RU219024U1 - Устройство для вакуумирования литейных форм - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для применения в литейном производстве для получения отливок из сплавов. Технической задачей полезной модели, совпадающей с положительным результатом от ее применения, является разработка устройства вакуумирования литейных форм, обеспечивающего возможность автоматического контроля давления внутри пустотелой камеры плиты, размещаемой на верхней поверхности верхней полуформы литейной формы. Устройство содержит корпус утяжелителя, на нижнем торце которого в центре и по его периметру выполнены внутренний и внешний буртики, выполненные с возможностью их совмещения с замкнутыми канавками на верхней поверхности верхней полуформы литейной формы, с возможностью образования между нижним торцом корпуса утяжелителя и верхней поверхностью верхней полуформы литейной формы полости. В корпусе устройства выполнен канал, соединяющий выходное отверстие, выполненное на боковой поверхности корпуса утяжелителя с входным отверстием, выполненным на его нижнем торце, сообщающимся с упомянутой полостью, при этом выходное отверстие оснащено быстроразъемным соединением, с возможностью присоединения к нему магистрали подачи вакуума. В муфте закреплен датчик давления, электрически соединенный с измерительным входом блока управления, закрепленного на корпусе утяжелителя, при этом силовой выход блока управления выполнен с возможностью его подключения к форвакуумному насосу магистрали подачи вакуума. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам для обработки металлов (расплава) в жидком или вязком состоянии в литейных формах с использованием вакуума и может применяться в литейном производстве для получения отливок из сплавов на основе железа (Fe), никеля (Ni) и меди (Cu), получаемых заливкой в песчано-глинистые, песчано-жидкостекольные и песчано-полимерные формы.

Из уровня техники известно устройство для осуществления способа литья с помощью отсоса газов из формы (RU2278763C2, МПК B22C 9/00, B22D 27/15, опубл. 27.11.2010). Устройство представляет собой систему вакуумирования, состоящую из металлических труб, закрытых спиральными сетками, выполненных с возможностью создания локальных разряженных участков в разных участках формы. Устройство содержит вакуумную линию, насос, встроенные в форму, опоку, стержень трубы, закрытые сетками и соединенные с системой вакуумирования.

Недостатком известного устройства является их низкая технологичность, связанная с высокой трудоемкостью изготовления системы вакуумирования формы, что обусловлено необходимостью встраивания в опоку металлических труб с сетками. Кроме того, согласно описанию изобретения, упомянутые сетки имеют сложную конструкцию, их выполняют из тонкой проволоки, что дополнительно снижает надежность системы вакуумирования.

Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели и принятым в качестве прототипа признано устройство для вакуумирования форм (RU 2355510 C2, МПК B22D 27/15, опубл. 20.05.2009). Устройство представляет собой плиту, выполненную в виде пустотелой металлической камеры, которая устанавливается на форму или опоку для создания в ней разрежения. Плита оснащена по краям уплотнителем, который позволяет не пропускать на стыке формы и плиты воздух, что обеспечивает герметичность на участке присоединения плиты с формой и системы вакуумирования в целом.

Недостатком известного технического решения является отсутствие в конструкции устройства датчиков давления и следящей системы, что ограничивает возможность контроля давления внутри камеры и, соответственно, качества отвода газов из литейной формы.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель, является разработка устройства вакуумирования литейных форм, обеспечивающего возможность автоматического контроля давления внутри пустотелой камеры плиты, размещаемой на верхней поверхности верхней полуформы литейной формы, что обеспечит повышение качества отливок.

Указанная задача решена тем, что устройство для вакуумирования литейных форм содержит корпус утяжелителя, на нижнем торце которого в центре и по его периметру выполнены внутренний и внешний буртики, выполненные с возможностью их совмещения с замкнутыми канавками на верхней поверхности верхней полуформы литейной формы, с возможностью образования между нижним торцом корпуса утяжелителя и верхней поверхностью верхней полуформы литейной формы полости. В корпусе устройства выполнен канал, соединяющий выходное отверстие, выполненное на боковой поверхности корпуса утяжелителя с входным отверстием, выполненным на его нижнем торце, сообщающимся с упомянутой полостью, при этом выходное отверстие оснащено быстроразъемным соединением, с возможностью присоединения к нему магистрали подачи вакуума. В муфте закреплен датчик давления, электрически соединенный с измерительным входом блока управления, закрепленного на корпусе утяжелителя, при этом силовой выход блока управления выполнен с возможностью его подключения к форвакуумному насосу магистрали подачи вакуума.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является возможность автоматического контроля давления внутри полости, образованной конструктивными элементами утяжелителя, а именно буртиками, и верхней поверхностью верхней полуформы литейной формы, за счет датчика давления, подключенного к блоку управления, что в целом позволяет управлять технологическим процессом литья в форму и экспериментально подбирать давление в магистрали подачи вакуума для улучшения качества отливок.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана литейная форма в сборе в изометрической проекции в разрезе; на фиг 2 показана верхняя полуформа в изометрической проекции с отпечатком в виде замкнутой канавки и перфорации в виде конусных отверстий; на фиг. 3 показан буртик утяжелителя; на фиг. 4 показана плоская маска, использующаяся для нанесения отпечатка на верхнюю полуформу.

Устройство для вакуумирования литейных форм имеет следующую конструкцию.

Устройство выполнено в виде утяжелителя (пригруза), выполненного с возможностью установки его на верхнюю поверхность верхней полуформы литейной формы. Утяжелитель содержит корпус 1, в центре которого выполнено отверстие 2, сообщающееся с заливной горловиной 3 литейной формы, а на нижнем торце корпуса в центре и по его периметру выполнены внутренний 4 и внешний 5 буртики, в сечении имеющие форму клина, совмещенные с замкнутыми канавками 6 и 7 на верхней поверхности верхней полуформы литейной формы, при этом между нижним торцом корпуса 1 и верхним торцом верхней 8 полуформы образована полость 9. В корпусе устройства выполнен канал 10, соединяющий выходное 11 отверстие, выполненное на боковой поверхности корпуса 1 с входным 12 отверстием, выполненным на его нижнем торце, при этом выходное отверстие 11 оснащено быстроразъемным соединением, выполненным в виде муфты и ниппеля, с возможностью присоединения к нему магистрали подачи вакуума (на фигурах условно не показано).

Датчик, закрепленный в муфте, обеспечивает измерение давления в магистрали подачи вакуума, что позволяет контролировать процесс заливки формы и подбирать давление в магистрали, обеспечивающее наиболее эффективное газоотведение из полости 9. Блок управления выполнен на основе промышленного логического контроллера блочно-модульного типа, например модели DVP-ES2/EX2, снабженного аналого-цифровым преобразователем, выполняющим функцию измерительного входа, модулем индикации на основе LCD-индикатора или линейки семисегментных индикаторов, для отображения последнего измеренного значения давления в магистрали подачи вакуума и блоком ввода данных на основе кнопочной клавиатуры, содержащей шестнадцать клавиш, позволяющим осуществлять настройку параметров блока управления, например частоту опроса датчика давления. Блок управления дополнительно снабжен силовым выходом, выполненным на основе транзисторных или тиристорных ключей, который может подключаться к управляющему входу форвакуумного насоса магистрали подачи вакуума для управления интенсивностью откачивания газа из полости 9.

Устройство для вакуумирования литейных форм применяют следующим образом.

На первом этапе выполняют изготовление нижней 13 и верхней 8 полуформ.

Выпоры 14 формуются элементами модели, имеющими формовочные уклоны того же направления, что и сама модель. Прямые связи объемов выпоров 14 с атмосферой через верхнюю плоскость полуформы не оформляются. Аналогично формируют прибыли, получаемые с помощью экзотермических вставок или конструктивных элементов модели, имеющих формовочные уклоны того же направления, что и сама модель.

В процессе формовки, после заполнения объема верхней 8 полуформы (опоки) формовочной смесью и выравнивания верхней поверхности верхней 8 полуформы линейкой, на подготовленную поверхность наносится отпечаток маски (фиг. 4). Маска выполнена в виде пластины и содержит в центре и по периметру внутренний 15 и внешний 16 буртики, причем внутренний буртик 15 выполнен в виде кольца, а внешний буртик 16, выполненный по периметры пластины, по форме близок к прямоугольнику. Между упомянутыми буртиками 15, 16 выполнены выступы 17 в виде конусов диаметром 25 мм и высотой от 40 до 50 мм, размещенные равномерно на пластине с шагом 35 мм. Заливная горловина 3 литейной формы остается внутри замкнутого периметра, образованного центральной замкнутой канавкой 6, что обеспечивает изоляцию полости, образованной корпусом утяжелителя и верхней 8 полуформой, от попадания в нее металла при заливке формы.

В результате отпечатывания маски на верхней поверхности верхней 8 полуформы на ней формируется перфорация в виде конусных углублений 18, а в центре и по периметру поверхности образуются внутренняя 6 и внешняя 7 замкнутые канавки в сечении имеющие форму клина.

На втором этапе осуществляют сборку литейной формы.

При сборке нижней 13 и верхней 8 полуформ периферийное уплотнение поверхности разъема 19 литейной формы осуществляют нанесением тонкого слоя литейного клея на минеральной основе на разъем. После установки собранной литейной формы на конвейер, на форму устанавливают корпус 1 утяжелителя таким образом, чтобы буртики 4 и 5 вошли в канавки 6 и 7 верхней поверхности верхней 8 полуформы, образуя периферийное уплотнение полости 9.

На последнем этапе к быстроразъемному соединению гибким армированным рукавом подключают магистраль подачи вакуума, обеспечивая соединение магистрали с полостью, образованной нижним торцом корпуса 1 утяжелителя и верхней поверхностью верхней 8 полуформы через канал 10, при этом в магистрали подачи вакуума выдерживают давление от 0,08 до 0,1 МПа.

При заливке металла в форму интенсивное газоотведение из ее внутренней полости происходит посредством естественной газопроницаемости материала литейной формы. По мере заполнения заливной воронки и стояка литниково-питающей системы разряжение в полости формы создает эффект принудительной подачи жидкого металла в форму под воздействием атмосферного давления.

Во все время осуществления технологического процесса заливки датчик давления, подключенный к блоку управления, осуществляет измерение давления в магистрали подачи вакуума, при этом блок управления выводит измеренные значения давления на модуль индикации и, в случае подключения силового выхода блока управления к форвакуумному насосу, выполняет алгоритм автоматического регулирования, заключающегося в изменения скорости работы насоса и интенсивности откачки газов из полости 9 с помощью силового выхода для поддержании давления в магистрали давления на заданном уровне.

Таким образом, рассмотренное в настоящей заявке техническое решение позволяет решить ряд задач улучшения характеристик отливок, получаемых заливкой в песчано-глинистые и песчано-полимерные формы, к которым в первую очередь относятся следующие: повышение точности; улучшение проливаемости тонкостенных и мелких элементов; снижение вероятности образования скрытых и поверхностных газовых раковин; снижение вероятности проявления металлических и неметаллических включений; снижение вероятности осыпи литейных форм; снижение трудоемкости производства литейных форм.

Claims (6)

1. Устройство для вакуумирования литейных форм, содержащее корпус утяжелителя, на нижнем торце которого в центре и по его периметру выполнены внутренний и внешний буртики, отличающееся тем, что буртики выполнены с возможностью их совмещения с замкнутыми канавками на верхней поверхности верхней полуформы литейной формы, с возможностью образования между нижним торцом корпуса утяжелителя и верхней поверхностью верхней полуформы литейной формы полости, в корпусе устройства выполнен канал, соединяющий выходное отверстие, выполненное на боковой поверхности корпуса утяжелителя с входным отверстием, выполненным на его нижнем торце, сообщающимся с упомянутой полостью, при этом выходное отверстие оснащено быстроразъемным соединением, выполненным в виде муфты и ниппеля с возможностью присоединения к нему магистрали подачи вакуума, в муфте закреплен датчик давления, электрически соединенный с измерительным входом блока управления, закрепленного на корпусе утяжелителя, при этом силовой выход блока управления выполнен с возможностью его подключения к форвакуумному насосу магистрали подачи вакуума.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что буртики в сечении имеют форму клина.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления выполнен на основе промышленного логического контроллера, снабженного модулем индикации и блоком ввода данных.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в качестве промышленного логического контроллера применен контроллер блочно-модульного типа.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что модуль индикации выполнен на основе LCD-индикатора.

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что блок ввода данных выполнен на основе кнопочной клавиатуры, содержащей шестнадцать клавиш.

Images