SU1719147A1 - Устройство дл изготовлени магнитных форм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному .производству и может быть использовано дл  изготовлени  разовых магнитных форм. Цель изобретени  - снижение себестоимости устройства и трудоемкости изготовлени  форм и расширение технологических возможностей. Устройство содержит посто нный магнит, расположенный между параллельными полюсными пластинами, и ферромагнитные шунты, размещенные с возможностью перемещени  отйосительно магнита и полюсных пластин. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к намагничивающим устройствам дл  изготовлени  магнитных форм по посто нным и разовым модел м, в том числе при получении отливок ювелирных изделий и зубных протезов.

Известно намагничивающее устройство дл  изготовлени  магнитных форм по посто нным и разовым модел м, содержащее V- образный посто нный магнит, между полюсами которого размещен контейнер (опока) с ферромагнитным формовочным материалом и моделью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности (прототипом)  вл етс  намагничивающее устройство дл  изготовлени  магнитной разъемной формы, содержащее ферромагнитные коробчатый каркас и плиту с технологическими отверсти ми , перекрывающую со стороны контрлада посто нные магниты чередующейс 

пол рности, размещенные на внутренних поверхност х каркаса и плиты с зазором относительно друг друга, ферромагнитные шунты, расположенные между магнитами с возможностью перемещени  от одного полюса к другому, причем один из полюсов каждого магнита обращен к полости формы, а другой - к ферромагнитному каркасу и плите.

Основные недостатки этого устройства: неуниверсальность и ограниченна  область применени , так как оно предназначено дл  получени  отливки одного наименовани  в массовом и крупносерийном производстве; необходимость применени  нарощалки при заливке формы из-за наличи  плиты контрлада; повышенна  трудоемкость операции коммутации рабочего магнитного потока из- за необходимости перемещать большое количество шунтов; повышенна  себестоимость устройства из-за наличи 

XI

Ю

Ј XI

большого количества магнитов и шунтов, что усложн ет конструкцию и ее изготовление .

Цель изобретени  - снижение себестоимости устройства и трудоемкости процесса изготовлени  форм и расширение технологических возможностей путем обеспечени  изготовлени  форм дл  отливок различных типоразмеров.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве дл  изготовлени  магнитной формы, содержащем посто нные магниты, шунты из магнитом того материала , установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещени  относительно магнитов, и элементы магнитопровода , согласно изобретению, элементы магнитопровода представл ют собой две полюсные пластины, между которыми расположена форма и один или несколько посто нных магнитов, торцы которых соединены с полюсными пластинами, а шунты установлены с наружной стороны каждого из магнитов с возможностью перемещени  в направлении от магнита и выхода их за габариты полюсных пластин. Шунты могут быть установлены с возможностью перемещени  в направлении, параллельном или перпендикул рном оси магнитов.

Количество магнитов определ етс : размерами рабочего пространства устрой-, ства (формы) - чем они больше, тем больше число магнитов. Это объ сн етс  тем. что магнит определенных размеров имеет ограниченную коэрцитивную силу и магнитную энергию и поэтому создает магнитное поле необходимой напр женности в ограниченном объеме. Если этот объем меньше, чем необходимый объем формы, то примен ют два или больше магнита; необходимостью раздельного упрочнени  и разупрочнени  отдельных объемов формы при управлении их податливостью. По этой причине каждый магнит целесообразно снабдить собственным шунтом. По конструктивным соображени м шунты могут иметь два возможных перемещени  относительно магнита: в на- . правлении, парэлелльном оси магнита; в направлении , перпендикул рном оси магнита. Выбор направлени  перемещени  шунта определ етс  удобством выполнени  этого действи  и простотой конструктивного воплощени .

Размещение магнитов между полюсными пластинами может осуществл тьс  с одной , двух или трех сторон рабочего пространства. В последнем случае остаетс  открытой {свободной от магнитов) поверхность лада устройства.

На фиг.1 показано устройство с U-об- разным магнитопроводом перед перемещением в его рабочее пространство опоки с формовочным материалом и моделью (шунт

в рабочем положении): фиг.2 - то же. но с опокой, формовочным материалом и моделью (шунт в нерабочем положении); фиг.З - устройство с J-образным магнитопроводом (шунт в рабочем положении) вид в пла0 не; на фиг.4 - то же, разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - устройство с D-образным магнитопроводом (левый шунт в нерабочем, а правый - в рабочем положени х), вид в плане; на фиг.6 - то же, разрез Б-Б на фиг.5; на

5 фиг.7 - устройство с четырьм  магнитами (шунты в рабочем положении), вид в плане; фиг.8 - то же, разрез В-В на фиг.7.

Пример 1, Устройство (фиг.1 и 2) содержит один посто нный магнит 1, распо0 ложенный между двум  параллельными полюсными пластинами 2, и ферромагнитный шунт 3 в виде пластины, размещенной горизонтально под посто нным магнитом 1, причем продольные оси магнита 1 и шунта 3

5 параллельны. Пластины 2 и магнит 1 образуют U-образный магнитопровод. Продолжением полюсных пластин 2  вл ютс  неферромагнитные направл ющие 4, служащие одновременно опорой. Посто нный

0 магнит 1 выполнен из магнитотвердого материала с высокими козффицитивной силой, индукцией и энергией намагничивани  (типа ферритов, сплавов альнико и т.п.).

Полюсные пластины 2  вл ютс  элемен5 тами магнитопровода и выполнены из маг- нитом гкого материала с магнитной проницаемостью до 4 000, например низко- углеродистой стали 10, 20, 30 и т.п. Ферромагнитный шунт выполнен также из

0 магнитом гкого материала, но желательно с большей величиной магнитной проницаемости 2000+20000 (отожженное Армко-же- лезо, пермаллой и т.п.). Шунт 3 имеет возможность перемещени  относительно

5 магнита 1 и пластин 2. В одном случае перемещение шунта может быть осуществлено в направлении, перпендикул рном оси магнита 1 (вниз), а в другом случае в направле-- нии, параллельном этой оси (вбок). В обоих

0 случа х шунт перемещаетс  относительно полюсных пластин с минимальным зазором (по скольз щей посадке). В малых устройствах это перемещение может осуществл тьс  вручную, а в больших, где усилие

5 прит жени  торцов шунта 3 к пластинам 2 достигает значительной величины, могут примен тьс  различного рода усилител  (например, рычажные) и механизмы (например , винтовой), а также приводы в виде гид- ро-или пневмоцилиндров и т.п.

Устройство по примеру 1 работает следующим образом.

В исходном состо нии шунт 3 находитс  в рабочем положении непосредственно у магнита 1, При этом магнитный поток, создаваемый магнитом 1, замыкаетс  через полюсные пластины 2 и шунт 3. Затем в рабочее пространство между пластинами 2 свободно помещаетс  опока 5 с ферромагнитным формовочным материалом 6, имеющим магнитную проницаемость до 12, и газифицируемыми модел ми 7 и устанавливаетс  на опоры 8. Шунт 3 перемещаетс  в направлении, перпендикул рном оси маг- нита (по вертикали вниз). При этом больша  часть магнитного потока измен ет свое направление на противоположное и замыкаетс  через формовочный ферромагнитный материал 6, намагничива  его и придава  ему прочность. Чем дальше удален шунт 3 от магнита 1 и полюсных пластин 2, тем больша  часть магнитного потока замыкаетс  через формовочный материал 6 и тем большую прочность приобретает форма. Измен   положение шунта 3 относительно магнита 1 и пластины 2, можно установить необходимое значение индукции и,, следовательно , прочности фермы. Поэтому после заливки формы расплавом и частичного затвердевани  отливки шунт перемещаетс  снова к магниту 1 дл  уменьшени  прочности формы и обеспечени  более свободной усадки отливки, что уменьшает ее напр женное состо ние и брак по трещинам и короблению. Когда шунт 3 переместитс  в исходное положение (к магниту 1) магнитный поток вновь замкнетс  через него, форма разупрочнитс  и опока 5 с формовочным материалом 6 и отливкой может быть свободно удалена из устройства, так как ее прит жение к полюсным пластинам 2 практически малозаметно. Цикл закончен.

Пример 2. Устройство (фиг.З и 4) содержит один посто нный магнит 1. расположенный между двум  параллельными полюсными пластинами у одного из их торцов, и ферромагнитный шунт 3 в виде пластины, размещенной вертикально сбоку посто нного магнита 1 и примыкающей к торцам пластины 2, причем продольные оси магнита 1 и шунта 3 параллельны. Пластины 2 и магнит 1 образуютС-образный мэгнитопро- вод с рабочим пространством дл  размещени  опоки 5 с формовочным материалом 6. Шунт 3 имеет возможность перемещени  относительно магнита 1 и пластины 2 в плоскости , параллельной оси магнита 1, по вертикали . Устройство может быть оснащено цапфами или ручками дл  переноски.

Устройство по примеру 2 работает следующим образом.

После установки опоки 5 на модельную плиту (не показана), заполнени  ее формо- 5 вочным материалом 6 и уплотнени  его на модельную плиту устанавливаетс  устройство таким образом, чтобы его пластины 2 охватывали противоположные стенки опоки 6. При этом шунт 3 находитс  у магнита 1 (во

10 введенном положении) и магнитный поток замыкаетс  через него. Площадь соприкосновени  пластины 2 и шунта максимальна. Затем шунт 1 удал етс  из устройства вертикально вверх (или вниз), а магнитный по15 ток измен ет свое направление на противоположное и замыкаетс  через формовочный материал 6, намагничива  его и придава  ему максимальную прочность. После удалени  модели полуформа готовитс 

0 к сборке с аналогичной полуформой, и собранна  форма заливаетс  расплавом. Затем по нёферромагнитн.ым направл ющим 4 в зазор между пластинами 2 постепенно вводитс  (вручную или с помощью механиз5 ма) шунт 3. При этом, чем больше будет площадь соприкосновени  торцов шунта 3 с пластинами 2, тем больший магнитный поток будет замыкатьс  через шунт 3, уменьша  тем самым магнитный поток через

0 формовочный материал б и, соответственно, прочность формы. Измен   положение шунта 3 относительно пластины 2 и магнита 1, можно управл ть податливостью формы и создать услови  дл  более свободной усад5 ки отливки и уменьшать ее напр женное состо ние и брак по трещинам и короблению . При полном введении шунта 3 в зазор между пластинами 2 практически весь магнитный поток замыкаетс  через шунт, фор0 ма разупрочн етс  и устройство может быть отделено от опок 5, в которых остаетс  до полного затвердевани  отливка. Цикл закончен .

Пример 3. Устройство (фиг.5 и 6)

5 содержит два посто нных магнита 1, расположенных между двум  плоскопараллельными полюсными пластинами 2 у их противоположных торцов, два ферромагнитных шунта в виде пластины, перемещае0 мой с помощью винтового механизма 9 вдоль неферромагнитных направл ющих 4. Пластины 2 и магниты 1 образуют -образ- ный магнитопровод с рабочим пространством между магнитами 1 дл  размещени 

5 опоки5 с формовочным материалом 6. Шунты 3 имеют возможность перемещени  относительно магнитов 1 и пластин 2 в горизонтальном направлении, перпендикул рном оси магнитов 1. т.е. вбок. В зависимости от размеров и массы устройство

может быть снабжено цапфами или ручками дл  переноски. Оба магнита обращены одноименными полюсами к одной пластине.

Устройство по примеру 3 работает следующим образом.

После установки опоки 5 на модельную плиту (не показана), заполнени  ее ферромагнитным формовочным материалом 6 и уплотнени  его на модельную плиту устанавливаетс  также и устройство. При этом его пластины 2 охватывают опоку 5. В это врем  шунты 3 наход тс  в непосредственной близости у магнитов 1, их вертикальные торцы соприкасаютс  с пластинами 2 и магнитный поток практически полностью замыкаетс  через них. Затем шунты 3 с помощью винтового механизма 9 перемещаютс  вбок в направлении от магнита 1. Когда вертикальные торцы шунтов 3 перестанут соприкасатьс  с полюсными пластинами 2, часть магнитного потока, замыкающегос  через шунты 3, станет замыкатьс  через формовочный материал 6. Его частицы начнут намагничиватьс  и сцепл тьс  друг с другом, форма начнет приобретать прочность. По мере удалени  шунта 3 от магнита 1 и пластин 2 все больша  часть магнитного потока будет проходить через формовочный материал и все меньша  часть - через шунты 3. По достижении полуформой необходимой прочности модель удал етс  известным об- разом и произодитс  соединение двух пол-, уформ, Собранна  форма заливаетс  расплавом. После этого, по мере образовани  на отливке затвердевшей Корочки, приближаютс  к магниту 1 и пластинам 2 шунты 3 с помощью винтового механизма 9. При этом часть магнитного потока, проход щего через форму, изменит свое направление и станет замыкатьс  через шунт 3. Произой- дет уменьшение прочности формы и увеличение ее податливости, что благопри тно скажетс  на снижении усадочных напр жений в отливке. Когда шунты 3 полностью перемест тс  в исходное положение к магниту 1 магнитный поток вновь замкнетс  через шунты 3, форма разупрочнитс  и устройство может быть свободно отделено от опоки 5, так как ее прит жение к полюсным пластинам 2 практически мало. Цикл закончен . По сравнению с устройством по примеру 2 устройство имеет меньший поток рассе ни  и обеспечивает повышенную прочность формы при одинаковых ее габаритах . Кроме того, устройство обладает бо- лее широкими возможност ми в регулировании прочности и податливости формы.

Пример 4- Устройство (фиг.7 и 8) содержит четыре посто нных магнита 1Л

расположенных между двум  плоскопараллельными пластинами 2 с трех сторон рабочего пространства, четыре ферромагнитных шунта 3 в виде пластины, перемещаемой

вручную или с помощью механизма (не показан ) относительно магнитов 1 и пластин 2 по неферромагнитным направл ющим 4, Пластины 2 и магниты 1 образуют закрытое стрех сторон рабочее пространство дл  раз0 мещени  в нем опоки 5 с формовочным материалом б путем ее установки на опоры 8. Шунты 3, расположенные с боковых сторон рабочего пространства (опоки), имеют возможность перемещени  относительно соот5 ветствующих магнитов 1 в вертикальном направлении (вверх или вниз), а шунты 3, размещенные у магнитов 1, расположенных со стороны контрлада (дна) опоки 5, имеют возможность перемещени  относительно

0 соответствующих магнитов 1 в горизонтальном направлении вбок, В обоих случа х шунты 3 перемещаютс  в плоскости, параллельной оси магнитов 1. В зависимости от размеров и массы устройство и опока могут

5 быть снабжены цапфами или ручками дл  переноски. Все магниты обращены одноименными полюсами к одной пластине.

Устройство по примеру 4 работает следующим образом.

0 После установки опоки 5 с формовочным материалом 6 и разовой моделью 7 в рабочее пространство устройства на опоры 8 шунты 3 перемещаютс  в направлении от магнитов 1. После удалени  шунтов 3 маг5 нитный поток, создаваемый каждым из магнитов 1, замыкаетс  через формовочный материал б, намагничива  его частицы и придава  прочность форме. Магнитные потоки соседних магнитов 1 складываютс  с

0 увеличением прочности формы, Затем модель 7 удал етс  известным образом (выжиганием , расплавлением, растворением) и форма заливаетс  расплавом. По направл ющим 4 постепенно ввод тс  шунты 3 дл 

5 уменьшени  прочности формы и увеличени  ее податливости в соответствии с уменьшением линейных размеров в затвердевающей отливке в результате усадочных процессе. Шунты могут вводитьс  одновре0 менно или в определенном пор дке, соответствующем уменьшению прочности на определенном участке формы (отливки). Это позвол ет уменьшить внутренние напр жени  в отливке и снизить брак по трещинам

5 и короблению. После полного ввода шунтов 3 (возвращени  их в исходное положение) форма разул рочн етс  и опока 5 вместе с формовочным материалом б и отливкой удал етс  из рабочего пространства. Цикл закончен .

По сравнению с устройством по примеру 3 предлагаемое устройство обеспечивает более высокую прочность формы при одинаковых ее размерах и имеет ббльшую эффективность использовани  рабочего магнитного потока, так как уменьшает поток рассе ни  со стороны контрлада опоки 5. Кроме того, оно имеет широкие возможности по управлению прочностью формы. По сравнению с прототипом изобретение имеет пониженную себестоимость за счет уменьшени  числа посто нных магнитов и шунтов, что приводит к упрощению конструкции и удешевл ет ее изготовление; пони- женную трудоемкость изготовлени  формы за счет уменьшени  числа шунтов, которые необходимо перемещать дл  коммутации магнитного потока, а также за счет устранени  нарощалки; расширенные технологические возможности за счет обеспечени  изготовлени  форм дл  отливок различных наименований,

Claims (3)

1. Формула из обре тени   1, Устройство дл  изготовлени  магнитных форм, содержащее посто нные магниты , шунты из магнитом гкого материала,

   установленные с возможностью возвратно- поступательного перемещени  относительно магнитов, и магнитопровод, отличающеес  тем, что, с целью снижени  себестоимости устройства и трудоемкости процесса изготовлени  форм и расширени  технологических возможностей путем обеспечени  изготовлени  форм дл  отливок различных типоразмеров, магнитопровод

   представл ет собой две полюсные пластины , между которыми расположены форма и один или несколько посто нных магнитов, торцы которых соединены с полюсными пластинами, а шунты установлены с наружной стороны каждого из магнитов с возможностью перемещени  в направлении от магнита и выхода их за габариты полюсных пластин.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес   тем. что шунты установлены с возможностью перемещени  в направлении, параллельном оси магнитов.
3. 3. Устройство по п. 1. о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что шунты установлены с возможностью перемещени  в направлении, пер- пендикул рно м оси магнитов.

   ФМ.1

   1

   Фиг, 2

   ГО

   co

   сгэ

   С

   Го

   У

   сп

   У yj

   cr

   го

   RSS fcESS

   l/y/XX/X/XX/J

   ,/

   fcESS

   j-с

   l/y/XX/X/XX/J

   Фае. 8