SU761122A1 - СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ·»ίϋ'5?*2β 3 ! < Ύ 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении литейных форм по способу вакуумной формовки с применением сухого формовочного материала и раздели- 5 тельного элемента, например синтетической пленки.

Известен способ изготовления литейной формы, характеризующийся тем, что вакуумной формовкой изготавливают модель, ю которую затем заформовывают в опоку. После этого из полости заформованной модели удаляют сухой формовочный материал, в результате чего в опоке с помощью упомянутой оболочки образуется полость 15 литейной формы для заливки в нее расплавленного металла 1[1].

Известен также способ изготовления литейной формы, сущность которого состоит в том, что на поверхность разрушаемой 20 путем испарения модели формуется слой огнеупорного материала, из которого после испарения модели получают полую литейную форму. В качестве материала модели используют смесь, состоящую из хлористого 25 углеводорода с температурой кипения ниже 50°С и хлористого углерода с температурой кипения выше 50°С. Модель попеременно выдерживают то при низкой температуре Кипения выше 50°С, то при температуре вы- 30

2

ше 50°С, в результате образуется полая литейная форма '[2].

Общим недостатком известных способов изготовления литейных форм является необходгн^егть изготовления оснастки для получения моделей. Оснастка для изготовления моделей является охватывающей, т. е. в ней выполняется полость, соответствующая конфигурации модели.

Известно, что внутренние полости всегда труднее изготовить и проконтролировать и в силу этого поле допуска на обработку «отверстия» более, чем поле допуска на изгтггсгвяение «вала». Например, в системе отверстия для размера 300 А_2а допуск 84 мкм, а для вала такого же размера 300 С_2а — допуск 54 мкм, т. е. поле допуска на изготовление полости приблизительно в 1,5 раза больше, чем для вала того же номинального размера.

Аналогичное соотношение сохраняется и для 2-го класса точности системы отверстия.

Таким образом, для одного и того же класса точности и одного номинального размера конфигурация «вала» выполняется с меньшими отклонениями от номинальных геометрических размеров, т. е. более точно. Это особенно важно для изготовления литых штампов и пресс-форм, учитывая, что

5

экономически более выгодно изготовить образец изделия, чем оснастку для изготовления моделей изделия вакуумной формовкой.

Наиболее близким аналогом предложенного способа является способ изготовления литейной формы ![1], по которому вакуумной формовкой в оснастке изготавливают модель, которую затем заформовывают в опоку. Из полости заформованной в опоке модели удаляют сухой формовочный материал, предварительно сообщая полость модели с атомосферой и поддерживая разрежение с наружной стороны пленки, облицовывающей модель. В результате этого облицовывающая модель пленка становится облицовкой полости литейной формы.

Недостаток способа изготовления литейной формы заключается в следующем: трудность выполнения с высокой точностью размеров фасонной полости оснастки для изготовления модели вакуумной формовкой; сложность оснастки для изготовления моделей вакуумной формовкой, поскольку модель оформляется внутри оснастки, т. е. в полости оснастки, которую трудно не только изготовить, но и проконтролировать, например, если модель оформляется в разъемной оснастке, то рабочая фассонная полость оснастки должна обрабатываться совместно в сборке из двух половин; трудозатраты на оснастку для изготовления моделей вакуумной формовкой больше, чем для изготовления модели; оснастка для изготовления моделей выполняется с учетом конкретного сплава, его усадки и технологических параметров изготовления отливки, т. е. при перехоД*->иЗ^!;Д^гой

701122

4

сплав или при необходимости получить отливку с увеличенным припуском на обработку требуется изготавливать новую оснастку.

5 Целью изобретения является интенсификация процесса изготовления литейной формы и повышение четкости отпечатка ее рабочей поверхности.

Указанная цель достигается тем, что

О изготовление разовой мастер-модели, разовой модели по мастер-модели и литейной формы по полученной модели производят последовательно вакуумной формовкой из одного и того же сухого формовочного ма5 териала и одной общей синтетической пленки в качестве герметизирующего элемента.

Проведены эксперименты с песками фракций 02 и 0063 с целью определения О возможности их уплотнения за счет вибрации при различной амплитуде и частоте. Опыты проводились следующим образом: в стакан диаметром 50 мм и высотой 105 мм насыпался песок, который уплот5 нялся за счет вибрации. Степень уплотнения определялась по изменению высоты столба песка (первоначально высота столба равнялась 105 мм).

На основании этих опытов были выбра0 ны параметры уплотнения для изготовления опытной формы: амплитуда 1,0 мм

и частота 30 Гц.

Образец изделия — штамповка типа тела вращения 0 100 мм, изготовленный из 5 дерева — заформовывали в опоке для вакуумной формовки с использованием сухого формовочного материала с зерновым составом (см. таблицу) и синтетической пленки ЕУА (сополимер этилена с винил0 ацетатом) τ’5;ΐΗ(!!'ί У? 0075 мм.

п/п	Обозначение или наименование	Модель деревянная	Вакуумная формовка (фиг. I)	Вакуумная формовка (фиг. 2)	Вакуумная формовка (фиг. 3)	Вакуумная формовка (фиг. 4)
I		98,1	98,2	93,7	93’7 » я	10,2
2		.50,4.1	, 59,3	570....,.	.,507 8,4	55,1
3		13,3	13,3	10	8,9
4	А-амплитуда, мм	—	1,0	без вибраци-	1,0	без вибраци-
5	τ-время вибрации, мин	—	1,5	онкого уп-	10	онного уп-
6	/-частота колебаний в секунду	—	33	лотнения	30	лотнения
7	Облицовочная смесь	—	песок Κ0Ι6	пылевидный кварц КП-2	песок Κ0Ι6	пылевидный кварц КП-2
8	Наполнитель	—	песок К016	песок Κ0Ι6	песок К016	песок Κ0Ι6
9	Разрежение в опок, кгс/см3	—	0,8	0,8	0,8	0,8
10	Твердость в условных единицах поверхности литейной формы по твердомеру модели 0731М		70-65	20-30	70-60	20-30

761122

5

Полученный отпечаток модели повторно заформовывали во вторую опоку для вакуумной формовки с использованием одной и той же разделительной синтетической пленки. Для контроля размеров в полученную полость литейной формы залили сплав Вуда с температурой плавления 70°С. Обмер отливки показал изменение размеров отливки (см. таблицу).

После извлечения отливки (сплав Вуда) литейная форма не повреждается и готова для заливки более тугоплавким металлом, если размеры удовлетворяют требуемым. В противном случае формовка повторяется.

На фиг. 1 изображена первая вакуумная формовка для получения отпечатка с образца изделия в натуральную величину; на фиг. 2 — вторая вакуумная формовка по полученному отпечатку; на фиг. 3 — третья вакуумная формовка; на фиг. 4 — четвертая вакуумная формовка; на фиг. 5 — литейная форма в сборе; на фиг. 6 —график изменения размеров в зависимости от параметров вибрации (фиг. 1).

Устройство (фиг. 1) для осуществления способа включает формовочный стол 1 с патрубком 2 для подключения к вакуумной системе или сообщения с ‘атмосферой, подмодельную плиту 3 с отверстиями 4, образец изделия 5 с отверстиями 6, выполненный из легко обрабатываемого материала и используемый в качестве модели, опоку 7 с перфорированной оболочкой 8, патрубком 9 для подключения к вакуумной системе или для сообщения с атмосферой, синтетическую пленку 10, сухой формовочный материал 11, разделительный элемент 12, вторую опоку 13 (фиг. 2) с патрубком 14 для подключения к вакуумной системе или сообщения с атмосферой, сухой формовочный материал 15, разделительный элемент 16, третью опоку 17 (фиг. 3) с патрубком 18 для подключения к вакуумной системе или сообщения с атмосферой (вместо опоки 17 может быть использована освободившаяся опока 7), сухой Формовочный материал 19, разделительный элемент 20, четвертую опоку 21 (фиг. 4) с патрубком 22 для подключения к вакуумной системе или сообщения ее с атмосферой, сухой формовочный материал 23, разделительный элемент 24.

Литейная Форма в сбопе (фиг. 5) включает опоку 21 й опоку 25 с патрубком 26 для подключения к вакуумной системе или сообщения с атмосферой. В опоке 25 выполнена рабочая полость 27, облицованная синтетической пленкой 28, получаемая вакуумной формовкой с использованием сухого Формовочного материала 29 и разделительного элемента 30. Сверху показана прибыль 31.

Способ изготовления литейных форм

включает следующие основные операции:

изготовление образца изделия, выполнен6

ного из легко обрабатываемого материала; вакуумная формовка по образцу изделия, используемому в качестве модели (фиг. 1); вакуумная формовка по полученному отпечатку модели (фиг. 2); повторная вакуумная формовка (фиг. 3); повторная вакуумная формовка (фиг. 4); контроль размеров полости формы перед заливкой.

Если припуск по контуру окажется недостаточным, то вакуумную формовку повторяют до получения необходимого припуска по всему рабочему контуру сечения литейной формы. Контроль размеров полученной литейной формы может осуществляться путем заливки ее легкоплавким сплавом, например сплавом Вуда, температурой плавления от 60°С до 80°С. Нижний предел 60°С позволяет взять контрольную отливку в руки и обмерить ее, не оплавив в руках.

Выбранный интервал температур контрольного сплава позволяет сохранить, не повредив, полость формы для последующей заливки более тугоплавким" сплавом, из которого должна быть изготовлена отливка.

Одним из трудоемких и дорогостоящих технологических процессов .является изготовление штампов и пресс-форм.

Штамп обычно изготавливается в инструментальном цехе путем механической обработки заготовки из труднообрабатываемой штамповой стали.

Изготовление литых штампов позволяет приблизить конфигурацию заготовки к рабочему профилю, однако окончательная обработка остается трудоемкой операцией. Кроме того, необходимы специальные оснастки. Все это удлиняет сроки введения в эксплуатацию новых штампов.

Предложенный способ отличается простотой, позволяет повысить точность литых штампов и регулировать припуск ка механическую обработку с высокой точностью от 0,10—0,3 мм до необходимой величины без дополнительных отладок путем многократного повторения вакуумной формовки до получения припуска нужной величины по всему рабочему контуру сечения литейной формы. В некоторых случаях предло_: женный способ позволяет получать штампы (например, для штамповки стеклянных изделий), не требующие обработки рабочего контура (гравюры). В этом случае штампы отливаются из чугуна.

Предлагаемый способ изготовления литейных форм осуществляется следующим образом.

Предварительно нагретую синтетическую пленку 10 (фиг. 1) вместе с опокой 7 (зажим для закрепления пленки на опоке не показан) опускают на подмодельную плиту 3 с образном изделия 5, при этом патрубок 2 подключают к вакуумной системе (на чертежах не показана). В результате этого синтетическая пленка плот761122

7

но облицовывает образец изделия 5, используемый в качестве модели, и подмодельную плиту 3. В опоку 7 засыпают сухой формовочный материал 11 без связующего и уплотняют его, например, путем вибрации. Затем сверху на опоку 7 устанавливают разделительный элемент 12, изолирующий полость опоки 7 от окружающей атмосферы, подключают патрубок 9 к вакуумной системе и сообщают патрубок 2 формовочного стола с атмосферой.

Затем опоку 7 устанавливают вниз и, используя полученный отпечаток образца изделия, повторно проводят вакуумную формовку в опоке 13 (фиг. 2). Для этого опоку 13 устанавливают на опоку 7 с синтетической пленкой 10, а полость заполняют сухим формовочным материалом 15 меньшей плотности, обеспечиваемой, например, меньшей продолжительностью вибрации, в то время как в нижней опоке поддерживается разрежение и наивысшая плотность. Затем опока 13 накрывается разделительным элементом 16, и патрубок 14 подключается к вакуумной системе, в то время как патрубок 9 отключается от вакуумной системы и сообщается с атмосферой. В результате этого синтетическая пленка 10 переносится на опоку 13 и становится частью верхней опоки, а размеры контура сечения увеличиваются.

Если размеры удовлетворяют требуемым, то заформованная опока 13 (фиг. 2) поворачивается иа 180° и, оставаясь подключеннной к вакуумной системе, используется в качестве полуформы.

Если размеры не удовлетворяют требуемым и припуски необходимо увеличить, то вакуумную формовку повторяют до получения необходимого припуска по всему рабочему контуру сечения литейной формы.

Для этого на заформованную опоку 13 (фиг. 3) устанавливают опоку 17, которую заполняют сухим формовочным материалом 19, а сверху устанавливают разделительный элемент 20, например, в виде синтетической пленки или иного материала. После этого патрубок 18 подключают к вакуумной системе, а патрубок 14 отключают от вакуумной системы и сообщают его с атмосферой. В результате этого синтетическая пленка 10 становится частью опоки 17, которая поворачивается на 180° для повторной вакуумной формовки в опоке 21 (фиг, 4).

8

Полученная полуформ а в опоке 21 поворачивается на 180° и используется для заливки, как показано на фиг. 5, в сборе с верхней полуформой, полученной также вакуумной формовкой в опоке 25 с патрубком 26 (процесс аналогичен описанному выше).

В процессе заливки расплавленного металла патрубки 22 и 26 остаются подключенными к вакуумной системе.

После затвердевания отливки патрубки 22 и 26 отключаются от вакуумной системы и сообщаются с атмосферой, сухой формовочный материал высыпается в бункер, а отливка остается на решетке. После обдувки опоки готовы для повторного цикла.

В результате получается литая заготовка штампа с прибылью 31, которая отрезается, а штамп после незначительной механической обработки готов для использования, т. е. штамповки изделий.

Поскольку освобождающиеся опоки могут быть использованы для последующих операций, то описанные операции могут быть осуществлены при наличии всего трех опок, т. е. двух — для нижней полуформы и одной— для верхней.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления литейных форм, включающий изготовление из формовочного материала мастер-модели по модели отливки, модели по мастер-модели и последующее изготовление литейной формы вакуумной формовкой из сухого формовочного материала с использованием синтетической пленки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса изготовления литейной формы и повышения четкости отпечатка ее рабочей поверхности, изготовление разовой мастер-модели, разовой модели по мастер-модели и литейной формы по полученной модели производят последовательно вакуумной формовкой из одного и того же сухого формовочного материала и одной общей синтетической пленки в качестве герметизирующего элемента.