Постоянная модель

(71) Завввтель о-.ия . 9) ПОСТОЯННАЯ ИОДЕЛ Изобретение относится к литейносу производству, в частностик оснастке для литья в комбинированныедвухслойные керамические фор. мы, изготовляемые по постоянным моделяПо основному авт.св.И 846057навестив постоянная модель, имею"щая вертикальные и горизонтальные. формообразующие поверхности, в ко"торой, с целью предотвращения повреждения облицовочного слоя и уменьшения усилия для извлечения моделииэ формы, стенки модели со стороныгоризонтальных формообразующихповерхностей выполнены с посадочными 1гнездами, снабженными вставками,устанавливаемыми заподлицо с гори.зонтальными формообразующими поверх"ностями модели, при этом полости погсадочных гнезд соединены с проти"воположной стороны с атмосферой посредством отверстий, выполненных встенке модели1,Недостатком такой постоянной ю-дели является то, что вставки неимеют механической связи с посадочными гнездами, вследствие чего при м извлечении модели иэ формы имеет%место свободное падение вставок поддействием сил тяготения, в результате пройсходят механические повреждения как вставок, так и поверхностейстенок модели. Кроме того, при этомотсутствует самопроизвольное, механизированное возвращение вставокв соответствующие посадочные гнезда, Это приводит к преждевременному1 уменьшению долговечности оснастки,снижению производительности трудаи ухудшению условий эксплуатации,,так как необходимо часто устранщмеханические повреждения и вручную каж- Й дый раз собирать и устанавливать встав"ки в соответствующие посадочные гнезда. Цель иеханичес ения - предотвращенивреждений вставок.и Всесоюзный научно-исследовательский итехнологический институт горного машин%:Тр3 93 модели и улучшение условий эксплуата. ции.Указанная цель достигается тем, что постоянная модель по авт.св.У 846057 снабжена пальцами, каждый из которых закреплен соосно на нижней поверхности соответствующей ему вставки и имеет ограничитель хода, и направляющими для паль цев, выполненными в виде втулок и установленными в центре посадочных гнезд. На фиг.1 изображена постоянная модель в собранном виде, вертикаль-, но-осевой разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1 горизонтальной плоскостью на уровне донных отверстий посадочных гнезд горизонтальной стенкиф на фиг.3 - вертикально-осевой разрез постоянной модели в собранном виде совместно с установ. ленным на модель корпусом формы до нанесения слоя керамики;на фиг.4- то же, с корпусом формы после нанесения облицовочного слоя керамики, на фиг.5 - вертикально-осевой разрез постоянной модели и корпуса формы, облицованного слоем керамики, в период первоначального извлечения постоянной модели из .ирмы; на фиг.6 - вертикально-осевой разрез постоянной модели в собранном виде совместно с корпусом формы, облицованного. слоем керамики, в период отрыва вставок от слоя керамики. Постоянная модель 1 имеет вертикальные формообразующие поверхности 2 и горизонтальные формообразующие . поверхности 3, стенка 4 со стороны горизонтальной поверхности 3 снабжена системой посадочных гнезд 5 и 6, полости которых сообщены посредством донных отверстий 7 и 8, выполненных соответственно в донных стенках 9 и 10 посадочных гнезд 5 и 6 с атмосферой 11, при этом в посадочных гнездах 5 и 6 установлены вставки 12 и 13, воспроизводящие совместно с телом стенки 4 горизонтальную формообразующую поверхность 3, вставки 12 и 13 со стороны нижних поверхностей имеют пальцы 14 и 15 с торцовыми упорами 16 и 17, Направляющие 18 и 19 закреплены на стенках модели со стороны неформообразующих поверхностей, например, при помощи ребер 20 и 21 (, Фиг.1 и 2). 9158 4Пальцы 14 и 15 установлены свозможностью продольно-осевых перемещений в отверстиях направляющих18 и 19, при этом торцовые упоры % 16 и 17 пальцев расположены поднаправляющими с зазорами между смеж".ными торцовыми поверхностями направляющих и упоров, например, с зазором22 между смежными торцовыми поверх О ностями направляющей 18 и упора 16,с зазором 23 между смежными торцовыми поверхностями направляющей 19и упора 16, при этом пальцы 14 и 15и отверстия соответствующих направ ляющих 18 и 19 ориентированы соосно,Сквозные отверстия 7 и 8 предназначены для поступления воздуха из;атмосферы 11 сквозь зазоры междутелом горизонтальной стенки 4 ивставками 12 и 13 в посадочных гнездах 5 и 6 в полости формы, возникающие в процессе извлечения модели1 иэ формы между границами соприкосновения (контакта) рабочих поверхностей облицовочного слоя керамики и горизонтальных формообразующих поверхностей модели.Посадочные гнезда 5 и 6 и соответствующие им вставки 12 и 13 выполнены в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями в сторону горизонтальных Формообразующихповерхностей 3 модели 1, при этоммежду коническими поверхностями вставок 12 и 13 и коническими поверхностями посадочных гнезд 5 и 6 предусматривают зазоры в пределах долей миллиметра, например 0,05-0,2 мм, атело стенок вставок 12 и 13 изготовляют утоненным по сравнению с толщиной тела горизонтальной стенки 4благодаря чему достигается легкостьсборки-разборки модели, удобствоэксплуатации, надежность работыоснастки, Посадочные гнезда 5 и 6 1 ф и вставки 12 и 13 могут быть выполнены в другом виде, например в видецилиндров, но тогда для проникновения воздуха иэ окружающей среды вполости между границами контактарабочих поверхностей слоя керамикии горизонтальных формообразующихповерхностей 3 модели 1 потребуетсяв первоначальный период извлечениямодели из формы большой ( на велици- И ну толщины цилиндрических вставок)ход - перемещение модели относительно слоя керамики, для чего необходимо прикладывать большое усилие для5 9391 подрыва модели, при этом имеет место повышенная деформация слоя керамики.Для нанесения слоя керамики устанавливают в посадочную выточку в донной части модели 1 корпус формы В 24 с заливочным отверстием 25, в результате чего между формообразующими вертикальными и горизонтальными поверхностями модели 1 и внутренними (подвергающимися облицовке) поверх - 10 ностями корпуса формы 24 образуются полости-зазоры 26, соответствующие по конфигурации и толщине слою кера" мики фиг.3),5Облицовку корпуса формы 24 осуществляют путем заполнения полостейзаэоров 26 жидкоподвижной керамикой 27 вводом через заливочное отверстие 25 в таком количестве, чтобы уровень 28 керамики 27 в заливочном отверстии 25 сравнялся с внешней поверхностью 29 корпуса формы 24фиг.3 и 4),Перед нанесением керамики .27 и формооьразующие вертикальнйе и горизонтальные поверхности модели 1 подвергают нанесению тончайшегослоя разделительной смазки, например, иэ 904 бензина и 103 парафина с целью улучшения условий отделения слоя керамики от модели. После заливки и затвердеванияслоя керамики 27 на внутренниенерабочие поверхности элементов модели 1 со стороны окружающейсреды воздействует атмосферное давление равное приблизительно2 л1 кгс/см ). На конические вставки 12 и 13 атмосферное давление воздействует на донные поверхностисо стороны сквозных отверстий 71 и 8 на фиг.4 - воздействие атмосферного давления на донные стенки вставок 12 и 13 показано условно в виде пар параллельных вертикальных стенок, обращенных остриями к донными поверхностям), при этом величины усилий, которые воздействуют на вставки 12 и 13 и прижимают их к слою керамики 27, равны произ" ведениям величин атмосферного давле" ния на величины площадей контакта воздуха с донными поверхностями вставок величины койтактов воздуха .ф35 с донными поверхностями вставок 12 и 13 в первоначальный момент извлече. ния моделииз формы приблизитель" 58 Ьйо равны величинам площадей попереЧ" ных сечений сквозных отверстий 7 и 8).В первоначальный момент извлечения модели 1 из формы (слой керамики 27 в этот период находится в реэинообразном состоянии) вставки 12 и 13 выходят из посадочных гнезд 5 и 6 и удерживаются на поверхности слоя керамики 27, так как в это время со стороны внешних поверхностей на них воздействует атмосферное давление, а контактируоцие поверхности больших оснований конических вставок и слоя керамики плотно сцеплены в силу того, что между ними отсутствует воздух, т.е. по границам контактов больших оснований вставок и слоев керамики практически имеет место состояние вакуума по той причине, что в это время слой керамики 27 газонепроницаем (фиг, 5).Газонепроницаемость усиливается еще больше, когда применяют металли" ческие корпуса с цельной стенкой, в которой отсутствуют сквозные отверс" тия, так как газопроницаемость в этом случае практически приближается к нулю,При извлечении модели 1 из формы в первоначальный период выходящие иэ посадочных гнезд вставки 12 и 13 одновременно увлекают с собой пальцы 14 и 15, которые в направляющих 18 и 19 перемещаются вертикально снизу вверх, при этом упоры 16 и 17 приближаются к направляющим 8 и 19, при этом зазоры 22 и 23 между смежными торцовыми поверхнос-., тями упоров 16 и 17 и направляющих 18 и 19 уменьшаются ( фиг. и 5 .При проектировании конструкции мо дели 1 необходимо учитывать то обстоятельство, что суммарная масса вставок 12 и 13 с соответствующими пальцами 14 и 15 и упорами 16 и 17 должна быть меньше прижимающего атмосферного усилия, а это достигает" ся соотношением величин суммарной массы вышеуказанных деталей и площадей поперечных сечений сквозных отверстий 7 и 8, которые должныбыть достаточно большими. Например, чри массе 1 кг вставок 12 и 13 с соответствующими пальцами 14 и 15 и упорами 16 и 17 величины площадей поперечных сечений соответствующих отверстий 7 и 8 должны быть более 1 см , так как при этом прижимающее7 939атмосферное усилие будет более 1 кгс,в частности при величине площади по;перечного сечения в 5 см прижимаютщее атмосферное усилие буде составлять 5 кгс1 атм х 5 см = 5 кгс).Необходимо также учитывать в расчетах силы трения в трущихся парах,например, между пальцами 14 и 15 исоответствующими направляющими 18и 19, Для уменьшения сил трения втрущихся парах необходима повышеннаятоцность изготовления этих элементовмодели, чистота поверхностей сопряженных поверхностей, смазка трущихсяповерхностей,В результате выхода вставок 12и 13 из посадочных гнезд 5 и 6 образуются зазоры 30 и 31 между стенками посадочных гнезд 5 и 6 и стенка-.ми вставок 12 и 13, вследствие чеговоздух из атмосферы 11 через сквозные отверстия 7 и 8,полости посадоц"ных гнезд 5 и 6 и зазоры 30 и 31поступает в полости 32-34, возникающие между Формообразующими поверхностями модели и рабочими поверхностямислоя керамики в процессе извлечениямодели 1 из формы 35, причем поступление воздуха в полости 32-34 перво-.начально начинает происходить когдасмещение модели 1 относителыфо формы35 составляет ничтожно малую линейнуювеличину (тысячные доли миллиметраи менее Следовательно, уже на начальной стадии извлечения модели 1.иэ Формы 35 обеспечивается надежное поступление воздуха в полости32-34 и этим самым обеспечиваетсяпредотвращение образования вакуумамежду горизонтальными формообразующими поверхностями модели и соответствующими горизонтальными рабочимиповерхностями слой керамики. Бдагодаря этому эффекту усилие, прилагаемое к модеди в первоначальный период извлечения, т.е. усилие под"рыва, возможно уменьшить более,чем в 10 раз, при этом отсутствуетблагодаря предупреждению предотвращения возникйовения вакуума междумоделью и слоем керамики) увлечение моделью горизонтальных слоев керамики,в силу чего предупреждаются отрывы,разрывы, деформация рабочих слоев керамики, достигается возможность получения двухслойных литейных форм сповышенным качеством рабочих поверхностей со стороны облицовочного слогкерамики, в силу чего обеспечивают 158 8 ся благоприятные условия по получению отливок повышенного качества, имеющих более точные геометрические размеры и улучшенную чистоту поверхностей.После первоначального периода (периода подрыва) дальнейший процесс извлечения модели 1 из Формы 35 происходит свободно, без приложе 1 О ния больших усилий, так как дальнейшее извлечение модели 1 связанотолько с преодолением усилий сопротивления, возникающих при трении вертикальных поверхностей модели и слоя керамики 27 Ииг.5) .В последующем процессе извлечения модели 1 из Формы 35, когда величина. смещения 36 модели и формы 35 относительно друг друга превысит величину зазоров 22 и 23 (опре 15 20 деляющих величины свободных ходов 25 30 35 40 45 50 55 пальцев 14 и 15 в соответствующих направляющих 18 и 19), происходит отделение вставок 12 и 13 от поверхности горизонтального слоя керамики 27, так как дальнейшему продольно- осевому перемещению снизу вверх пальцев в направляющих препятствуют упоры 16 и 17, а сила сцепления вставок 12 и 13 .с поверхностью керамики на этой стадии незначительная в связи с тем, цто в полостях 32-34 между горизонтальными поверхностями модели и слоя керамики уже ликвидирован вакуум Фиг.6В процессе дальнейшего извлеце" ния модели из формы происходит опускание вставок 12 и 13 сверху вниз под воздействием сил тяготения, однако опускание протекает замедленно, мягко, так как силам тяготения противодействуют силы трения пальцев 14 и 15 в направляющих 18 и 19 и потоков воздуха, продолжающего поступать .в полости 32-34 че" реэ донные отверстия 7 и 8, полости посадочных гнезд 5 и 6.После окончательного извлецения модели из формы происходит самопроизвольное опускание вставок 12 и 13 и самоустановка последних в посадочных гнездах 5 и 6 в исходное положение под воздействием сил тяготения, при этом предотвращается свободное, отделенное от модели, падение вставок, следовательно, предупреждается возможность механических повреждений как вставок, так и моделей, благодаря чему обес939158 10ции сборки модели в процессе эксплуатации не менее, чем в 2 раза. Формула изобретения 3 7 8012 9 Ъечивается условие по повышению долговечности оснастки, механизации сборки постоянной модели, улучшению условий эксплуатации оснастки.Предлагаемая постоянная модель 5 может быть использована не только для изготовления двухслойных. керамических форм, но и для изготовления других литейных Форм путем Формовки, например при изготовлении песца в ных форм, изготовлении Форм из жид" коподвижных самотвердеющих смесей и т.д., а также дает возможность уменьшить усилие для извлечения модели иэ формы более, чем в 10 И раз, обеспечить самопроизвольное возвращение и установку вставок в посадочные гнезда, повысить долговечность эксплуатации оснастки в 1,5-3,0 раза, увеличить производи тельность труда при выполнении операПостоянная модель по авт,св,У 846057, о т л,и ч а ю щ а я с я;тем, что, с целью предотвращениямеханических повреждений вставоки модели и улучшения условий эксплу.атации, она снабжена пальцами, каждый из которых закреплен сооснона нижней. поверхности соответствующей ему вставки и имеет ограничитеЛьхода, и направляющими для пальцев,.выполненнмчи в виде втулок и установленными в центре посадочных гнезд.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 84 б 057, кл, В 22 С 7/00, 1979.,939158Яма, дСоставитель Н. РомашоваРедактор Н. Гришанова Техред д,дцКорректор Ю Макаренкоодлисноеаказ 5 7/20 Тираж 52 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, М"35, Раушская наб;, д, 4/5илиал ПП атент , г. жгород, ул. роектная,