Устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели Российский патент 2023 года по МПК B22C7/02 

Известно устройство для изготовления пустотелых выплавляемых моделей, содержащее пресс-форму, с выполненной в ней полостью, в которую заливают модельный расплав. Это устройство описано в «Литье по выплавляемым моделям / В.Ф. Гаранин, В.Н. Иванов, С.А. Казеннов и др.; Под общ. ред. В.А. Озерова. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 1994. - 448 с.: см. с.169-170» и принято заявителем за прототип. Залитый в полость пресс-формы модельный расплав выдерживают в ней до образования по контуру полости затвердевшего слоя толщиной 1,5-3 мм, после этого незастывшую часть модельного состава сливают или выдувают сжатым воздухом. Данное устройство позволяет сократить время изготовления модели за счет снижения времени выдержки в пресс-форме до остывания, сократить время выплавления моделей, устранить разрушающее воздействие модельного материала на оболочковую форму при выплавлении моделей.

Недостатком данного устройства для изготовления пустотелой выплавляемой модели является то, что оно не обеспечивает плотного контакта расплава модельного материала при его застывании со стенками пресс-формы, следствием чего является наличие поверхностных литейных дефектов пустотелых выплавляемых моделей, таких как: усадка, волнистость, складчатость, шероховатость, обусловленные изменением плотности модельного материала при застывании.

Задачей изобретения является создание устройства для изготовления пустотелых выплавляемых моделей, свободных от поверхностных литейных дефектов, обусловленных изменением плотности модельного материала при застывании.

В процессе решения задачи достигается технический результат, заключающийся в создании устройства для изготовления пустотелых выплавляемых моделей, свободных от поверхностных литейных дефектов, обусловленных изменением плотности модельного материала при застывании.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для изготовления пустотелой выплавляемой модели, включающей пресс-форму, с выполненной в ней полостью, предусмотрены следующие отличия: устройство дополнительно снабжено стальным пуансоном, установленным с возможностью перемещения в полости пресс-формы, содержащим направляющий участок, выполненный с возможностью прилегания к противоположной части поверхности полости пресс-формы и деформирующий участок, выполненный сужающимся по длине к периферии под углом 1,5°-10° к направлению перемещения, пуансон снабжен ограничителем хода.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Снабжение устройства для изготовления пустотелой выплавляемой модели стальным пуансоном, установленным с возможностью перемещения в пресс-форме, содержащим направляющий участок, выполненный с возможностью прилегания к противоположной части поверхности полости пресс-формы, совместно с ограничителем хода пуансона позволяют обеспечить давление на расплав модельного материала и плотный контакт расплава модельного материала при его застывании со стенками пресс-формы, вследствие чего в пустотелых выплавляемых моделях не возникают поверхностные литейные дефекты, такие как: усадка, волнистость, складчатость, шероховатость.

Наличие направляющего участка пуансона, выполненного с возможностью прилегания к противоположной части поверхности полости пресс-формы блокирует свободный выход модельного материала из пресс-формы в момент его нагружения.

Наличие ограничителя хода у пуансона, выполненного, например, в виде выступа, позволяет задавать размер пустотелой выплавляемой модели и обеспечивает требуемое нагружение затвердевающего расплава модельного материала при выдержке пуансона в нагруженном состоянии в пресс-форме заданное время, что препятствует образованию поверхностных литейных дефектов выплавляемых моделей, вызванных изменением плотности модельного материала при застывании.

Выполнение пуансона стальным позволяет снизить прилипание модельного материала к поверхности пуансона и облегчает извлечение последнего из затвердевшей выплавляемой пустотелой модели.

Выполнение деформирующего участка пуансона сужающимся по длине к периферии под углом 1,5°-10° к направлению движения облегчает извлечение последнего из затвердевшей выплавляемой пустотелой модели, не оказывая механического воздействия на поверхность затвердевшей выплавляемой пустотелой модели.

Выполнение пуансона сужающимся по длине к периферии под углом менее 1,5° к направлению движения нецелесообразно, так как при меньшем угле не устраняется возможность оказания механического воздействия на поверхность затвердевшей выплавляемой пустотелой модели.

Выполнение пуансона сужающимся по длине к периферии под углом более 10° к направлению движения нецелесообразно, так как это ведет к росту толщины стенки пустотелой выплавляемой модели, что ведет к увеличению расхода модельного материала.

Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежом, на котором на фиг.1 представлено сечение устройства для изготовления пустотелой выплавляемой модели, с помещенной в нее дозой расплавленного модельного материала; на фиг.2 - сечение устройства в сомкнутом состоянии с пустотелой выплавляемой моделью.

Устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели содержит пресс-форму 1, с выполненной в ней полостью, в которой с возможностью перемещения устанавливается стальной пуансон 2, содержащий направляющий участок 3, выполненный с возможностью прилегания к противоположной части 4 поверхности полости пресс-формы 1, и деформирующий участок 5, выполненный сужающимся по длине к периферии под углом α = 1,5°-10° к направлению движения стального пуансона 2. Стальной пуансон 2 снабжен ограничителем 6, выполненным в виде выступа. Ограничитель 6 определяет величину хода пуансона 2 в пресс-форме 1.

Устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели работает следующим образом. Расплав модельного материала, заливают в полость пресс-формы 1 дозой, соответствующей массе требуемой пустотелой выплавляемой модели, имеющей геометрию формообразующей полости пресс-формы 1 в сомкнутом состоянии. Пуансон 2 перемещается в полости пресс-формы 1 пока ограничитель 6 его заданного хода не упрется в пресс-форму 1. Модельный материал окажется в замкнутом пространстве, образованном пресс-формой 1 и пуансоном 2, и он будет под нагрузкой пока пуансон 2 и пресс-форма 1 находятся в сомкнутом состоянии и модельный материал выдерживается в течение 1-10 минут. Пуансон 2 посредством направляющего участка 3 прилегает к противоположной поверхности 4 полости пресс-формы 1. Пуансон 2 посредством деформирующего участка 5, выполненного сужающимся по длине к периферии под углом, например, 5° к направлению перемещения, контактирует с расплавом модельного материала и нагружает его в период затвердевания. По завершении затвердевания модельного материала в течение, например, 5 минут, пресс-форму 1 разбирают и извлекают пустотелую выплавляемую модель.

Заявляемое устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели работает следующим образом. Для изготовления, например, пустотелой выплавляемой модели, суммарный объем которой (за вычетом всех полостей) составляет 100 см³, выбирают модельный материал, например, ПС 50/50 (сплав парафина и стеарина в равных долях), обладающий плотностью в литом состоянии 0,935 г/см³. Дозу расплава модельного материала ПС 50/50 массой 93,5 г, заливают в пресс-форму 1, имеющую объем формообразующей полости равный 100 см³, при условии, когда пресс-форма 1 и пуансон 2 будут находиться в сомкнутом состоянии. Пуансон 2 перемещают в полость пресс-формы 1 до ее контакта с ограничителем 6 пуансона 2. Пуансон 2 посредством направляющего участка 3 прилегает к противоположной поверхности 4 полости пресс-формы 1. Пуансон 2 посредством деформирующего участка 5, выполненного сужающимся по длине к периферии под углом, например, 5° к направлению перемещения, контактирует с расплавом модельного материала и нагружает его в период затвердевания. По завершении затвердевания модельного материала в течение, например 5 минут, пресс-форму 1 разбирают и извлекают пустотелую выплавляемую модель.

Предлагаемое устройство позволяет изготовлять пустотелые выплавляемые модели высокой размерной и геометрической точности без поверхностных литейных дефектов в виде усадки, волнистости, складчатости и шероховатости. Получаемые таким устройством пустотелые выплавляемые модели не оказывают расширяющего воздействия на оболочковую форму при выплавлении из нее модельного состава.

Изобретение относится к литейному производству. Устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели содержит пресс-форму (1) с полостью и стальной пуансон (2), установленный с возможностью перемещения в полости пресс-формы Пуансон содержит направляющий участок (3), прилегающий к противоположной части (4) поверхности полости пресс-формы, деформирующий участок (5), выполненный сужающимся по длине к периферии под углом 1,5-10° к направлению перемещения, и пуансон снабжен ограничителем хода (6). Обеспечивается исключение образования поверхностных литейных дефектов при изготовлении пустотелых выплавляемых моделей. 2 ил.

Устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели, включающее пресс-форму с выполненной в ней полостью, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено стальным пуансоном, установленным с возможностью перемещения в полости пресс-формы, содержащим направляющий участок, выполненный с возможностью прилегания к противоположной части поверхности полости пресс-формы, и деформирующий участок, выполненный сужающимся по длине к периферии под углом 1,5-10° к направлению перемещения, при этом пуансон снабжен ограничителем хода.