УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЛИВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ФОРМ

Предлагаемая полезная модель относится к металлургии и литейному производству, в частности, к производству крупногабаритных изделий
Процессы литья находят широкое применение при формировании изделий. В целом процессы литья могут быть представлены как любой процесс, в котором текучий материал вводят в форму, позволяют ему затвердеть в ней и затем извлекают его в твердой форме.
Известно устройство для реализации способа заливки крупногабаритных форм (авторское свидетельство СССР №777982, МПК B22D 23/02, опубл. 23.07.84, Бюл. №27), включающее форму крупной сталеразливочной изложницы и заливочную чашу в виде поворотного чугуновозного ковша. Подвод расплава в известном устройстве осуществляют сверху плоской струей под стабилизированным напором расплава.
Недостатком устройства для реализации способа по патенту №777982 является недостаточная равномерность распределения расплава в форме и, как следствие, недостаточная однородность материала готовой детали, что приводит к снижению ее прочности.
Наиболее близкой к предлагаемой является установка для последовательно-направленного заполнения литейной формы по авторскому свидетельству СССР №343766, МПК B22D 39/00, опубл. 07.07.72, Бюлл. №21. прототипа предлагаемого устройства для заливки крупногабаритных форм.
Установка по авторскому свидетельству №343766 включает установленную на подвижных опорах металлическую литниковую чашу и литейную форму. В данной установке литейная форма установлена неподвижно, а литниковую чашу подводят к литейной форме и производят заливку металла.
Недостатком установки по авторскому свидетельству №343766 является невозможность заливки расплавленного металла в литейную форму послойно, что приводит к неравномерности распределения металла в литейной форме и неоднородности материала полученной детали.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении однородности материала готовой детали путем обеспечения равномерного расплава в литейной форме при упрощении процесса изготовления крупногабаритных деталей.
Поставленная задача решается тем, что устройство для заливки крупногабаритных форм, включающее, по меньшей мере, одну заливочную чашу и литейную форму, дополнительно снабжено подвижной платформой, на которой посредством, по меньшей мере, четырех фиксаторов установлена литейная форма, на платформе установлен, по меньшей мере, один вибратор, взаимодействующий с литейной формой, заливочная чаша установлена неподвижно, а литейная форма установлена на платформе с возможностью перемещения в трех координатах.
Установка литейной формы с возможностью перемещения в трех координатах обеспечит возможность перемещения литейной формы под заливочной чащей по траектории, обеспечивающей послойное заполнение литейной формы. В сочетании с приложением вибрирующей нагрузки это обеспечит максимально возможную однородность материала готовой детали.
Для обеспечения возможности заявляемого перемещения литейной формы устройство может быть дополнительно снабжено ложементом для литейной формы, а подвижная платформа выполнена в виде трех частей. Нижняя часть платформы может быть выполнена в виде параллелепипеда, в верхней части которого выполнены продольные пазы, а на противоположных торцах установлен двигатель-редуктор горизонтального перемещения. Средняя часть платформы - в виде параллелепипеда, с парными роликами на нижней плоскости, установленными в продольных пазах нижней части платформы, в верхней части выполнены продольные пазы, перпендикулярные пазам в нижней части платформы, а на противоположных торцах установлен двигатель-редуктор горизонтального перемещения. Верхняя часть - в виде параллелепипеда, с парными роликами на нижней плоскости, установленными в продольных пазах средней части платформы, на верхней поверхности установлены, по меньшей мере, четыре жестких фиксатора, по меньшей мере, четыре скользящих фиксатора и, по меньшей мере, четыре двигателя-редуктора вертикального перемещения. Ложемент для литейной формы выполнен в виде параллелепипеда с установленными на торцах фиксаторами движущихся частей двигателя-редуктора верхней части подвижной платформы, а в нижней и верхней плоскостях ложемента выполнены, по меньшей мере, по четыре фиксатора.
При заливке форм с осевой симметрией перемещение литейной формы в трех координатах может быть осуществлено за счет того, что устройство также снабжено ложементом для литейной формы, а подвижная платформа выполнена в виде двух частей. Нижняя часть платформы в этом случае выполнена в виде параллелепипеда с кольцевым пазом в верхней части. Верхняя часть платформы - в виде параллелепипеда с кольцевым пазом в нижней части, ответным кольцевому пазу в нижней части платформы, и установленными на верхней плоскости по меньшей мере, четырьмя жесткими фиксаторами, по меньшей мере, четырьмя скользящими фиксаторами и, по меньшей мере, четырьмя двигателями-редукторами вертикального перемещения, а на одном из торцов установлен двигатель-редуктор кругового перемещения. В канале, образованном кольцевыми пазами верхней и нижней частей подвижной платформы, размещены, по меньшей мере, четыре шара, а ложемент для литейной формы выполнен в виде параллелепипеда с установленными на торцах фиксаторами движущихся частей двигателя-редуктора верхней части подвижной платформы, а в нижней и верхней плоскостях ложемента выполнены, по меньшей мере, по четыре фиксатора.
Для изготовления форм, например, корпусов, когда наружная и внутренняя части литейной формы не соприкасаются, целесообразно литейную форму выполнить в виде двух частей. В этом случае внутренняя часть размещена в наружной части с зазором, равным толщине стенок отливаемого изделия, а соединение внутренней и наружной частей выполнено посредством парных разъемных фиксаторов.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство по п. 5, вид сбоку; на фиг. 2 - нижняя часть подвижной платформы устройства по п. 4, вид сверху; на фиг. 3 - разрез по А-А фиг. 2; на фиг. 4 - средняя часть подвижной платформы устройства по п. 5, вид снизу; на фиг. 5 - средняя часть подвижной платформы устройства по п. 5, вид сверху; на фиг. 6 - разрез по А-А фиг. 5; на фиг. 7 - верхняя часть подвижной платформы устройства по п. 5, вид сверху; на фиг. 8 - верхняя часть подвижной платформы устройства по п. 5, вид снизу; на фиг. 9 - верхняя часть подвижной платформы устройства по п. 5, вид сбоку; на фиг. 10 - ложемент устройства по п. 5, вид сверху; на фиг. 11 - разрез по А-А фиг. 10; на фиг. 12 - устройство по п. 6 - вид сбоку в разрезе; на фиг. 13 - литейная форма по п.7, вид сверху; на фиг 14 - литейная форма по п. 7, разрез по А-А фиг. 13.
Предлагаемое устройство включает, по меньшей мере, одну заливочную чашу 1, и литейную форму 2, подвижную платформу 3, на которой посредством, по меньшей мере, четырех фиксаторов 4 установлена литейная форма 2. На платформе 3 установлен, по меньшей мере, один вибратор 5, взаимодействующий с литейной формой 2. Заливочная чаша 1 установлена неподвижно, а литейная форма 2 установлена на платформе 3 с возможностью перемещения в трех координатах.
Устройство может быть снабжено ложементом 6 для установки литейной формы 2, а подвижная платформа 3 выполнена в виде трех частей. В этом случае нижняя часть 7 платформы 3 выполнена в виде параллелепипеда, в верхней части которого выполнены продольные пазы 8, а на противоположных торцах установлен, по меньшей мере, один двигатель-редуктор 9 горизонтального перемещения. Средняя часть 10 платформы 3 выполнена в виде параллелепипеда, с парными роликами 11 на нижней плоскости, установленными в продольных пазах 8 нижней части 7 платформы 3, в верхней части выполнены продольные пазы 12, перпендикулярные пазам 8 в нижней части 7 платформы 3, а на противоположных торцах установлен, по меньшей мере, один двигатель-редуктор 13 горизонтального перемещения. Верхняя часть 14 платформы 3 выполнена в виде параллелепипеда, с парными роликами 15 на нижней плоскости, установленными в продольных пазах 12 средней части 10 платформы 3, на верхней поверхности установлены, по меньшей мере, четыре жестких фиксатора 16, по меньшей мере, четыре скользящих фиксатора 17 и, по меньшей мере, четыре двигателя-редуктора 18 вертикального перемещения. Ложемент 6 для установки литейной формы 2 выполнен в виде параллелепипеда с установленными на торцах фиксаторами 19 движущихся частей двигателя-редуктора 18 верхней части 14 подвижной платформы 3, а в нижней и верхней плоскостях ложемента 6 выполнены, по меньшей мере, по четыре фиксатора 4 и 20.
В устройстве для заливки форм с осевой симметрией подвижная платформа 3 выполнена в виде двух частей. Нижняя часть 21 платформы 3 выполнена в виде параллелепипеда, в верхней части которого выполнен кольцевой паз 22. Верхняя часть 23 платформы 3 выполнена в виде параллелепипеда, в нижней части которого выполнен кольцевой паз 24, ответный кольцевому пазу в нижней части платформы. Верхняя поверхность части 23 выполнена так же, как и верхняя поверхность части 14 (фиг. 7). Ложемент 6 для литейной формы 2 выполнен так же, как представлено на фиг. 10, 11.
Литейная форма 2 для корпусных изделий выполнена в виде двух несоприкасающихся частей. Внутренняя часть 25 размещена в наружной части 26 с зазором, равным толщине стенок отливаемого изделия, а соединение внутренней и наружной частей выполнено посредством парных разъемных фиксаторов 27.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
На подвижной платформе 3 устанавливают ложемент 6, который фиксируется на платформе 14 посредством фиксаторов 20. На ложементе 6 устанавливают литейную форму 2, которая центрируется посредством жестких фиксаторов 16, входящих в паз 4 литейной формы 2. Устройство размещают под заливочной чашей 1 таким образом, чтобы выпускное отверстие заливочной чаши 1 размещалось напротив одной из точек зазора между внутренней 25 и наружной 26 частями литейной формы 2. Управляя двигателями-редукторами 9 и 13 или 28, перемещают ложемент 6 с установленной на нем литейной формой 2 в плоскости по траектории контура литейной формы 2. При этом скользящие фиксаторы 17 обеспечивают стабильное положение литейной формы 2 в процессе заливки. В устройстве с кольцевыми пазами 22 и 24 это будет просто вращение вокруг оси. В устройстве с продольными пазами 8 и 12 возможно перемещение в различных направлениях по более сложным линиям контура литейной формы 2. При этом в случае использования разъемной литейной формы 2 с несоприкасающимися частями 25 и 26 фиксаторы 27 поочередно разъединяют при подходе к ним выпускного отверстия заливочной чаши 1, а после заливки металла на данном участке контура литейной формы 2 - снова соединяют. Во время разъединения одного из фиксаторов 27 внутренняя часть 25 фиксируется с заданным зазором внутри наружной части 26 с помощью трех фиксаторов 27. В процессе заливки к литейной форме 2 прикладывают вибрационную нагрузку посредством вибратора 5.
После того, как подвижная платформа 3 с ложементом 6 и литейной формой 2 совершит полный круг перемещения по заданному контуру, производят вертикальное перемещение литейной формы 2 вниз на заданную величину посредством двигателей с редуктором 18 для вертикального перемещения литейной формы. Далее цикл повторяют, осуществляя заливку следующего слоя металла. Заливку слоев повторяют до заполнения литейной формы на заданную величину.
При необходимости и заливки в форму слоев из разных металлов используют несколько заливочных чаш 1. В этом случае после заливки первого слоя перекрывают выпускное отверстие в первой заливочной чаше 1, открывают выпускное отверстие в следующей заливочной чаше 1 и осуществляют заливку следующего слоя в литейную форму 2.
Внедрение предлагаемой технологии позволит резко увеличить производительность труда, снизить трудоемкость и потери металла при изготовлении крупногабаритных форм но сравнению с использующимися сегодня способами. При изготовлении деталей с использованием заявляемого устройства исключаются такие технологические процессы, как резка, сварка, исключается применение проката. При этом готовая деталь получается однородной по составу, более качественной и надежной.