ФОРМОВОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК B22C15/23 

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к конструкциям встряхивающе-прессовых формовочных машин для изготовления разовых песчаных полуформ в опоках.

Известна формовочная машина на базе машины модели 27Г, содержащая станину, встряхивающий стол, прессовую плиту, закрепленную на штоке поршня цилиндра, установленного на траверсе машины. Во внештоковую полость цилиндра постоянно подается сжатый воздух, под действием которого прессующая плита прижимается к смеси в опоке. Уплотнение формовочной смеси в верхних слоях достигается как под действием усилия прижима плиты к смеси прессующим цилиндром, так и сил инерции плиты и прессующего поршня с штоком, возникающих при ударах стола об основание в конце хода в них [1].

Однако известная формовочная машина имеет существенные недостатки. Во-первых, в машине не предусмотрена амортизация передачи ударов на основание и фундамент, поэтому неизбежны большие динамические нагрузки на основание и фундамент, повышенные вибрации и шум. Во-вторых, встряхивающий механизм формовочной машины модели 27Г относительно маломощный, и он не может при подъеме встряхивающего поршня и стола с полезной нагрузкой не только преодолеть усилие прессующего цилиндра, но и поднять прессующую колодку с поршнем и штоком, если последние сделать массивными. Поэтому приходится при подъеме стола разгружать встряхивающий механизм не только от прессующего усилия, но и от веса прессующих частей, подавая сжатый воздух в нижнюю (штоковую) полость прессующего цилиндра с помощью специального клапана, управляемого автоматически от встряхивающего стола. Применение этого клапана усложняет машину и снижает ее надежность. Кроме того, при подъеме стола полностью прекращается уплотнение формовочной смеси, что удлиняет процесс уплотнения (рекомендуемый режим уплотнения встряхиванием с одновременным динамическим прессованием составляет 30-40 ударов).

Наиболее близкой к предложенной по технической сути и достигаемому результату является формовочная машина, содержащая стойку, основание с размещенным в нем встряхивающим механизмом, включающим массивный ударник и рабочий стол с направляющим хвостовиком, и траверсу с установленным на ней посредством цилиндрической винтовой пружины прессующим механизмом, включающим прессующий цилиндр с поршнем и штоком и закрепленной на штоке прессующей плитой, направляющий цилиндр с жестко прикрепленными к нему двумя штангами [2] . При подаче сжатого воздуха в верхнюю (внештоковую) камеру прессующего цилиндра поршень с штоком опускаются и прижимают прессующую колодку к формовочной смеси. По достижении прессующим усилием значения, соответствующего силами тяжести, приподнимается прессующий цилиндр и жестко связанный с ним направляющий цилиндр с штангами, причем загнутые концы штанг упираются в нижнюю поверхность рабочего стола, замыкая силовую связь прессования. При встряхивании мощный встряхивающий механизм поднимает не только рабочий стол с полезной нагрузкой, но и прессующую колодку, поршень, шток, прессующий и направляющий цилиндры и указанные выше штанги, однако в конце хода вниз и соударении с ударником силы инерции всех указанных поднимаемых частей передаются в виде давления на формовочную смесь только частично. Как и в ранее рассмотренной машине, почти полностью передаются силы инерции прессующей колодки, штока и поршня, передача же сил инерции остальных поднимаемых частей может происходить только за счет импульсного повышения воздуха в прессующем цилиндре. Это значительно снижает эффективность прессующего механизма. Следует отметить также сложность конструкции и недостаточную надежность данного прессующего механизма. Кроме того, увеличение силы прессования в данной формовочной машине приводит к защемлению формовочной смеси между прессующей колодкой и поверхностями модельной плиты, затрудняет перетекание смеси и равномерное уплотнение.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности формовочной машины.

Указанная цель достигается тем, что в формовочной машине, содержащей станину, основание с размещенным в нем встряхивающим механизмом, включающим массивный ударник и рабочий стол с направляющим хвостовиком, и траверсу с установленным на ней прессующим пневмоцилиндром с поршнем и штоком, несущим прессующую колодку, согласно изобретению направляющий хвостовик рабочего стола выполнен по наружной поверхности ступенчатым и расположен в ступенчатой полости основания с образованием дополнительной рабочей камеры, снабженной системой воздухораспределения.

На чертеже изображена предлагаемая формовочная машина, разрез.

Формовочная машина содержит стойку 1, к которой прикреплено основание 2, внутренняя цилиндрическая полость которого имеет ступень 3. В этой полости размещен хвостовик 4 рабочего стола 5. Между ступенью 6 хвостовика 4 и ступенью 3 основания образована дополнительная рабочая камера 7 разгона стола вниз. Хвостовик 4 своей внутренней поверхностью образует встряхивающий цилиндр 8, в котором размещен встряхивающий поршень 9, являющийся направляющим хвостовиком массивного ударника 10. Ударник 10 опирается в исходном положении на прикрепленный к основанию фланец 11 пневматического цилиндра 12. В цилиндре 12 размещен поршень-плунжер 13. Снизу цилиндр 12 закрыт крышкой 14. На стойке 1 смонтирована поворотная траверса 15, на которой закреплен прессующий цилиндр 16, в котором размещен поршень 17 с штоком 18, несущим массивную прессующую колодку 19. В исходном положении поршень 17 опирается на крышку 20 прессующего цилиндра 16 посредством относительно маложесткой цилиндрической винтовой пружины 21.

Помимо указанной рабочей камеры 7 машина снабжена еще несколькими: 22 - камера встряхивающего цилиндра, 23 - камера пневматической пружины рабочего хода ударника, 24 - камера прессующего цилиндра. Для подачи сжатого воздуха в камеры 22 и 7 предназначены каналы 25 и 26 соответственно, для удаления обработавшего воздуха - каналы 27 и 28. Для формовки применяют модельную плиту 29 и опоку 30.

Формовочная машина работает следующим образом.

На рабочий стол 5 устанавливаются модельная плита 29 и затем опока 30. При отведенной в сторону траверсе 15 в опоку засыпается формовочная смесь. Встряхивающий механизм поднимается в рабочее положение, для чего сжатый воздух подается из магистрали в камеру 23 и поршень-плунжер 13 идет вверх до упора в уступ цилиндра 12, поднимая ударник 10 и рабочий стол 5 с полезной нагрузкой. Производится для сложных полуформ перераспределение смеси в опоке и предварительное ее уплотнение "чистым" встряхиванием, для чего сжатый воздух подается по каналам 25 и 26 в камеры 22 и 7. Под действием сжатого воздуха в камере 22 стол идет вверх, а ударник опускается. Затем происходит отсечка подачи сжатого воздуха в камеру 22, а после и выхлоп его по каналу 27. Движение ударника 10 вниз быстро тормозится мощной пневмопружиной, а движение стола 5 вверх - давлением сжатого воздуха в дополнительной камере 7. Стол и ударник изменяют направление движения и совершают встречные хода, соударяясь без передачи ударной нагрузки на основание и фундамент. Под действием сил инерции и вибраций формовочная смесь перетекает в трудно уплотняемые объемы и уплотняется в нижних и средних слоях. Для завершения предварительного уплотнения требуется 3...6 ударов.

Основное уплотнение формовочной смеси достигается в режиме встряхивания с одновременным инерционно-динамическим прессованием. Для этого встряхивающий механизм останавливают и оставляют в рабочем положении, а траверсу 15 поворачивают в рабочее положение, и затем подают сжатый воздух в камеру 24 прессующего цилиндра. Поршень 17 опускается и прижимает прессующую колодку 19 к формовочной смеси. Вновь включается встряхивание за счет периодической подачи сжатого воздуха в камеру 22, но уплотнение смеси за счет прессующего воздействия плиты 19 интенсифицируется, происходит во всех слоях и объемах смеси и быстро достигает нужного значения (за 10...18 ударов).

В предлагаемой формовочной машине применяется относительно мощный встряхивающий механизм с массивным ударником, занимающим большую часть полости станины. В то же время мощность прессового механизма уменьшена по сравнению с прототипом, так как для разгона стола вниз используется дополнительная камера 7. Несмотря на незначительное усложнение встряхивающего механизма, полученное многократное упрощение прессующего механизма позволяет упростить формовочную машину и повысить ее надежность. На основе предложения может быть создана гамма универсальных встряхивающе-прессовых формовочных машин для изготовления полуформ в опоках с размерами в свету от 0,5-0,4 м до 1,0-0,8 м.

Использование: в литейном производстве при разработке встряхивающе-прессовых формовочных машин для изготовления разовых песчаных полуформ в опоках. Сущность изобретения: формовочная машина содержит стойку 1 основание 2 с размещенным в нем встряхивающим механизмом и траверсу 15 с установленным на ней прессующим пневмоцилиндром 16 с поршнем 17 и штоком 18, несущим прессующую колодку 19. Встряхивающий механизм включает массивный ударник 10 и рабочий стол 5 с направляющим хвостовиком 4, выполненным по наружней поверхности ступенчатым и расположенным в ступенчатой полости основания 2 с образованием дополнительной рабочей камеры 7, снабженной системой воздухораспределения, включающей каналы 26 и 28 соответственно для подачи и удаления воздуха. 1 ил.

ФОРМОВОЧНАЯ МАШИНА, содержащая стойку, основание с размещенным в нем встряхивающим механизмом, включающим массивный ударник и рабочий стол с направляющим хвостовиком, и траверсу с установленным на ней прессующим пневмоцилиндром с поршнем и штоком, несущим прессующую колодку, отличающаяся тем, что направляющий хвостовик рабочего стола выполнен по наружной поверхности ступенчатым, полость основания, в которой он расположен, выполнена ступенчатой с образованием дополнительной рабочей камеры, сообщенной с системой воздухораспределения.