Опока для изготовления литейной формы вакуумной формовкой

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,1> 869938 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09,11.77 (21) 2541933/22-02 (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹ .—

В 22 С 21/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1081. Бюллетень No 37

Дата опубликования описания 07.1081 (53) УДК 621. 744. 33 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В.Зябкин, В.И.Тихановская и IO..А.Синев н, !

Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства и Северо-западнйй политехнический институт (71) Заявители (54) OGOKA ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНОЙ

ФОРМЫ ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКОЙ

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к конструкции опок для вакуумной формовки.

Известны конструкции спок, содержащие корпус с воздухонепроницаемыми стенками, в одной из которых выполнено средство для подсоединения к вакуумной системе, и устройство для вентиляции формы. Это устройство может быть выполнено в виде перфорированных труб, обмотанных сеткой (1).

Во всех случаях устройство вентиляции позволяет произвести вакуумирование материала формы и создать !5 перепад давлений между поверхностью формы и ее внутренним объемом. Благодаря применению эластичной синтетической пленки, перекрывающей лад и ирнтрлад формы, на укаэанных.по- 20 верхностях возникают напряжения, передаваемые сыпучему материалу формы (сухому кварцевому песку) . Резко возрастает трение между зернами песка, что способствует твердению фор- 25 мы.. Величина вакуума в форме лимитирует напряженное состояние смеси и определяет физико-механические свойства формы. чем меньше остаточное дав ление s ф о р мMеe, тем выше прочностные 30 характеристики формовочной смеси.

Корпус опоки выполняется жестким, т.к. по условиям опочной формовки, корпус должен быть достаточно жестким и прочным, чтобы противостоять силовым нагрузкам при формовке, транспортировке, сборке -форм и обеспечивать точное ориентирование опоки в пространстве, например, при сборке модельно-опочного комплекта. Жесткий корпус опоки только воспринимает нагрузку сжатия (за счет перепэда давлений), но не передает ее смеси формы, т.е. при вакуумной формовке в известных опоках смесь находится в условиях одноосного сжатия, нормально к заду опоки. При этом распространение напряжений сжатия в других направлениях аналогично напряженному состоянию ли.тейной формы при диафрагменном прессовании, т.е. напряжение сжатия формовочного материала по внутреннему периметру опоки (возле боковых стенок) всегда меньше напряжений сжатия по ладу и контрладу формы и достигают минимальной величины на расстоянии, равном половине высоты опоки. Смесь в вакуумной опоке удерживается эа счет сцепления материала формы (квар,цевого песка) с боковыми стенками

869938 опоки. Величина сцепления зависит от напряжений сжатия формовочной смеси вдоль боковых стенок опоки.

C увеличением высоты опоки (формы) ухудшается сцепление смеси с опокой (из-за уменьшения напряженного состояния смеси около боковых сте нок опоки) . Одновременно увеличивается удельная гравитационная нагрузка на единицу боковой поверхности опоки. При равенстве величин сцепления и гравитационной нагрузки происходит проседание или обвал формы, что приводит к искажению плоскостности лада формы и в конечном итоге к браку отливок.

Известна опока для вакуумной формовки, содержащая стенки, внутри которых выполнены полости, сообщенные в источником вакуума, а перегородки, разделяющие упомянутые полости от рабочей польсти опоки, выполнены из перфорированного листа с фильтром(2), Недостатком известной опоки является то, что уплотненная в ней формовочная смесь имеет низкую прочность по внутреннему периметру боковых ее стенок, что ухудшает сцепление формовочной смеси с опокой и приводом к браку отливок °

Целью изобретения является повышение прочности формы по ее периметРУ.

Это достигается тем, что опока снабжена заглушками из эластичного материала, а в ее-стенках выполнены сквозные отверстия, в которых установлены заглушки.

Посредством этих отверстий внутренний объем опоки сообщается с атмосферой. В отверстиях установлены заглушки, поэтому наличие отверстий в боковых стенках опоки не нарушает герметичности внутреннего объема опоки. В то же время, выполнение заглушек из эластичного материала позволяет передать атмосферное давление формовочной смеси, т.е. создает напряженное состояние смеси со сто, роны боковых стенок опоки. Таким образом, в предлагаемой опоке смесь сжимается в трех направлениях (условия всестороннего сжатия).

Некоторая потеря прочности корпусом опоки из-за выполнения отверстий .в боковых стенках может быть легко компенсирована известными приемами.

На фиг. 1 схематически изображена Фпока, разраз; на фиг. 2 — графическое изображение напряженного состояния формы, изготовленной в известной опоке; на фиг. 3 — то же,в описываемой опоке.

Опока содержит стенки 1, внутри. которых выполнена полость 2, сообценная через штуцер 3 с источником .вакуума (на чертежах не показан). В стенках 1 выполнены отверстия 4, зак5

65 рытые заглушками 5 из эластичного материала. Перегородки 6 выполнены перфорированными и закрыты сеткой 7.

Опока работает следуюцим образом.

После установки опоки на подмодельную плиту (на чертежах не показан), ее заполняют формовочной смесью 8. При этом заполняются полости

9. Контрлад опоки закрывают герметизирующей пленкой 10.

При вакуумировании формы, формовочная смесь подвергается нагружению только н местах герметизации ее пленкой (по ладу, контрладу и со стороны заглушек). При вакуумировании формы смесь сжимается и уменьшается в объеме, заглушка 5 может вдавливаться в смесь, при этом происходит дополни-. тельное (по сравнению с известным) уплотнение смеси в направлении, нормальном к боковым стенкам формы (опоки), что способствует выравниванию прочности смеси вдоль боковых стенок опоки.

Для пояснения условий работы опоки, приводится сопоставительный анализ напряженного состояния формы, изготовленной в известной и предлагаемой опоках. у формы, изготовленной в известной опоке, напряженное состояние смеси 8 создается разностью давлений внутри и снаружи. Лад и контрлад нагружаются сжимающими напряжениями 11.

Эти напряжения воспринимаются пленкой 10 и передаются смеси 8. Стенки

1 опоки выполненные из металла, воспринимают сжимающие напряжения, но не передают их формовочной смеси. Поэтому напряженное состояние смеси у стенок опоки создается только напряжениями за счет бокового давления.

Эпюра 12 напряженного состояния смеси у стенки опоки описывает характер распространения напряжений по высоте

Формы.

У Формы, изготовленной в описываемой опоке, напряженное состояние формовочной смеси 8 создается напряжениями 11, передаваемыми ей посредством пленки 10, аналогично известной опоке. Стенки воспринимают сжимающие нагрузки, но не передают их формовочной смеси.

Отличие напряженного состояния формовочной смеси у стенок опоки иллюстрируется эпюрой 12. Более равномерный характер нагрузки объясняется дополнительными боковыми напряжениями 13 формовочной смеси, создаваемыми заглушками 5.

Отклонения экстремальных значений боковой нагрузки определяется геометрическими параметрами опоки и формы физико-механическими характеристиками формовочной смеси. Таким образом, применение заглушек 5 позволяет создать трехосное напряженное состояние вакуумированной формы

869938

Формула изобретения

Опока для изготовления литейной формы вакуумной формовкой, содержащая стенки, внутри которых выполнены полости, сообщенные с источником вакуума, а перегородки, разделяющие упомянутые полости от рабочей полости опоки, выполнены из перфорированного листа с фильтром, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения прочности литейной формы по ее периметру, опона снабжена заглушками из эластичного материала, а в ее стенках выполнены сквозные отверстия, в которых установлены заглушки.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA М 3872915, кл. 164-160, 1975.

2. Патент Японии Р 50-29817, кл. 11 А 231, 1975.

ВНИИПИ Заказ 8718/17

Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4