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

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью по выплавляемым моделям.

Известно устройство для получения пустотелых выплавляемых моделей, содержащее пресс-форму, с выполненной в ней полостью, в которую заливают модельный расплав [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.: ил; см. с.169-170]. Расплав выдерживают в пресс-форме до образования по контуру полости затвердевшего слоя толщиной 1,5-3 мм. После этого незастывшую часть модельного расплава сливают. Данное устройство позволяет сократить время изготовления за счет снижения времени выдержки в пресс-форме до остывания, снизить массу модельного блока, устранить растрескивание оболочки, возникающее вследствие расширения моделей при выплавлении, сократить время выплавления моделей. Недостатком данного устройства является то, что оно приводит к появлению поверхностных литейных дефектов у выплавляемых моделей: волнистости, складчатости, шероховатости.

Известно устройство для получения выплавляемой модели, описанное в патенте на изобретение RU 2768661, принятое заявителем за прототип, содержащее пресс-форму, крепящуюся держателем к ротору центрифуги. Формообразующая поверхность пресс-формы отстоит от оси вращения не менее чем на 3 см. В пресс-форму осуществляют дозированную подачу модельного материала в виде порошка фракции не менее 0,4 мм. Путем вращения пресс-формы осуществляют предварительное уплотнение модельного материала, пока он не перестанет быть сыпучим. Затем форму останавливают, помещают в нее металлические шарики диаметром в количестве, достаточном для покрытия внутренней поверхности выплавляемой модели хотя бы в один слой. Вновь вращают пресс-форму, металлические шарики увеличивают воздействие центробежной силы на модельный материал, за счет чего он уплотняется и обеспечивается формирование и получение выплавляемой модели.

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет получить пустотелую выплавляемую модель, т.к., загружаемые в пресс-форму металлические шарики не могут образовать пустотелую выплавляемую модель. Для данного устройства также необходим порошкообразный модельный материал фракции не менее 0,4 мм. Это приводит к дополнительным затратам на создание порошкообразного модельного материала требуемой фракции и дополнительному расходу модельного материала.

Задачей заявляемого технического решения является создание центробежного устройства для получения пустотелых выплавляемых моделей из модельного материала в любом виде (любой фракции и формы) при снижении его расхода и сокращении числа операций при получении пустотелой выплавляемой модели.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в создании центробежного устройства для получения пустотелых выплавляемых моделей из модельного материала любого вида (любой фракции и формы) при снижении расхода модельного материала и сокращении числа операций при получении пустотелой выплавляемой модели.

Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном устройстве для изготовления пустотелой выплавляемой модели, включающем прикрепленную держателем к ротору центрифуги пресс-форму, с выполненной в ней полостью, предусмотрены следующие отличия: оно дополнительно снабжено установленным с возможностью перемещения в пресс-форме стальным пуансоном, 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.

Новым в заявленном центробежном устройстве является то, что оно дополнительно снабжено установленным с возможностью перемещения в пресс-форме стальным пуансоном, 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.

Благодаря снабжению пресс-формы центробежного устройства пуансоном появляется возможность формировать и получать пустотелую выплавляемую модель.

Благодаря снабжению пресс-формы центробежного устройства пуансоном, содержащим направляющий участок, выполненный с возможностью прилегания к противоположной части внутренней поверхности пресс-формы, деформирующий участок и снабжение пуансона ограничителем хода, обеспечивается требуемое распределение жидкого модельного материала в пресс-форме и предотвращение его вытекания из пресс-формы. Использование этим центробежным устройством жидкого модельного материала позволяет получать пустотелые выплавляемые модели из модельного материала любого вида при снижении расхода модельного материала, т.к. не надо создавать порошкообразный модельный материал требуемой фракции. Использование стального пуансона для оказания давления на затвердевающий расплав модельного материала позволяет снизить прилипание модельного материала к поверхности пуансона и облегчает извлечение последнего из затвердевшей выплавляемой модели. Выполнение пуансона с деформирующим участком, выполненным сужающимся по длине к периферии под углом 1,5°-10° к направлению перемещения позволяет улучшить извлечение пуансона из внутренней поверхности сформированной выплавляемой модели без повреждения последней.

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

Центробежное устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели содержит пресс-форму 1, с выполненной в ней полостью. Пресс-форма 1 прикреплена держателем 2 к ротору центрифуги (на фигуре не показана). В пресс-форме 1 с возможностью перемещения устанавливается стальной пуансон 3, содержащий направляющий участок 4, выполненный с возможностью прилегания к противоположной части 5 поверхности полости пресс-формы 1, и деформирующий участок 6, выполненный сужающимся по длине к периферии под углом α = 1,5°-10° к направлению движения стального пуансона 3. Стальной пуансон 3 снабжен ограничителем 7 его перемещения, выполненным в виде выступа. Ограничитель 7 определяет величину хода пуансона 3 в пресс-форме 1.

Центробежное устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели работает следующим образом. Пресс-форму 1 держателем 2 прикрепляют к ротору центрифуги. 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. Для получения пустотелой выплавляемой модели, суммарный объем которой (за вычетом всех полостей) составляет, например, 100 см³, выбирают модельный материал, например, ПС 50/50, обладающий плотностью в литом состоянии 0,935 г/см³. Дозу расплава модельного материала ПС 50/50 массой 93,5 гр, заливают в пресс-форму 1, имеющую объем формообразующей полости равный 100 см³, при условии, что все элементы формы 1 находятся в сомкнутом состоянии. Пресс-пуансон 3 вертикально погружают в форму 1. Форму 1 приводят во вращение со скоростью, например, 4000 об/мин и вращают в течение, например, 5 минут. Модельный материал окажется в замкнутом пространстве, образованном пресс-формой 1, пуансоном 2, ограничителем 7 хода пуансона 3 за счет прилегания направляющего участка 4 пуансона 3 к противоположной части 5 поверхности полости пресс-формы 1 и он будет под нагрузкой пока пуансон 2 и пресс-форма 1 находятся в сомкнутом состоянии и модельный материал выдерживается в состоянии вращения в течение, например, 5 минут. Пуансон 2 посредством деформирующего участка 6, выполненного сужающимся по длине к периферии под углом, например, 5° к направлению перемещения, контактирует с расплавом модельного материала и нагружает его в период затвердевания во время вращения пресс-формы 1. Вращение пресс-формы 1 обеспечивает нагружение пуансоном 3 модельного материала и плотный контакт модельного материала во время его застывания с полостью пресс-формы 1, что не позволяет образоваться поверхностным литейным дефектам в виде волнистости, складчатости, шероховатости. По завершении затвердевания модельного материала в течение, например, 5 минут, вращение пресс-формы 1 останваливают, разбирают и извлекают пустотелую выплавляемую модель.

Изобретение относится к литейному производству. Центробежное устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели содержит пресс-форму (1) с полостью, прикрепленную держателем (2) к ротору центрифуги, и стальной пуансон (3). Пуансон содержит направляющий участок (4), прилегающий к противоположной ему части (5) поверхности полости пресс-формы, деформирующий участок (6) и ограничитель хода (7). Деформирующий участок выполнен сужающимся по длине к периферии под углом 1,5-10° к направлению перемещения. Обеспечивается снижение расхода модельного материала и сокращение числа операций при получении пустотелой выплавляемой модели. 2 ил.

Центробежное устройство для изготовления пустотелой выплавляемой модели, включающее прикрепленную держателем к ротору центрифуги пресс-форму с выполненной в ней полостью, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено установленным с возможностью перемещения в пресс-форме стальным пуансоном, 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.