Магнитная разъемная форма

 

Использование: в литейном производстве для изготовления литейных форм из намагничивающихся дисперсных материалов. Сущность изобретения: предлагаемая магнитная форма состоит из двух полуформ, каждая из которых содержит намагничивающийся формовочный материал, рабочую полость, полюсные пластины полярностью N и S в рабочем состоянии, ограждение для формовочного материала, прикрепленное к пластинкам или выполненное в виде опоки, причем одноименные полюсные пластины соединены между собой шарнирно у одного из своего торцов. Соосно шарнирному соединению одноименных полюсных пластин укреплен сердечник, при этом полюсные пластины вместе с сердечником образуют С-образный магнитопровод. Геометрическая ось шарнира и сердечника расположена параллельно или в плоскости поверхности разъема формы, причем разъем форм выполнен в горизонтальной или вертикальной плоскостях, при этом шарнирное соединение полюсных пластин и сердечника с катушкой могут быть размещены при вертикальном разъеме формы сбоку или снизу рабочей полости, а при горизонтальном разъеме - сбоку рабочей полости. Технический результат: позволяет снизить трудоемкость изготовления формы на операции сборки формы из-за отсутствия подъема всей массы верхней полуформы, трудоемкость изготовления электрической катушки и сердечника, а также расширить технологические и функциональные возможности и область применения. 4 ил.

Изобретение относится преимущественно к литейному производству, в частности к конструкциям литейных разъемов форм из намагничивания дисперсных материалов.

Известна литейная магнитная разъемная форма, состоящая из двух полуформ, каждая из которых содержит формовочный намагничивающийся материал с выполненной в нем рабочей полостью, ограждение для материала, полюсные пластины с полярностью N и S, соединенные сердечником, вокруг которого размещены витки электрической катушки. Катушка с сердечником верхней полуформы расположена на противоположной стороне от катушки с сердечником нижней полформы относительно рабочей полости формы. Пластины и сердечник образуют С-образный магнитопровод (А.с. СССР N 1311839, B 22 C 9/00, 1985).

Недостатки этой формы: повышенные габариты по высоте и в плане из-за того, что катушки с сердечниками расположены с противоположных сторон рабочей полости формы; повышенная трудоемкость изготовления двух электрических катушек и сердечников; повышенная трудоемкость изготовления формы на операции сборки формы из-за необходимости поднимать всю верхнюю полуформу.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату (прототип) является литейная магнитная разъемная форма, состоящая из двух полуформ, каждая из которых содержит формовочный намагничивающийся материал с выполненной в нем рабочей полостью, ограждение для материала, полюсные пластины с полярностью N и S, соединенные сердечником, вокруг которого размещены витки электрической катушки. Катушки с сердечником верхней и нижней полуформ расположены друг над другом с одной стороны рабочей полости формы. (А.с. СССР N 1675020, B 22 C 9/00, 1987).

Недостатки этой формы; - повышенная трудоемкость изготовления двух электрических катушек и сердечников; повышенная трудоемкость на операции сборки формы из-за необходимости поднимать всею верхнюю полуформу.

Сущность изобретения достигается тем, что в известной магнитной форме, содержащей две полуформы, каждая из которых состоит из намагничивающегося формовочного материала с выполненной в нем рабочей полостью, двух ПП с полярностью N и S в рабочем состоянии и ограждения для формовочного материала, сердечник с электрической катушкой, соединяющий полюсные пластины у одного из торцов, согласно изобретению, разъем формы выполнен в горизонтальной или вертикальных плоскостях и одноименные полюсные пластины обеих полуформ соединены между собой и сердечником у одного из своих торцов шарнирным соединением, геометрическая ось которого совмещена с осью сердечника и расположена в плоскости поверхности разъема или параллельна ей. Шарнирное соединение полюсных пластин и сердечник с катушкой могут быть размещены при вертикальном разъеме формы сбоку или снизу рабочей полос формы, а при горизонтальном разъеме могут быть размещены сбоку рабочей полости.

Выполнение разъема формы в горизонтальной или вертикальной плоскостях позволяет расширить технологические и функциональные возможности магнитной формы и, следовательно, область ее применения. Соединение одноименных полюсных пластин обеих полуформ между собой у одного из своих торцов и сердечником шарнирным соединением позволяет уменьшить трудоемкость операции сборки формы (т.к. исключается ее подъем) и изготовлении катушки и сердечника. Совмещение геометрической оси шарнирного соединения и расположение ее в плоскости разъема формы или параллельно ей позволяет выполнить это соединение наиболее простым по конструкции с возможностью размещения витков катушки вокруг сердечника. Параллельное плоскости разъема расположение геометрической оси шарнирного соединения позволяет изготовлять полуформы различной высоты. Это расширяет технологические и функциональные возможности формы и ее область применения. Размещение шарнирного соединения полюсных пластин и сердечника с катушкой сбоку или снизу рабочей полости в зависимости от разъема формы также расширяет технологические и функциональные возможности и область применения формы.

Просмотр известных технических решений магнитных форм не выявил известность заявленных отличительных признаков, что свидетельствует с состоянии предложенного технического решения критериям изобретения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена магнитная форма с горизонтальным разъемом с расположением оси шарнира и сердечника сбоку рабочей полости в плоскости разъема формы, в частичном разрезе; фиг. 2 то же, с расположением оси шарнира и сердечника параллельно плоскости разъема формы, в частичном разрезе; фиг. 3 то же, с вертикальным разъемом и расположением шарнира и сердечника с катушкой сбоку рабочей полости, в частичном разрезе; фиг. 4 то же, с расположением шарнира и сердечника с катушкой снизу рабочей полости, в частичном разрезе.

Предложенная магнитная разъемная форма при любом случае конструктивного исполнения состоит из полуформ, каждая из которых содержит намагничивающийся формовочный материал 1, рабочую полость 2, полюсные пластины 3 и 4 с полярностью N и S в рабочем состоянии, соответственно, ограждение 5 для формовочного материала, прикрепленное к пластинам 3 и 4 или выполненное в виде опоки. Одноименные полюсные пластины 3 (или 4) соединены между собой шарнирно у одного из своих торцов. Соосно шарнирному соединению одноименных полюсных пластин 3 (или 4) укреплен сердечник 6. При этом полюсные пластины 3 и 4 вместе с сердечником 6 образуют С-образный магнитопровод. Геометрическая ось шарнира и сердечника 6 расположена параллельно или в плоскости поверхности разъема формы. Вокруг сердечника 6 размещены витки электрической катушки 7.

Шарнирное соединение одноименных полюсных пластин между собой и сердечником имеет несколько случаев конструктивного выполнения. На фигурах изображен наиболее простой случай, когда одноименные полюсные пластины 3 (или 4) у соединяемых торцов имеют взаимные плоские углубления на половину толщины пластины. Пластины 3 (или 4) контактируют между собой по плоской поверхности этих углублений. В обеих пластинах выполнены отверстия, через которые проходит винт 8, являющийся осью (цапфой) шарнирного соединения пластин. Этот винт 8 входит в ответное резьбовое глухое отверстие, выполненное в торце сердечника 6. Благодаря этому пластины 3 (или 4) могут совершать вращательное движение как относительно друг друга, так и относительно сердечника 6. В большинстве случае достаточно взаимного перемещения пластин на угол до 180^o.

В зависимости от конструктивного исполнения формы она имеет в верхних полюсных пластинах 3 или ограждении 5 отверстия 8 для подачи формовочного материала 1 в межполюсное пространство намагничивающего устройства и заливки расплава в полость 2 формы.

В зависимости от расположения шарнирного соединения и сердечника 6 с катушкой 7 относительно рабочей полости 2 формы возможны три основных конструктивных исполнения формы: 1) шарнирное соединение и сердечник 6 с катушкой 7 расположены сбоку рабочей полости 2, при этом ось шарнира и сердечника горизонтальна и форма имеет горизонтальный разъем (фиг. 1, 2) шарнирное соединение и сердечник 6 с катушкой 74 расположены сбоку рабочей полости, при этом ось шарнира и сердечника вертикальна и форма имеет вертикальный разъем (фиг. 3); 3) шарнирное соединение и сердечник 6 с катушкой 7 расположены снизу рабочей полости, при этом ось шарнира и сердечника горизонтальна и форма имеет вертикальный разъем (фиг. 4).

Магнитная форма работает следующим образом.

Пример 1. При изготовлении формы с горизонтальным разъемом (фиг. 1,2) без применения опоки намагничивающее устройство в раскрытом положении устанавливается "ладом" вниз на модельную плиту (или плиты), на которой укреплены верхняя и нижняя полумодели (не показаны). Если модели имеют существенную разницу по высоте, то и высота полюсных пластин 3 и 4 разных полуформ будет различной. В этом случае ось шарнирного соединения целесообразно сместить от поверхности разъема будущей собранной формы и расположить параллельно ей. Затем в межполюсное пространство намагничивающего устройства подается намагничивающийся сыпучий формовочный материал 1, уплотняется обычным способом и на катушку 7 подается постоянное электрическое безопасное напряжение до 110 В. Ток, проходящий по виткам катушки 7, создает магнитное поле, которое намагничивает сердечник 6 и образует в нем магнитный поток. Этот поток у торцов сердечника 6 переходит сначала к одной полюсной пластине 3 (или 4), а затем к другой пластине 3 (или 4) и разделяется на две части, каждая из которых намагничивает свою пару полюсных пластин 3 и 4 (левую и праву) и формовочный материал 1, находящийся между этими пластинами. Частицы материала, намагничиваясь, сцепляются между собой и образуют прочную систему. После этого из обеих полуформ удаляются известным образом модели, и намагничивающее устройство в раскрытом виде переворачивается "ладом" вверх. Полуформы осматриваются, при необходимости окрашиваются противопригарной краской, и устанавливаются литейные стержни. Затем верхняя полуформа поворачивается на 180^o относительно оси шарнира (или сердечника 6) до соединения поверхностей лада полуформ (и одноименных полюсных пластин). Во время соединения и после него магнитный поток по-прежнему намагничивает обе пары полюсных пластин 3 и 4 и полуформы. После соединения полуформ, заливки формы расплавом и его затвердевания от катушки 7 отключается напряжение, и формовочный материал 1 разупрочняется, а намагничивающее устройство переносится к месту формовки, оставляя разупрочненный материал 1 с отливкой. Путем раскрытия шарнира устройство вновь приводится в исходное состояние и цикл повторяется.

Пример 2. При получении формы с вертикальным разъемом (фиг. 4) до операции соединения полуформ изготовление форм аналогично примеру 1. Соединение полуформ осуществляется путем одновременного смыкания обеих половин шарнира таким образом, чтобы поверхность разъема формы стала вертикальной, а сердечник 6 и катушка 7 оказались в нижней части формы. В этом случае в ограждении 5 (опоке) по разъему имеются отверстия 8 для заливки расплава и подачи формовочного материала. После затвердевания расплава катушка 7 отключается от источника электрического напряжения, и через некоторое время намагничивающее устройство раскрывается для удаления ферромагнитного формовочного материала и отливки. Цикл закончен.

Пример 3. В некоторых случаях формы с вертикальным разъемом целесообразно изготовлять с помощью аналогичного устройства, снабженного опорой 9, которая опирается на основание 10 (фиг. 3 ). В этом случае ось шарнира вертикальна и применяется специальная двухсторонняя модельная плита, вертикальные рабочие поверхности которой находятся под углом друг к другу. Вершина этого угла находится на оси шарнира.

Левая и правая половины намагничивающегося устройства соприкасаются с модельной плитой, укрепленной на основании 10, и формовочный материал 1 подается через отверстия 8, выполненные в верхних полюсных пластинах 3, в образовавшуюся полость между модельной плитой и половинами намагничивающего устройства. После уплотнения материала 1 и упрочнения его путем подачи электрического напряжения на катушку 7 и намагничивания сердечника 6 и полюсных пластин 3 и 4 половины намагничивающегося устройства (полуформы) раскрываются посредством шарнира. При этом происходит протяжка моделей. Модельная плита удаляется из створа половинок намагничивающего устройства. Полуформы осматриваются (при необходимости окрашиваются, проставляются литейные стержни) и соединяются между собой путем смыкания половинок намагничивающего устройства. Возможно их скрепление между собой одним из известных способов. Затем заливают расплав, после затвердевания которого отключается напряжение с катушки 7. После чего раздвигаются половины намагничивающего устройства и формовочный материал вместе с отливкой под собственным весом удаляется из рабочего объема намагничивающего устройства. Цикл закончен.

Предлагаемая форма по сравнению с известной формой-прототипом имеет следующие преимущества: - пониженная трудоемкость изготовления формы на операции сборки формы из-за отсутствия подъема всей массы верхней полуформы; пониженная трудоемкость изготовления электрической катушки и сердечника; более широкие технологические и функциональные возможности и область применения.

Формула изобретения

Магнитная разъемная форма, содержащая две полуформы, каждая из которых имеет две полюсные пластины с полярностью N и S, соединяющий их сердечник с электрической катушкой, ферромагнитный формовочный материал, рабочую полость и ограждение для формовочного материала, отличающаяся тем, что полюсные пластины обеих полуформ соединены одним сердечником, одноименные полюсные пластины соединены между собой и с сердечником шарниром, ось которого совмещена с осью сердечника и расположена в плоскости разъема формы или параллельно ей, при этом сердечник с электрической катушкой размещены сбоку формы при горизонтальном или вертикальном разъеме формы или снизу при вертикальном разъеме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4