Способ изготовления выплавляемыхмоделей и устройство для его осу-ществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских844320 Сокиалистических Республик) Приоритет -Государствеииый квмит СС,СР ио делам изобретеиий и еткпытий(72) Авторы изобретен А. Ермасов И, Коковихин 171) Заявитель кое и технологическое бюо машиностроения ектно-конструкторхимическо и(54) СПОСОБ ВЫПЛАВЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛ е может быть сложных моЗО Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлекии вьзплавляемых моделей путем сборки их состаэных частей, например, высокомоменпных турбин турбобуров.Известен способ изготовления сложных моделей с использованием предварительно изготовлвнных растворимых стержней для оформления наиболее сложной внутренней части модели. Растворимые в воде стержни изготовляют обычно из карбамида свободной заливкой расплава в металлическую форму. Стержни для изготовления модели устанавливают в пресс-формы, в которые запрессовывают моделнный состав, Затем модели с находящимися в них карбамид. ными стержнями погружают в воду, имеющую температуру 20 - 25 С, где стержни в течение 30 - 50 мин полностью растворяются 11. Указанный способ обладает большой длительностью производственного цикла изготовления моделей, низкой производительностью и высокой себестоимостью.Наиболее близким к заявляемому является способ изготовлвния модели путем пайки из нескольких состаьных частей 121. При этом способе раздельно в пресс-формах изготовляют составные части, отверждают их и после сцентрированной установЗГОТОВЛЕНИЯЫХ МОДЕЛЕЙЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ки поверхности, которыми соединяются части модели, подплавляют нагретым ин. струментом, после чего одна часть модели быстро, прижимается к другой, Подплавленный слой модельной массы после затвердевания обеспечивает прочное соединвние частей модели. В местах стыка остаются подтеки модельной массы, поэтому производят их зачистку, Зачистку выполняют вручную.Применительно к сложным моделям с большим количеством мест пайки этот способ характеризуется высокой трудоемкостью сборки и не обеспечивает требуемой чистоты поверхности модели в местах стыка сопрягаемых частей. В случае сборки моделей, помещенных одна в другую, например, типа высокомоментных турбин турбобуров, выполнить данную операцию невозможно, так как после подплавления нельзя части модели прижать одна к другой одновременно во всех местах стыка, расположенных по окружности.Известен кондуктор для сборки четырех моделей в блок, состоящий из корпусной плиты, крышек с направляющими повсрхностями и стержней для образования полостей модели 12.Указанный кондуктор нприменен для изготовлекияделей, так как он не обеспечивает равномерное обжагие наружной части модели и прочное соединение частей модели в блоке.Цель изобретения - повышение производительности труда и улучшение качества литья.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления вы. плавляемых моделей, включающем раздельное изготовление внутренней и паруж ной частей модели, окончательное отвержденпе внутренней частей и сцентрирован.ную установку наружной и внутренней час тей относительно друг другав пресс-форму для изготовления наружной часги предварительно устанавливают разрезную обойму, запрессовывают модельный состав, выдерживают в пресс-форме 1,5 - 2,0 мин и извлекают наружную часть в вязкопластич,ном состоянии из пресс-формы вместе с разрезной обоймой, подвергают ее обжатию до плотного контакта с внутренней частью, отверждают, после чего извлекают готовую модель из разрезной обоймы. Способ осуществляют с помощью устройства, состоящего из корпуса с цептрирующими поверхностями, расположенной в корпусс системы толкателей и плавающего разрезного кольца, находящегося в кольцевой канавке корпуса, с установленным в месте его разъема механизмом для его сжатия.,Предварительная установка в прессформу для изготовления наружной части разрезной обоймы позволяет извлекать наружную часть модели из пресс-формы в вязкопластнчном состоянии, что в совокупности с наличием в устройстве для осуществления данного способа плавающего разрезного кольца с механизмом для его сжатия обеспечивает равномерное обжатие наружной части модели до,плотного контакта с внутренней, и, как следствие, прочное соединение частей модели.На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.Устройство содержит корпус,1 с центрнрующими поверхностями 2 и д для центрирования при установке внутренней части 4 и наружной часги Б, заключенной в разрезную металлическую обойму 6; систему толкателей 7, расположенных в корпусе 1 для выталкивания готовой модели; плавающее разрезное кольцо 8, установленное в кольцевой канавке корпуса 1 заподлицо с центрпрующей поверхностью 3. В месте разъема плавающее кольцо 8 снабжено щеками 9 для крепления механизма 10 для его сжатия.Способ изготовления выплавляемых моделей с использованием указанного способа и устройства проводят следующим образом. В пресс-форму для изготовления внутренней части модели запрсссовывают модельный состав, Модель выдерживают в пресс-форме (время выдержки зависит от температуры запрессовываемой модельноймассы и толщины стенок изготовляемой модели) и затем пресс-форму охлаждают в воде,или на воздухе. Производят разборку пресс-формы и извлечение внутренней части модели, после чего ее выдерживают на воздухе до окончательного отверждения и устанавливают в корпусе 1 устройства, центрируя по поверхности 3. Далее приступают к изготовлению наружной части модели. В пресс-форму для изготовления наружной части устанавливают разрезную металлическую обойму 6 и запрессовывают в нее модельный состав, Модель выдерживают 1,5 - 2,0 мин в пресс-форме для частичного отверждения до приобретения твердости, достаточной для извлечения модели из пресс-формы без деформирования и извлекают из пресс-формы вместе с разрезной металлической обоймой 6 в вязко- пластичном состоянии, т. е. когда наружная часть способна к принудительной деформации.,Затем наружную часть 5 модели, находящуюся в разрезной металлической обойме б, устанавливают в корпусе 1 устройства с центрированием обоймы б по поверхности 3. Приступают к обжаию наружной части модели 5, для чего приводят З 0 в действие механизм сжатия 10, которыйчерез щеки 9 сжимает плавающее разрезное кольцо 8. Плавающее кольцо 8 обжимает разрезную обойму б до выборки щели в месте разъема, которая, в свою оче редь, равномерно обжимает наружнуючасть 5 модели, находящуюся в вязкопластичном состоянии, до плотного прялегания ее поверхности к поверхности внутренней части 4. Собранную модель выдерживают 40 в устройстве для охлаждения и отверждения в воде или на воздухе. Для освобождения готовой модели с помощью механизма,10 разжимают плавающее разрезное кольцо 8,:и оно занимает исходное положе ние в кольцевой канавке корпуса 1. Прпэтом разрезная металлическая обойма б под действием сил упругости отходит от поверхности наружной части 5 модели. Затем с помощью системы толкателей 7 мо дель, находящуюся в разрезной металлической обойме бизвлекают вместе с ней из корпуса 1 устройства, снимают обойму б с готовой модели и подают ее для изготовления следующей наружной части.П р и м е р. Описанным способом былаизготовлена модель ротора турбины турбобура, состоящая из внутренней и наружной частей, Внутренняя часть представляет собой втулку с радиально отходящими от ее 50 наружного диаметра, равного 102 мм, лопатками в количестве 31 шт. Рабочая поверхность лопатки в средней части имеет поднутрение, не позвляющее изготовлять единую модель за одну операцию. Наруж пый диаметр по лопаткам составлял 134 мм,высота 58 лиц. Наружная часть модели представляет собой кольцо с наружным диаметром 144 лы и высотой 21 лм.В термостат загружалось 40% возврата и 60% свежего модельного состава ПС 50-50, раоплавлялось и доводилось до температуры 44 - 46 С. На стол пневматического пресса была установлена прессформа со стаканом для изготовления внутренней части модели, в который загружалась модельная масса ПС 50-50, содержащая 50% парафина и 50% дистиллированного стеарина. В стакан вставлялся поршень и путем давления штока пневмоцилиндра пресса на поршень модельная масса запрессовывалась в пресс-форму. Пресс-форма охлаждалась в воде в теченьице 5 мин и разбиралась вручную, Извлеченная модель дополнительно выдерживалась на воздухе для отверждения в течение -4 час и вставлялась в устройство с центрированием по ее внутреннему диаметру, Затем изготовлялась наружная часть модели, Предварительно в пресс-форму для изготовления наружной части модели была установлена разрезная металлическая обой.ма (наружный диаметр 144 мм, внутренний 138 мм, высота 21 мм, величина щели .1,6 мм). Модельная масса с температурой 44 - 46 С запрессовывалась аналогичным способом, Модель выдерживалась в прессформе 3 мин без водяного охлаждения.и извлекалась в разрезной обойме в вязкоаластичном состоянии. Температура модели составляла 32 - 34, Сразу, после извлечения цз пресс-формы наружную часть модели, центрируя ее по наружному диаметру разрезной обоймы, вставили в корпус устройства, где находилась внутренняя часть. Прц этом разрезная металлическая обойма вошла в плавающее кольцо устройства. После установки в устройство наружной части модели был приведен в дей.ствие механизм сжатия плавающего кольца, который через щеки обжал плавающее разрезное кольцо, стягивающее разрезную обойму до выборки щели в месте разреза, Разрезная обойма при этом равномерно обжимала наружную часть модели до полного контакта с внутренней. Поскольку наружная часть модели находилась в вязко.пластичном состояняи и была способна к принудительной деформации, диаметр ее уменьшился на заранее заданную величину, определяемую размером щели разрезной обоймы, а затем между частями модели, равный примерно 0,25 мм, был ликвидирован. Устройство с собранной моделью было выдержано в воде в течение 5 мин для охлаждения и усадки внутренней части. После извлечения из воды с помощьо механизма сжатия плавающее разрезное кольцо было разжато и под действием сит упругости оно заняло исходное положение в кольцевой канавке корпуса. Разрезная о 15 20 25 30 35 40 45 обойма также разжалась. С помощью сис-, темы толкателей модель вместе с разрезной обоймой была вытолкнута из корпуса устройства, после чего готовую модель вынули из разрезной обоймы.По истечении 1 ч был проведен осмотр готовой модели. В местах соединения лопаток с наружным ободом, соответстзующцх местам соединения внутренней ц наружной частей модели, поверхность отлцвкц была гладкая, надрезы отсутствовали. Модель была готова к нанесению оболочки.Модели, изготовленные предлагаемым способом, собирались на металлические стояки в блоки по 5 штук. На блоки наносились поочередно два слоя огнеупорной суспензии (этилсцлпкатной) с последующей обсыпкой кварцевым песком в кнпящем слое ц подсушкой в течение 4 ч, Затем были нанесены два слоя жцдкостекольной суспензпц с обсыпкой песком в кипящем слое, Каждый ицдкостекольный слой подвергался после нанесения обработке в алюмохлориде в течение 1 мин. Затем была произведена выплавка цз блоков моделей в горячем растворе 20%-ного хлористого бария при температуре 95 С, Корки после выплавки выдержали на воздухе в течение 8 ч, установили в опокц. Формовали кварцевым песком 1 КО 315 и прокаливалц в печи при температуре 950 С. Заливка форм проводилась сталью марки 40 Г при температуре 1590 - 1610 С, выплавленной в печи ЛПЗ. После охлаждения в опоках в течение 16 ч с отливок была удалена корка.Использование предлагаемого способа изготовления выплавляемых моделей и устройства для его осуществления обеслечивают качественное изготовление сложных моделей, например высокомомвнтных турбин турбобуров, грц высокой производительности труда. Благодаря повышению чистоты поверхноспи турбин увеличивается и КПД турбобура. Формула изобретения 1. Способ изготовления выплавляемых моделей преимущественно высокомоментных турбин турбобуров, включающий раздельное изготовление внутренней ц наружной частей модели путем запрессовыванця модельного состава в пресс-форму, отверждвние внутренней части и сцентрированную установку наружной и внутренней частей относительно друг друга, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности труда и точности выплавляе. мых моделей, в пресс-форму для изготовления наружноц части, предварительно уста. навливают разрезную обойму, выдерживают запрессованную модельную массу в пресс-форме 1,5 - 2,0 мин и извлекают наружную часть в вязко-пластичном состоя 844120нии вместе с разрезной обоймой, подвертают обжатию до полного контакта с внутренней частью, отверждают и извлекают модель из разрезной обоймы,2. Устройство для изготовления выплавлявмых моделей, содержащее корпус с центрирующими поверхностями и систему расположенных в ней толкателей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено разрезной обоймой и плавающим разрезным кольцом с механизмом сжатия в месте его разъема, установленным в кольцевой ка-.навке корпуса. Источники информации, принятые во5 внимание при экспертизе:1. Литье ро выплавляемым моделям.Под ред. Я. И. Шиленника и В. А. Озерова. М., Мацюиностроение, 1971, с. 109, 174,2. Озеров В. А, и др. Литье по выплавИ ляемым моделям. М., Машгиз, 1958, с. 144844120 Составитель А. МинаевТехред И. Заболотнова Корректор С. файн Редактор С, Титова Тип. Харьк. фил. пред. Патент Заказ 985/766 Изд.458 Тираж 869 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5