Центробежная форма для продольной подпитки отливок
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Р1)М Кп з В 22 D 13/10 с присоединением заявки ¹Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— Опубликовано 2309.82. Бюллетень Мо 35 (53) УДК 621.74. . 042 (088. 8) Дата опубликования описания 23D982 (72) Автор изобретения,л j Q ъt r., "1 А.И.Траченко! ",л ...,„,,, Д Всесоюзный научно-исследовательский и проек но- ; :.Й-.; ",", „;>,:- с технологический институт горного машиностроения- ---=-.:- :---.—.=--(71) Заявитель (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ФОРМА ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ПОДПИТКИ OTJIHBOK Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробе>хному литью. Известна центробежная форма, включающая изложницу, крышку и заливочный желоб. Существенным недостатком такой формы является то, что со стороны внутренней свободной поверхности (в особенности в месте падения струи) образуется усадочная рыхз ота и пористость, в силу чего имеет место низкий коэффициент использования металла из-за отхода металла в стружку в результате снятия дефектного слоя. Известна также центробежная форма, включающая изложницу, центровой стержень и заливочный >хелоб со сливным отверстием со стороны переднего торца Г1j,. Существенным недостатком такой формы является то, что для обеспечения продольной направленной кристаллизации металла отливки необходим сло><ный механизм продольного перемещения желоба относительно формы или формы. относительно желоба. ° Кроме того,. такая центробежная форма применяется только для отливки тонкостенных труб, например канализационных. При перемещении формы и желоба относительно друг друга 5 расплав винтообразными полосами-витками ложится на поверхность формы и немедленно кристаллизуется без какой-. либо дополнительной принудительной подпитки. Для изготовления машиностроительных заготовок деталей с повышенной толщиной стенок применение такой сложной центробежной. формы нецелесообразно. Целью изобретения является разработка центробежной формы, позволяющей обеспечить принудительную подпитку отливки в продольном направлении, повышение коэффициента использования металла и расширение технологических возможностей. Указанная цель достигается тем, что в центробежной форме для продольной подпитки отливок, включающей изложницу, центровой стержень, задний торец которого герметично 25 прикреплен к формоообразующей задней стенке изложницы, и заливочный желоб со стороны переднего торца формы, передний торец стержня образует с формообразующей поверхностью перед30 ней торцовой стенки формы зазор, 959913 величина которого больше величины зазора ме:кду боковыми смежными поверхностями формы и стержня, причем диаметр центрового отверстия передней торцовой стенки меньше диаметра стержня. 5 На фиг.1 изображена центробежная форма в сборе, вертикальный продольно-осевой разрез; на фиг.2 — центробежная форма на финишной стадии заЛивки, вертикальный продольно-осе- 1О вой разрез; на фиг.3 — центробежная форма после окончания заливки, верти кальный продольно-осевой разрез; на фиг.4 — центробежная форма после окончания процесса затвердевания металла, вертикальный .продольно-осевой разрез ° Центробежная форма состоит из изложницы 1, крышки 2 с центровым отверстием 3, передней поперечной перегородки 4 с центровым отверстием 5, центрового стержня 6 и заливочного желоба 7 со сливным отверстием 8. Центровой стержень 6, изложница 1 и поперечная перегородка 4 образуют полость 9 для формирования отливки. Крышка 2 и поперечная перегородка .4 выполняют камеру-,ловушку 10, предназначенную для улавливания-и сбора избыточной доли расплава при переливании из полости формы через центровое отверстие 5.Центровой стержень б может быть целым или состоять иэ керамической, песчаной оболочки 11 и металлического основания 12, причем для уменьшения массы и улучшения вывода газов стержень 6 необходимо выполнять полым, а стенки металлического основания 12 снабдить сквозными отверстиями (не показаны). Задний торец стержня 6 герметич- 40 но закреплен к Формообразующей поверхности 13 поперечной стенки изложницы 1, .передний торец 14 стержня б образует зазор 15 с формообразующей поверхностью 16 поперечной 45 перегородки 4, которая является передней торцовой стенкой формы. Возможен вариант конструктивного исполнения центробежной формы без наличия поперечной перегородки 4, тогда передней торцовой стенкой формы будет служить крышка 2. Величина зазора 17 между боковыми смежными поверхностями формы (или изложницы Ц и,стержня б соответствует толщине стенки отливки с учетом поправки на линейную усадку металла. Величина зазора 15 больше величины зазора 17. В ряде случаев возможны на практике варианты, когда величина зазора 15 будет равна или несколько гленьше величины зазора 17 в силу того, что в процессе заливки в зону зазора 15 иэ сливного отверстия 8 в желобе 7 поступает большая масса расплава, 65 которая вызывает более высокий местный нагрев этой зоны, чем остальной. части Формы, в силу чего в этой зоне металл будет затвердевать в последнюю очЕредь и этим самым подпитывать отливку. Но оптимальным является вариант, когда величина зазора 15 больше величины зазора 17, так как при этом гарантируется необходимая подпитка отливки. Для практических целей можно рекомендовать соотношение, когда величина зазора 15 в 1,01-1,2 раза превышает величину зазора:17. Для обеспечения принудительной подпитки отливки необходимо, чтобы диаметр 18 центрового отверстия 5 был меньше диаметра 19 стержня б, причем соотношение между величинами диаметров 18 и 19 в значительной степени зависит от рода металла и технологических факторов, наприглер температуры заливаемого расплава, линейной и -объемной усадки и т.д. В частности, чем больше коэффициенты линейной и объемной усадки, чем выше температура заливаемого расплава, чем массивнее отливка, тем большим должен быть перепад диаметров 18 и 19. С целью удобства осуществления визуального контроля окончания заливки диаметр 18 центрового отверстия 5 должен быть меньше диаглетра 20 центрового отверстия 3. Фиксирование желоба 7 осуществляют таким образом, чтобы сливное отверстие 8 было расположено против зазора 15, при этом важно выполнять сливное отверстие 8 щелевидным, а между торцами желоба 7 и стержня 6 оставлять зазор 21, Наиболее предпочтительным является конструктивное исполнение, когда длина 22 щели сливного отверстия 8 равна величине зазора 15, но учитывая тот факт, что.при истечении расплава из отверстия 8 имеют место различные возмущающие воздействия (например, вибрации, неравномерность подачи расплава и т.д.), в силу чего струя падает не строго вертикально, а с отклонениями в стороны, то целесообразно выполнять длину 22 отверстия 8 несколько меньше величины зазора 15 (фиг.11. Для условий практики оптимальным соотношением величин размеров сливного отверстия 8 и зазора 15 является вариант, когда длина 22 отверстия 8 равна 0,7-0,9 величины зазора 15. Центробежная Форма >работает следующим о бр аз ом. После установки и закрепления стержня 6, поперечной перегородки 4, крышки 2 и заливочного желоба 7 приводят центробежную форму во вращение с заданной угловой скоростью и осуществI 959913 Формула изобретения Центробежная форма для продольной подпитки отливок, включающая изложницу„ центровой стержень, задний торец которого герметично прикреплен к формообразующей задней стенке изложницы, и заливочный желоб со стороны переднего торца формы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения принудительной продольной подпитки отливок, повышения, выхода годного и расширения технологических возможностей, передний, торец стержня образует с формообразующей поверхностью передней торцовой стенки формы зазор, величина которого больше величины зазора между боковыми смежными поверхностями формы и стержня, причем диаметр центрового отверстия передней торцовой стенки меньше диаметра стержня. ляют заливку, при этом жидкий металл 23 по желобу 7 и сливному отверсгию 8 поступает в полость формы. Из сливного отверстия 8 струя 24 расплава 23 поступает в переднюю часть полости формы (в зону зазора 15), после чего расплав устремляется к задней формообразующей поверхности 13 поперечной стенки изложницы 1, заполняя постепенно всю полость, предназначенную для формирования отливки. Проделывая 10 значительный путь от передней зоны полости формы к задней, расплав охлаждается. На финишной стадии заливки (после заполнения полости под отливку) избыточная доза 25 расплава 15 через центровое отверстие 5 в попео речной герегородке 4 перетекает в камеру-ловушку 10 (фиг.2). При визуальном осуществлении контроля заливки начало момента перелива избыточной дозы 25 расплава через центровое отверстие 5 является сигналом к прекращению дальнейшей заливки. После перелива избыточной дозы 26 Расплава в камеру-ловушку 10 в прибыльной зоне диаметр 27 расплава будет, равен диаметру 18 центрового отверстия 5 в поперечной перегородке 4. Благодаря перепаду диаметра 19 (диаметр 19 равен внутреннему диаметру отливки 28) и диаметра 27 íà расплав отливки 28. воздействует дополнительный кольцеобраэный столб 29 расплава и этим самым обеспечивается принудительная подпитка отливки 28 в процессе затвердевания металла (фиг.3). Так как данная форма обеспечивает продольное направленное затвердевание металла от задней стенки 13 к передней кольцевой прибыльной зоне 15 .и принудительную подпитку, то при этом достигается воэможность получения плотных отливок без наличия усадочных раковин и пористости, 45 Центробежная форма представляет собой простую конструкцию, пригодна для получения отливок слюбой толщиной стенок, в силу чего расширяются, технологические воэможности использования такой формы. После затвердевания металла в отливке 30 образуется небольшой кольцеобразный слой 31 в прибыльной зоне зазора 15, характеризующийся усадочной раковиной и пористостью и подлежащий удалению механической обработки резанием. Однако этот слой 31 составляет незначительную долю центробежной отливки 30 (фиг.4). Предложенная центробежная форма дает возможность уменьшить отходы металла в стружку (повысить коэффициент использования металла) в 1,3-2 раза, обеспечить продольное направленное зазатвердевание металла отливки с принудительной подпиткой и повысить качество отливки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Юдин С.Б. и др. Центробежное литье. M. "Машиностроение", 1972, с.155-157. 959913 Составитель Ю. Яковлев Редактор Л. Гратилло Техред М. Коштура Корректор В. Бутяга Заказ 7099/14 Тираж 852 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,.Москва,Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4
