ЯРУСНАЯ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКИХ ОТЛИВОК

Настоящая полезная модель относится к литейному производству, к изготовлению литейных форм, а именно к устройствам для подвода расплавленного металла, и может быть использована при производстве плоских отливок из стали и чугуна.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели является ярусная литниковая система для изготовления отливок (патент РФ №159399, МПК В22С 9/08), содержащая расположенные в верхней полуформе горизонтальный шлакоуловитель, вертикальный цилиндрический стояк с литниковой чашей и установленные поочередно вдоль шлакоуловителя фильтровальные системы с отведенными от них питателями, прибыль и стержневые вставки, а в нижней полуформе горизонтально установлен промежуточный стержень, который обеспечивает возможность расположения отливок в два яруса относительно линии разъема полуформ, при этом прибыль содержит две шейки, расположенные в нижней и верхней частях прибыли для питания отливок каждого яруса.
Недостатками известной ярусной литниковой системы являются:
- низкая производительность при изготовлении плоских отливок по причине малого количества отливок, размещенных в форме;
- низкий выход годного литья для плоских отливок из-за большого веса литниковой питающей системы в расчете на одну отливку;
- большой расход энергоносителей на плавку и работу автоматической формовочной линии в расчете на одну отливку;
- высокий уровень брака при производстве плоских отливок из-за недолива по причине длительного разлива металла из ковша и остывании металла;
- большой расход формовочных материалов в расчете на одну отливку, так как отсутствует возможность использовать форму по всей высоте;
- уменьшенная стойкость модельной оснастки, обусловленная возможностью съема отливок с одной формы;
- литниковую систему нежелательно использовать для производства плоских отливок, так как заполнение каждой отливки в форме осуществляется только через 1 шейку прибыли и в дальних от питателей участках полостей отливок из-за остывания металла получается брак по недоливу.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение производительности и качества изготовления плоских отливок.
Технический результат достигается тем, что ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок, содержащая расположенные в верхней полуформе вертикальный цилиндрический стояк с литниковой чашей, стержневые вставки, горизонтально расположенный шлаковик с установленными вдоль него фильтровальными системами с отведенными от них питателями и горизонтально установленные в нижней полуформе промежуточные стержни для размещения отливок, дополнительно в нижней полуформе содержит вертикальные питатели, по обе стороны которых расположены горизонтальные питатели с отведенными от них щелевыми питателями для каждой отливки, а по периметру нижней и верхней полуформ выполнены газоотводящие каналы, связанные с полостями отливок.
На фиг. 1 изображена ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок, общий вид в ракурсе 3/4;
на фиг. 2 изображена ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок, общий вид;
на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.
Заявляемая ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок содержит верхнюю и нижнюю полуформы 1 и 2 соответственно.
В верхней полуформе 1 расположены вертикальный цилиндрический стояк 3 с литниковой чашей 4, стержневые вставки 5 и горизонтально расположенный шлаковик 6, вдоль которого установлены фильтровальные системы 7 с отведенными от них в нижнюю полуформу 2 питателями 8.
В нижней полуформе 2 горизонтально установлены промежуточные стержни 9 для размещения плоских отливок 10 и вертикальные питатели 11, по обе стороны которых расположены горизонтальные питатели 12 с отходящими от них щелевыми питателями 13 для каждой отливки 10.
По периметру размещения нижней и верхней полуформ 2 и 1 соответственно выполнены газоотводящие каналы 14 для удаления воздуха из формы и лучшей заполняемости ее металлом. Газоотводящие каналы 14 связаны с полостями отливок и обеспечивают выход воздуха из полостей отливок, что ведет к спокойному заполнению металлом каждой полости отливки, размещенной в форме.
Промежуточные стержни 9 устанавливают таким образом, что в нижнем, первом ярусе, нижнюю часть отливок формирует нижняя полуформа 2, а верхнюю часть отливки формирует нижняя часть промежуточного стержня 9. На втором и последующих ярусах отливка формируется полностью внутри стержней: нижняя часть отливки формируется верхней частью промежуточного стержня 9 нижнего яруса, а верхняя часть отливки формируется нижней частью промежуточного стержня 9 последующего яруса. На последнем, самом верхнем ярусе, нижнюю часть отливки формирует верхняя часть промежуточного стержня предыдущего яруса, а верхнюю часть отливки - верхняя полуформа 1.
Работа ярусной литниковой системы для изготовления плоских отливок устроена следующим образом.
Через литниковую чашу 4 расплавленный металл подается в вертикальный стояк 3 и по шлаковику 6 поступает в фильтровальные системы 7. Очищенный от посторонних примесей (шлака, остатков формовочной смеси и огнеупорной массы) металл по отведенным от фильтровальных систем питателям 8 поступает в вертикальные питатели 11. Далее, распределяясь по обе стороны питателей 11, металл попадает в горизонтальные питатели 12 и далее, в щелевые питатели 13, через которые поступает в полости, формирующие отливки 10.
Заполнение формы металлом происходит последовательно. В первую очередь заполняется нижний 1-й ярус отливок, затем 2-й, 3-й и т.д. Последним заполняется верхний ярус отливок. Таким образом формируется куст отливки с литниковой системой.
Далее осуществляется процесс кристаллизации металла, после которого цикл формирования отливок в форме завершается. После операции выбивки отливок и литниковой системы на выбивной решетке отливки отделяются от формовочной смеси.
Равномерное пропекание формы позволяет формовочной смеси избежать образования крупных и плотных комков. Благодаря этому формовочная смесь свободно отделяется от отливки через отверстия на выбивной решетке и поступает в виде возвратной смеси для повторного изготовления форм.
Ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок опробована в производстве Литейного завода ПАО «КАМАЗ», результаты испытаний положительные: снижены материалоемкость, расход энергоносителей и трудоемкость; снижен уровень внутреннего брака. В результате проведения моделирования подтверждено, что усадочный дефект в отливках отсутствует.
Конструкция заявляемой ярусной литниковой системы для изготовления плоских отливок соответствует оптимальной скорости заполнения плоских отливок металлом.
За счет изготовления и установки промежуточных стержней появляется возможность максимального использования высоты опоки с максимальным расположением отливок в форме. Есть возможность размещать отливки в форме в 2-5 ярусов, это зависит лишь от толщины плоских отливок. Кроме того, при производстве плоских отливок целесообразно на каждом ярусе в форме размещать не один, а несколько видов (конфигураций) отливок. Ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок актуальна, например, при производстве решеток, дверей и стенок для мангалов, каминов и печей, а также малых архитектурных форм, таких, как элементы ограждений для газонов, парков и зон отдыха.
При размещении отливок по ярусам желательным критерием является расположение более массивных отливок на нижних ярусах, более легких - в верхних ярусах. К каждой отливке предусмотрены отдельные горизонтальные щелевые питатели. Количество и сечение питателей расчетное и зависит от скорости заливки и равномерности заполнения формы. Для удобной простановки промежуточных стержней в форму их размер на всех ярусах одинаковый.
В сравнении с известными техническими решениями заявляемая полезная модель имеет следующие преимущества:
- высокая производительность при изготовлении плоских отливок за счет ярусного размещения отливок в форме, обеспечиваемого наличием промежуточных стержней, вертикальных и горизонтальных питателей;
- позволяет повысить качество отливок за счет наличия щелевых питателей для каждой отливки, что позволяет горячему металлу быстро заполнить полости отливок, исключив брак по недоливу;
- высокий выход годного литья за счет ярусного размещения отливок в форме, что влечет за собой снижение веса литниковой питающей системы в расчете на одну отливку;
- экономия энергоносителей на плавку и работу автоматической формовочной линии за счет использования формы по всей высоте при наличии промежуточных стержней, вертикальных и горизонтальных питателей, что влечет за собой снижение затрат на энергоносители в расчете на одну отливку;
- низкий расход формовочных материалов за счет использования формы по всей высоте: наличия промежуточных стержней, вертикальных и горизонтальных питателей, что значительно сокращает расход формовочных материалов;
- увеличена стойкость модельной оснастки в расчете на одну отливку за счет наличия промежуточных стержней, вертикальных и горизонтальных питателей, что позволяет изготовить большее количество отливок за один съем;
- литниковую систему желательно использовать непосредственно для производства плоских отливок, поскольку в форме можно разместить отливки в 2-5 ярусов, причем отливки могут быть разной конфигурации.