УСТАНОВКА ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ И ЛИТЕЙНАЯ ОСНАСТКА

Группа полезных моделей относится к литейному производству, преимущественно для изготовления керамических форм и стержней из суспензий, обладающих метаморфизмом при низких температурах.
Известна установка для литья металла под низким давлением (ЛНД) с горизонтальным разъемом литейной оснастки (И.В.Матвеенко и др. «Оборудование литейных цехов», М., 1976, с.347, рис.263). Установка включает раму, нижний неподвижный и верхний подвижный столы для крепления на них соответственно нижней и верхней половин литейной оснастки, герметичную емкость для расплава, в крышке которой расположен трубопровод(питатель), при этом нижний конец трубопровода находится в емкости, а верхний контактирует с литниковой втулкой, установленной в нижней половине литейной оснастки. Данная установка характеризуется, в частности, низкой производительностью по причине ограниченного доступа в рабочую зону горизонтальных столов при извлечении отливок, что требует дополнительного перемещения верхнего стола.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является двухпозиционная установка для ЛНД с вертикальным разъемом литейной оснастки («Специальные способы литья», справочник под общей ред. В.А.Ефимова, М., изд. «Машиностроение», 1991, с.306, рис.14). Установка содержит раму, два подвижных в горизонтальном направлении вертикальных стола для крепления на них литейной оснастки, герметичную емкость для расплава, вертикальный трубопровод, нижний конец которого расположен в емкости, а верхний контактирует с
литниковой втулкой. К недостаткам устройства следует отнести сложность конструкции, а также невозможность получения пустотелых керамических отливок, что приведет к перерасходу суспензии.
Наиболее близким аналогом к заявляемой литейной оснастке является оснастка для изготовления керамических полуформ по патенту №39845 на полезную модель (В 22 С 9/00, 11/00, 2004). Литейная оснастка состоит из разъемных в вертикальной плоскости половин, каждая из которых включает модельную плиту с каналами для подвода и циркуляции хладагента, одну или несколько моделей, закрепленных на модельной плите, и подвижную плиту с толкателями, проходящими через модельную плиту и модели, при этом указанные половины в сомкнутом положении образуют внутреннюю литейную полость, верхняя часть которой через отверстие, выполненное в одной или обеих плитах, сообщена с атмосферой, а нижняя часть через литниковую втулку и трубопровод сообщена с герметичной емкостью. В известной оснастке отсутствует датчик контроля уровня подаваемой в литейную полость суспензии, в результате чего возможен перерасход исходного материала. Кроме того в процессе эксплуатации оснастки необходимы механизмы возвратно-поступательного перемещения левой и правой плит с толкателями, что усложняет конструкцию установки.
Группа полезных моделей направлена на решение задачи, заключающейся в упрощении установки, повышении производительности и в снижении себестоимости продукции, в частности, за счет экономии суспензии.
Решение поставленной задачи обеспечивается совокупностью существенных признаков заявляемых устройств, изложенных в независимых пунктах формулы. Общими признаками заявляемой установки и ближайшего аналога являются: рама, два вертикальных стола для крепления на них левой и правой половин литейной оснастки, причем
столы установлены с возможностью горизонтального перемещения, герметичная емкость, вертикальный трубопровод, нижний конец которого расположен в емкости, а верхний контактирует с литниковой втулкой. Отличие установки заключается в том, что каждый стол снабжен по меньшей мере двумя механизмами перемещения плиты с толкателями литейной оснастки, и по меньшей мере двумя механизмами вертикального перемещения трубопровода, смонтированными на крышке герметичной емкости, при этом трубопровод закреплен на подвижной горизонтальной плите, а между трубопроводом и крышкой герметичной емкости выполнено уплотнение. В частных случаях установка отличается тем, что:
- герметическая емкость снабжена механизмом перемешивания суспензии, установленным на дне упомянутой емкости;
- механизмы перемещения плиты с толкателями и вертикального перемещения трубопровода выполнены, например, в виде гидро и/или пневмоцилиндров;
- литниковая втулка установлена на раме и выполнена из антиадгезионного к суспензии материала, например, из фторопласта;
- поверхность контактирования литниковой втулки с верхним концом трубопровода выполнена в виде усеченного конуса, основание которого расположено на литниковой втулке.
К известным существенным признакам заявляемой литейной оснастки относятся: разъемные в вертикальной плоскости левую и правую половины, каждая из которых включает модельную плиту с каналами для подвода и циркуляции хладагента, одну или несколько моделей, закрепленных на модельной плите, и подвижную плиту с толкателями, проходящими через модельную плиту и модели, при этом упомянутые половины в сомкнутом положении образуют внутреннюю литейную полость, верхняя часть которой через отверстие сообщена с атмосферой, а
нижняя часть через литниковую втулку и трубопровод сообщена с емкостью.
Отличием оснастки является то, что она снабжена датчиком уровня суспензии, который расположен над отверстием в верхней части оснастки и закреплен на одной из модельных плит, подвижная плита с толкателями смонтирована в открытой полости, образованной в модельной плите, при этом плита с толкателями установлена с возможностью контактирования с поверхностью стола установки, а между модельной плитой и плитой с толкателями установлены упругие элементы. Наличие датчика уровня суспензии исключает перелив суспензии и, тем самым, обеспечивает экономию исходного материала, выполнение в модельной плите открытой полости для размещения в ней плиты с толкателями упрощает конструкцию оснастки, а упругие элементы позволяют использовать более простые механизмы однонаправленного действия. В частных случаях отличие оснастки заключается в том, что:
- упругие элементы выполнены, например, в виде цилиндрических пружин, расположенных на толкателях между плитой с толкателями и модельной плитой;
- датчик уровня суспензии представляет собой дистанционный преобразователь, основанный, например, на ультразвуковых колебаниях.
Группа полезных моделей поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид установки, на фиг.2 - литейная оснастка в разрезе. Установка включает раму 1, на которой неподвижно закреплены левый 2 и правый 3 кронштейны с гидроцилиндрами 4 и 5, штоки 6 и 7 которых соединены с вертикальными столами 8 и 9. Каждый стол снабжен механизмами 10, 11 для перемещения плит с толкателями, расположенных в левой 12 и правой 13 половинах оснастки. На раме смонтирована герметичная емкость 14, на дне
которой имеется механизм перемешивания суспензии 15, а на крышке 16 установлены механизмы 17, исполнительные органы которых взаимодействуют с горизонтальной плитой 18. На плите 18 закреплен трубопровод 19, служащий для подачи суспензии в литейную полость оснастки, на крышке 16 имеется горловина 20 для заливки суспензии, патрубок 21 для подачи газа и уплотнение 22. Верхний конец трубопровода 19 контактирует с литниковой втулкой 23 по поверхности в виде усеченного конуса, основание которого расположено на литниковой втулке.
Литейная оснастка состоит из разъемных в вертикальной плоскости левой 12 и правой 13 половин, каждая из которых включает в себя модельную плиту 24, одну или несколько моделей 25, плиту 26 с толкателями 27, на которых установлены упругие элементы 28. В сомкнутом положении обе половины образуют литейную полость 29, которая через отверстие 30, выполненное в одной или обеих модельных плитах, сообщена с атмосферой. Над отверстием 30 установлен датчик уровня 31, закрепленный на одной из модельных плит 24, в которых предусмотрены каналы 32 для циркуляции хладагента и замораживания оболочкового керамического изделия 33 на заданную толщину стенки.
Заявляемые устройства работают следующим образом. После нанесения разделительного слоя на рабочую поверхность модельных плит 24 и моделей 25 перемещают столы 8 и 9 до смыкания левой 12 и правой 13 половин литейной оснастки, при этом толкатели 27 должны находиться заподлицо с формообразующей поверхностью полости 29. Затем осуществляют предварительное охлаждение литейной оснастки до заданной температуры путем циркуляции хладагента через каналы 32, после чего с помощью механизмов 17 поднимают плиту 18 до контакта верхнего конца трубопровода 19 с
литниковой втулкой 23 и заполняют полость 29 суспензией до контролируемого датчиком 31 уровня путем подачи газа через патрубок 21 и создания в емкости избыточного давления. После выдержки до замораживания суспензии на заданную толщину стенки изделия 33 осуществляют сброс давления в емкости, а жидкий объем суспензии сливается через трубопровод 19 обратно в емкость. С помощью механизмов 17 опускают плиту 18 до размыкания трубопровода 19 и литниковой втулки 23, изготовление которой из фторопласта исключает намораживание и налипание суспензии на ее внутреннюю поверхность. Затем разъединяют литейную оснастку и отделяют изделие 33 от моделей 25 с помощью одновременного приведения в действие механизмов 4, 5 и 10, 11. Возврат плит 26 с толкателями 27 в исходное положение осуществляется с помощью пружин 28. После удаления изделия 33 в рабочую зону литейной оснастки вводят сопло распылителя, наносят разделительное покрытие, закрывают оснастку и производят очередной цикл заливки.
Промышленная реализация заявляемых устройств позволит упростить конструкцию установки при одновременном повышении ее производительности, а также снизить себестоимость продукции, в частности, за счет экономии исходного материала. Кроме того за счет увеличения количества одновременно устанавливаемых в оснастке моделей может быть дополнительно повышены производительность и коэффициент использования оборудования.