Способ вакуумной формовки и оснастка для его осуществления

,8014353 СОВХОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 51)4 В 22 НИЕ ИЗОБРЕТЕЕЛЫфТВУ(21) 4116183/2 (22) 02,07,86 (46) 07. 11.88. (72) В.К. Ярмо В,П. Кузнецов, П.И. Бродяной (53) 621.744.3 (56) Авторское В 884830, кл; Бюл. В 41 енко, В.В. О,А. Горбу В.Ф. Косе (088,8) свидетельс 22 С 9/02 Сытников, ов,нко во СССР И ОСОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТ(54) СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКИНАСТКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к областилитейного производства и может бытьиспользовано для разработки техноло"гии и оснастки при изготовлении ли- ."тейных форм со стержнями вакуумнопленочной формовкой. Целью изобретения является повышение качества изготавливаемых отливок и расширение технологических возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в момент установки стержня, изготовленного методом вакуумной формовки, его наполнитель сообщают непосредственно с вакуумным коллектором опоки. Для этого в оснастке предусмотрен вакуумный затвор, выполненный в видедвух полумуфт, соединяемых при помощи замка типа паз - выступ, одна из которых укреплена на конце перфорированной трубы стержня в . имеет перегородку,с системой трубок и продольный паз в боковой поверхности, а другая через гибкий шланг соединена с вакуумной полостью опоки и содержит перегородку с системой отверстий, .- фильтр и выступ на внутренней по" ф верхности. 2 с. и 2 з;п.ф-лы, б ил , ф ф 1 табл. . СИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для разработки технологии и оснастки при изготовлении литейных форм со стержнями вакуумно"пленочной формов" кой.Цель изобретения - повышение качества изготавливаемых отливок и рас,ширение технологических возможностей. 10На фиг1 показана оснастка в момент формовки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на Фиг. 1; на Фиг. 4 - форма в сборе; на фиг. 5 - разрез В-В .на фиг, 4; на фиг,6 - разрез Г-Г на фиг. 5.Оснастка содержит подмодельную плиту 1 с вакуумной полостью 2, отсасывающими отверстиями 3 и патрубком 4, модель 5 со знаковыми частями 6, опо ку 7, с вакуумной полостью 8 которой соединен гибкий шланг 9, на конце которого укреплена полумуфта 1 О, со"держащая перегородку 11 с системойотверстий 12, фильтр 13 и выступ 14 25 на внутренней поверхности. На торцо, вой поверхности знаковой части 6 модели 5 установлена прокладка 15, вы полненная из герметиэирующего материала. Опока 7 заполнена сухим формовочныл материалом 16, изолированным от атмосферы герметизирующими пленками 17 и 18.Наружная стенка 19 опоки 7 снабжена патрубком 20 для соединения с внешней вакуумной системой (не пока 35 зана), а внутренняя стенка 21 опоки 7 снабжена гнездом 22 для подключения гибкого шланга 9 и фильтрами 23 для отсоса воздуха из формы. На подмодельной плите 1 опока 7 фиксируется с помощью штырей (не показаны).На фиг, 4 - 6 показана Форма в сборе, подготовленная к заливке, образованная верхней и нижней полу- Формами, а также вакуумным стержнем 24, включающим перфорированнуо .трубу 25, штуцер 26 с обратным клапаном 27 на конце, нолумуфту 28, укрепленную на конце перфорированной трубы 25 и содержащую перегородку 29, сис 50 тему трубок 30, продольный паз 31 в боковой поверхности (фиг5 и 6), Причем полумуфта 10, соединяемая с вакуумной полостью 8 опоки 7, при сочленении с полумуфтой 28, укреп-, ленной на перфорированной трубе 25, образуют вакуумный затвор (фиг. 5), а замок типа паз - выступ образуется соответствующими элементами, укрепленными на боковых поверхностях обеихполумуфт и обеспечивающими точное ихсочленение (фиг. 6).Способ осуществляют следующим образом.Подмодельная плита 1 с моделью 5облицовывается нагретой герметиэирующей пленкой 17, при этом отсасывающие отверстия 3 через вакуумнуюполость 2 и патрубок 4 подключаютсяк вакуумной системе (фиг. 1). Затемна облицованную подмодельную плиту 1устанавливается опока 7, котораяфиксируется с помощью штырей (не показаны), После этого на знаковые части моделей 5 накладываются прокладки15 иэ герметизирующего материала и усустанавливаются полумуфты 10 соединенные посредством гибкого шланга 9,через гнездо 22 внутренней стенки 21с вакуумной полостью 8 опоки 7. Затем производят заполнение опоки сухим формовочным материалом 16, егоуплотнение, например, с помощью вибратора и изоляцию опоки 7 сверху отатмосферы герметизирующей пленкой 18.Опока 7 подключается к внешней вакуумной системе и производится отсосвоздуха иэ полумуфты 10 через гибкийшланг 9, гнездо 22 и вакуумную полость 8 опоки 7, а также отсос воздуха иэ полуформ через фильтры 23,вакуумную полость 8 и патрубок 20.Одновременно патрубок 4 подмодельнойплиты 1 отключается от внешней вакуумной системы и сообщается с атмосфе"рой (Фиг. 1 - 3). Прокладка 15, установленная на торцовую поверхностьзнаковой части 6 модели 5, предотвращает прорыв герметизирующей пленки17 сквозь отверстия .12 при облицовкевнутренней поверхности полумуфты впериод герметизации полуформы низа.Изготовленная полуформа снимаетсяс подмодельной плиты, кантуется на180 , и производится установка вакуоумного стержня в центрирующие отверстия 32 полумуфты 10, заформованнойв полуформе,Полумуфта 28 вакуумного стержня24 сочленяется с полумуфтой 10, заформованной в полуформе, причем паз31, выполненный на боковой поверхности полумуфты 28, совпадает с выступом 14, выполненным на боковой поверхности полумуфты 1 О, чем обеспечивается направленное перемещение исовпадение обеих полумуфт. Подключение перфорированной трубы 25 к ва куумной полости 8 опоки 7 осуществля" ется путем прорезания торцовыми кром- .5 ками трубок 30 прокладки 15 и гер,метизирующей пленки 17 при совпадении полумуфт 10 и 28.После подключения вакуумного стержня 24 к вакуумной полости 8 опоки 7 производится отключение штуцера 20 от внешней вакуумной системы, срабатывает обратный клапан 27 и отсасывающее отверстие штуцера 26 изолируется от атмосферы.15Полуформа низа с установленным вакуумным стержнем 24 накрывается полуформой верха,и литейная форма готова к заливке (фиг. 4 - 6).П р и м е р. Отливка - рукав полу 20 оси. Материал отливки - чугун С 430. Опока 610 х 710300 мм. формовочный материал - сухой кварцевый песок 1 К 016 Б. Герметизирующая пленка - этиленвинилацетатная толщиной 0,1 мм марки Сэвилен". Применяемая экспериментальная оснастка изображена на фиг. 1 - 6.Вакуумная формовка включает в себя следующие операции: облицовывание модели герметизирующей пленкой, установка опоки на модельную оснастку, наложение на торцовые поверхности знаковых частей модели прокладок, выполненных из герметизирующего материала, после чего на последние устанавливают полумуфты, сообщающиеся с вакуумной системой, наполнение опо" ки сухим Формовочным материалом, уплотнение, герметизацию, вакуумирование формовочного материала путем подключения к вакуумной системе и простановка стержняИспользование прокладок в полу- муфтах обусловлено необходимостью предотвращения прорыва герметиэирующей пленки сквозь отсасывающие отверстия в перегородке полумуфты при его облицовке.Выбор оптимальной толщины прокладки, предупреждающей прорыв герметизирующей пленки сквозь отсасывающие отверстия в полумуфте, сообщающейся с вакуумной полостью опоки, а также обеспечивающей достаточно легкое ее прорезание торцовыми по верхностями кромок трубок при установке вакуумного стержня в центрирующие отверстия полумуфт, заформованных в полуформе, определяется на основании экспериментальных данных.В качестве материала прокладки использовали полиэтиленовые пленки марки "С" с толщинои 0,05; О, 1; О, 15;0,2 и 0,3 мм. Глубина вакуумирования изменялась в пределах 30-80 кПа.Контроль глубины проникновения прокладки сквозь отсасывающие отверстия перегородки полумуфты, сообщающейся с опокой, осуществляется штангенглубиномером по трем отверстиям. Перегородка с отсасывающими отверстиями в полумуфте использовалась с отверстиями диаметром 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 16 мм каждая.Полученные результаты приведены в таблице.В соответствии с представленными в таблице данными установлено, что максимальное проникновение на 3,5 ми достигается при толщине прокладки 0,05 мм, разрежение воздуха 80 кПа и диаметре отверстия в перегородке 16 мм. Минимальное проникновение прокладки на 2,8 мм достигается при указанных условиях и толщине прокладки 0,3 мм.Результаты проведенных экспериментов позволяют установить, что толщина используемой прокладки 0,05 мм и выше позволяет предотвратить прорыв пленки при разрежении 30-80 кПа и максимальном диаметре отверстия 16 мм. Однако использование прокладки толщиной свьппе 0,2 мм вызывает затруднение при прорезании пленки в период установки вакуумного стержня в нижнюю полуформу.Следовательно, оптимальная толщина прокладки, отвечающая указанным требованиям, составляет 0,05-0,2 мм. Изготовленная форма заливалась чугуном при 1300 С. По качеству отливка соответствовала техническим требованиям. Таким образом, изобретение позволяет обеспечить надежную герметизацию вакуумного стержня путем подключения непосредственно к вакуумной полости опоки, точную фиксацию вакуумного стержня путем подключения непосредственно к вакуумной полости опоки, а также точную фиксацию вакуумного стержня в нижней полуформе путем установки его знаковых частей в центрирующие отверстия полу1435372 Среднее значение глубины проникновения прокладки в глубь отверстия, мм, при диаметре отверстий в перегородке, мм Толщинапленки Величи на вакуума,кПа 810 11 12 13 14 15 16 6 1,6 1,8 2,0 15 1,7 2,2 30 О 05 1 О 1 О 1 3010 07 10 12 015 05 09 11 0,20 0,4 0,8 1,0 0,30 0,3 0,7 0,8 1,4 15 1 3 1, 4 2,3 2,7 1,2 1,3 1,1 1,2 1,0 1,1 1,4 1,5 1,7 2,0 2,5 13 1,4 15 1,3 1,0 1,4 2,2 1,7 1,5 172,0 40 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30 1,7 1,8 2,3 2,5 2,6 2,0 2,3 2,5 1,9 2,0 2,3 1,6 1,3 1,5 1,6 1,7 1,5 1,6 1,4 1,5 13 1,4 1,9 14 1,5 1,2 1,0 0,8 1,0 1,8 1,Э 0,9 06 1,9 1,8 1,2 04 0,7 1,8 1,9 1,5 1,0 0,8 1,8 1,9 1,7 1,8 14 1,6 2,6 2,1 17 1,2 0,050,10 0,15 0,20 0,30 50 2,6 2,4 2,2 2,0 1,4 1,6 1,3 12 13 15 16 17 2,3 21 1,9 1,0 0,9 2,4 2,2 2,0 1,8 1,5 1,6 1,4 1,5 1,2 141,1 1,3 1,9 1,7 0,9 0,6 1,9 2,01,8 1,91,7 1,81,6 1,71,4 1,5 60 0,05 1,3 0,10 1,2 0,15 1,1 0,20 1,0 0,30 0,82,8 2,7 2,7 2,4 2,2 1,8 1,4 1,6 2,6 2,3 2,1 1 1,6 1 5 1,5 1,3 1,4 2,3 2,2 2,0 1,2 1,9 2,3 2,0 1,3 1,8 2,1 1,7 1,2 1,3 1,0 муфт, что позволяет расширить технологические возможности оснастки. Формула изобретения 1, Способ вакуумной формовки, включающий облицовывание модели герметизирующей пленкой, установку опоки на модельную плиту, наполнение опоки сухим формовочным материалом, его вакуумирование, простановку вакуумируемого стержня при одновременном сообщении его наполнителя с источником разрежения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества изготавливаемых отливок и расширения технологических воз" можностей, наполнитель стержня в момент его простановки сообщают непосредственно с вакуумным коллектором опоки.2. Оснастка для вакуумной формовки, содержащая перфорированную модель, опоку с вакуумным коллектором, связанную с источником разрежения перфорированную трубу и штуцер с обратным клапаном на конце, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, " целью повышения качества изготавливаемых отливок и расширения технологических возможностей, она снабжена вакуумным затвором, выполненным.в виде двух полумуфт, образующих замок типа паз - выступ, одна из которых укреплена на конце перфорированной трубы и имеет перегородку с системой трубок и продольный паз, выполненный в ее боковой поверхности, а вторая закреплена на гибком шланге, сообщенным с вакуумным коллектором опоки, и содержит перегородку с системой отверстий, фильтр и выступ на внутренней поверхности.3. Оснастка по п. 2, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена герметизирующими прокладками, размещенными между полумуфтами.4. Оснастка по и. 3, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что диаметр прокладки равен диаметру круга торцовой поверхности знаковой части модели, а толщина прокладки составляет О 5"2 толщины герметизирующей модель пленки.1435372 8 Продолжение таблицы Толщина Среднее значение глубины проникновения прокладки в глубь диаметре отверстий в перегородке, мм отверстия, юф, прн мм . , 6 8 9 10 1 1 12 13 14 15 16 70 0 05 1 4 1 5 2,0 1,9 2,2 2,3 1,7 1,4 1,3 1,2 1,9 2,1 2,0 1,8 1,3 1,2 1 э 7 1,9 1,8 0,30 0,9 1,5 3,5 3.3 2,9 2,7 2,5 2,4 2,3 0,05 1,6 0,10 1,5О, 15 1,3 О, 20 1, 0,30 1,0 802,5 2,7 2,2 2,4 3,0 2,6 2,5 2,3 2,2 2,0 1,9 2,8 2,3 1,57 б Фиг.2 Величина ва-куума кПа 0,10 0,15 0,20 1,9 1,7 1,5 1,3 1,2 1,5 1,43 1,2 2,21,91,801,6 1,8 1,6 1,4 1,3 2,1 1,9 1,8 1,7 2,2 2,1 2,0 1,2,4 2,7 2,3 2,6 2,2, 2,5 2,1 2,3 3,1 3,3 2,9 32,82,9 2,7 2,8 2,6 2,7 3,0 2,9 2,7 2,5/5 11303 зводственно-полиграфическое. предприятие, г, Ужгор Проект едактор В. Петрапгаказ 5590/11 оставитель В. Сазоновехре Л.Сердюкова Корректор М. Мак Государственного комитета ССелам изобретений и открытийсква, Ж, Рауюская наб., д