УСТАНОВКА ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение может быть использовано, в частности, для изготовления керамических изделий, преимущественно литейных оболочковых форм и стержней, получаемых из суспензий, обладающих свойством метаморфизма под воздействием отрицательных температур.
Известна оснастка для изготовления оболочковой двухсторонней керамической полуформы(патент РФ №39845, В 22 С 9/00, на пол.модель, опубл.20.08.2004), содержащая два стола с закрепленными на них моделями и плиты с толкателями, проходящими через указанные столы и модели, при этом столы и плиты смонтированы с возможностью перемещения относительно друг друга с обеспечением разъема моделей в вертикальной плоскости. Данная оснастка используется в индивидуальном производстве и поэтому характеризуется низкой производительностью.
Известна установка для литья под низким давлением(патент РФ №31345, B 22 D 18/04, на пол.модель, опубл. 10.08.2003), включающая герметичную емкость(тигель) с расплавом, разъемную форму и питатель(металлопровод), нижний конец которого расположен в емкости, а верхний соединен с нижней половиной формы через фильтр, расположенный непосредственно в питателе. Рассматриваемая установка применима преимущественно для штучного производства металлических отливок и также обладает низкой производительностью.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является установка для литья под низким давлением(И.В.Матвеенко и др. Оборудование литейных цехов., М., 1976, с.347, рис.263). Установка включает раму, нижний неподвижный и верхний подвижный столы, разъемную в горизонтальной плоскости литейную форму, половины
которой закреплены на упомянутых столах, подвижную плиту с толкателями, проходящими через верхние стол и половину формы, герметичную емкость для расплава, в крышке которой установлен трубчатый питатель, причем нижний конец питателя расположен в емкости, а верхний соединен с литниковой втулкой нижней половины формы. Недостатками известных аналогов является низкая производительность, высокая себестоимость отливок, в частности, за счет необходимости последующей механической обработки литниковой части и прибылей, невозможность получения пустотелых изделий, что приводит к перерасходу расплава, а также сложность конструкции и низкий коэффициент использования литейного оборудования.
Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении производительности и коэффициента использования установки, снижении себестоимости готовой продукции за счет уменьшения времени на вспомогательные операции по обработке керамического полуфабриката и экономии суспензии.
Сущность заявляемой установки заключается в том, что она содержит раму, нижний неподвижный и верхний подвижный в вертикальном направлении столы, подвижную плиту с толкателями, проходящими через верхний стол и верхнюю половину стержневого ящика, герметичную емкость для суспензии, в крышке которой смонтирован трубчатый питатель, при этом нижний конец питателя расположен в емкости, а верхний контактирует с литниковой втулкой нижней половины стержневого ящика. Отличие установки заключается в том, что она снабжена дополнительной плитой с толкателями, проходящими через нижний стол и нижнюю половину ящика, а емкость имеет возможность вертикального перемещения для обеспечения разъема питателя и литниковой втулки.
Наличие в установке двух плит с толкателями обусловлено необходимостью надежного извлечения керамического изделия из нижней и/или верхней половин стержневого ящика в зависимости от площади формообразующих поверхностей низа и верха, а также от массы самого изделия. Вертикальное перемещение емкости для разъема питателя и литнтковой втулки после каждого цикла заливки на заданный зазор обеспечивает снятие давления в литниковой системе и слив (экономию) суспензии из внутренней полости оболочкового керамического стержня.
В частных случаях реализации изобретения отличием является то, что: - емкость снабжена механизмом перемешивания суспензии, установленным на ее дне, и четырьмя свободно вращающимися роликами, входящими в контакт с установленными в нижней части рамы двумя горизонтальными направляющими для перемещения емкости в зону заливки суспензии и ее ремонтного обслуживания;
- в верхней части питателя установлена съемная втулка, контактирующая в процессе литья с литниковой втулкой, причем обе втулки выполнены из антиадгезионного к суспензии материала, например, из фторопласта, при этом внутренний диаметр литниковой втулки меньше внутреннего диаметра втулки питателя;
- контактная поверхность литниковой втулки и втулки питателя выполнена в виде полусферического кольца, при этом выпуклая часть кольца расположена на втулке питателя, а вогнутая часть в литниковой втулке.
Механизм перемешивания суспензии исключает процессы седиментации, а снабжение установки направляющими позволяет производить заливку суспензии и ремонтное обслуживание емкости в свободной зоне, что позволяет механизировать процесс заливки и улучшить условия труда.
Наличие втулки в верхней части питателя, контактирующей с литниковой втулкой, а также изготовление указанных втулок из фторопласта, повышает надежность и ресурс работы литникового узла. Разность внутренних диаметров втулок исключает попадание суспензии на их контактные поверхности в процессе слива незамороженной суспензии.
Полусферические контактные поверхности литниковой втулки и втулки питателя обеспечивают их надежное соединение в процессе литья под давлением и исключают застойные зоны в литниковой системе.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена схема установки, на фиг.2 - узел разъема питателя и литниковой втулки в сомкнутом положении(вид А-1) и на фиг.3 - узел в разомкнутом положении (вид А-2).Установка содержит раму 1, состоящую из основания 2 и стоек 3; нижний неподвижный стол 4; верхний подвижный стол 5; нижнюю и верхнюю половины стержневого ящика 6 и 7, закрепленные на упомянутых столах; подвижную плиту 8 с толкателями 9, проходящими через верхний стол 5 и верхнюю половину ящика 7; подвижную плиту 10 с толкателями 11, проходящими через стол 4 и нижнюю половину ящика 6; емкость 12, смонтированную с возможностью вертикального перемещения, в крышке которой установлен трубчатый питатель 13; закрепленный на дне емкости механизм перемешивания суспензии, состоящий из электропривода 14, редуктора 15 и мешалки 16; ролики 17 и направляющие 18, закрепленные соответственно на емкости 12 и основании 2. В крышке емкости 12 имеется горловина 19 для заливки суспензии и патрубок 20 для подачи газа в полость емкости. В нижней и верхней половинах стержневого ящика выполнены каналы 21 для циркуляции хладагента, подаваемого через входные 22 и выходные 23 патрубки. В верхней части питателя установлена втулка 24, контактирующая в процессе литья с литниковой втулкой 25 по кольцевой полусферической поверхности 26.
Установка содержит также механизмы(на чертеже не показаны) возвратно-поступательного перемещения стола 5, плит 8,10 и емкости 12. Механизм перемещения емкости обеспечивает разъединение питателя и литниковой втулки на заданный зазор (5-10 мм) после каждого цикла заливки стержневого ящика суспензией и ее замораживания, и опускание емкости на направляющие 18. В зависимости от заливаемого в емкость количества суспензии и габаритов изготавливаемых литейных стержней перемещение емкости по направляющим 18 может осуществляться один-два раза за рабочую смену. Все указанные механизмы могут быть выполнены на основе пневмо и/или гидроприводов.
Установка работает в следующей последовательности. После нанесения разделительного слоя на формообразующие поверхности обеих половин стержневого ящика, производят закрытие ящика путем перемещения верхнего стола 5 и плиты 8 с толкателями 9, при этом торцы толкателей 9 и 11 должны быть совмещены с рабочей поверхностью обеих половин ящика. Затем перемещают емкость 12 с питателем 13 до смыкания втулок 24 и 25, после чего через патрубок 20 в емкость подают газ под заданным давлением (0,1-0,3 МПа) и осуществляют заполнение стержневого ящика суспензией. Циркуляция хладагента через каналы 21 и патрубки 22, 23 осуществляется постоянно от холодильной установки(на чертеже не показано).
После замерзания суспензии (при заданной выдержке), производят сброс давления газа в емкости и перемещение ее до размыкания втулок 25 и 26, в результате происходит слив суспензии из питателя 13 и из внутренней полости стержня. Затем раскрывают стержневой ящик с помощью подъема стола 5 и плиты 8 с одновременным выталкиванием стержня из нижней половины ящика 6 за счет перемещения плиты 10 с толкателями 11. В зависимости от массы отливаемого стержня и площади
контакта может быть осуществлено выталкивание стержня из верхней половины ящика с помощью перемещения плиты 5 вниз.
После захвата и удаления стержня в рабочую зону стержневого ящика вводят сопло распылителя, наносят разделительное покрытие, закрывают ящик и производят следующий цикл заливки.
Применение изобретения позволит повысить производительность, надежность и коэффициент использования оборудования, снизить себестоимость изготовления литейных керамических стержней за счет исключения перерасхода суспензии и сокращения времени на обработку полуфабриката. Производительность установки может быть увеличена также за счет использования нескольких или многоместных стержневых ящиков.