Автоматическая линия вакуумной формовки

 

1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ВА- . КУУМНОЙ ФОРМОВКИ для производства преимущественно крупногабаритных отливок со сложной конфигурацией рабочей порерхности, содержащая устройства для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельной и опочной оснастке, последовательно установленные агрегаты для изготовления и выбивки форм, передвижное устройство д,ля заливки с возможностью перемещения параллельно формам, вакуумпровод с механизмами переключения, систему пескоподачи с бункером и транспортные средства, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, сокращения производственных площадей и энергетических затрат на транспортировку , устройства для формирования герметизирующих элементов установлены с возможностью перемещения вдоль агрегатов для изготовления и выбивки форм, причем каждый формовочный агрегат снабжен стационарной опочной оснасткой, установленной с возможностью соединения и разъема опок при перемещении их в горизонтальной плоскости , и индивидуальной пневматичес (Л кой системой пескоподачи в опоки с дозируюпщми питателями. 2. Автоматическая линия по п.1, отличающаяся тем, что с целью расширения технологических возможностей линии для производства отливок с горизонтальной формовкой, со о: опочная оснастка установлена с возможностью поворота на 90 вокруг о оо горизонтальной оси при сборке полуформ .. 00

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1096033

З1511 В 22 Р 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 :ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPGXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3437051/22-02 (22) 13.05.82 (46) 07.06.84.Бюл. ¹ 21 (72) А.Н.Цибрик, E.À.Êîðîëåâ, Г.Г.Никкель, Г!.И.Аверченков, Б.П. Коробко,.

Н.Г.Черненко, В.И.Мисечко, В.А.Цибрик, А.В.Бровко, П.М.Ткаченко и Л.Н.Евласов (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 621.744.52:658.527(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР №- 852445, кл. В 22 П 47/02, 1979.

2. Патент Японии № 50-14972, кл. 11 A 232, В 22 С 15/00, опублик. 1975. (54)(57) 1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКИ для производства преимущественно крупногабаритных отливок со сложной конфигурацией рабочей поверхности, содержащая устройства для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельной и опочной оснастке, последовательно установленные агрегаты для изготовления и выбивки форм, передвижное устройство для заливки с возможностью перемещения параллельно формам, вакуумпровод с механизмами переключения, систему пескоподачи с бункером и транспортные средства, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, сокращения производственных площадей и энергетических затрат на .транспортировку, устройства для формирования герметизирующих элементов установлены с возможностью перемещения вдоль агрегатов для изготовления и выбивки форм, причем каждый формовочный агрегат снабжен стационарной опочной оснасткой, установленной с возможностью соединения и разъема опок при перемещении их в горизонтальной плос-Pg кости, и индивидуальной пневматической системой пескоподачи в опоки с дозирующими питателями.

2. Автоматическая линия по и.1, отличающаяся тем, что с целью расширения технологических возможностей линии для производ"тва отливок с горизонтальной формовкой, опочная оснастка установлена с возможностью поворота на 90 вокруг о горизонтальной оси при сборке полуформ.

1096033

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для производства отливок разнообразной номенклатуры, различного развеса и типа сложности на 5 предприятиях промышленности строительных материалов, химического и сельскохозяйственного машиностроения, электротехнической и легкой промышленности и др. в формах из сыпучих песков с вертикальной заливкой форм.

Известны автоматические литейные

Производительность линий с поточным принципом лимитируется операцией, имеющей наиболее высокую трудоемкость и длительность.

Анализ технологических схем планировки автоматических литейных линий .показывает, что наиболее высокую надежность имеют автоматические линий, в основу которых положен модульный принцип. При такой планировке агрегаты, образующие автономный комплекс (модуль), соединяются параллельно (дублируются), поэтому выход из строя одного из агрегатов не влияет на работу параллельных комплексов.

55.пинии для производства отливок, в которых технологические операции организованы по принципу непрерывного

15 потока. Оборудование и рабочие места таких линий располагаются в порядке последовательности операций и разделены в пространстве. Операции выполняются одновременно на всех рабочих местах, при этом передача объектов обработки осуществляется соответствующими транспортными средствами, чаще всего горизонтально замкнутым литейным конвейером с непрерывным движением(13.

Недостатками такого принципа компоновки являются потребность в значительных производственных площадях, большие энергетические затраты на транспортировку объектов, высокие показатели трудоемкости и стоимости проектирования., изготовления, освоения и эксплуатации сложных систем, состоящих из многих взаимосвязанных агрегатов. Кроме того поломка (остановка) одного из агрегатов, входящих в состав поточной линии, приводит к остановке всей линии, поэтому надежность линии уменьшается при увеличе- 40 нии числа последовательно соединенных агрегатов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для вакуумной формовки, содержащая устройства для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельной и опочной оснастке, последовательно установленные агрегаты для изготовления и выбивки форм, передвижное устройство для заливки с возможностью перемещения параллельно формам, вакуумпровод с механизмами переключения, систему пескоподачи с бункером и транспортные средства(2 ).

Формирование герметизирующего элемента в известном оборудовании осуществляется на той же позиции, что и засыпка песка в опоку. Это затрудняет облицовку герметизирующим элементом модельной оснастки со сложной конфигурацией рабочей поверхности, особенно при получении форм с глубокими полостями или выступами.

Система пескоподачи известного оборудования включает передвижной бункер, который заполняется песком на исходной позиции у элеватора и предназначен для обслуживания ряда формовочных агрегатов. Это приводит к увеличению энергетических затрат на транспортировку больших масс формовочного песка при производстве крупногабаритных отливок типа купальных ванн, боковых рам, тележек грузовых железнодорожных вагонов и др. и снижению производительности, так как для повторной загрузки бункер должен возвращаться на исходную позицию.

К недостаткам известного оборудования следует отнести также узкую область его применения, ограниченную отливками простой конфигурации небольшого развеса, из-за отсутствия устройств для спаривания и сборки полуформ.

Указанные недостатки оборудования приводят к снижению его надежности при производстве крупногабаритных отливок со сложной конфигурацией рабочей поверхности.

Целью изобретения является повышение надежности работы, сокращение производственных площадей и энергетических затрат на транспщ тировку объектов, а также расширение технологических возможностей ли1 096033 нии для производства отливок с гори-: зонтальной формовкой.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматической линии вакуумной формовки, содержащей устройство для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельной и опочной оснастке, последовательно установленные агрегаты для изготовления и выбивки форм, передвижное устройство для заливки с возможностью перемещения параллельно формам, вакуумпровод с механизмами переключения, систему пескоподачи с бункером и транспортные средства, устройства для формирования герметизирующих элементов установлены с возможностью перемещения вдоль агрегатов для изготовления и выбивки форм, причем каждый формовочный агрегат снабжен стационарной опочкой оснасткой, установленной с возможностью соединения и разъема спок при перемещении их в горизонтальной плос- .

25 кости, и индивидуальной пневматической системой пескоподачи в опоки с дозирующими питателями.

Опочкая оснастка установлена с воз,можностью поворота на 90О вокруг горизонтальной оси при сборке полуформ.

Работа каждого комплекса осуществляется автономно, что позволяет осу,,ществить поэтапное проектирование, 35 изготовление и освоение линии. Количество автономных комплексов определяется необходимой производительностью.

На фиг.1 представлена предлагае-" мая автоматическая линия, вид в плане; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — вариант линии, вид в плане; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.3; 45 на фиг.5 — разрез В-В на фиг.3; на фиг.6 — разрез Г-Г на фиг.3.

Автоматическая линия содержит вакуумную систему, включающую вакуум-ные насосы 1 BblcoKQH производитель- 50 ности механического или пароэжекторного типа, вакуумный аккумулятор (ресивер) 2, трубопроводы 3 для подвода и распределения вакуума с механизмами переключения 4 и расположенное на позиции 1 передвижное устройство 5 для формирования герметизирующих элементов на рабочей поверхности модельных плит 6 и 7 для левой и правой (по положению при сборке и залнвке7 полуформ.

Устройство 5 включает два механизма 8, предназначенные для разматывания с рулонов, отрезки и наложения пленки на модельные плиты 6 и 7 и снабженные рамочными захватами 9 вакуумного илй механического типа, два радиационно-конвективных обогревателя 10 для размягчения пленки и сушки покрытия, которые конструктивно совмещены с краскораспыпителями 11 форсуночного (нагнетательного) типа для нанесения огнеупорных покрытий, механизмы 12 для передачи модельных плит 6 и 7 на позицию формовки, заливки и выбивки, а также приводы перемещения устройства (не показаны).

Устройство 5 установлено на платформе 13, перемещающейся по рельсам 14.

Модельные плиты 6 и 7 имеют вакуумируемые полости, соединенные многочисленными каналами (не показаны) с формообразующей поверхностью. Для присоединения модельных плит 6 и 7 к вакуумному трубопроводу предусмотрены патрубки 15 с автоматическими клапанами и выдвижные. резиновые патрубки 16.

Параллельно направлению перемещения устройства 5 установлены в ряд агрегаты 17 (формовочно-выбивные блоки) для изготовления и выбивки форм.

Каждый агрегат 17 содержит комплект опочной оснастки, состоящий из опок 18 и 19, снабженных вакуумируемыми полостями, защищенными фильтрами, вакуумными клапанами (не показаны), приводами 20 для соединения и разъема опок при псремещении их в горизонтальной плоскости и захватами 21 для фиксации отливки.

В варианте линии опочная оснастка снабжена также приводами 22 для обеспечения возможности поворота спок 18 и 19 вокруг горизонтальной оси при сборке полуформ, защитными экранами 23 для герметизации контрлада опок и устройствами 24 смагнитьыми захватами для накладывания и снятия защитных экранов 23. Для подвода модельных плит 6 и 7 к соответствующим опокам 18 и 19 предусмотрены подъемные столы 25 и 26.

Количество формовочно-выбивных агрегатов 17, обслуживаемых устройством 5, определяется технологическими параметрами процессов и может колебаться в зависимости от про1096033 должительно".ти формирования герметизирующего,элемента и скорости охлаждения металла в форме.

Пневматическая система пескоподачи включает бункеры 27 для песка с дозирующими питателями 28 для каждой полуформы, устройство 29 для просеивания, охлаждения и транспортировки леска и устройство 30 для приемки песка из развакуумированных опок.

Передвижное устройство 31 для дозирования и заливки жидкого металла представляет собой теплоизолированный ковш (миксер), укомплектованный приборами для контроля температуры и уровня жидкого металла. Ковш установлен на платформе 32, перемещающейся параллельно ряду формовочно-выбивных агрегатов 17 по рельсам ЗЗ.

Кроме того, линия включает транспортные средства: конвейер 34 для транспортировки отливок, расположенный параллельно ряду агрегатов 17 и взаимодействующий с ними при помощи тележек 35, снабженных устройствами для укладки или навешивания отливок, и транспортер 36 для уборки отходов и мусора, снаб- ЗО женный усторойствами для магнитной сепарации и просеивания отходов.

Автоматическая линия работает следующим образом.

Формирование герметизирующих элементов производится одновременно на обеих модельных плитах 6 и 7.

Пленка сматывается с рулонов, протягивается под рамочные захваты 9, 40 расположенные между соответствующими модельными плитами и нагревателями, и отрезается. Время, необходимое для перевода пленки в пластичное состояние устанавливается в зависимосЭ

45 ти от режима нагрева, природы и толщины пленки и задается реле времени.

B пластичном состоянии пленка рамочными захватами 9 накладывается на вакуумируемые модельные плиты 6 и 7 под действием разрежения плотно при50 тягивается к их формообразующей поверхности. Затем краскораспылителями 11 на пленку наносят огнеупорное покрытие, сушка которого осуществляется обогревателями 10 при интенсив- 5S .ной циркуляции горячего воздуха и отсоса продуктов испарения. После сушки покрытия обогреватели 10 выключают, а модельные плиты 6 и 7 подают к соответствующим о 1окам 18 и 19.

После стыкования модельных плит

6 и 7 с опоками 18 и 19 производят засыпку песка из бункеров 27 питателями 28. Уплотнение песка производят с помощью вибраторов, установленных на опоках 18 и 19. При горизонтальной формовке {вариант линии) после разравнивания песка по контрладу и удаления излишка песка контрлад опок

18 и 19 герметизируют защитными экранами 23. Вакуумные полости опок t8 и 19 подключают к вакуумной системе. После упрочнения полуформ под действием разрежения модельные плиты 6 и 7 отключают от вакуумной системы, извлекают из полуформ и возвращают для нового цикла формирования герметизирующего элемента. Устройство 5 перемещают к следующему формовочно-выбивному агрегату 17, и цикл формовки повторяют.

При вертикальной формовке после удаления модельных плит 6 и 7 производят спаривание полуформ путем перемещения опок 18 и 19 в горизонтальной плоскости, а при горизонтальной формовке после удаления модельных плит 6 и 7 опоки 18 и 19 приводом 22 поворачивают таким образом, что плоскость разъема формы принимает вертикальное положение, фиксируют их по заданным координатам и затем производят спаривание. Готовую форму заливают жидким металлом из ковша.

В это время на последующих агрегатах 17 производят изготовление полуформ и формирование герметизирующих элементов. Количество агрегатов 17 должно быть рассчитано таким образом, чтобы к моменту освобождения опок

18 и 19 на первом агрегате 17 агрегат с устройствами для формирования ге метизирующих элементов находился в исходном положении.

После кристаллизации и охлаждения отливки до требуемой температуры (10-15 мин) полуформу с болваном отключают от вакуумной системы и перемещают на позицию формовки. 3 процессе перемещения опоки песок высыпается в устройство 30. Освобожденную от песка опору 19 фиксируют в конечном положении. При горизонтальной формовке опоку 19 поворачивают,на 90

1 до исходного горизонтального положения.

1096033

Другая полуформа в момент удаления полуформы с болваном остается подключенной к вакуумной системе °

Во избежание свободного выпадания

Отливки при удалении песка из Опоки 5 отливку фиксируют захватами 21, полуформу возвращают в исходное положение и отключают опоку от вакуумной системы. Песок высыпается в устройство 30, а отливку тележкой 35 передают на конвейер 34 ° При горизонтальной формовке с контрлада опок 18 и 19 устройством 24 снимают экраны 23, после чего опоки готовы к следующему циклу формообразования.

После просеивания и охлаждения песок поступает в бункеры 27. Просыпанный .песок, скрап и мусор поступают на транспортер и направляются на утилизацию.

Выполнение автоматической линии по модульному принципу, новая компоновка и взаимосвязь элементов (вынесение устройства для формирования герметизирующих элементов на отдельную позицию и воэможность его перемещения относительно формовочных агрегатов, применение стационарной опочной оснастки и индивидуальной пневматической системы пескоподачи, применение устройств для спаривания, разъема и поворота опок) позволяют повысить надежность работы линии и коэффициент использования оборудования, значительно сократить производственные площади и энергетические затраты на транспортировку объектов, расширить технологические возможности применения линии для производства отливок различной номенклатуры при вертикальной и горизонтальной формовках, уменьшить трудоемкость и стоимость проектирования, изготовления, освоения и эксплуатации линии..

Проведена проверка отдельных узлов и агрегатов на опытно-промышленном участке при получении отливок радиато ров, купальных ванн и корпусов реакторов химической аппаратуры.

Предварительный расчет ожидаемого .годового экономического эффекта показывает, что экономия от применения автоматической линии для производства ванн составляет около

500.тыс. руб., а в целом по отрасли около 15 млн. руб. в год.

1096033

1096033

Фиг2

1096033

109бОЗЭ

1096033

Составитель А.Минаев

Техред М.Надь . Корректор И. Эрдейи

Редактор А.Гулько

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3705/6 филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4