SU698718A1 - Центробежна стопочна форма - Google Patents

Description

(54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СТОПОЧНАЯ ФОРМА

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к оснастке и оборудованию центробежного лить , и .может быть использовано при изготовлении отливок ответственного назначени .

Известна литейна  стопочна  форма, включающа  секционные кокили, установленный в середине кокилей стержень с полостью сто ка и системой литниковых ходов, св зывающих полость формы с полостью сто ка, при этом дл  упрощени  технологии удалени  отливок из секционных кокилей и расщирени  номенклатуры лить  стержень со стороны полости сто ка снабжен выступами, образующими местные пережимы поперечного сечени  полости сто ка, причем каждый выступ расположен в вертикальной плоскости между полост ми формы в секционных кокил х, а отношение площади поперечных сечений полости сто ка к площади поперечных сечений каналов с местными пережимами равно (1,5-20):1 1,

Однако пережимные выступы со стороны внутренней полости сто ка в этой форме преп тствуют осуществлению ускоренного

заполнени  секционных полостей отливок при заливке металла и этим самым затрудн ют соблюдение необходимых технологических параметров скорости заполнени  секционных полостей металлом, в результате чего в отливках по вл етс  возможность образовани  поверхностных литейных дефектов типа морщинистости, спаев. Кроме того, в этой форме после затвердевани  секционных отливок сохран ютс  прибыльные части, соединенные литниками с соответствующими секционными отливками в жесткую систему (конструкцию), ь результате этого необходимо отдел ть литниковоприбыльную систему от отливок на специализированном обрубном участке путем разрущени  литников огневой резкой или механическими воздействи ми, например, зубилом , пилой или ударными устройства.ми, причем дл  многих сплавов, склонных к трещинообразованию, в св зи с тем, что отливки совместно с прибыльно-литниковой системой наход тс  в напр женном состо нии, требуетс  предварительно специальный отжиг дл  сн ти  напр жений, только после этого отдел ют прибыльно-литниковую систему от секционных отливок, что значительно усложн ет и удорожает процесс получени  годных атливок. Кроме того, наличие литников способствует образованию в отливках в местах подвода металла различного рода дефектов: раковин, ужимин, трещин и т. д. В такой форме нельз  многократно использовать центровой стержень, так как он схватываетс  с литниково-прибыльной частью и при разборе формы после кристаллизации металла об зательно разрушаетс . По этой же причине невозможно использовать в качестве материала дл  изготовлени  центровых стержней высокопрочные, неразрушающиес  материалы, например различные металлы и сплавы. Цель изобретени  - улучшение качества отливок и обеспечение возможности многократного использовани  центрового стержн . Это достигаетс  тем, что форма снабжена размещенной в верхней части контрольной камерой, а в центровом стержне с внешней стороны выполнена система продольных каналов, сообщающих между собой литниковые ходы и полость контрольной камеры, при этом верхний торец центрового стержн  расположен ниже внутренней торцовой поверхности крышки. Предлагаема  конструкци  позвол ет в процессе вращени  формы вокруг вертикальной оси откачать избыточный жидкий металл из полости сто ка и литниковых ходов по системе продольных каналов в контрольную камеру и этим самым ликвидировать прибыльно-литниковую часть секционных отливок. На фиг. 1 изображена форма в сборе, продольно-осевой разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1 (поперечный разрез стопочной формы на уровне продольных каналов центрового стержн  и секционных кокилей, а также в области контакта с внешней поверхностью центрового стержн ); на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б на фиг. 1 (поперечный разрез стопочной формы на уровне литниковых ходов и полостей дл  отливок в секционных кокил х); на фиг. 4 - стопочна  форма в сборе совместно с жидким металлом на финишной стадии заливки , продольно-осевой разрез; на фиг, 5 - разрез В-В на фиг. 4 (поперечный разрез стопочной .формы на уровне продольных каналов центрового стержн  и секционных кокилей в области контакта с внешней поверхностью центрового -стержн  совместно с жидким металлом на финишной стадаи заливки); на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4 (поперечный разрез стопочной формы на уровне литниковых ходов и полостей дл  отливок в секционных кокил х совместно с жидким металлом на финишной стадии заливки; на фиг. 7 - продольно-осевой разрез стопочной формы в сборе совместно с жидким металлом после откачки избыточного металла в контрольную камеру; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 7 (поперечный разрез стопочной формы на уровне продольных каналов центрового стержн  и секционных кокилей в области контакта с внешней поверхностью центрового стержн  после откачки избыточного металла в контрольную камеру); на фиг. 9 - разрез Е-Е на фиг. 7 (поперечный разрез стопочной формы на уровне литниковых ходов и полостей дл  отливок в секционных кокил х совместно с жидким металлом после откачки избыточного металла в контрольную камеру). Центробежна  стопочна  форма имеет корпус 1 с толкателем 2 и крышкой 3 с центровым отверстием 4, секционные кокили 5, 6, 7 с полост ми 8, 9 дл  отливок и контрольной камерой 10, центровой стержень 11 с полостью сто ка 12, литниковыми ходами 13, 14 и продольными каналами 15, 16. Секционные кокили 5, 6, 7 предназначены дл  формировани  в них соответствующих секционных отливок; корпус 1 совместно с крышкой 3 - дл  обеспечени  надежной работы стопочной формы в динамическом режиме; центровой стержень 11 совместно с полостью сто ка 12, литниковыми ходами 13, 14 служит дл  регулировани  кинетики заполнеЛ1  жидким металлом полостей 8, 9 дл  секционных отливок; а продольные каналы 15, 16 - дл  удалени  избыточного металла из полости сто ка 12 и литниковых ходов 13, 14 в контрольную камеру 10. Полость сто ка 12 обычно располагаетс  в центре центрового стержн , а литниковые ходы 13, 14, соедин ющие полость сто ка 12 с полост ми 8, 9 дл  секционных отливок , располагаютс  по высоте на уровне центральных частей секционных полостей 8, 9. Продольные каналы 15, 16 выполн ют в центровом стержне со стороны внешней поверхности, т. е. со стороны поверхности, граничащей с внутренней поверхностью центровых отверстий секционных кокилей 6, 7, при этом продольные каналы сообщают литниковые ходы как между собой, так и с контрольной камерой 10. Продольные каналы 15, 16 предназначены также дл  контрол  окончани  заполнени  стопочной формы жидким металлом. В качестве примера на чертежах представлена трехсекционна  стопочна  форма, в которой все элементы имеют круглую форму (тела вращени ). Пор док сборки стопочной формы следующий . Устанавливают и корпусе 1 формы толкатель 2 в исходное положение, а затем последовательно друг на друга располагают секционные кокили 5, 6, 7, при этом точность их фиксировани  достигаетс  как за счет соответствующих величин посадочных зазоров между внутренним диаметром корпуса 1 и внешними диаметрами секционных кокилей, так и за счет выполнени  соответствующих цилиндрических или конических замков в секционных кокил х по поверхност м разъема. Выполнение цилиндрических или конических замков (на фиг. 1,

4,7 показаны одноступенчатые цилиндрические замки) в секционных 5, 6, 7 со стороны плоскостей пазъема  вл етс  наиболее целесообразны.., так как при этом достигаетс  наиболы11й  точность фиксации секционных кокилей л руг относительно друга , следовательно, достигаетс  наибольша  точность секционных отливок в силу того, что при этом исключаютс  смешени  секционных кокилей ;;.оуг относительно друга и этим самым предотвращаетс  образование перекосов в секционных отливках, при этом учитываютс  в наибольшей степени колебани  размеров секционных кокилей за счет изменени  температурных коэффициентов линейного расширени  при нагревании - охлаждении элементов формы залитым ieталлом .

После установки центрового стержн  11 в центровые отверсти  секционных кокилей

5,6, 7 устанавливают крышку 3 в посадочное гнездо корпуса 1 формы и закрепл ют (на чертежах крепление не показано).

Когда стопочна  форма имеет большую высоту, характеризуетс  большими размерами . то центровой стержень 11 с целью удобства сборки выполн ют составным, сборку формы осуществл ют постепенным наращением путем чередовани  секционных кокилей 5, 6, 7 и отдельных частей центрового стержн  11.

Заливку стопочной формы (см. фиг. 4, 5, 6) осуществл ют путем подачи струи жидкого металла 17 в полость сто ка 12 центрового стержн  11, при этом жидкий металл заполн ет все полости формы: секционные полости 8, 9 под отливки, литниковые ходы 13, 14, продольные каналы 15, 16. При вытекании первых порций металла 18 из верхних торцов продольных каналов 6 на поверхность верхнего секционного кокил  7, т. е. на поверхность дна контрольной камеры 10 (по вление первых порций 18 металла хорощо видно через центровое отверстие 4 в крышке 3), форму привод т во вращательное состо ние с заданной угловой скоростью, но при этом избыточный жид кий металл из полостей сто ка 12, литниковых ходов 13, 14 по продольным каналам 15, 16 под действием центробежных сил перекачиваетс  в полость контрольной камеры 10 (см. фиг. 4, 7, 8, 9). Поскольку часть жидкого металла выбрасываетс  в контрольную камеру 10 также из полости сто ка 12 через верхний торец центрового стержн  11, то с целью обеспечени  безопасных условий работы уровень верхнего торца центрового стержн  11 должен быть несколько ниже внутренней торцовой поверхности крышки 3, так как в этом случае предотвращаетс  выброс из формы наружу через центровое отверстие 4 в крышке 3 капель (брызг) жидкого металла, при этом одновременно улучшаютс  услови  эксплуатации оборудовани  повыщаетс  долговечность его работы.

Благодар  наличию продольных каналов 15, 16 полости литниковой системы в центровом стержне 11 полностью освобождаютс  от жидкого металла (см. фиг. 7, 8. 9), в результате чего центровой стержень в дальнейшем не оказывает вли ни  на формирование секционных отливок, так как это происходит само по себе под действием центробежных сил, и может быть извлечен из формы. Центровой стержень можно использовать многократно дл  последующих заливок. В св зи с этим представл етс  целесообразным в предлагаемой форме использовать стержни, изготовленные из высокопрочных, термостойких материалов, например из сталей, чугунов, специальных огнеупоров и т. д., при этом поверхности литниковых систем в центровых стержн х, изготовленных из металлов и сплавов с целью повышени  их долговечности, должны быть окрашены тонким слоем огнеупорных красок, которые примен ютс  дл  покрыти  поверхностей кокилей.

В св зи с тем, что основное назначение центрового стержн  11 совместно с выполненной в нем литниковой системой заключаетс  в том, чтобы предохранить секционные кокили 5, 6, 7 от струи металла при заливке формы и обеспечить технологические параметры формы, например гарантировать заданную скорость заполнени  полостей 8, 9 секционных кокилей жидким металлом, при проектировании руководствуютс  принципом оптимизации, т.е. величину сечений полостей сто ка 12, литниковых ходов 13, 14 выбирают не слишком большой с тем расчетом , чтобы получить высококачественные секционные отливки, при этом достигаетс  повышенный коэффициент использовани  жидкого металла.

Величину геометрических размеров контрольной камеры 10 выбирают такой, чтобы получаема  в ней отливка после кристаллизации избыточного металла могла быть использована дл  изготовлени  нужных деталей .

Claims (1)

1. Поскольку в предлагаемой стопочной литейной форме кристаллизаци  металла секционных отливок протекает без образовани  литников, т. е. свободно, вне зависимости от литниковой системы, в затвердевшей отливке имеют место минимальные напр жени , следовательно, данна  форма позвол ет получать высококачественные отливки (без образовани  трещин) даже из тех сплавов, которые склонны к трещинообразованию в литом состо нии, например специальных логированных сталей. Формула изобретени  Центробежна  стопочна  форма, включающа  секционные кокили, центровой стержень , образующий полость сто ка с системой литниковых ходов, и крышку, отличающа с  тем , что с целью улучшени  ка69 чества отливок и обеспечени  возможности многократн.ого использовани  центрового стержн , она снабжена размещенной в верхней части контрольной камерой, а в центровом стержне с внешней стороны выполнена система продольных каналов, сообщающих между собой литниковые ходы и полость контрольной камеры, при этом верхний торец центрового стержн  расположен ниже внутренней торцовой поверхности крыщки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 485822, кл. В 22 D 15/00, 1974.

   698718

   л-л

   Фид.З fO J 16

   8.3

   13

   1}

   16

   /;

   LJ

   Фиг. 7

   JZ

   15