Способ изготовления выплавляемых моделей

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ, преимуществе нно тонкостенных и сложной конфигурации , включающий запрессовку модельной .л композиции с температурой 4О-г5О с и с предварительно замешанным .вбздухрмТ последующее охлаждение в 1евлечение модели , отличающийся тем, что, с целью повышенш геометрической и размерной точности модели за счет стабил зации усадки модельной композиции воздух замешивают в модельную ксжшозицию. в количестве 4О-70% и дисшергируют его от центра к периферии модельной компо зиции с одновременным перемешиваивем с $ последней; пТ fbfunar fffjfyjt Выбод /n iffojTmmfVjoye fftf жиЗкоалу :.«i. tfff IWfl

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО(.(ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(ю В 22 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЮ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

le m М1Щф ЮФ

Ажям

gAd мрФвмщфРли@жж

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3340768/22-02

{22) 29.09.81

;(48) 07.10.83. Бюп. % 37 (72) В.А.Рыбкин, P. Ф.Юсипов, Е.М. Косицын и Ю.А. Степанов (71) Московское ордена Ленина, ордена

Октябрьской Революции и ордена Трудовоз о Красного Знамени высшее техничес.кое учипщце им. H. З,Баумана (63) 621.744.072.2:621.74.045 (088;8) (56) 1. Авторское свидетеньство СССР

Ж 265382, кп. В 22 С 7/02, 1970.

2. Гаюн Ю.А. и Моисеев А.Г. Значе-. ние соде(в((ания воздуха в модепьном составе. - Литейное производство, 1971, М 9, с. 38. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ BblПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ, преимущественно тонкостенных и спожной конфигурации, включающий эапрессовку модепьюй .. композиции с температурой 40-.50 С и с предваритепьно замеша(пвтм,воздухом, поспедующее охпаждение и извлечение модели, о т и и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения геометрической и размерной точности модепи эа счет стабилизации усадки модепьиой композиции, воздух замешивают в модепьную композицию. в копичестве 40-70% и диспергируют его от центра к периферии моденьной каапозицни с одновременш(м перемешиванием последней .

Ф е

1 1045

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам изготовления выплавляемых моделей для изготовления отливок повышенной точности в керамических оболочковых формах по выплавляемым моделям в единичном, серийном и массовом производстве отливок повь|шенной точности.

Известный технологический процесс изготовления отливок по выплавляемым 1О моделям предполагает изготовление мо делей иэ твердых, пастообразных и жидких воскоподобных модельных составов способом заливки или запрессовки их в пресс-форму.

Наличие в модели разностенности, мест свободной и затрудненной усадки, нестабильность технологических режимов при изготовлении моделей приводит к нестабильности . усадки модельного состава при изготовлении модели,это, в свою очередь, является причиной снижения размерной точности отливок.

Известен способ изготовления моделей, согласно которому для повышения раз- д мерной точности в полость модели вводят под давлением подогретый газ или жид:кость 1 J.

Этот способ приемлем только для из готовления крупных моделей и.будет малоэффективным при изготовлении тонкостен ных, сложных по конфигурации моделей.

Наиболее близким к изобретению по техническому существу является способ, включающий эапрессовку модельной композиции с температурой 40-50 С и с преде 35 варительно замененным воздухом, после-. дующее охлаждение и извлечение модели 123.

Оптимальное количество воздуха в модельной массе составляет 16% и даль- нейшее его увеличение неэффективно для снижения усадки модельной массы.

Введение в модельный состав воздуха до 16% позволяет снизить усадку, 45 однако такое количество воздуха в модельной массе не позволяет устранить влияния конфигурации модели и наличия в модели стенок разной толщины на размерную и геометрическую точность моделей.

Цель изобретения» йовышение reoMeT. рической и размерной точности модели за счет стабилизации усадки модельной композиции, Бель достигается тем, что согласно способу изготовления выплавляемых моделей, преимущественно тонкостенных и сложной конфигурации, включающему эа 96

2 прессовк модельной композиции с температурой 40-50 С и с предварительно замешанным воздухом, последующее охлаждение и извлечение модели, воздух замешивают в модельную композицию в количестве 40-70% и диспергируют его от центра к переферии модельной композиции с одновременным перемешнванием последней. ъ

Способ поясняется устройством, используемым для приготовления модельной композиции и изготовления модели путем запрессовки ее в пресо-форму.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — головка, используе» мая в смесителе; на фиг. 3 — модель, которая была получена заявленным способом.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором вмонтированы стол 2, электродвигатель 3, который с помощью клиноЪ, ременной передачи 4 осуществляет вращение вала 5 быстроходного смесителя, имеющего водообогреваемый корпус 6.

На валу 5 смесителя закреплена съемная конусная головка 7, Ее конусность должна .соответствовать конусности донной части водообогреваемого корпуса 6, коо торая принимается в диапазоне 30-45 С, чтобы обеспечить полное транспортирование модельной композиции в центральную часть корпуса 6. В головке 7 сделаны прорези 8, rro крайней мере две. Корпус

6 имеет крышку 9 с загрузочным отверстием 10 для модельной композиции и отверстием для подачи по трубопроsîäó ll во внутрь смесителя горячего, воздуха от электрообогреваемого ресиве- . ра 12, который постоянно пополняется за, счет работы компрессора 13.

Стол 2 предназначен для установки пресс-формы 14. Для запрессовки в последнюю модельной композиции на. корпусе

6 имеется кран 15, а для термостатирования воды устройство снабжено термостатом 9 с электронным терморегулятором 16.

Способ изготовления выплавляемых моделей осуществляется следующим образом.

Расплавленную модельную массу охлаждают до температуры 48-52 С в термостате. Затем производят замешивание воздуха от 16-70% в модельную массу с помощью быстроходного лопастного смесителя,имеюще го скорость 700-1500 o6/мин, 4 (оптимальная скорость 950 o6/мии) .

При вращении лопастей воздух и модельный состав направляются в нижнюю часть смесителя. В этой зоне вертикаль996

Копичествешые показатели точностей модепи

8,161 8,1 81 8,198 0,080

8,1 71 8,1 91 8,21 0 0,1 01

8,174 8,174, .8,203 0,073

4 а.

2. а.

0,9-1, 0

48,04 48,092 . 48,119 0,138 в з 1045 ная составляющая скорости потока (модепьный состав + воэцух) резко увеличивается и через центраньную часть смесителя поток направляется вверх, тем самым обеспечивается интенсивная циркуляция модепьного состава, а диспергирование пузырей воздуха обеспечивается высокой дпя данного кпасса устройства скоростью вращения лопастей смеситепя.

Время подготовки моцепьного состава 10

° к запрессовке (время введения в модельный состав 40-70% воздуха и его циспергирование) составпяет 15 с — 1 0 мин в зависимости от типа модельного состава.

При достижении содержания воздуха 15 в моденьной массе 40-70% производят эапрессовку модельной массы в. пресоформу при давлении запрессовки 2.4 кг/см и температуре модельного о состава 48-52 С. Поспе выдержки моце- 20 пи в пресс-форме в течение 3-5 мин, ее извпекаю1 из пресо-формы. Дальнейшее охлаждение осуществляют в воде при температуре 8-12 С.

В ° результате содержания в модельной 25 массе равномерно распределенных пузырь ков воздуха размером от 0,02 до 0,1 мм в количестве 40-70 об.% при изготовлении моделей усадка модепьной массы стабилизируется и составпяет 0,5-0,6%, з0

{табп. 1). Это происхоцит потому, что прн эацрессовке пастообразного модепьш>.. го состава под давлением воздух, находящийся в нем, сжшйается и после сня тия давления расширяется. В результате

35 содержания воздуха в модепьной массе от 40 до 70% об.% и равномерного его, распределения устраняется влияние конфигурации модепи и наличия в модели стенок разной толщины на размерную и 40 геометрическую точность, что обьясняется выравниванием давления пузырьков сжатого воздуха на модельную массу на всех участках в процессе формирования модели. Размерная и геометрическая точность 5 моделей стабилизируется и повышается, Шероховатость порэрхностей моделей, изготовленных по предлагаемому способу, не отличается от шероховатости моделей, иэготовпенных .из пастообраэной массы с содержанием воздуха ло 16%, так как цри соприкосновении модельной массы со стенками.пресс -формы происходит затвердевание модельной массы вблизи стенок пресс -формы. Модельная масса вблизи стенок пресс-формы не успевает расппавпяться, так как теплоотвод от поверхности формирующейся,моцепи превооходит теплоту, отвоцимую от центрапьных частей модепи, вспедствие этого пузырьки воздуха, находящиеся вбпиэи поверхности пресс -формы, не расширяются и не ухудшают шероховатость поверхности. модели.

Заливка .расппавпенного модепьного состава при 70 С (состав P-3) произво- . дится в заранее термостатированный объ ем смеситепя эа время охпажцения рас— плавленной модельной массы до температуры 48-52 С, прогревается. Поэтому не набпюдается падения температуры модельной массы.

Температура тепноустойчивости модельного состава, измеренная по методике НИИТАВТОПРОМа, не отличается от приведенных в литературе данных дпя состава P-3 и равна 30 С.

Коэффициент термического расширения модельного еостава с содержанием возцуха 50 об..% равен 4 . 10 1/град, что выше, чем у модельного состава :

Р-3 с содержанием -воздуха до 20%. Сле-. дует отметить, что цри выппавпении модельных составов из форм в горячей воде (Т98 С) не наблюдается разрушения обопочек, так как, в первую очередь, интевсивно расппавпяется поверхностный спой моделей, образуя воздушный зазор между формой и моделью.

Результаты статической обработки размеров модели из состава Р-3 приведе-, I ны в таблице.

1045996

Продолжение таблицы

Количественные показатели точностей модели

8,023

8,043 8,063 а а

0,80,9 а

0,06 8

8,012 8,039

5-10

8,048

47,9 83 в а1 аЭ

8,081

8,085

8,095

4 8,240

40-60

0,5.

0,072 математическое ожидание; ц - доверитепьный интервап; среднее квадратичное откпоненив; ширина понести модепи на дпине попости модвпи; анина попости. ной массы до 0,5-О,6% при расширении

40 70% воздуха, находящегося в модепь ной массе во время формирования модепи в пресс -форме; секономить модепьную; массу иа. 30-50% эа счет повышенного содержання воздуха;1 уменьшить время иа приготовпенив модельного состава к

sanpeccohae в кресо форму; снизить давпения запрессовки с 2-5 атм до 1 атм (196490 КПа до 98 кПа); уменьшить массу крупногабаритных модепей.

Модепи нв mern утяжин и других дефектов; дисперсия размеров модвпей меньше в 2 раза, чвм у модепей с ññ держанием воздуха до 20 об.%.

Размеры воздушных пузырей в обь еме иэмвряюи на микроскопе МИМ-7 при 35 уюпивнии 450

Нримененив предпагавмого способа позволит 1повысить размерную и геометрическую точность модвпей эа счет сте" . бипизапии и умвньшвния усадки- модвпь- 40

Примечание: щ и 1 а . ар .68,065

48,030

8,099

8,099

8,109

48,275

8,065

8,081

48 078

8,116

8,113

8,122

48,310

0,094

0,089

0,1 89

0,037

0.,030

0,029

1045 996

Составитепь И. Кунищиы

Редактор Л. AspaMemo Техред М.Костик Корректор И.Эрдейи

Закай 7614/9 . Тираж, 81 3 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан юб., д. 4/5

Филиап ППП Патент", г. Ужгород, уп. Проектнаа, 4