixing the rods is applicable only for a special case, i.e. for castings having a central hole.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления литейной формы, включающий изготовление стержней, их сборку на металлической подкладочной плите и их фиксацию (патент США 5381852 А, В 22 С 9/10, 17.01.1995). The closest in technical essence is a method of manufacturing a mold, including the manufacture of cores, their assembly on a metal lining plate and their fixation (US patent 5381852 A, 22 C 9/10, 01/17/1995).

По известному способу литейная форма формируется из множества составных частей, являющихся кольцевыми или дисковыми, плоскости которых перпендикулярны оси детали. Известный способ используется для литья колес и позволяет получить отливки высокой точности, не требующей механической обработки для балансировки. According to the known method, the casting mold is formed of many components, which are circular or disk, whose planes are perpendicular to the axis of the part. The known method is used for casting wheels and allows you to get high-precision castings that do not require machining for balancing.

Однако известный способ применим только для отливок, имеющих форму кольцевых заготовок. Для сложнофасонных отливок с множеством ломаных линий разъема применить упомянутый способ невозможно. However, the known method is applicable only for castings having the form of annular blanks. For complex shaped castings with many broken lines of the connector, it is impossible to apply the above method.

Задачей изобретения является повышение геометрической точности отливок за счет фиксации стержней при сборке пакетной формы от двух взаимно перпендикулярных осей. The objective of the invention is to increase the geometric accuracy of castings by fixing the rods when assembling a batch form from two mutually perpendicular axes.

Технический результат достигается за счет того, что сборку стержней и их фиксацию производят на металлической подкладочной плите, причем фиксацию стержней по вертикальной оси осуществляют металлическим штырем, установленным перпендикулярно на подкладочной плите. The technical result is achieved due to the fact that the assembly of the rods and their fixation is carried out on a metal lining plate, and the fixation of the rods on the vertical axis is carried out with a metal pin mounted perpendicular to the lining plate.

Известен способ литья отливок ответственного назначения в стержневые пакеты. ("Информационный бюллетень" 56, 57, ноябрь-декабрь 1997, М., ЗАО ИТЦМ "Металлург", стр. 3; Информационный бюллетень 5 (76), июль 1999, М., ЗАО ИТЦМ "Металлург", стр. 5-6). В описании способа отсутствуют данные о методе фиксации стержней в форме, потому не известна достигаемая точность отливок. Однако известна достигаемая точность отливок при фиксации стержней в форме только знаковыми частями (Г.Б.Строганов, "Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы", М., Металлургия, 1985, стр. 153, табл. 64). A known method of casting castings for critical purposes in core packages. (“Information Bulletin” 56, 57, November-December 1997, M., CJSC ITCM Metallurg, p. 3; Information Bulletin 5 (76), July 1999, M., CJSC ITCM “Metallurg”, p. 5- 6). In the description of the method there is no data on the method of fixing the rods in the mold, therefore, the achieved accuracy of the castings is not known. However, the achieved accuracy of castings is known when fixing the rods in the form with only significant parts (GB Stroganov, “High-strength cast aluminum alloys”, M., Metallurgy, 1985, p. 153, table 64).

Известен способ получения комплекта стержней для получения внутренней полости V-образных блоков цилиндров с туннельным картером, содержащим торцовые и цилиндрокартерные стержни, которые выполнены составными (а.с. СССР, 248905, В 22 С 9/10, 1969). A known method of obtaining a set of rods to obtain the inner cavity of V-shaped cylinder blocks with a tunnel crankcase containing end and cylinder crank rods that are made composite (A.S. USSR, 248905, 22 C 9/10, 1969).

Комплект стержней не обеспечивает требуемой точности отливок. Известный комплект стержней применим только для отдельных случаев, в частности для получения внутренних полостей V-образных блоков цилиндров. A set of rods does not provide the required precision castings. The known set of rods is applicable only for individual cases, in particular for obtaining internal cavities of V-shaped cylinder blocks.

Известен способ изготовления литейных форм, включающий изготовление стержней и их сборку, при этом стержни монтируют на вертикально установленном кондукторе, а их знаки фиксируют путем засыпки формовочной смесью с последующим уплотнением или дробно (а.с. СССР 831351, В 22 С 9/10, 1981). A known method of manufacturing foundry molds, including the manufacture of cores and their assembly, while the cores are mounted on a vertically mounted conductor, and their signs are fixed by filling with molding sand followed by compaction or fractionally (A.S. USSR 831351, B 22 C 9/10, 1981).

Известный способ применим для деталей, имеющих большое центральное отверстие. Фиксация всех установленных стержней производится только от одной вертикальной оси, что не исключает углового смещения стержней. Установка кондуктора без фиксации на горизонтальной плоскости приводит к большим погрешностям геометрии отливок, особенно отливок сложной геометрии и значительной высоты. The known method is applicable to parts having a large Central hole. All installed rods are fixed only from one vertical axis, which does not exclude the angular displacement of the rods. The installation of the conductor without fixing on a horizontal plane leads to large errors in the geometry of castings, especially castings of complex geometry and considerable height.

Фиксация стержней по горизонтальной плоскости осуществляется от горизонтальной плоскости подкладочной плиты. The rods are fixed horizontally from the horizontal plane of the lining plate.

Изготовление сложнофасонных алюминиевых отливок осуществляют следующим образом: изготовляют стержни, из стержней собирают пакет, в котором наружную и внутреннюю поверхность отливки оформляют стержнями. Отличительными особенностями сборки пакета являются:
1) горизонтальная ось отливки лежит на плоскости металлической подкладочной плиты;
2) вертикальный металлический штырь совпадает с вертикальной осью отливки;
3) первый стержень в основании пакетной формы устанавливается на подкладочную металлическую плиту;
4) базирование остальных стержней при сборке производится от двух осей координат: от горизонтальной плоскости подкладочной плиты и от вертикального металлического штыря.The manufacture of complex shaped aluminum castings is carried out as follows: rods are made, a bag is assembled from the rods, in which the outer and inner surfaces of the casting are formed with rods. Distinctive features of the package assembly are:
1) the horizontal axis of the casting lies on the plane of the metal lining plate;
2) the vertical metal pin coincides with the vertical axis of the casting;
3) the first rod at the base of the batch form is installed on a lining metal plate;
4) the base of the remaining rods during assembly is based on two coordinate axes: from the horizontal plane of the lining plate and from the vertical metal pin.

Схема сборки пакетной формы показана на чертеже. Способ изготовления литейной формы реализуют следующим образом. The assembly diagram of the batch form is shown in the drawing. A method of manufacturing a mold is implemented as follows.

Изготовляют песчаные стержни, например, из холодно твердеющих смесей. Перпендикулярно металлической подкладочной плите 1 устанавливают металлический штырь 2, совпадающий с вертикальной осью А отливки. На металлический штырь 2 последовательно устанавливают песчаные стержни 12-7. Фиксация каждого песчаного стержня ведется от двух баз: вертикального металлического штыря 2 и металлической подкладочной плиты 1. При отсутствии центральною отверстия в отливке металлический штырь 2 извлекают, а отверстия в стержнях закрываются специальными цилиндрическими стержнями-пробками. Sand rods are made, for example, from cold hardening mixtures. A metal pin 2 is mounted perpendicular to the metal lining plate 1, which coincides with the vertical axis A of the casting. Sand rods 12-7 are sequentially mounted on the metal pin 2. Each sand rod is fixed from two bases: a vertical metal pin 2 and a metal lining plate 1. If there is no central hole in the casting, the metal pin 2 is removed, and the holes in the rods are closed with special cylindrical stopper rods.

Собранная форма из стержней представляет собой пакет, в котором все стержни зафиксированы от двух взаимно перпендикулярных осей. The assembled form of the rods is a package in which all the rods are fixed from two mutually perpendicular axes.

Достигаемые показатели отклонений линейных размеров (показаны в таблице) значительно ниже регламентированных показателей для отливок, изготовленных известным способом, в песчаные формы. The achieved indicators of deviations of linear dimensions (shown in the table) are significantly lower than the regulated indicators for castings made in a known manner in sand forms.

Предложенный способ изготовления литейной формы позволяет значительно уменьшить допустимые отклонения размеров отливок, регламентированные ГОСТ 2789-73. The proposed method for manufacturing a mold allows to significantly reduce the permissible deviations of the dimensions of the castings, regulated by GOST 2789-73.

Например, согласно ГОСТ 2789-73, отливки, изготовляемые из сухих или холодно твердеющих смесей, относят к 5, 6, 7 классам точности. Для указанных классов точности в зависимости от габаритного наибольшего размера отливки определены допустимые отклонения (см. таблицу). Эти отклонения закладываются при разработке чертежа отливки и согласовываются между исполнителем и заказчиком. For example, according to GOST 2789-73, castings made from dry or cold hardening mixtures are assigned to classes 5, 6, and 7 of accuracy. For the indicated accuracy classes, depending on the overall largest size of the casting, the permissible deviations are determined (see table). These deviations are laid in the development of the drawing of the casting and are agreed between the contractor and the customer.

Предложенный способ изготовления литейной формы с фиксацией стержней при сборке от двух взаимно перпендикулярных осей позволяет для отливок, изготовленных по 5, 6, 7 классу точности, уменьшить отклонения литейных размеров отливок в 3-4 раза. The proposed method for manufacturing a mold with fixation of the rods during assembly from two mutually perpendicular axes allows for castings made according to accuracy classes 5, 6, 7 to reduce the deviation of the casting dimensions of castings by 3-4 times.

Это позволяет повысить геометрическую точность отливок, уменьшить припуски на механическую обработку, экономить металл, сократить вес отливок. This allows you to increase the geometric accuracy of castings, reduce machining allowances, save metal, reduce the weight of castings.

Claims

A method of manufacturing a mold, including the manufacture of cores, assembling the cores on a metal backing plate and fixing them, characterized in that the cores are fixed along the vertical axis with a metal pin mounted perpendicular to the backing plate.