МОДЕЛЬ ЭЛЕМЕНТА ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к области литейного производства и может быть использована в качестве моделей выпоров или прибылей прямого питания в технологиях формовки с применением песчаных смесей со связкой или вакуумно-плёночной формовки.
Известны модели выпоров и прибылей, входящие в модельный комплект, необходимый для получения в литейной форме отпечатка модели отливки, выполненные цилиндрической или конической формы и закрепляемые на модели отливки (см. Титов Н. Д., Степанов Ю. А. Технология литейного производства. Учебник для машиностроительных техникумов. М.: Машиностроение, 1985).
Известна модель для образования полости в форме под выпор при вакуумно-плёночной формовке, выполненная в виде стержня, нижняя часть которого предназначена для крепления его к модели отливки, а в верхней части расположен слой изолятора, на котором размещён нагревательный элемент (см. а.с. 628987, опубл. 25.10.1978).
Известен также элемент модели литниковой системы, например, выпора или прибыли, принятый за наиболее близкий аналог, фиксируемый на модели отливки и состоящий из нижней и верхней частей, соединённых между собой с помощью выступа типа «ласточкин хвост», запрессованного в паз (см. SU 1219231 A, опубл. 23.03.1986).
Техническая проблема, не решаемая применением известных моделей выпоров и прибылей, заключается в том, что результатом их использования является получение внутри литейной формы прямолинейного канала с прямой продольной осью, и направленного от внутренней рабочей поверхности литейной формы к её верхней внешней поверхности. В технологии формовки отливок сложной конфигурации с применением песчаных смесей со связкой установка прямых моделей выпоров и прибылей в нужных местах бывает осложнена в силу того, что такие отливки содержат выступающие части и литейные стержни, требующие установки в форме и оказывающиеся на пути прохождения образуемых вертикальных прямых каналов. В технологии вакуумно-плёночной формовки в силу наличия в составе конструкции специализированной опоки приближенных к контрладу вакуумных трубок, служащих для создания равномерного разрежения в объёме песка в форме, прямые модели выпоров и прибылей могут не иметь возможности быть установленными именно в том месте отливки, где это наиболее необходимо, из-за пересечения с местом установки вакуумных трубок. При установке модели выпора или прибыли под наклоном присутствует риск повреждения модели при формовке и неточного воспроизведения в литейной форме заданных размеров канала.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой модели элемента литниковой системы, заключается в обеспечении формирования канала, расположенного непосредственно в требуемом месте литейной формы, и, как следствие, повышение качества отливки.
Указанный технический результат достигается тем, что в модели элемента литниковой системы, состоящей из нижней части, фиксируемой на модели отливки, и верхней части, соединённых между собой, в отличие от наиболее близкого аналога, верхняя часть модели расположена со смещением относительно нижней части, при этом нижняя и верхняя части соединены между собой разъёмным соединением.
В частных случаях осуществления полезной модели, в качестве элемента модели литниковой системы использована модель выпора.
В частных случаях осуществления полезной модели, в качестве элемента модели литниковой системы использована модель прибыли.
В частных случаях осуществления полезной модели, в качестве разъёмного соединения применяется соединение типа шип-паз.
Выполнение модели выпора или модели прибыли составной и имеющей ступенчатую конструкцию за счёт взаимного смещения её нижней и верхней частей в совокупности с применением разъёмного соединения этих частей обеспечивает возможность вариативности расположения верхней части модели относительно её нижней части, зафиксированной на поверхности модели отливки. Тем самым, становится возможным формирование в литейной форме канала непосредственно в требуемом месте, с учётом специфики конфигурации отливки, а также технологии формовки. Предлагаемая ступенчатая конструкция модели элемента литниковой системы, в которой части располагаются перпендикулярно поверхности модели отливки, позволяет избежать осложнений в процессе формовки при фиксации и последующем удалении модели, в отличие от известных наклонных конструкций. Предлагаемая конструкция модели элемента литниковой системы позволяет также существенно снизить склонность к образованию газовых дефектов в теле отливки, в случае применения модели выпора, либо склонность к образованию усадочных раковин и пор в теле отливки, в случае применения модели прибыли, что способствует повышению качества изготавливаемой отливки.
Применяемое в качестве разъёмного соединения известное замковое соединение типа шип-паз является простым в изготовлении и в эксплуатации. Такое соединение обеспечивает надёжное закрепление частей составной модели элемента литниковой системы при выполнении формовки и позволяет осуществлять быструю сборку (до начала формовки) и разборку (по завершении формовки) составной модели.
Полезная модель иллюстрируется графическими материалами, где представлены:
на фиг. 1 – модель выпора, продольный разрез;
на фиг. 2 – то же самое, аксонометрическая проекция.
Модель выпора состоит из нижней части 1 и верхней части 2. Каждая из частей 1 и 2 выполнена в виде выступов или штырей, которые могут иметь цилиндрическую или коническую форму, с продольными осями О1-О1 и О2-О2.
Нижняя часть 1 зафиксирована на поверхности модели отливки 3. Нижняя 1 и верхняя 2 части соединены между собой разъёмным соединением 4 типа шип-паз.
1
1
2
2
Модель выпора имеет ступенчатую конструкцию за счёт того, что верхняя часть 2 смещена относительно нижней части 1, и их продольные оси О-О и О-О расположены с взаимным смещением.
Полезная модель осуществляется следующим образом.
Перед началом формовки с применением песчаных смесей со связкой или вакуумно-плёночной формовки на подмодельную плиту с моделью отливки 3, на которой закреплено основание нижней части 1 модели выпора, устанавливают опоку. В случае вакуумно-плёночной формовки модель отливки 3 с нижней частью 1 модели выпора и прочими моделями элементов литейной технологии обтягивают плёнкой. Далее на нижнюю часть 1 модели выпора устанавливают отъёмную верхнюю часть 2, надёжно удерживаемую в необходимом положении с помощью замкового соединения 4. В случае вакуумно-плёночной формовки отъёмная верхняя часть 2 предварительно обтягивается плёнкой. После этого в пространство между опокой и моделью отливки 3, включая области вокруг составной модели выпора, производят засыпку песчаной смеси. По завершении уплотнения полуформы и приобретения ею уровня манипуляторной прочности либо, для случая вакуумно-плёночной формовки, наложения плёнки со стороны контрлада с последующим вакуумированием песка, производят извлечение модели отливки и отъёмных частей из получившегося песчаного блока. Для этого извлекают отъёмную верхнюю часть 2 модели выпора, вытягивая её со стороны контрлада в направлении извлечения, при котором происходит саморасцепление замка. После этого со стороны лада извлекают модель отливки 3 с зафиксированной на ней нижней частью 1 модели выпора. Таким образом, в песчаной форме получается соответствующая требуемой конфигурации отливки полость под заливку металлом. При этом газоотводный канал, сформированный моделью выпора, приобретает сложную ступенчатую конфигурацию. При заливке формы расплавом удаляемые через газоотводный канал газы отходят от того места отливки, где находится основание выпора, а выпуск их в окружающую среду происходит с верхней поверхности формы в той части, где не располагаются вакуумные трубки (в случае вакуумно-плёночной формовки), либо так, чтобы ход газоотводного канала не пересекал расположенные выше части отливки и стержни.
Величина смещения верхней части 2 модели выпора относительно её нижней части 1 отвечает индивидуальному потребному расстоянию переноса места выхода газоотводного канала на верхней внешней стороне формы.
Предлагаемая конструкция позволяет также совместить в модели элемента литниковой системы функционал газоотводного выпора и литейной прибыли при условии изготовления её нижней и верхней частей с размерами, обеспечивающими в отливке организацию питания теплового узла, находящегося под основанием нижней части модели.