СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИСЧИХ МЕЛКОВ Российский патент 2002 года по МПК C09D13/00 B29C61/10 

Изобретение относится к области технологии изготовления писчих мелков, а более конкретно к способам изготовления мелков методом литья в форму.

Известна технология изготовления писчих мелков методом литья в форму (см. авт. св. СССР 1782982, МПК С 09 D 13/00).

Данная технология состоит в литье писчих мелков в гипсовые формы.

Основным недостатком этой технологии является жесткость гипсовых форм, что не позволяет отливать в них писчие мелки традиционной формы, например, в виде прямоугольных стержней.

В связи с этим в гипсовые формы отливают мелки в виде трехгранных стержней, которые благодаря своей трехгранной форме могут относительно легко извлекаться их жестких форм.

Известна также технология литья в жесткие формы мелков конусной формы. Конусные мелки отливают в групповую вертикальную форму с конусными ячейками, выдерживают в ней до затвердения, после чего выталкивают из формы с помощью специального многопозиционного выталкивателя, а затем отправляют на сушку и отжиг.

По такой технологии изготовлены конусные мелки, которые поставляются в Российскую Федерацию из Голландии.

Недостатком этой технологии является сложность изготовления групповой формы с вертикальными конусными ячейками и устройства для выталкивания из ячеек затвердевших отливок. Кроме этого, глубокие конусные ячейки трудно заполняются меловым тестом из-за возможного образования в отливке пустот и пор, что является для мелков браком. Изготавливать по этой технологии мелки традиционной формы в виде стержней прямоугольного сечения практически невозможно из-за трудности их извлечения из ячеек без образования на затвердевших отливках трещин и сколов, преимущественно по углам четырехгранного стержня.

Известна технология литья мелков традиционной прямоугольной формы в эластичные разъемные формы, изготовленные преимущественно из резины или полиэтилена (технология взята в качестве прототипа, см. авт. свид. СССР 418510, МПК C 09 D 13/00). По этой технологии в каждой половинке формы выполнены ячейки, при совмещении которых образуются формы ячейки для получения прямоугольных мелков.

После заливки и затвердевания мелового теста прямоугольные стержни мелков легко извлекаются из ячеек при разделении формы на две половинки.

Эта технология литья писчих мелков в эластичные формы не нашла широкого применения в производстве мелков из-за сложной конструкции разъемной формы, т. к. в ней должно обеспечиваться точное совмещение половинок ячеек, а также точное дозирование мелового теста в каждую половинку ячейки, чтобы при совмещении половинок формы тесто каждой половинки ячейки объединялось с тестом другой половинки и образовывало единый стержень будущего мелка.

При неполном заполнении половинок форм-ячеек меловым тестом может не образоваться единого стержня мелка, а при их избыточном заполнении единый стержень мелка образуется практически всегда, но при этом обязательно появляется грубый продольный шов, который портит товарный вид будущего мелка.

Известная технология литья мелков в форму из эластичного материала имеет также низкую производительность из-за необходимости заполнения удвоенного количества ячеек, а также необходимости обеспечения высокой точности дозирования мелового теста в каждую ячейку.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании технологии изготовления стержней писчих мелков квадратного сечения методом литья в эластичную форму, которая обеспечивала бы высокую производительность в сочетании с высоким качеством поверхности готового мелка.

Технический результат, получаемый при осуществлении настоящего изобретения, состоит в том, что заявляемый способ изготовления писчих мелков обеспечивает отливку стержней мелков в неразъемную форму и легкое извлечение из нее затвердевших мелков с сохранением их высокого товарного качества при высокой производительности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления писчих мелков путем литья в форму из эластичного материала, включающем создание эластичной формы с ячейками, соответствующими форме и размерам готовых мелков, заполнение ячеек меловым тестом, выдержку меловых отливок до затвердевания, извлечение мелков из ячеек формы и их сушку,
- эластичную форму выполняют неразъемной в виде листа с открытыми ячейками;
- заливку ячеек ведут в горизонтальном положении формы;
- затвердевшие мелки извлекают из ячеек путем переворачивания и выгибания формы выпуклостью на сторону ячеек;
- кроме того, ячейки выполняют в продольном и поперечном сечениях в виде трапеций;
- кроме того, ячейки выполняют с разницей в длинах оснований в продольном и поперечном сечениях не более 2 мм;
- кроме того, форму в виде листа выполняют из полиуретана.

Заявленный способ изготовления писчих мелков путем литья в форму из эластичного материала позволяет изготавливать стержни мелков квадратного сечения методом отливки в ячейки неразъемной формы. Неразъемная форма с литьевыми ячейками изготавливается в виде листа из эластичного материала - полиуретана. Толщина листовой формы выбирается всего на 2-4 мм толще стержня мелка, что позволяет изгибать форму в любом направлении и практически с любым радиусом изгиба. Это, в свою очередь, позволяет относительно легко извлекать из формы затвердевшие стержни мелков квадратного сечения. Однако, извлечение стержней мелков из ячеек, расположенных по краям формы, требует дополнительных усилий для изгиба формы, чтобы преодолеть адгезию отливок к стенкам ячеек. Это обстоятельство в определенной мере увеличивает время опорожнения формы от затвердевших отливок. Для быстрого и практически одновременного опорожнения формы от затвердевших отливок ячейки в форме выполняют с небольшим развалом стенок таким образом, что продольное и поперечное сечения ячеек образуют трапеции. При этом для сохранения зрительного образа мелка квадратного сечения разницу в длинах оснований трапеций выбирают не более 2 мм.

Применение полиуретана любых марок в качестве эластичного материала для неразъемной формы обеспечивает стержню мелка стабильно высокое качество поверхности, уменьшает адгезию мелового теста к стенкам ячейки, а также в несколько раз увеличивает срок службы формы по сравнению с известными эластичными материалами, такими как резина или полиэтилен.

Примеры конкретного выполнения способа
Контрольный пример 1
Была изготовлена форма в виде листа размером 450•450 мм и толщиной 20 мм, с ячейками квадратного сечения (17•17) и длиной 98 мм из полиуретана.

Форму располагали на ровном столе и ячейки формы заполняли меловым тестом вручную, снимая излишки теста стальной линейкой заподлицо с верхней плоскостью формы, сглаживая при этом открытые поверхности ячеек с меловым тестом и устраняя на открытой поверхности мелового теста все виды возможных поверхностных дефектов.

Форму с отливками выдерживали до затвердевания мелового теста, после чего форму переворачивали отливками вниз, а сам лист с ячейками изгибали выпуклостью на сторону ячеек.

За счет интенсивной деформации материала формы отливки отлипались от стенок ячеек, в первую очередь, в середине листовой формы, где изгиб листа и деформация материала формы были наиболее интенсивными. В центре формы отливки выпадали из ячеек под собственным весом. По краям же формы, где деформация листа была минимальной, отливки отлипались от стенок ячеек только частично, и чтобы извлечь их из ячеек, требовалось дополнительное деформирование формы по частям, что позволяло последовательно извлекать отливки, расположенные по периферии формы. На это тратилось определенное время.

Пример по изобретению 2
С целью упрощения и ускорения процесса извлечения готовых отливок из ячеек формы была изготовлена вторая листовая форма по примеру 1, но с ячейками, стенки которых были изготовлены с небольшим развалом наружу. В результате в поперечном сечении каждой ячейки образовывалась перевернутая трапеция, у которой верхнее основание (открытый торец ячейки) было на 1 мм длиннее нижнего (дно ячейки), т.е. длинные боковые стенки ячейки имели развал наружу по 0,5 мм, а развал торцевых стенок был выполнен по 0,75 мм.

Такой небольшой наклон стенок ячейки обеспечивал 100% извлечение затвердевших отливок только за счет переворачивания листовой формы и создания общей выпуклости в сторону ячеек.

При этом отливки мелков зрительно не отличались от традиционной квадратной формы мелков и имели высокое качество поверхности.

Способ используется в производстве писчих мелков, изготовленных методом литья в формы из эластичных материалов. Сущность изобретения состоит в том, что литейную форму изготавливают в виде гибкого листа, в котором выполнены литейные ячейки, соответствующие по форме и размерам готовым мелкам. Ячейки заполняют меловым тестом в горизонтальном положении листовой формы и выдерживают его до затвердевания, после чего листовую форму переворачивают и выгибают выпуклостью на сторону ячеек. Литьевые ячейки изготавливают с небольшим развалом стенок, образуя в поперечном и продольном сечениях трапеции с разницей в длинах оснований трапеций не более 2 мм. Достигается упрощение процесса заливки в форму и облегчение извлечения из нее затвердевших мелков.

Способ изготовления писчих мелков в виде стержней четырехгранной формы путем литья в форму из эластичного материала, включающий создание эластичной формы с ячейками, заполнение ячеек меловым тестом, выдержку их до затвердевания, извлечение мелков из ячеек путем деформирования материала формы, отличающийся тем, что эластичную форму выполняют из полиуретана в виде листа с ячейками, имеющими в продольном и поперечном сечениях вид трапеций с разницей в длинах основания не более 2 мм, заполнение ведут при горизонтальном положении формы, а затвердевшие отливки мелков извлекают из ячеек путем переворачивания формы и ее изгибания выпуклостью на сторону ячеек.