SU452947A3 - Установка дл получени тонкостенных отливок - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области литейного производства, в частности к оборудованию дл  лить  под низким давлением.

Известна установка дл  получени  отливок , включающа  литейную форму с охлан даюшим устройством, снабженную литниковым каналом в нижней части и вентил ционным устройством - в верхней части, и герметичную плавильную печь с тиглем дл  расплава, патрубком подачи рабочего и металлопрОБодом, который состыкован с литниковым каналом.

Установка используетс  дл  отливки д&талей , имеющих тонкие стенки, и, в частности , дл  отливки элементов радиаторов, капотов, корпусов, станин, патрубков, головок цилиндров.

Известен метод отливки детали, имеюща  тонкие стенки, путем заполнени  металлической формы металлом, сплавом или синтетической смолой, охлаждени  сло , наход щегос  в контакте со стенкой формы, до его затвердевани , а затем - удалени  излишков жидкого материала. Таким образом получают детали, имеющие тонкие стенки

посто нной ЯНН переменной толщины, например полые детали без. использовани  стержн .

Этот способ не нащелпромышленного применени , заполнение и опорожнение форумы осуществл етс  вручную.

С целью получени  тонкостенных отливок предлагаема  камера снабжена допод нительной камерой, размешенной между литейной формой и герметичной плавильной печью и выполненной в виде двух полостей св занных в верхней части соответственно с литниковым каналом и патрубком подачи рабочего агента, а в нижней части полости соединены между собой и с металлопроводом и многопозиционным вентилем, установленным на трубопроводе и св зывающим герметичную плавильную печь и дополнительную камеру соответственно с источником рабочего агента, между собой и с атмосферой .

Дополнительна  камера снабжена нагревательным устройством, а ее полость, св занна  с патрубком, снабжена датчиком уровн .

На фиг. 1 схематично изображена пре/К лагаема  установка с наклонным металлопроводом; на фиг, 2 - то же, с вертикальным металлонроводом; на фиг. 3 - то же, с системой трубопроводов подачи рабочего агента и многопозиционным вентилем; на фиг. 4 - многопозиционный вентиль; на фиг. 5 - дополнительна  камера с датчиком уровн ; на фиг. 6 - установка и многопо- зиционный вентиль в нерабочем положении; на фиг, 7 то же, в начальном рабочем положении; на фиг, 8 - то же, в период формообразовани  тонкостенной отливки; на фиг, 9- литейна  форма, соединенна  через многопозиционный вентиль с атмосф&рой; на фиг, 1О - отливка радиатора; на фиг, 11 - сечение по А-А на фиг, 10; на фиг, 12 - литейна  форма с охлаждающим устройством.

Установка дл  лить  тонкостенных отливок включает печь, дополнительную камеру и литейную форму, установленные друг под другом в указанном пор дке, а также мно- гопозиционный вентиль.

Плавильна  печщ (типа печи низкого давлени ) содержит тигель 1, установленный ,в герметичной камере 2, в которой благодар  патрубку 3 дл  подачи рабочего агента может-создаватьс  давление,

В тигле 1 находитс  заливаемый в литейную форму расплав 4. Дополнительна  камера включает корпус S, в котором пре- дусмотренъ две внутренние полости 6 и 7. Полость 6 имеет верхнее отверстие 8, СБЯ занное с литниковым каналом 9 в нижней части литейной формы. Полость 7 св зана в верхней части с патрубком 10 подачи рабочего агента. В своей нижней части полости 6 и 7 св заны между собой и стыкуютс  с металпопроводом 11, нижний конец которого пЬгружен в расплав 4. Металле провод 11 может быть наклонным (фиг, 1) или вертикальным (фиг, 2).

Тигель 1 выполнен литым из обычного

, чугуна и покрыт изнутри огнеупорной обмазкой известного состава.

Дополнительна  камера (фиг. 5) состоит из собственно корпуса 12 и дна 13, несущего металлопровод 11, Наход щийс  сверху собственно корпус 12 оканчиваетс  в верхней части термическим швом 14; этот шов, как и шов, соедин юший две полуформы , чисто обработан дл  создани  возможности установки пластичного асбестового уплотнени  очень малой толщины с целью обеспечени  более простым путем гермети ,зации и создани  необходимого термического

шва. Нагревательное устройство 15 дополни- тельной камеры, например газовые горелки ; или электрические сопротивлени , расположены л ибо снаружи камеры, либо в предусмотренных дл  этого выемках 16 дл  поддержани  во всем узле температуры, несколько превьпиающей температуру расплава, используемого дл  отливки. Обе полости 6 и 7, имеющиес  в до-

полнительной камере, могут иметь приблизительно равные объемы. Отверстие в их

нижней части, через которое они сообщаютс , может иметь сечение, равное сечению металлопровода 11. Полость 7 снабжена в своей верхней части патрубком 10 дл  подачи рабочего агента, который может перекрыватьс  многопозиционным вентилем, при этом уровень расплава должен оставатьс  ниже точки подсоединени  этого патрубка. Эта точка контролируетс  датчиком уровн , j Когда заливаемый расплав  вл етс  провод- НИКОМ электрического тока (например, алк миний и его сплавы), датчик уровн  17 состо т из двух проводников, которые замы- каютс  расплавом в случае излишнего повышени  его уровн , в результате чего с помощью электрозадвижки (на чертежах не показана) обеспечиваетс  закрытие много- позиционного вентил .

Полость 7 имеет предпочтительно коническую форму дл  того, чтобы объем рабочего агента в положении залитой расплавом литейной формы был таким, чтобы поверх- ность расплава находилась приблизительно ; на два сантиметра ниже электрических контактов , которые, в свою очередь, расположены приблизительно на два сантиметра ниже патрубка Ю. Определение остаточного объема осуществл етс  путем использовани  закона Мариотта исход  из высоты максимальногозаполнени  формы и удельного веса расплава, С помощью этого под - , счета определ етс  объем полости 7, соответствующий наиболее высокой детали, ко- ; тора  может быть отлита в описываемой установке, он остаетс  справедливым и дл  меньших размеров.

Литейна  форма включает корпус 18, внутренн   стенка которого ограничивает внутренний объем 19. В нижней части она имеет литниковый канал 9, соединенный с верхним отверстием 8 полости 6 дополнительной камеры, а в верхней части - ве тил ционное устройство 20.

Литейна  форма чаще всего состоит из отдельных элементов, называемых обоймами , пригон емых по плоскост м, обычно вертикальным и горизонтальным, определ - емым на основе изучени  теплообмена. Некоторые из этих элементов имеют автономное охлаждение 21 за счет циркул ции охлаждающего агента. Их сборка осущест вл етс  посредством изол ционных термических шэов или воздушных прослоек, позвол ющих ориентировать температурный градиент расплава, заполн ющего литейную форму, в момент охлаждени  и начала затвердевани  под действием охлаждени  каж дой обоймы и получать, таким образом, же лаемый тонкий слой, толд ина которого бо« лее или менее значительна в зависимости от интенсивности охлаждени . Форма может содержать составные на- сти, известные в технике получени  отливок: штифты, съемные элементы, салазки, направл ющие, эжекторы. Во всех случа х, когда это возможно, отверстие дл  удал&ни  предусматриваетс  закругленной формы что позвол ет легко отрезать излишки м&талла и быстро закрывать деталь шайбой приклеиваемой или привариваемой, например , .путем притирки с вращением или лк. бым другим способом. / Различные элементы и составные части литейной формы могут быть снабжены движущимис  средствами, такими, как силовые цилиндры, позвол ющие отдел ть их при выемке деталей из отливки литейной формы и устанавливать на место в момент заливки . Вентил ционное устройство 20 снабжено фильтром дл  удалени  воздуха из формы. Этот фильтр позвол ет проходить газу, но преп тствует прохождению жидкого расплава путём охлаждени  последнего. Он может быть образован из прессованного порошка обезвоженной гидроокиси алюмини . Многопозиционный вентиль (фиг. 4) включает корпус 22, имеющий по крайней мере четыре патрубка. В представленном примере он имеет п ть патрубков, обозначенных по пор дку 23-27, при этом цатрубки 24 и 26 соединены между, собой, играют-одну и ту же роль и  вл ютс  обособленными только из соображений удобства конструкции. Подвижный орган представ л ет собой ротор 28, снабженный выр&зом 2 9j позвол ющим соедин ть некоторые КЗ патрубков. Первый патрубок 23 св зан с источником работего агента, например воздуха или азотй, или любого другого нейтрального газа, рторой 24 к четвертый 26 патруб ки св заны с патрубком 3 дд  подачи рабочего агента в камеру, третий патрубок 2 св зан с патрубком 10 полости 7 дополнительной камеры, а п тый патрубок 27 св зан с атмосферой. Перечислим стадии, вход щие в цикл отливки. В первой стадии, называемой стадией выключенной устаноькл, все патрубки, вентил  перекрыты. Форма полости 6 и 7 дополнительной камеры и металлопровод 11 опорожнены и наход тс  под атмосферным давлением (фиг. 6). Следовательно форма может быть открыта дл  проведени  операций по подготовке поверхности к заливке и выемке из формы. Во второй стадии, называемой стадией заполнени  формы, форма закрыта, патрубки 23 и 24 вентил  сообщаютс  между собой , а остальные патрубки остаютс  пер крытыми . Сжатый газ проникает в печь низкого давлени , и расплав поднимаетс  по металлопроводу 11, затем попадает в полости 6 и 7 дополнительной камеры, и, наконец, в форму (фиг. 7), Воздух, содержащийс  в форме, удал етс  через венти- л ционное устройство 2 О, которое затем перекрываетс  затвердевающим расплавом. В полости 7, котора  замкнута перекрытым патрубком 25, жидкий расплав сжимает газ, а датчик уровн  17 исключает вс кие неполадки. Дл  создани  возможности контролировани  небольших возможных утечек может быть предусмотрен манометр (фиг. 5). В третьей стадии, называемой стадией затвердевани  сло , наход щегос  вблизи | стенки формы, и удалени , излишков жидкого расплава из формы в тигель, давление i сначала сохран етс  на врем , необходи- мое дл  образовани  застывшей пленки около стенок 30 формы. Последние могут охлаждатьс  посредством циркул ции ох- лаждаюшего агента (фиг. 3). Как только пленочный слой 31 достигает желаемой толщины, вентиль устанавливаетс  в положение , изображенное на фиг. 8; патрубки 24 и 25 соедин ютс , остальные патрубки перекрыты. Происходит уравнивание давлений между печью и полостью 7, и газ выходит через эту полость в форму н позвол ет возвратить в тигель жидкий ра - сплав, содержащийс  в форме. В этот момент давление газа в установке отличае1 с  от окружающего атмосферного давлени . В четвертой, последней, стадии, называемой стадией создани  в установке атмосферного давлени , вентиль устанавлннваетс  в положение, изображенное на фиг. 9; патрубки 25, 26 и 27 соедин ютс , а

патрубки 23 и 24 перекрываютс . Полость печи и полость 7 св зываютс  с окружающей атмосферой патрубком 27. Затем форма открываетс , деталь извлекает с  из формы, и последн   снова закрыва- етс .

Может быть начат следующий цикл изготовлени .

Все описанные операции, включа  раскрытие и закрытие .формы, движение всех составных частей формы: штифтов, съемных частей, салазок, эжекторов и т. д. могут быть автоматизированы в соответствии с заранее составленной программой.

Дл  получени  хорошей внутренней поверхности детали рекомендуетс  использовать материалы, обладаюшие малым интервалом затвердевани  (эвтектические или , слабо легированные сплавы).

Описанна  установка применима дл  изготовлени  любого предмета, имеющего тонкие стенки. В качестве примера могут служить элементы радиаторов, капоты, кожухи станины, механические детали, такие, как патрубки, головки цилиндров,, например, дл 

тепловых двигат дей V;- - ; . Ниже предлагаетс  описание изготовлени  элемента радиатора дл  комнатного отоплени  из алюминиевого сплава, стенки которого 32 ограничивает центральный канал 33 и два боковых канала 34 и 35 {фиг, 10 и 11). На верхнем и нижнем все три канала сообщаютс  между собой через верхний 36 и нижний 37 каналы и могут св зыватьс  с каналами соседнего элемента при помощи четырех патрубков, из которых два верхних 38 и 39 и два нижних 40 и 41 расположены в центральной части соответствуюишх каналов 36 и 37. Элемент отливаетс  с открытым- ниж ним концом 42, но с закрытыми патрубками 38-41.

Верхн   часть формы представлена на фиг. 12. Обоймы формы, касающиес  тех частей элемента радиатора, стенки которых имеют минимальную толщину, не снабжены охлаждающими .средствами, тогда как обоймы , касающиес  тех частей элемента, стенок которых более велика, снабже:ны охлаждающими устройствами. Так, обой мы 43-48, которые касаютс  соответст- венно тонких стенок 49-54, не имеют никакой системы охлаждени . Напротив, обойплы ,55-58, которые касаютс  соответст- )венно толстых стенок 59-62, имеют системы охлаждени  63-66. Нижн   часть формы одинакова, но в ней обоймы 43, 44 заменены проходным отверстием кругового сечени .

Кажда  обойма имеет возможность перемещатьс  отдельно при помощи пневматического или гидравлического силового цилиндра .

После изготовлени  отливки остаетс  лишь отрезать или отпилить патрубки 3841 по плоскост м 67 (фиг. 11) и заглушить выпускное отверстие 42 привариваемой или закатываемой пластиной.

Таким образом получают тонкие стенки, которые невозможно изготовить другим способом, а также достигают максимальной чистоты стрзгктуры, в которой отсутствуют какие-либо дефекты лить  (усадочные раковины , пузыри и др.). Усадочные трещины очень малы.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1. Установка дл  получени  тонкостенных отливок, включающа  литейную форму с охлаждающим устройсч-вим снабженную литник вым каналом в нижней части и вентил ционным устройством- верхней части, и герм&: устройством - в верхней части, и герм тичную плавильную печь, снабженную тиглем дл  расплава, патрубком подачи рабочего агента и металдопроводом, который состыкован с лй 1Вй ;овь1м каналом, отличающа с  тем, что, с целью получени  тонкостенных отливок, она снабжена дополнительной камерой, размешенной между литейной формой и герметичной плавильной печью и выполненной в виде двух полостей , одна из которых в верхней части соединена с литниковым каналом, а друга  - с патрубком подачи рабочего агента, а в нижней части полости соединены между собой и с металлопроводом, и многопозиционным вентилем, установленным на трубопроводе И св зывающим герметичную плавильную печь и дополнительную камеру соответственно с источником рабочего агента, между собой и атмосферой.

2.Установка по п. 1, о т л и ч а а   с   тем, что дополнительна  камера снабжена нагревательным устройством.

3.Установка по п. 1 и 2, о т л и ч аю щ а   с   тем, что полость дополнительной камеры, св занна  с патрубком, снабжена датчиком уровн .

1930

30 W

w

fpuB. 1

Фиг. 2 U

Фиг.З 44

27

Фиг Л

Фиг. 5

//,

9иг.6

Фиг.7

Фиг. 6

иг.9

JJ-rH

J 35-

-rJ иг. 10

A-A

-.r-J

36

2 Фиг.a Фиг. 12