Способ изготовления испытательных образцов из стержневой и формовочной смесей и устройство для его осуществления

 

д@Р

СОЮЗ COBETCK_#_X

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТО Р " КОМУ С В ИДЕТЕЛ Ь СТВУ (21) 4853120/02 (22) 24,07.90 (46) 07,08.92. Бюл. № 29 (71) Научно-производственное обьединение по технологии тракторного и сельскохозяйственногоо машиностроения (72) С,И,Колтунов, В.К.Кузовков и Э.П.ОрловСкий (56) Просяник Г.В„Бобряков Г.И., Соколова В.А, и др. Изготовление стержней в нагреваемол оснастке. — M,; Машиностроение, 1970, с. 69 — 71, Авторское свидетельство СССР

К 1502157, кл, В 22 С 7/06, 1989.. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ ИЗ СТЕРЖНЕВОЙ

И ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСЕЙ ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению испытательных образцов из стержневой и формовочной смесей для испытаний, Известен способ изготовления стержней и форм, заключающийся в надуве смеси в оснастку с помощью сжатого азота, Известен также способ изготовления стержня, при котором в гнезда стержневого ящика, состоящего из половин, перед надувом в их рабочие полости стержневой смеси устанавливают стержень, предварительно изготовленный в другом стержневом ящике.

Наиболее близкий к 1лэобретению является способ изготовления испытательных образцов из стержневой смеси, заключающийся в заполнении смесью под действием.... Ж „„1752484 А1 (s )s В 22 С 7 /06, 9 /00 (57) Использование: в литейном производстве для определения свойств смесей, Сущность изобретения; после отверждения и формирования оораэца Опытной толщины про водят плоскопараллельный сдвиг образца или неотвержденной смеси, а на базовую плоскость образца во втором случае устанавливают накладку, выполненную из отвержденной испытательной смеси и нагретуюдотемпературы базовой плоскости образца, при этом осуществляют доотверждение образца. Устройство для изготовления отвержденных образцов ñîäåðжит набор пластин, выполненный из взаимно перемещающихся парных пластин, ориентированных с помощью штырей, при этом значение зффе;тивного коэффициента теплопроводности набора пластин находится в пределах 0,5—

0,7 Вт/м х град,2 с, и 3 э,п. ф-лы, 11 ил., 1 табл. сжатого воздуха полости нагретой быстросменной рамки, последующем отверждении смеси и извлечении образца для испытания.

Наиболее близким к изобретению является стержневой ящик, содержащий вставку с рабочей полостью, представлиощей собой набор пластин, установленных с зазором, при этом вентиляционное отверстие выполнено сквозным через корпус и вставку, Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают полчченио достоверных результатов испытаний. Зто обьлсняется тем, что образец отвержда.от в условиях всестороннего нагрева с влиянием торцовы".сторон,,встречных тепловых потоков, при этом распределение температуры по cs1752484

10,0

50 чени|о образца неодинаково, После извлечения образца из оснастки за счет аккумулированного тепла происходит дальнейший рост толщины его отвержденных слоев, поэтому результаты испытания образца на момент его извлечения из оснастки искажаются, Цель изобретения состоит в повышении достоверности результатов испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления испытательных образцов из стержневой и формовочной смесей, включающему заполнение смесью формообразующей полости оснастки, отвер>кдение образца, его извлечение из оснастки и испытания, отверждение образца производят послойно, после чего из оснастки удаляют часть образца, производя ее плоскопараллельный сдвиг, причем из оснастки удаляют отвержденный слой образца или неотвержденную часть образца, а на оставшийся отвержденный слой устанавливают накладку, которую предварительно нагревают до температуры свободной поверхности оставшегося слоя, а дл олее полного приближения к реальному процессу отверждения накладку выполняют из отвержденной испытываемой смеси, Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для изготовления испытательных образцов из стержневой и формовочной смесей, содержащем верхнюю, нижнюю и промежуточную плиты, промежуточная плита с формообразующей полостью выполнена в виде набора разрезных пластин, установленных с возможностью перемещения относительно одна другогл, при этом эффективный коэффициент теплопроводности набора пластин в направлении теплового потока равен 0,5-0,7

Вт/м х град, На фиг, 1 изображено устройство для осуществления способа; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — захват:, на фиг. 4— вид Б на фиг. 3, на фиг, 5 — ограничитель; на фиг. б- вид B на фиг.5; на фиг, 7- накладка; на фиг. 8 — вид Г на фиг, 7; на фиг, 9— устройство в рабочем положении при изготовлении отвержденного слоя образца, продолжительность нагрева которого равна времени отверждения:, на фиг. IO — то же, при изготовлении отвержденного слоя, продолжительность нагрева которого превышает время отверждения; на фиг, 11 график зависимости температуры в образце и пластинах по слоям от времени,Устройство состоит из верхней 1 и нижней 2 нагреваемых плит, между которыми размещен блок 3 парных разрезных пластин толщиной 3 мм, ориентированных с помощью штырей 4 (фиг. 1 и 2), Штыри закреплены на рамке 5. Нагреваемые плиты с блоком пластин размещены на стойке б, установленной на опоре 7. Б блоке пластин выполнена формообразующая полость, в которой отверждают испытательный образец. В верхней плите 1 выполнено вдувное отверстие диаметром 15 мм, Устройство снабжено захватом 8 (фиг, 3 и 4) и îrpBHIn÷èтелем 10 (фиг. 5 и Ь), имеющими регулируемые по высоте упоры 9 и 11, При этом

MeNocGEIbie расстояния I i/поров 9 и I 1 N штырей 4 одинаковы по величине. В комплект устройства входит накладка 12 (фиг, 7 и 8), выполненная из отвержденной испытываемo n смеси.

Устройство работает следующим образом.

Нагретую нлжнюю плиту 2 размещают на стойке 6 и опоре 7 (фиг, 9), На плиту 2 устанавливают ненагретый блок 3 пластин, размещенный на рамке 5 и ориентированIbiA по штырям 4, При этом рамка 5 со штырями 4 под действием собственного веса перемещается вниз и располагается на опоре 7, тем самым штыри 4 выходят из огверстил блока 3 пластин и пластины становятся свободными для сдвига, На блок 3 пластин по направляющим стойки 6 устанавливают нагретую или ненагретую верхнюю плиту 1.

Злементы устрой ва фиксируют при>катием сверху пескс,:., вным приспособлением, Под действием c...àòîãî воздуха с давлением 520+52 кПа из пескодувного приспособпения через вдувное отверстие верхней плиты 1 производят заполнение формообразующей полости испытываемой смесью, В момент надува фиксируют время начала процесса отверждения слоев, После надува пескодувное приспособление отделяют и устройство освобождают от фиксации, С одной стороны в отверстия блока 3 пластин сверху устанавливают ограничитель 10, Упоры 11 предварительно выставляют на высоту оставляемых пластин, С противополо>кной сторон ы в отверстия блока 3 пластин устанавливают снизу захват 8, Упоры 9 захвата 8 предварительно выставляют на высоту удаляемых пластлн, По истечении времени формирования отвержденного испытательного слоя с помощью захвата 8 производят плоскопараллельный сдвиг пластин с отвержденным слоем до полного искл.очения контакта с неотвержденной частью образца, При этом oiранлчитель 10, упираясь в торец верхней плиты 1, устраняет перемещение оставшихся пластин, Удаленные пластины разъединяют и отвержденный слой извлекают для проведения испытаний, например, определения

1752484

20

40

50 прочности при растяжении, влажности, газотворнасти.

При изготовлении отвержденного слоя, продолжительность нагрева которого превышает время отверждения, после заполнения испытываемой смесью формообразующей полости в отверстия блока 3 пластин с одной стороны снизу устанавливают ограничитель

10 (фиг, 10). Упоры 11 ограничителя 10 пред варительно выставляют по высоте оставляемого для нагрева слоя. С противоположной стороны в отверстия блока 3 пластин сверху устанавливают захват 8. Упоры 9 захвата 8 предварительно выставляют по высоте удаляемых пластин, Па истечении времени форми.рования отверждеинаго слоя с помощью захвата 8 производят пласкопараллельный сдвиг пластин с иеотвер>кдеинай частью образца до полного исключения контакта с отвержденным слоем, При этом верхнюю плиту

1 поддер>кивают, а после окончания сдвига отделоо.ют от устройства, или отделяют непосредственно перед сдвигом, Ограничи тель 10, упираясь в торец нижней плиты 2, устраняет перемещение пластин с атверждеииым слоем при сдвиге. На свободную поверхность оставшегося атвержденнаго слоя устанавливают накладку 12, предварительно нагретую до температуры свободной поверхности оставшегося слоя, Ограничитель 10 отделяют от устройства. Захват 8 устанавлива от в отверстия пластин с остав шимся слоем образца, По истечении заданнога времени нагрева накладку.12 удаляют., а с помощью захвата 8 производят плоскопараллельный сдвиг пластин до исключения контакта с нижней плитой, Пластины разьединяют и отвержденный слой извлекают для проведения испытаний, До начала изготавления предварительно определяют продал>кительность формирования отвержденного слоя с помощью щупа; периодически внедряя его в образец в процессе отверждения до упора в отвержденный слой, Работа с устройством может производиться на лабораторной пескодувной машине или других аналогичных машинах, Для устранения деформаций и трещин в отверждениам слое при сдвиге иа контактирующие со слоем плоскости плит 1 и 2 наносят разделительное покрытие, например, КЭ 60-09. При этом сдвиг производится вручную без заметных усилий.

Эффективные коэффициенты теплоправодности набора пластин и испытываемой смеси в направлении теплового потока равны и находятся в пределах 0,5-0,7 Вт/м х град. Значение по сравнению с данными таблицы незначительна расширены с учетом влияния состава смеси (данные таблицы получены экспериментальным путем), Экспериментально доказано (фиг. 11), что различие температуры по слоям в смеси и пластинах устройства во времени не превышает 10%, что позволяет получать достаточно достоверные результаты испытаний.

Выравнивание эффективных коэффициентов теплапроводности блока пластин и смеси позволяет реализовать плоскопараллельный характер отверждения, что устраняет влияние торцовых сторон, встречных тепловых потоков. Распределение температуры па сечению образца становится одинаковым. Осуществляя пласкопараллельный сдвиг отвержденного слоя образца, устраняют влияние вышележащих слоев на результаты испытаний. Нагрев отвержденнога слоя после сдвига неотвержденной части образца позволяет изготовить для испытаний атвержденный слой, время нагрева которога превышает время отверждения, и сохранить при этом условия реального процесса отверждения. Все это обеспечивает повышение достоверности результатов.

Приращение прочности изготовленных отверждеиных слоев образца от момента сдвига да разрушения при испытаниях не превышает 3% по сравнению с истинным значением, чта позволяет достаточно достоверно оценивать качество стержней и форм.

Использование предлагаемого способа изготовления испытательных образцов из стержневой и формовочной смесей и устройства позволяет по сравнению с существующими более полно приблизить к реальному процессу отверждения, исключить влияние вышележащих слоев неотвержден ной смеси после извлечения отвержденного слоя на результаты его испытаний, изготавливать отвержденный слой образца с превышением продолжительности нагрева над временем отверждения, и тем самым повысить достоверность результатов испытаний.

Формула изобретения

1. Способ изготовления испытательных образцов из стержневой и формовочной смесей, включающий заполнение смесью формообразующей полости оснастки, отверждеиие образца, его извлечение из оснасткиииспытания, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, отверждение образца производят послойно, после чего из оснастки удаляют часть образца, производя ее плоскопараллельный сдвиг.

2, Способ по и, 1, отл и ч а ю щи и с я тем, чта из сснастки удаляют отвержденный слой образца, 1752484 ици но

О, О, 3, Способ поп. 1, отличающийся тем, что из оснастки удаляют неотвержденную часть образца, а на оставшейся отвержденный слой устанавливают накладку, которую предварительно нагревают до температуры GBOбодной поверхности оставшегося слоя.

4. Способ по п.3, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью более полного приближения к реальному процессу отверждения, наKëàäêó выполняют из отвержденной испытываемой смеси.

5, Устройство для изготовления испытательных образцов из стержневой и формовочной смесей, содержащае верхнюю, нижнюю и промежуточную плиту, а в промежуточной плите выполнена формообразующая полость, отличающееся тем,что,с

5 целью повышения достоверности результатов испытаний, промежуточная плита выполнена в виде набора разрезных пластин, установленных с возможностью перемещения относительно одна другой, при этом эф10 фективный коэффициент теплопроводности набора пластин в направлении теплового потока равен 0,5-0,7 Вт/м х град, 1752484

А-А

1752484

1752484

100

180

f70

100

10

15 70 45 б0 75 _#_ 105 Я 135 150 б5 В0

Юрская

-. <Рог 11

Редактор Н.Рогулич

Заказ 2719 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

fg г

1Я

110

- 100

Составитель С.Колтунов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий