Установка для получения тонкостенных отливок

Составитель А дщщвВ тчикова Тек Ред 11 Ддпцвд КоРРекто Редактор Е И Позчяковска Подписи Ти ака редприятие сПатент, Москва, Г 59, Бережковская наб., 24 НИИПИ Государственногопо делам изобр Москва, 113035 мнтета теннйРаушск Совета Министров ССткрытийнаб., 4На фиг. 1 схематичноизображена предо,лагаемая установка с наклонным металлопроводом; нв фиг, 2 - то же, с вертикальным металлопроводом; нв фиг. 3 - то же,с системой трубопроводов подачи рабочегоагента и многопозиционным вентилем; нвфиг. 4 - многопозиционный вентиль; нвфиг. 5 - дополнительная камера с датчикомуровня; на фиг. б - установка и многопозиционный вентиль в нерабочем положении;на фиг. 7 - то же, в начальном рабочемположении; на фиг. 8 - то же, в периодформообразования тонкостенной отливки;на фиг. 9- литейная форма, соединенная через многопозиционный вентиль с атмосферой; на фиг. 10 - отливка радиатора; нафиг. 11 - сечение по А-А на фиг, 10; нафиг. 12 - литейная форма с охлаждающимустройством.Установка для литья тонкостенных ртливок включает печь, дополнительную камеруи литейную форму, установленные друг поддругом в указанном порядке, а также многопозиционный вентиль.Плавильная печь (типа печи низкого давления) содержит тигель 1, установленныйв герметичной камере 2, в которой благодаря патрубку 3 для подачи рабочего агента может создаваться давление.В тигле 1 находится заливаемый в литейную форму расплав 4. Дополнительнаякамера включает корпус 5, в котором предусмотрены две внутренние полости 6 и 7.Полость 6 имеет верхнее отверстие 8, связанное с литниковым каналом 9 в нижнейчасти литейной формы. Полость 7 связанав верхней части с патрубком 10 подачирабочего агента, В своей нижней части полости 6 и 7 связаны между собой и стыкуются с металлопроводом 11, нижний конецкоторого погружен в расплав 4. Металлопровод 11 может быть наклонным (фиг, 1)или вертикальным (фиг. 2),Тигель 1 выполнен литым из обычного,чугуна и покрыт изнутри огнеупорной обмаэкой известного состава,Дополнительная камера (фиг. 5) состоитиэ собственно корпуса 12 и дна 13, несущего металлопровод 11. Находящийся сверху собственно корпус 12 оканчивается вверхней части термическим швом 14; этотшов, как и шов, соединяюший две полуформы, чисто обработан для создания возможности установки пластичного асбестовогоуплотнения очень малой толщины с цельюобеспечения более простым путем гермети,зации и создания необходимого термического шва. Нагревательное устройство 15 дополнительной камеры, например газовые горелкиили электрические сопротивления, расположены либо снаружи камеры, либо в предусмотренных для этого выемках 16 для поддержания во5 всем узле температуры, несколько превышающей температуру расплава, используемого дляотливки, Обе полости 6 и 7, имеющиеся в дополнительной камере, могут иметь приблизительно равные объемы. Отверстие в их10 нижнеи части, через которое они сообщаютнся, может иметь сечение, равное сечениюметаллопровода 11. Полость 7 снабжена всвоей верхней части пвтрубком 10 для подачи рабочего агента, который может перь 15крываться многопозиционным вентилем, приэтом уровень расплава должен оставатьсяниже точки подсоединения этого пвтрубка.Эта точка контролируется датчиком уровня.Когда заливаемый расплав является провод,20,ником электрического тока (например, алюминий и его сплавы), датчик уровня 1 7 состоит из двух проводников, которые замыкаются рвсплавом в случае излишнего повышения его уровня, в результате чего с25 помощью электрозвдвижки (на чертежах непоказана) обеспечивается закрытие многопозиционного вентиля,Полость 7 имеет предпочтительно кони 30ческую форму для того, чтобы объем рабочего агента в положении залитой расплавомлитейной формы был таким, чтобы поверхность расплава находилась приблизительнона два сантиметра ниже электрических кон-.35тактов, которые, в свою очередь расположены приблизительно на два сантиметра ниже патрубка 10. Определение остаточногообъема осуществляется путем использования закона Мариотта исходя из высотыФ40,максимальногозаполнения формы и удельного веса расплава. С помошьюэтого подсчета определяется объем полости 7, соот- ветствуюший наиболее высокой детали, ко-,торая может быть отлита в описываемой45установке, он остается справедливым и дляменьших размеров.Литейная форма включает корпус 18,внутренняя стенка которого ограничиваетвнутренний объем 19 Б нижней части онв50имеет литниковый канал 9 соединенный с1верхним отверстием 8 полости 6 дополнительной камеры, а в верхней части - вентиляционное устройство 20.Литейная форма чаше всего состоит изотдельных элементов, называемых обоймами, пригоняемых по плоскостям, обычновертикальным и горизонтальным, опредеж 452947емым на основе изучения теплообмена,Некоторые из этих элементов имеют автономное охлаждение 21 эа счет циркуляцииохлаждаюшего агента. Их сборка осушествляется посредством изоляционных термических швов или воздушных прослоек, позволяющих ориентировать температурныйградиент расплава, заполняющего литейнуюформу, в момент охлаждения и начала затвердевания под действием охлаждения каж- одой обоймы и получать, таким образом, желаемый тонкий слой, толщина которого более или менее значительна в зависимостиот интенсивности охлаждения.форма может содержать составные части, известные в технике получения отливок; штифты, съемные элементы, салазки,1направляющие, эжекторы. Во всех случаях,когда это возможно, отверстие для удаления предусматривается закругленной формы,что позволяет легко отрезать излишки мьталла и быстро закрывать деталь шайбой;приклеиваемой или привариваемой, напримерпутем притирки с вращением или любым другим способом,различные элементы и составные частилитейной формы могут быть снабжены движущимися средствами, такими, как силовыецилиндры, позволяющие отделять их привыемке деталей иэ отливки литейной формы/и устанавливать на место в момент заливки эВентиляционное устройство 20 снабженофильтром для удаления воздуха из формы.Этот фильтр позволяет проходить гаэу, нопрепятствует прохождению жидкого расплава путем охлаждения поСледнего. Он можетбыть образован из прессованного порошкаобезвоженной гидроокиси алюминия,Многопозиционный вентиль (фиг, 4)включает корпус 22, имеющий по крайнеймере четыре патрубка, В представленномпримере он имеет пять патрубков, обозначенных по порядку 23-27, при этом патрубки 24 и 26 соединены между собой,45играют одну и ту же роль и являются обособленными только из соображений удобства конструкции. Подвижный орган представляет собой ротор 28, снабженный вырезом 29 позволяющим соединять некоторые50из патрубков,Первый патрубок 23 связан с источником рабочего агента,) например воздухаили азот 6, или любого другого нейтрального газа, второй 24 и четвертый 26 патрубМ(ки связаны с патрубком 3 для подачи рабочего агента в камеру, третий патрубок 25 связан с патрубком 10 полости 7 дополнительной камеры, а пятый патрубок 27связан с атмосферой.Перечислим стадии, входяшие в цикл отливки. В первой стадии, называемой стадней выключенной установки, все патрубкивентиля перекрыты. Форма полости 6 и 7дополнительной камеры и металлопровод 11опорожнены и находятся под атмосфернымдавлением (фиг, 6), Следовательноформаможет быть открыта для проведения операций по подготовке поверхности к заливке ивыемке из формы.Во второй стадии, называемой стадиейзаполнения формы, форма закрыта, патрубки 23 и 24 вентиля сообщаются.между ссмбой, а остальные патрубки остаются перькрытыми, Сжатый гаэ проникает в печьнизкого давления, и расплав поднимаетсяпо металлопроводу 11, затем попадает вполости 6 и 7 дополнительной камеры, и,наконец, в форму (фиг, 7), Воздух, содержашийся в форме, удаляется через вентиляционное устройство 20, которое затемперекрывается затвердеваюшим расплавом.В полости 7, которая замкнута перекрытымпатрубком 25, жидкий расплав сжимаетгаэ, а датчик уровня 17 исключает всякиенеполадки,Для создания воэможности контролироIвания небольших возможных утечек можетбыть предусмотрен манометр (фиг, 5).В третьей стадии, называемой стадиейзатвердевания слоя, находящегося вблизистенки формы, и удаления. излишков жидкого расплава иэ формы в тигель, давлениесначала сохраняется на время, необходимое для образования застывшей пленкиоколо стенок 30 формы, Последние могутохлаждаться посредством циркуляции охлаждающего агента (фиг, 3), Как толькопленочный слой 31 достигает желаемойтолщины, вентиль устанавливается в положение, изображенное на фиг. 8; патрубки 24 и 25 соединяются, остальные паърубки перекрыты, Происходит уравниваниедавлений между печью и полостью 7, игаз выходит через эту полость в форму ипозволяет возвратить в тигель жидкий расплав, содержащийся в форме. В этот момент давление газа в установке отличаеся от окружающего атмосферного давления.В четвертой, последней, стадии, называемой стадией создания в установке атмосферного давления, вентиль устанавливается в положение, изображенное на фиг, 9;патрубки 25, 26 и 27 соединяются, апатрубки 23 и 24 перекрываются, Полость печи и полость 7 связываются с окружающей атмосферой патрубком 27. Затем форма открывается, деталь извлекается из формы, и последняя снова закрывается.Может быть начат следукнций цикл изготовления.Все описанные операции, включая раскрытие и закрытие, формы, движение всехсоставных частей формы; штифтов, съемныхчастей, салазок, эжекторов и т, д, могутбыть автоматизированы в соответствии сзаранее составленной программой.Для получения хорошей внутренней поверхности детали рекомендуется использовать материалы, обладаюшие малым интервалом затвердевания (эвтектические илислабо легированные сплавы).Описанная установка применима для изготовления любого предмета, имеюшего тонкие стенки. В качестве примера могут служить элементы радиаторов, капоты, кожухи,станины, механические детали, такие, какпатрубки, головки цилиндровнапример, длящтепловых двигателей.;Ниже предлагается описание изготовления элемента радиатора для комнатногоотопления из алюминиевого сплава, стенкикоторого 32 ограничивают центральный канал 33 и два боковых канала 34 и 35(фиг, 10 и 11). На верхнем и нижнем концах все три канала сообщаются между собой через верхний 36 и нижний 37 каналыи могут связываться с каналами соседнего З 5элемента при помощи четырех патрубков,из которых два верхних 38 и 39 и дванижних 40 и 41 расположены в центральной части соответствующих каналов 36и 37. Элемент отливается с открытым ниж ним концом 42, но с закрытыми патрубками 38-41,Верхняя часть формы представлена нафиг. 12. Обоймы формы, касающиеся техчастей элемента радиатора, стенки которых 45имеют минимальную толщину, не снабженыохлаждаюшими,средствами, тогда как обой-мы, касаюшиеся тех частей элемента, толщина стенок которых более велика, снабжены охлаждаюшими устройствами. Так, обоймы 43-48, которые касаются соответственно тонких стенок 49-54, не имеют никакой системы охлаждения. Напротив, обоймы .55-58, которые касаются соответственно толстых стенок 59-62, имеют си 55 стемы охлаждения 63-66. Нижняя часть формы одинакова, но в ней обоймы 43, 44 заменены проходным отверстием кругового сечения.Каждая обойма имеет возможность перемешаться отдельно при помощи пневматического или гидравлического силового цилиндра.После изготовления отливки остается лишь отрезать или отпилить патрубки 38- 41 по плоскостям 67 (фиг. 11) и заглушить выпускное отверетие 42 привариваемой или закатываемой пластиной.Таким образом получают тонкие стенки, которые невозможно изготовить другим способом, а также достигают максимальной чистоты структуры, в которой отсутствуют какие либо дефекты литья (усадочные раковины, пузыри и др,). Усадочные трешины очень малы. Предмет изобретения 1. Установка для получении тонкостенных отливок, включающая литейную форму с ох лаждаюшим устройств м, снабженную литнико- вым каналом в нижней части и вентиляционным устройством-в верхней части, и гермьустройством -в верхней части, и герметичную плавильную печь, снабженную тиглем для расплава, патрубком подачи рабочего агента. и металлбнроводом, который состыкован с литиикоаым каналом, о т л ич а ю ш а я с я тем, что, с целью получения 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 другая - с патрубком подачи рабочего агента, а в нижней части полости соединены между собой и с металлопроводом, и многопозиционным вентилем, установленным на трубопроводе и. связываюшим герметичную плавильную печь и дополнительную камеру соответственно с источником рабочего агента, между собой и атмосферой.2. Установка по и. 1, о т л и ч а юц а я с я тем, что дополнительная камера снабжена нагревательным устройством.3. Установка по п, 1 и 2, о т л и ч аю ш а я с я тем, что полость дополнительной камеры, связанная с патрубком, снабжена датчиком уровня.