Устройство для получения отливки направленной кристаллизацией

 

Изобретение относится к устройствам для получения отливки направленной кристаллизацией способом литья в керамические оболочковые формы. Задача изобретения - создание возможности одновременного введения всех технологических операций. Для этого на подъемно-поворотном столе смонтированы приспособления для установки и фиксации литейных форм, образующие совместно с последовательно расположенными вакуумируемым корпусом с охватывающим его плавильным индуктором и индукторами для подогрева прибыльной части форм позиции заливки и кристаллизации форм, а между ними расположена позиция выгрузки-загрузки. Вакуумная система корпуса и индукторы сблокированы с механизмами поворота и подъема стола для одновременного включения в работу индукторов и вакуумной системы. При нижнем положении стола производят поворот стола на одну позицию, далее стол поднимают и ведут одновременно все необходимые операции, после чего стол опускают и цикл повторяется. Количество позиций кристаллизации выбирают в зависимости от времени ее проведения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок в оболочковых керамических формах способом плавки и направленной кристаллизации.

Известно устройство для получения отливки в керамической форме направленной кристаллизацией, содержащее закрепленные на позиции заливки корпус, открываемый снизу, соединенный с вакуумной системой и охватываемый плавильным индуктором, а на позиции кристаллизации индуктор для подогрева прибыльной части формы, а также позицию выгрузки-загрузки, механизмы регулирования положения индукторов относительно формы, установленное под индуктором вертикально подвижное приспособление для размещения и фиксации формы и механизм подъема приспособления (см. например, авт. свид. СССР N 1631826, кл. B 22 D 27/04, 1989).

Данное устройство является наиболее близким аналогом к изобретению. Производительность обусловлена расположением всех элементов устройства на позиции выгрузки-загрузки и поочередным включением их в процесс получения отливки.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении возможности одновременного введения в работу всех позиций устройства. Получаемый при этом технический результат сводится к разделению технологического времени по позициям устройства на одинаковые временные (цикловые) промежутки времени. Это устранит разницу во времени проведения смежных операций, простой и холостую работу на отдельных позициях устройства.

Поставленная задача во всех случаях использования изобретения достигнута тем, что устройство, содержащее закрепленные на позиции заливки корпус, открываемый снизу, соединенный с вакуумной системой и охватываемый плавильным индуктором, а на позиции кристаллизации индуктор для подогрева прибыльной части формы, а также позицию выгрузки-загрузки, механизмы регулирования положения индукторов относительно формы, установленное род индуктором вертикально-подвижное приспособление для размещения и фиксации формы и механизм подъема приспособления, снабжено системой транспортировки формы, выполненной в виде поворотного стола, кинематически связанного с механизмом подъема и дополнительно, по крайней мере двумя, приспособлениями; позиции заливки, кристаллизации и выгрузки-загрузки расположены последовательно, а приспособления равномерно на столе, при этом индукторы, вакуумная система и механизм подъема сблокированы с возможностью одновременного включения индукторов и вакуумной системы.

В частных случаях изобретения устройство может быть снабжено общим для индукторов блоком конденсаторов, соединенным с ними в единый контур.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А по фиг. 2; на фиг. 4 разрез Б-Б по фиг. 2; на фиг. 5 разрез В-В по фиг. 2; на фиг. 6 индукционная схема; на фиг.7 схема блокировки.

Устройство содержит подъемно-поворотный стол 1 шагового кругового перемещения с равнорасположенным на нем в количестве не менее трех крышками 2, конструктивно одинаковыми и охлаждаемыми. (В конкретном примере выполнения показано четыре крышки). На крышках 2 закреплены одинаковые водоохлаждаемые приспособления 3 6 для размещения и фиксации на них литейных керамических форм 7 с прибыльной частью 8 и полостью 9 над ней для шихтовой заготовки 10. Каждое приспособление 3 6 закреплено на крышке 2, которая соединена самоустанавливающимися элементами 11 с поворотным столом 1. Приспособление 3 в конкретном примере выполнения устройства предназначено для приема на поворотный стол 1 подготовленной к началу процесса литейной формы 7 на место предварительно удаленной с него залитой литейной формы 7, прошедшей все операции процесса. Приспособление 4 для литейной формы 7 при ее вакуумировании, расплавлении шихтовой заготовки 10 и заливки, а смежные приспособления 5 и 6 для направленной кристаллизации при подогреве прибыльной части 8. Над столом 1 стационарно размещен герметичный, открываемый снизу корпус 12, в полости которого расположено приспособление 4, при этом нижняя часть корпуса 12 выполнена с водоохлаждением 13, соединена с патрубком 14 вакуумной системой (на фиг. не показана) и герметично состыкована с одной из крышек 2, а верхняя часть корпуса 12 выполнена из электроизоляционного визуально-прозрачного материала, например, кварцевого стекла 15. Верхнюю часть корпуса 12 охватывает плавильный индуктор 16, имеющий механизм 17 регулирования его положения относительно литейной формы 7. Над приспособлениями 5 и 6 расположены охватывающие прибыльные части 8 индукторы 18 для подогрева последних, имеющие механизмы 19 регулирования их положения. В общем случае количество индукторов 18 для подогрева прибыльной части 8 пропорционально времени кристаллизации отливки и обратно пропорционально времени расплавления шихтовой заготовки 10. Это правило определяет количество крышек 2 на столе 1 и соответственно количество приспособлений для размещения и фиксации литейных форм 7. Индукторы 16, 18 имеют общий блок конденсаторов 20 и составляют единый контур, а индуктор 16 и вакуумная система выполнены с возможностью одновременного включения в процесс от подъемного механизма 21 и механизма 22 поворота стола 1 посредством конечного выключателя 23, 24.

Установленный стационарно штырь 25 и закрепленные на столе 1 втулки 26 обеспечивают механическую блокировку поворота стола, а срабатывание конечных выключателей 23, 24 фиксирует верхнее и нижнее положение стола. Управление и контроль осуществляют посредством пульта 27. Поворотный стол 1 с приспособлениями 3 6 и индукторы 16, 18 образуют позиции 28-30 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В определенный момент времени на каждом из приспособлений 3 6 расположена литейная форма 7, проходящая через ту или иную операцию, связанную с получением отливки, а стол 1 поднят в верхнее положение и неподвижен. При этом на приспособлении 3 проводят замену литейной формы 7, прошедшей все операции процесса, другой, подготовленной к проведению процесса. В это время на следующем приспособлении 4 в корпусе 12 ведут одновременно вакуумирование ранее загруженной формы 7, расплавление шихтовой заготовки 10 индуктором 16 и заполнение ее расплавом формы 7. В это ж время на приспособлениях 5 и 6 ведут индукционный подогрев прибыльной части 8 и направленную кристаллизацию. По завершении операций на всех приспособлениях 3 6 при указанном расположении элементов стол 1 опускают вниз и поворачивают приводом 22 на угол, кратный числу приспособлений и крышек 2 на нем. В результате ранее загруженная на приспособлении 3 литейная форма 7 перемещается под корпус 12, предыдущая, находившаяся на приспособлении 4 в первый из индукторов 17, следующая перед ней, совместно с приспособлением 5 во второй индуктор 18, а бывшая в нем на приспособлении 6 залитая форма 7 на удаление из устройства. Далее стол 1 поднимают и цикл повторяется.

В результате одновременного проведения вакуумирования и нагрева заготовки максимально сокращается время проведения технологической операции на одной позиции, а также общее количестве позиций установки, увеличивается рациональный коэффициент загрузки всех механизмов, ликвидируются простои. Введение поворотно-подъемного устройства сокращает транспортное время, ликвидирует ручной труд и повышает степень автоматизации установки. Совокупные признаки повышают производительность установки, сокращают ее стоимость, занимаемую площадь, вредное воздействие на обслуживающий персонал.

Формула изобретения

1. Устройство для получения отливки направленной кристаллизацией, содержащее поворотный стол с равномерно расположенными на нем приспособлениями для размещения и фиксации литейной формы, плавильный индуктор на позиции заливки, и нагреватель прибыльной части литейной формы на позиции кристаллизации, а также позицию загрузки-выгрузки, последовательно расположенную с позициями заливки и кристаллизации, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом подъема поворотного стола, корпусом, открываемым снизу, установленным на позиции заливки, вакуумной системой, соединенной с корпусом, при этом корпус установлен с возможностью контакта с приспособлениями для размещения и фиксации литейной формы и расположения внутри плавильного индуктора, а нагреватель прибыльной части литейной формы выполнен в виде по меньшей мере одного индуктора нагрева, охватывающего литейную форму и снабженного механизмом вертикального регулирования его положения, причем индукторы сблокированы с вакуумной системой и механизмом подъема поворотного стола.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено общим для индукторов блоком конденсаторов, соединенным с ним в единый контур.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7