ЯРУСНАЯ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКИХ ОТЛИВОК С МАССИВНЫМИ УЗЛАМИ

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 отливок из стали и чугуна, а именно среднего размера плоских отливок с массивными узлами.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели является Ярусная литниковая система для изготовления отливок (патент РФ №159399, МГЖ 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 с массивными узлами по причине малого количества отливок, размещенных в форме;
низкий выход годного литья для плоских отливок с массивными узлами 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;
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.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение производительности и качества при изготовлении плоских отливок с массивными узлами.
Технический результат достигается тем, что ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок с массивными узлами, содержащая верхнюю и нижнюю полуформы с размещенными в них прибылями с шейками, расположенные в верхней полуформе вертикальный цилиндрический стояк с литниковой чашей, горизонтальный шлаковик с отведенными от него питателями, горизонтально установленные в нижней полуформе промежуточные стержни, которые обеспечивают возможность расположения отливок ярусами относительно линии разъема, имеют одинаковую конфигурацию и расположены один над другим, при этом нижняя и верхняя части промежуточных стержней формируют верхнюю и нижнюю части отливок соответственно, прибыли формируются за счет смыкания между собой промежуточных стержней, верхней и нижней полуформ и содержат по две шейки в каждом ярусе, причем два яруса расположены в нижней полуформе и один в верхней полуформе, кроме этого, в нижней полуформе дополнительно размещены вертикальные и горизонтальные питатели, причем горизонтальные питатели расположены по обе стороны вертикальных питателей, 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 с массивными узлами, общий вид;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 3 - изображена ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок с массивными узлами, общий вид в ракурсе 3/4.
Заявляемая ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок с массивными узлами содержит верхнюю и нижнюю полуформы 1 и 2 соответственно. В полуформах 1 и 2 размещены прибыли 3 с шейками 4.
В верхней полуформе 1 расположены вертикальный цилиндрический стояк 5 с литниковой чашей 6 и горизонтально расположенные шлаковики 7 с отведенными от них в нижнюю полуформу 2 питателями.
В нижней полуформе 2 горизонтально установлены промежуточные стержни 8 для размещения отливок 9, а питатели состоят из вертикальных питателей 10, от которых, в каждом ярусе литниковой системы, по обе стороны отведены горизонтальные питатели 11. Два яруса литниковой системы расположены в нижней полуформе 1 и один ярус в верхней полу форме 2.
По периметру нижней и верхней полуформ 2 и 1 соответственно расположены газоотводящие каналы 12 для удаления воздуха из формы и лучшей заполняемости ее металлом. Газоотводящие каналы 12 связаны с полостями отливок и обеспечивают выход воздуха из полостей отливок, что ведет к спокойному заполнению металлом каждой полости отливки 9, размещенной в форме.
Промежуточные стержни 8 имеют одинаковую конфигурацию и расположены один над другим. При этом нижняя часть промежуточных стержней 8 формирует верхнюю часть отливки 9, размещенной в нижнем ярусе, а верхняя часть промежуточных стержней 8 формирует нижнюю часть отливки 9, размещенную в последующем верхнем ярусе.
Таким образом, за счет установки в нижнюю полуформу 2 промежуточных стержней 8 формирование отливок 9 следующее.
В нижнем, первом ярусе, нижнюю часть отливок формирует нижняя полуформа 2, а верхнюю часть отливки формирует нижняя часть промежуточного стержня 8. На втором ярусе отливка 9 формируется полностью внутри стержней 8: нижняя часть отливки 9 формируется верхней частью промежуточного стержня 8 нижнего яруса, а верхняя часть отливки 9 формируется нижней частью промежуточного стержня 8 последующего яруса. На третьем, самом верхнем ярусе, нижнюю часть отливки 9 формирует верхняя часть промежуточного стержня 8 предыдущего яруса, а верхнюю часть отливки - верхняя полуформа 1.
Прибыли 3 формируются за счет смыкания между собой промежуточных стержней 8, верхней и нижней полуформ 1 и 2 соответственно. Каждая из прибылей 3 содержит по две шейки 4 в каждом ярусе. Шейки 4 прибылей 3 двух нижних ярусов, первого и второго, выполнены промежуточным стержнем 8, шейки 4 третьего яруса выполнены верхней полуформой 1.
Работа ярусной литниковой системы для изготовления плоских отливок с массивными узлами устроена следующим образом.
Через литниковую чашу 6 расплавленный металл подается в вертикальный стояк 5. Затем по шлаковику 7 и вертикальным питателям 10 поток металла, распределяясь по обе стороны питателей 10, по горизонтальным питателям 11, металл поступает в прибыли 3 и далее, через шейки 4 прибылей 3 в полости, формирующие отливки 9.
Заполнение формы металлом происходит последовательно. В первую очередь заполняется нижний первый ярус отливок, затем второй и третий. Последними заполняются верхние части прибылей 3. Таким образом, формируется куст отливки с прибылями и питающими каналами (горизонтальными и вертикальными питателями, шлаковиками, стояком и чашей).
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 с массивными узлами 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 с массивными узлами соответствует оптимальной скорости заполнения отливок металлом.
За счет изготовления и установки промежуточных стержней появляется возможность максимального использования высоты опоки с максимальным расположением отливок в форме. Возможность размещать отливки в форме в 3 яруса зависит лишь от толщины (массивных узлов) отливок. При производстве плоских отливок с массивными узлами целесообразно на каждом ярусе в форме размещать отливки одной конфигурации. Заявляемая ярусная литниковая система для изготовления плоских отливок с массивными узлами актуальна, например, при производстве отливок типа «Накладка рессоры».
К каждой паре отливке предусмотрены отдельные горизонтальные 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, частично формирующих отливки;
позволяет повысить качество отливок за счет наличия прибылей, предотвращающих образование усадочных раковин в отливках;
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;
снижение риска получения бракованных отливок по засору за счет наличия промежуточных стержней, благодаря которым формирование отливок среднего и нижнего ярусов происходит внутри промежуточного стержня, что значительно снижает образование брака по размыву и сорным раковинам;
экономия энергоносителей на плавку и работу автоматической формовочной линии за счет использования формы по всей высоте при наличии промежуточных стержней, 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, что значительно сокращает расход формовочных материалов;
увеличена стойкость модельной оснастки в расчете на одну отливку за счет наличия промежуточных стержней, что позволяет изготовить большее количество отливок за один съем;
литниковую систему желательно использовать непосредственно для производства плоских отливок с массивными узлами, поскольку в форме можно разместить отливки одинаковой конфигурации в три яруса.