Способ изготовления группы литейных магнитных стержней разного вида



Способ изготовления группы литейных магнитных стержней разного вида
Способ изготовления группы литейных магнитных стержней разного вида
Способ изготовления группы литейных магнитных стержней разного вида

 


Владельцы патента RU 2424867:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

В формообразующей оснастке (5) размещают электромагнитную систему, содержащую электрическую катушку (1), сердечник (2) и полюсные наконечники (3, 4). Для формирования рабочей поверхности каждого вида стержня используют соответствующую этому виду оснастку (5) с одной унифицированной длиной формообразующей поверхности, равной расстоянию между полюсными наконечниками (3, 4) и превышающей максимальную длину отливки в группе. Рабочую полость между наконечниками заполняют намагничивающимся сыпучим формовочным материалом с образованием слоя. Рабочую полость ограничивают полюсными наконечниками (3, 4) с диаметром не менее диаметра окружности, описанной вокруг некруглого сечения слоя (6) с максимальными размерами в группе. Формовочный материал уплотняют и упрочняют воздействием магнитного поля. Стержень удаляют из оснастки. Один из наконечников (3, 4) выполняют быстросъемным. Размещение полюсных наконечников (3, 4) за пределами слоя формовочного материала (6) и отливки обеспечивает повышение равномерности податливости рабочего слоя стержня. 3 ил.

 

Изобретение относится преимущественно к литейному производству, в частности к способам изготовления литейных стержней из намагничивающихся сыпучих формовочных материалов, упрочняемых воздействием магнитного поля.

Известен способ изготовления литейных магнитных стержней, включающий предварительное размещение с внешней поверхности неразъемной оснастки источника магнитного поля (МП), выполненного заодно с неразъемной оснасткой, охватывающего ее полость с четырех сторон, заполнение полости оснастки намагничивающимся сыпучим формовочным материалом, уплотнение материала вибрацией и его упрочнение воздействием магнитного поля (МП), возбуждаемым названным источником. При этом рабочую поверхность стержня, расположенную с его торца, предварительно формируют вручную без контактирования с оснасткой (авторское свидетельство SU 1369850, М. кл.4 B22С 9/00).

Основные недостатки способа:

- ограниченные технологические возможности и область применения из-за получения стержней только с одной торцовой рабочей поверхностью и необходимости установки его в форму вместе с оснасткой;

- пониженное качество рабочей поверхности получаемого стержня из-за того, что она не формируется оснасткой;

- повышенные энергозатраты на упрочнение намагничивающегося сыпучего формовочного материала из-за значительного поля рассеяния в окружающее пространство.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления литейных магнитных стержней, включающий размещение в полости формообразующей оснастки намагничивающего устройства (НУ) из электрической катушки, сердечника и полюсных наконечников круглого сечения, заполнение образовавшейся между НУ и внутренней формообразующей поверхностью оснастки рабочей полости намагничивающимся сыпучим формовочным материалом с образованием слоя, уплотнение материала, упрочнение его воздействием магнитного поля и удаление стержня из оснастки. При этом круглые полюсные поверхности полюсных наконечников не полностью ограничивают рабочую полость, а образующие поверхности полюсных наконечников покрыты слоем формовочного материала. Диаметры круглых полюсных поверхностей полюсных наконечников выполняют меньше соответствующих внешних диаметров сечения слоя, а сами наконечники размещают в полости отливки. Наличие слоя формовочного материала позволяет извлечь НУ из полости отливки. При изготовлении стержней различного вида и конфигурации рабочей поверхности с отличающимися в заданном диапазоне размерами поперечного сечения, особенно на границе соприкосновения слоя формовочного материала с полюсной поверхностью наконечника, применяют разные, соответствующие каждому виду стержня, намагничивающие устройства и оснастку. Например, для группы отливок типа «гильза», «патрубок», «втулка», «маслота» и т.п., отличающихся друг от друга размерами и конфигурацией внутренней полости, формируемой стержнем, используют стержни различного вида с соответствующей конфигурацией рабочей поверхности, для изготовления которых применяют индивидуальные намагничивающие устройства и оснастку (авторское свидетельство SU 1766584. М. кл.4 B22С 9/00, В22С 9/10).

Основные недостатки способа:

- повышенные затраты времени и средств на подготовку производства и изготовление литейных магнитных стержней из-за необходимости изготовления для каждого вида стержня индивидуального намагничивающего устройства и оснастки;

- неравномерная податливость рабочего слоя стержня вследствие пониженной податливости слоя формовочного материала вокруг полюсного наконечника, то есть части рабочего слоя стержня, из-за меньшей толщины и большей прочности этого участка слоя по сравнению с другими его участками.

Задачей, решаемой изобретением, является снижение затрат времени и средств на изготовление группы литейных магнитных стержней разного вида путем использования универсального НУ и оснастки с одинаковой длиной формообразующей поверхности и повышение равномерности податливости рабочего слоя стержня путем размещения полюсных наконечников за пределами слоя формовочного материала и отливки.

Для решения этой задачи в способе изготовления группы литейных магнитных стержней разного вида, включающем размещение в полости формообразующей оснастки НУ с полюсными наконечниками круглого сечения, заполнение рабочей полости между наконечниками намагничивающимся сыпучим формовочным материалом с образованием слоя, уплотнение материала, упрочнение его воздействием МП и удаление стержня из оснастки, согласно изобретению для формирования рабочей поверхности каждого вида стержня используют соответствующую этому виду оснастку с одной унифицированной длиной формообразующей поверхности, равной расстоянию между полюсными наконечниками и превышающей максимальную длину отливки в группе или с длиной формообразующей поверхности, одинаковой с длиной отливки в группе, и одно универсальное для всех видов стержней НУ. При этом полость ограничивают полюсными наконечниками с диаметром не менее диаметра окружности, описанной вокруг некруглого сечения слоя с максимальными размерами в группе, а по меньшей мере один из них изготавливают быстросъемным.

На фиг.1 изображен литейный магнитный стержень, изготовляемый посредством предложенного способа, в формообразующей оснастке с горизонтальным разъемом перед операцией удаления, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез по линии А-А для шестиугольного сечения слоя формовочного материала; на фиг.3 - то же, поперечный разрез по линии А-А для круглого сечения слоя формовочного материала с диаметром меньше диаметра наконечника.

Предложенный способ изготовления группы литейных магнитных стержней разного вида осуществляется следующим образом.

Для формирования рабочей поверхности каждого вида стержня используют соответствующую этому виду оснастку с одной унифицированной длиной формообразующей поверхности, равной расстоянию между полюсными наконечниками и превышающей максимальную длину отливки в группе, или используют соответствующую этому виду оснастку с длиной формообразующей поверхности, одинаковой с длиной отливки в группе, и одно универсальное для всех видов стержней НУ из электрической катушки, сердечника и полюсных наконечников круглого сечения. Рабочую полость ограничивают полюсными наконечниками с диаметром не менее диаметра окружности, описанной вокруг некруглого сечения слоя с максимальными размерами в группе, а по меньшей мере один из полюсных наконечников изготавливают быстросъемным.

В полости формообразующей оснастки размещают НУ, заполняют рабочую полость между наконечниками намагничивающимся сыпучим формовочным материалом с образованием слоя. Формовочный материал уплотняют и упрочняют воздействием МП. Стержень удаляют из оснастки.

Пример. Пусть необходимо изготовить группу литейных магнитных стержней разного вида для группы отливок типа «гильза», «патрубок», «втулка», «маслота» и т.п., отличающихся друг от друга поперечными и продольными размерами в диапазоне 50 мм и конфигурацией поперечного сечения внутренней полости, формируемой стержнем (круг, квадрат, прямоугольник, шестиугольник разных размеров в этом диапазоне). При этом два стержня шестиугольного и круглого сечения имеют одинаковые максимальные поперечные размеры (по диагонали и диаметру соответственно), но отличаются по длине участка рабочей поверхности слоя формовочного материала, контактирующего с отливкой. Поэтому согласно изобретению диаметр круглого полюсного наконечника выполняют не меньше размера этих диагонали и диаметра окружности, описанной вокруг некруглого сечения слоя с максимальными размерами в группе, а расстояние между полюсными наконечниками выбирают наибольшим в этой группе. НУ рассчитывают для обеспечения возможности изготовления годными выбранных стержней с максимальными размерами. При этом стержни меньших размеров также будут годными. Оба или по меньшей мере один из наконечников должен быть быстросъемным для обеспечения возможности излечения НУ из полости отливки, особенно с малыми поперечными размерами. При этом наконечник является знаковой частью стержня или ее составляющей, например, при изготовлении самой короткой отливки в группе.

НУ, содержащее электрическую катушку 1, сердечник 2, полюсные наконечники 3 и 4, помещают в полости разъемной формообразующей оснастки 5, предназначенной для изготовления стержня, например, при шестиугольном и круглом сечении слоя формовочного материала 6 и имеющей посадочные места для полюсных наконечников круглого сечения. Один из полюсных наконечников, например 4, выполнен быстросъемным путем крепления его к сердечнику одним из известных и применяемых в таких случаях способов и устройств, например винтом 7 с короткой резьбой и большим шагом. В головке винта может быть выполнено глухое отверстие 8 для захватов при перемещении НУ и стержня. Используют соответствующую шестиугольному и круглому сечению слоя формовочного материала 6 оснастку с одной унифицированной длиной формообразующей поверхности, превышающей максимальный продольный размер отливки в группе, или с длиной формообразующей поверхности, одинаковой с длиной отливки в группе и равной расстоянию между полюсными наконечниками 3 и 4. Таким образом, между электрической катушкой 1 НУ, полюсными наконечниками 3, 4 и формообразующей поверхностью оснастки 5 образуется рабочая полость с длиной, превышающей максимальный продольный размер отливки в группе или одинаковой с длиной отливки в группе и равной расстоянию между наконечниками 3 и 4. При этом рабочую полость с торцов ограничивают полюсными наконечниками 3 и 4, одновременно являющимися стенками оснастки 5, что уменьшает габариты последней, ее массу и расход материала на изготовление. Такие протяженность формообразующей поверхности оснастки 5 и расстояние между наконечниками 3 и 4 позволяют расположить наконечники 3 и 4 за пределами отливки и создать более равномерный по толщине и податливости слой формовочного материала 6.

В рабочую полость через отверстия в верхней половине оснастки 5 подают известным образом (пескодувным, засыпкой или другим) необходимую порцию сыпучего намагничивающегося формовочного материала 6 с размерами частиц от 0,1 до 1,0 мм, например дробь литую из низкоуглеродистой стали. При пескодувном заполнении сразу же происходит и уплотнение материала. При другом заполнении материал уплотняют известным образом (вибрацией в течение 10-20 с, встряхиванием 10-20 циклов и т.п.). Порционное заполнение исключает вспомогательную операцию по удалению излишков формовочного материала 6 из засыпных отверстий.

После этого на электрическую катушку 1 подают безопасное электрическое постоянное напряжение до 110 В. Появляющееся МП практически мгновенно намагничивает сердечник 2, полюсные наконечники 3 и 4, формовочный материал 6, частицы которого, сцепляясь между собой, образуют прочную систему. Таким образом формовочный материал 6 упрочняют воздействием МП.

Затем удаляют упрочненный стержень из оснастки 5, разобрав ее. Удаление может осуществляться, например, приспособлением, захваты которого входят в глухие отверстия 8. При необходимости на рабочую поверхность стержня наносят известным образом быстросохнущее противопригарное покрытие и устанавливают в литейную форму. После заливки формы расплавом и затвердевания отливки отключают напряжение, разбирают форму, снимают наконечник 4 и извлекают известным образом НУ из отливки.

По сравнению с прототипом предложенное решение имеет следующие основные преимущества:

- позволяет с помощью одного универсального НУ изготовлять группу литейных стержней разных конфигурации и размеров поперечного сечения и длины (в заданном диапазоне) в соответствующей каждому виду стержня оснастке с одинаковой унифицированной длиной формообразующей поверхности между полюсными наконечниками, что обеспечивает снижение затрат времени и средств на подготовку производства и изготовление этой группы литейных магнитных стержней разных видов;

- повышает равномерность податливости рабочего слоя стержня путем размещения полюсных наконечников в знаковой части стержня (за пределами слоя формовочного материала и отливки).

Способ изготовления группы литейных магнитных стержней разного вида для группы отливок, включающий размещение в полости формообразующей оснастки намагничивающего устройства с полюсными наконечниками круглого сечения, заполнение рабочей полости между наконечниками намагничивающимся сыпучим формовочным материалом с образованием слоя, уплотнение материала, упрочнение его воздействием магнитного поля и удаление стержня из оснастки, отличающийся тем, что для формирования рабочей поверхности каждого вида стержня используют соответствующую этому виду оснастку с одной унифицированной длиной формообразующей поверхности, равной расстоянию между полюсными наконечниками и превышающей максимальную длину отливки в группе, и одно универсальное для всех видов стержней намагничивающее устройство, при этом полость ограничивают полюсными наконечниками с диаметром не менее диаметра окружности, описанной вокруг некруглого сечения стержня с максимальными размерами в группе, а, по меньшей мере, один из них выполняют быстросъемным.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к литейному производству, в частности для изготовления газотурбинных лопаток, элементов камеры сгорания и других изделий ГТД и ГТУ. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам изготовления керамических стержней для отливок охлаждаемых лопаток газотурбинных двигателей и энергетических установок.

Изобретение относится к металлургии

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению сердечника для лопаток, содержащего по меньшей мере одну тонкую зону, имеющую толщину "е", располагающуюся, в частности, на задней кромке лопатки газотурбинного двигателя

Изобретение относится к литейному производству, в частности для изготовления литейного стержня для лопатки газотурбинного двигателя с передней кромкой и задней кромкой

Изобретение относится к литейному производству, в частности получению литейной формы, имеющей стержень, преимущественно в единичном, или в мелкосерийном производстве
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье под давлением металлических деталей с полостями. Стержень изготавливают из материала, представляющего собой смесь водорастворимой соли NaCl с размером зерен от 0,04 до 0,6 мм, связующего в виде жидкого стекла и при необходимости наполнителя, присадок и катализаторов. Смесь формуют пескодувным методом под давлением 6-10 бар и термически отверждают. Стержень имеет прочность на изгиб от 800 до 1500 Н/см2, что обеспечивает сохранение его конфигурации при изготовлении отливок литьем под давлением и повышает качество отливок. 2 н. и 8 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к литейному производству. В литейную форму (1), имеющую нижнюю (5) и верхнюю полуформы (4), сдвигающиеся в направлении друг к другу для смыкания литейной формы (1), устанавливают остающийся в литом колесе (2′) стержень (3). Стержень выполнен с венцом (17) по периметру. Стержень (3) позиционируют в заданном положении в литейной форме (1) посредством по меньшей мере одного элемента (7) позиционирования. Концевой сегмент элемента (7) позиционирования фиксируют с силовым или фрикционным замыканием в расположенном по периметру венце (17) стержня (3). Свободный концевой сегмент элемента (7) позиционирования, отстоящий от расположенного по периметру венца (17) стержня (3), устанавливают на расположенной в рабочем положении преимущественно в горизонтальной плоскости опорной поверхности (8) нижней полуформы (5) с позиционированием стержня под действием силы тяжести. Обеспечивается точное позиционирование стержня в литейной форме при максимально возможной свободе исполнения стержня. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении деталей из легких сплавов методом литья с последующей ковкой. Соляной стержень, полученный изостатическим сжатием, размещают в литейной форме и осуществляют операцию литья. При этом получают деталь предварительной формы, содержащую соляной стержень. Затем упомянутую деталь предварительной формы подвергают ковке вместе с соляным стержнем при давлении в диапазоне от 600 до 700 МПа. Получают деталь окончательной формы, из которой удаляют соляной стержень. В результате обеспечивается упрощение конструкции стержня и повышение точности полученных деталей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх