Устройство для изготовления магнитных форм

(19) ь В 22 С 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТ институТ СССР85.СССР84. ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР%1245398, кл, В 22 С 9/00, 1 Изобретение относится к литейному производству, в частности к намагничивающим устройствам для изготовления магнитных форм по постоянным и разовым моделям, в том числе при получении отливок ювелирных изделий и зубных протезов.Известно намагничивающее устройство для изготовления магнитных форм по постоянным и разовым моделям, содержащее Ч- образный постоянный магнит, между полюсами которого размещен контейнер (опока) с Ферромагнитным Формовочным материалом. и моделью.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности (прототипом) является намагничивающее усгройство для изготовления магнитной разъемной формы, содержащее ферромагнитные коробчатый каркас и плиту с технологическими отверстиями, перекрывающую со стороны контр- лада постоянные магниты чередующейся(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ ФОРМ(57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления разовых магнитных форм, Цель изобретения - снижение себестоимости устройства и трудоемкости изготовления форм и расширение технологических возможностей. Устройство содержит постоянный магнит, расположенный между параллельными полюсными пластинами, и ферромагнитные шунты, размещенные с возможностью перемещения относительно магнита и полюсных пластин. 2 з.п. Ф-лы, 8 полярности, размещенные на внутренних поверхностях каркаса и плиты с зазором относительно друг друга, Ферромагнитные шунты, расположенные между магнитами с возможностью перемещения от одного полюса к другому, причем один из полюсов каждого магнита обращен к полости формы, а другой - к ферромагнитному каркасу и плите.Основные недостатки этого устройства: неуниверсальность и ограниченная область применения, так как оно предназначено для получения отливки одного наименования в массовом и крупносерийном производстве; необходимость применения нарощалки при заливке формы из-за наличия плиты контр- лада; повышенная трудоемкость операции коммутации рабочего магнитного потока изэа необходимости перемещать большое количество шунтов; повышенная себестоимость устройства из-за наличиябольшого количества магнитов и шунтов, что усложняет конструкцию и ее изготовление.Цель изобретения - снижение себестоимости устройства и трудоемкости процесса изготовления форм и расширение технологических возможностей путем обеспечения изготовления форм для отливок различных типоразмеров.Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для изготовления магнитной формы, содержащем постоянные магниты, шунты из магнитомятого материала, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно магнитов, и элементы магнитопровода, согласно изобретению, элементы магнитопровода представляютсобой две полюсные пластины, между которыми расположена форма и один или несколько постоянных магнитов, торцы которых соединены с полюсными пластинами, з шунты установлены с наружной стороны каждого из магнитов с воэможностью перемещения в направлении от магнита и выхода их за габариты полюсных пластин. Шунты могут быть установлены с возможностью перемещения в направлении, параллельном или перпендикулярном. оси магнитов.Количество магнитов определяется; размерами рабочего пространства устрой-. ства (формы) - чем они больше, тем больше число магнитов, Это объясняется тем, что магнит определенных размеров имеет ограниченную коэрцитивную силу и магнитную энергию и поэтому создает магнитное поле необходимой напряженности в ограниченном объеме. Если этот обьем меньше, чем необходимый объем формы, то применяют два или больше магнита, необходимостью раздельного упрочнения и разупрочнения отдельных объемов формы при управлении их податливостью. По этой причине каждый магнит целесообразно снабдить собственным шунтом. По конструктивным соображениям шунты могут иметь два возможных перемещения относительно магнита; в на, правлении, парэлелльном оси магнита; в направлении, перпендикулярном оси магнита, Выбор направления перемещения шунта определяется удобством выполнения этого действия и простотой конструктивного воплощения,Размещение магнитов между полюсными пластинами может осуществляться с одной, двух или трех сторон рабочего пространства. В последнем случае остается открытой (свободной от магнитов) поверхность лада устройства. На фиг,1 показано устройство с 0-образным магнитопроводом перед перемещением в его рабочее пространство опоки сформовочным материалом и моделью (шунт5 в рабочем положении): фиг,2 - то же, но сопокой, формовочным материалом и моделью(шунт в нерабочем положении); фиг.3- устройство с -образным магнитопроводом (шунт в рабочем положении) вид в пла 10 не, на фиг.4 - то же; разрез А-Л нэ фиг,З; нафиг,5 - устройство с С 3.образным магнитопроводом (левый шунт в нерабочем, а правый - в рабочем положениях), вид в плане;на фиг.б - то же, разрез Б-Б на фиг.5; на15 фиг.7 - устройство с четырьмя магнитами(шунты в рабочем положении), вид в плане;фиг.8 - то же, разрез В-В на фиг.7.П р и м е р 1. Устройство (фиг.1 и 2)содержит один постоянный магнит 1, распо 20 ложенный между двумя параллельными полюсными пластинами 2, и ферромагнитныйшунт 3 в виде пластины, размещенной горизонтально под постоянным магнитом 1, причем продольные оси магнита 1 и шунта 325 параллельны, Пластины 2 и магнит 1 образуют О-образный магнитопровод, Продолжением полюсных пластин 2 являютсянеферромагнитные направляющие 4, служащие одновременно опорой. Постоянный30 магнит 1 выполнен из магнитотвердого материала с высокими коэффицитивной силой,индукцией и энергией намагничивания (типа ферритов, сплавов альнико и т,п,).Полюсные пластины 2 являются элемен 35 тами магнитопровода и выполнены из магнитомягкого материала с магнитнойпроницаемостью до 4 000, например низкоуглеродистой стали 10, 20, 30 и т,п. Ферромагнитный шунт выполнен также иэ40 магнитомягкого материала, но желательно сбольшей величиной магнитной проницаемости 2000+20000 (отожженное Армко-железо, пермаллой и т,п.). Шунт 3 имеетвозможность перемещения относительно45 магнита 1 и пластин 2. В одном случае перемещение шунта может быть осуществлено внаправлении,. перпендикулярном оси магнита 1 (вниз), а в другом случае в направлении, параллельном этой оси (вбок). В обоих50 случаях шунт перемещается относительнополюсных пластин с минимальным зазором(по скользящей посадке). В малых устройствах это перемещение может осуществляться вручную, а в больших, где усилие55 притяжения торцов шунта 3 к пластинам 2достигает значительной величины, могутприменяться различного рода усилителяУстройство по примеру 1 работает следующим образом.В исходном состоянии шунт 3 находится в рабочем положении непосредственно у магнита 1, При этом магнитный поток, создаваемый магнитом 1, замыкается через полюсные пластины 2 и шунт 3. Затем в рабочее пространство между пластинами 2 свободно помещается опока 5 с ферромагнитным формовочным материалом 6, имеющим магнитную проницаемость до 12, и газифицируемыми моделями 7 и устанавливается на опоры 8. Шунт 3 перемещается в направлении, перпендикулярном оси магнита (по вертикали вниз). При этом большая часть магнитного потока изменяет свое направление на противоположное и замыкается через формовочный ферромагнитный материал 6, намагничивая его и придавая ему прочность, Чем дальше удален шунт 3 от магнита 1 и полюсных пластин 2, тем большая часть магнитного потока замыкается через формовочный материал 6 и тем большую прочность приобретает. форма, Изменяя положение шунтэ 3 относительно магнита 1 и пластины 2, можно установить необходимое значение индукции иследовательно, прочности фермы. Поэтому после заливки формы расплавом и частичного затвердевания отливки шунт перемещается снова к магниту 1 для уменьшения прочности формы и обеспечения более свободной усадки отливки, что уменьшает ее напряженное состояние и брак по трещинам и короблению. Когда шунт 3 переместится в исходное положение.(к магниту 1) магнитный поток вновь замкнется через него, форма разупрочнится и опока 5 с формовочным материалом 6 и отливкой может быть свободно удалена из устройства, так как ее притяжение к полюсным пластинам 2 практически малозаметно, Цикл закончен. П р и м е р 2. Устройство (фиг.3 и 4) содержит один постоянный магнит 1, расположенный между двумя параллельными полюсными пластинами у одного из их торцов, и ферромагнитный шунт 3 в виде пластины, размещенной вертикально сбоку постоянного магнита 1 и примыкающей к торцам пластины 2, причем продольные оси магнита 1 и шунтэ 3 параллельны, Г 1 лэстины 2 и магнит 1 образуют(:образный мэгнитопровод с рабочим пространством для размещенияопоки 5 с формовочным материалом 6, Шунт 3 имеет вазможность перемещения относительно магнита 1 и пластины 2 в плоскости, параллельной оси магнита 1, па вертикали. Устройство мажет быть оснащено цапфами или ручками для переноски,Устройство по примеру 2 работает следующим образом.После установки опоки 5 на модельнуюплиту (не показана), заполнения ее формо 5 вочным материалом 6 и уплотнения его намодельную плиту устанавливается устройство таким образом, чтобы его пластины 2 охватывали противоположные стенки опоки 6. При этом шунт 3 находится у магнита 1(во 10 введенном положении) и магнитный потокзамыкается через него. Площадь соприкосновения пластины 2 и шунта максимальна.Затем шунт 1 удаляется из устройства вертикально вверх (или вниз), а магнитный йо ток изменяет свое направление напротивоположное и замыкается через формовочный материал 6, намагничивая его и придавая ему максимальную прочность. После удаления модели полуформа готовится 20 к сборке с аналогичной полуформой, и собранная форма заливается расплавом, Затем по неферромагнитным направляющим 4 в зазор между пластинами 2 постепенно вводится (вручную или с помощью механиз ма) шунт 3. При этом, чем больше будетплощадь соприкосновения торцов шунта 3 с пластинами 2, тем больший магнитный поток будет замыкаться через шунт 3, уменьшая тем самым магнитный поток через 30 формовочный материал 6 и, соответственно,прочность формы, Изменяя положение шунта 3 относительно пластины 2 и магнита 1, можно управлять податливостью формы и создать условия для более свободной усад ки отливки и уменьшать ее напряженноесостояние и брак по трещинам и короблению. При полном. введении шунта 3 в зазор между пластинами 2 практически весь магнитный поток замыкается через шунт, фор ма разупрочняется и устройство может бытьотделено от опок 5, в которых остается до полного затвердевания отливка. Цикл закончен.П р и м е р 3. Устройство (фиг.5 и 6) 45 .содержит два постоянных магнита 1, расположенных между двумя плоскопараллельными полюсными пластинами 2 у их противоположных торцов, два ферромагнитных шунта в виде пластины, перемещае мой с помощью винтового механизма 9вдоль неферрамагнитных направляющих 4, Пластины 2 и магниты 1 абрэзуют"-образный магнитоправад с рабочим пространствам между магнитами 1 для размещения 55 опоки 5 с формовочным материалом 6. Шунты 3 имеют возможность перемещения относительно магнитов 1 и пластин 2 в горизонтальном направлении, перпендикулярном оси магнитов 1. т,е, обок. В зависимости ат размеров и массы устройствоможет быть снабжено цапфами или ручками для переноски, Оба магнита обращены одноименными полюсами к одной пластине, .Устройство по примеру 3 работает следующим образом,После установки опоки 5 на модельнуюплиту (не показана), заполнения ее ферромагнитным формовочным материалом 6 и уплотненйя его на модельную плиту устанавливается также и устройство. При этом его пластины 2 охватывают опоку 5, В зто время шунты 3 находятся в непосредственной близости у магнитов 1, их вертикальные торцы соприкасаются с пластинами 2 и магнитный поток практически полностью замыкается через них. Затем шунты 3 с помощью винтового механизма 9 перемещаются вбок в направлении от магнита 1, Когда вертикальные торцы шунтов 3 перестанут соприкасаться с полюсными пластинами 2, часть магнитного потока, замыкающегося через шунты 3, станетзамыкаться через формо- вочный материал 6, Его частицы начнут намагничиваться и вцепляться друг с другом, форма начнет приобретать прочность. По мере удаления шунта 3 от магнита 1 и пластин 2 все большая часть магнитного потока будет проходить через формовочный материал и все меньшая часть - через шунты 3, По достижении полуформой необходимой прочности модель удаляется известным образом и произодится соединение двух пол-.уформ, Собранная форма заливается расплавом, После этого,по мере образования на отливке затвердевшей корочки, приближаются к магниту 1 и пластинам 2 шунты 3 с помощью винтового механизма 9. При этом часть магнитного потока, проходящего через форму, изменит свое направление и станет замыкаться через шунт 3, Произой; ,дет уменьшение прочности формы и увеличение ее податливости, что благоприятно скажется на снижении усадочных напряжений в отливке. Когда шунты 3 полностью переместятся в исходное положение к магниту 1 магнитный поток вновь замкнется через шунты 3, форма разупрочнится и устройство может быть свободно отделено от опоки 5, так как ее притяжение к полюсным пластинам 2 практически мало, Цикл закончен. По сравнению с устройством по примеру 2 устройство имеет меньший поток рассеяния и обеспечивает повышенную прочность формы при одинаковых ее габаритах. Кроме того, устройство обладает более широкими возможностями в регулировании прочности и податливости формы.П р и м е р 4, Устройство (фиг.7 и 8)содержит четыре постоянных магнита 1,19147 8расположенных между двумя пласкопараллельными пластинами 2 с трек сторон рабочего пространства, четйре ферромагнитныхшунта 3 в виде пластины, перемещаемой5 вручную или с помощью механизма(не показан) относительно магнитов 1 и пластин 2 по неферромэгнитным направляющим 4, Пластины 2 и магниты 1 образуют закрытое стрехсторон рабочее пространстводля раз мещения в нем опоки 5 с формовочным материалом 6 путем ее установки на опоры 8.Шунты 3, расположенные с боковых сторон рабочего пространства .(опоки), имеют возможность перемещения относительно соот 15 ветствующих магнитов 1 в вертикальном направлении (вверх или вниз), а шунты 3,размещенные у магнитов 1, расположенныхсо стороны контрлада (дна) опоки 5, имеют возможность перемещения относительно 20 соответствующих магнитов 1 в горизонтальном направл.нии вбок, В обоих случаях.шунты 3 перемещаются в плоскости, параллельной оси магнитов 1. В зависимости отразмеров и массы устройство и опока могут25 быть снабжены цапфами или ручками дляпереноски. Все магниты обращены одноимейными полюсами к одной пластине.Устройство по йримеру 4 работает следующим обрезом30 После установки опоки 5 с формовочным материалом 6 и разовой моделью 7 в рабочее пространство устройства на опоры 8 шунты 3 перемещаются в направлении от магнитов 1После удаления шунтов 3 маг нитный поток, создаваемый каждым из магнитов 1, замыкается через формовочный материал 6, намагничивая его частицы и придавая прочность форме. Магнитные потоки соседних магнитов 1 складываются с 40 увеличением прочности формы, Затем модель 7 удаляется известным образом (выжиганием, расплавлением, растворением) и форма заливается расплавом. По направляющим 4 постепенно вводятся шунты 3 для 45 уменьшения прочности формы и увеличенияее податливости в соответствии с уменьшением линейных размеров в затвердевэющей отливке в результате усадочных процесов. Шунты могут вводиться одньвре;50 менно или в определенном порядке, соответствующем уменьшению прочности нэ определенном участке формы (отливки). Это позволяет уменьшить внутренние напряжения в отливке и снизить брак по трещинам 55 и короблению. После полного ввода шунтов3 (возвращения их в исходное положение) форма разупрочняется и опока 5 вместе с формовочным материалом 6 и отливкой удаляется из рабочего пространства. Цикл закончен.По сравнению с устройством по примеру 3 предлагаемое устройство обеспечивает более высокую прочность формы приодинаковых ее размерах и имеет большуюэффективность использования рабочего 5магнитного потока, так как уменьшает потокрассеяния со стороны контрлада опоки 5,Кроме того, оно имеет широкие возможности по управлению прочностью формы. Посравнению с прототипом изобретение имеет пониженную себестоимость эа счетуменьшения числа постоянных магнитов ишунтов, что приводит к упрощению конструкции и удешевляет ее изготовление; пони женную трудоемкость изготовления формы 15за счет уменьшения числа шунтов, которыенеобходимо перемещать для коммутациимагнитного потока, а также за счет устранения нарощалки, расширенные технологические возможности за счет обеспечения 20изготовления форм для отливок различныхнаименований,формула изобретения1, Устройство для изготовления магнитных форм, содержащее постоянные магниты, шунты из магнитомягкого материала,установленные с возможностью возвратно- поступательного перемещения относительно магнитов, и магнитопровод, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения себестоимости устройства и трудоемкости процесса изготовления форм и расширения технологических воэможностей путем обеспечения изготовления форм для отливок различных типоразмеров, магнитопровод представляет собой две полюсные пластины, между которыми расположены форма и один или несколько постоянных магнитов, торцы которых соединены с полюсными пластинами, э шунты установлены с наружной стороны каждого иэ магнитов с возможностью перемещения в направлении от магнита иЪыхода их за габаритыполюсных пла,стин.2.Устройствопоп,1,отличающеес я тем. что шунты установлены с возможностью перемещения в направлении, параллельном оси магнйтов.З.Устройствопоп.1,отличающеес я тем, что шунты установлены с воэможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси магнитов,СоставительТехред М.Моргентал Корректор В,Гирняк Редактор Н.Шитев Заказ 727 Тираж Подписное ВНИИПИ Госудэрственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101