Способ очистки отливок и устройство для его осуществления

 

Союз Советсммк

Соцналистмческик

Реслублнк

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t«)865514 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.80 (21) 2862540/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 22 D 29/00

Гесударстееиимй кемитет ао делам изебретеиий и еткрмтий

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25.09.81 (53) УДК 621.747..06 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Голдаев (71) Заявитель

Кировский политехнический институт (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТЛИВОК И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электрогидравлической обработке материалов, преимущественно для очистки мелких отливок по выплавляемым моделям от керамики, пригара и остатков формовочной смеси.

Известны различные способы очистки отливок от стержней и остатков формовочных смесей: пневмоударный, виброударный, гидроструйный, дробеструйный, дробеметный (1) .

Однако качество отделения керамической формы при использовании этих способов невысокие, так как керамика удаляется преимущественно с наружной поверхности отливок, Поэтому их окончательная онистка производится, как правило, выщелачиванием.

Но этот способ очистки (выщелачивание— химическое растворение керамической формы) дорогостоящий, малопроизводительный и длительный.

Наиболее. близким к предлагаемому является электрогидравлический (ЭГ) способ очистки, включающий загрузку их в рабочий контейнер «навалом» и очистку разрядами в жидкости. Он обеспечивает возможность удаления высокопрочных стержней из отливок точного литья практически любой сложности (2) .

Однако и в этом случае очистку отливок точного литья осуществляют разрядами в жидкости, энергия которых в импульсе превышает 1,25 — 2 кДж, что является недопустимым для очистки тонкостенных отливок так как они при этом разрушаются.

S Наиболее близким к изобретению является устройство ванного типа для очистки отливок, загружаемых «навалом» в ванну с жидкостью, содержащее емкость с жидкостью, рабочий контейнер, высоковольтный ввод с электродами (3). тО Наличие в устройстве подвижных частей в зоне мощного ЭГ удара значительно усложняет устройство в целом и снижает надежность и долговечность работы его конструктивных элементов.

Кроме того, использование мощных раз1» рядов при очистке литья приводит к деформированию деталей литья, что, следовательно, приводит либо к усложнению окончательной механической обработки, либо к браку.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности работы устройства

20 и повышение качества очистки.

Поставленная цель достигается тем, что отливки загружают «навалом» в контейнер так, чтобы толщина слоя отливок не пре865514

Известная

0,003

Очистка пол ая по всей поверхности

0,25

Предлагаемая

0,06

0,5

0,007

0,32

0,01

0,5

0,08

0,7 вышала 0,5 — 0,6 величины расстояния от электрода до дна контейнера (величина установлена экспериментально) и погружают в емкость, заполненную жидкостью, очистку отливок осуществляют чередующимися и последовательно перемещающимися по 5 площади слоя отливок разрядами между электродами и отливками напряжением 35—

45 кВ, емкости конденсаторов 0,25 — 0,5 мкФ (т. е. при энергии разряда 0,3 — 0,6 кДж), и частоте следования 3 — 5 Гц.

Устройство для осуществления способа 10 очистки литья, состоящее из емкости, заполненной жидкостью, рабочего контейнера, высоковольтных вводов с электродами, содержит неподвижные электроды, расположенные в рабочем контейнере над отливками на высоте 50 — 60 мм на расстоянии между собой 250 — 300 мм и от стенок 120 — 150 мм.

Диаметр и длина электрода, выступающего за торец изоляции ввода, равна соответственно 4 — 5 и 5 — 15 мм.

Линейные параметры предлагаемого устройства для очистки отливок выбраны экспериментально и находятся в прямой зависимости от характеристик качества обработки деталей отливок. При уменьшении отношения величины зазора между электродами к величине зазора от электродов до стенки рабочего контейнера (меньше, чем 2: 1) ухудшается качество обработки за счет снижения степени воздействия (ухудшения условия образования равномерного разрядного импульса). При увеличении (более 2,5: 1) снижается величина воздействующего удар- зп ного импульса (КПД установки) .

При увеличении отношения величины диаметра электрода к длине электрода, выступающего за торец изоляции ввода (более, чем 1: 1), большая величина диаметра электрода. также приводит к снижению КПД уста- зБ новки, а слишком малый диаметр электрода

Диапазон предлагаемых параметров обоснован следующими требованиями к оптипрепятствует образованию достаточно мощного разрядного импульса.

Возможный механизм разрушения разрядами в жидкости керамических стержней, имеющих высокую остаточную прочность может быть представлен следующим образом. Выбивка стержней из отливок осуществляется в основном не только за счет прямого механического действия ударных волн и потоков жидкости, а за счет возникновения в отливках периодических сил растяжения и сжатия, заставляющих вибрировать материал отливок и керамики. Так как их частоты собственных колебаний различны, на границе раздела происходит отслаивание керамики от металла.

Ударные волны, воздействуя на керамику создают в ней напряжения, превышающие предел ее прочности, в результате чего керамика растрескивается, дробится. Двигающийся под действием расширяющегося канала разряда поток жидкости вымывает отколотые куски керамики и совместно с ними оказывает одновременно абразивное воздействие на литейный пригар, производя окончательную очистку детали.

Следовательно, условием максимального эффекта очистки является не повышение энергии разряда вообще, а соответствующий подбор соотношения оптимальных параметров разряда, их чередования и конструктивных элементов устройства для очистки отливок разрядами в жидкости. Этим определяются, в основном, показатели повышения качества и эффективности очистки, а также надежность и долговечность работы устройства в целом.

Пример. Очистка отливок на известной установке 67511 и установке высоковольтной лаборатории Кировского политехнического института, что и представлено в таблице.

Наружная поверхность чистая, остатки керамики на внутренней поверхности мальным условиям разряда и неразрушающему его действию по отношению к материа865514 лу отливок и элементов устройства: при напряжении и емкости соответственно менее

35 кВ и 0,25 мкФ энергия разряда затрачивается в основном на его формирование, т. е. ударный эффект, осуществляющий очистку, будет отсутствовать. При напряжении и емкости более 45 кВ и 0,5 мкФ соответственно возрастает процент деформации, а также в связи с увеличением мощности разряда снижается долговечность и надежность устройства очистки.

На чертеже изображено устройство, об- 10 щий вид.

Устройство для очистки отливок включает расстояния между высоковольтными вводами а до стенок б, до дна в, толщину слоя r оoтTл иHвBоoкK,, в оoд bы t д, диаметр е и длину ж рабочей части электродов, рабочий контей- 1 нер 1 с отливками 2, жидкость 3, высоковольтные вводы 4 с электродами диаметром е, отверстия 5 в дне и стенках рабочего контейнера 1, поддон 6 и дополнительную емкость 7.

Устройство работает следующим образом. 2О

Отливки 2, освобожденные от стояков, загружают «навалом» в рабочий контейнер 1 с заданной толщиной слоя г и помещают в дополнительную емкость 7, заполненную жидкостью 3. Подключают вводы 4 к источнику импульсных разрядов через распределительное коммутирующее устройство и осуществляют очистку отливок 2 разрядами в жидкости 3 между электродами и отливками 2,расположенными в заземленном рабочем контейнере 1. Разрушенная керамика удаляется через отверстия 5, расположенные в дне контейнера 1, в поддон 6.

Предлагаемое устройство испытывалось на Кировском заводе «Красный инструментальщик» при минимальной энергии импульса 0,3 кДж при очистке стальных отливок массой от нескольких десятков грамм до нескольких килограмм и единичной загрузкой в рабочий контейнер (всего 4 контейнера в установке), равной 25 — 30 кг. При этом отливки, изготовленные на основе формовочной жидко-стекольной смеси (Ж(;С), очищались не только от керамики, но и от 40 пригара без разрушения отливок и стенок технологического блока. Толщина стальных стенок рабочего контейнера и дополнительной емкости равнялась 3 мм.

Таким образом, использование предлагаемого способа увеличит в два раза произ- 4 водительность очистки деталей при значительно меньших энергетических затратах.

Кроме того, использование в известном устройстве перемещения над отливками высоковольтных вводов с электродами значительно усложняет конструкцию устройства очистки отливок и снижает надежность длительной их безаварийной работы, поэтому в предлагаемом устройстве электроды выполнены неподвижными, а подвижным является разряд, последовательно осуществляемый поочередно с каждого электрода.

При такой конструкции устройства и частоте следования разрядов не менее 3 — 5 Гц обеспечивается наибольшее приближение к поддерживанию незатухающих колебаний в материалах керамики и отливки, что еще более повышает эффективность очистки отливок при минимальной энергии разряда.

Формула изобретения

1. Способ очистки отливок, включающий загрузку их в рабочий контейнер «навалом» и очистку разрядами в жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы устройства и качества очистки, очистку осуществляют чередованием между собой и последовательным перемещением по отливкам разрядов емкости 0,25 — 0,5 мкФ при напряжении 35—

45 кВ.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее .емкость с жидкостью, рабочий контейнер, высоковольтный ввод с электродами, отличающееся тем, что электроды установлены в рабочем контейнере таким образом, что величина зазора между электродами относится к величине зазора от электродов до стенки рабочего контейнера, как (2: 1) — (2,5: 1), а величина диаметра электрода относится к длине электрода, выступающего за торец изоляции ввода, как (1: 1) — (1: 3) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новое в разрядно-импульсной технологии. Сборник научных трудов, Киев, «Наукова думка», 1979, с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР № 121053, кл. В 22 D 29/00, 1961.

3. Электроразрядная обработка материалов. Под ред. Попилова Л. Я., Л., 1971, с. 225 — 226.

865514

Составитель В. Сазонов

Редактор Т. Киселева Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова

Заказ 7940/19 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и. открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4