устройство для формирования элементов литниковых систем в верхних полуформах

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ В ВЕРХНИХ ПОЛУФОРМАХ, содержащее режущий инструмент с приводом, отличающееся тем, что режущий инструмент представляет собой фрезу, выполненную в виде двух конусообразных лепестков, закрепленных на общем основании, имеющем скосы с режущей кромкой в вершине, полученной пересечением поверхностей, образующих лепестки, с поверхностью на вершине лепестка, наклонной в двух направлениях относительно горизонтали, при этом конус лепестков в верхней части имеет диаметр меньше диаметра стояка, а в нижней - больше его.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения литниковых систем в песчаных формах.

Известно устройство для формирования литниковой чаши в литейной форме, содержащее конусообразный корпус, имеющий диаметрально противоположные продольные пазы, в которых установлены перпендикулярно друг другу режущие и гладящие элементы, при этом один из концов каждого гладящего элемента шарнирно закреплен у вершины конусообразного корпуса, кроме того, устройство содержит двуплечие рычаги, шарнирно связанные с основанием конусообразного корпуса, причем одно плечо каждого рычага размещено под свободным концом одного из гладящих элементов, а другое взаимодействует с поверхностью литейной формы.

Вследствие того, что гладящие элементы указанного устройства закреплены шарнирно в вершине конусообразного корпуса и не выступают за пределы кромок режущего элемента, при работе устройства заглаживание и допрессовывание образуемой воронки производится у ее основания. При этом двуплечие рычаги, взаимодействуя с поверхностью литейной формы, не дают достаточно полно разжиматься гладящим элементам и поэтому поверхность воронки уплотняется неравномерно, неопределенно и имеет слабую твердость у ее вершины.

Кроме того, устройство предопределяет фрезерование всего объема уплотненной смеси, занимаемого литниковой чашей, что в свою очередь ведет к интенсивному износу режущих элементов и изменению их геометрических размеров, что непозволительно для элементов литниковых систем.

Известно также устройство для формирования литниковой чаши в литейной форме, содержащее гладящие элементы, приводной корпус, на котором закреплены у вершины режущие элементы, а у основания - шарнирно двуплечие рычаги, стакан, установленный на корпусе с возможностью осевого перемещения по нему, и грузами, закрепленными на одном из плечей каждого двуплечего рычага, при этом другое плечо каждого рычага размещено в пазу, выполненном на внутренней поверхности гладящего элемента.

Это устройство также предопределяет фрезерование всего объема уплотненной смеси, занимаемого литниковой чашей, со всеми вытекающими последствиями. Во-вторых, увеличивается цикл получения литниковой чаши, т. к. операции по вырезанию и выглаживанию смеси осуществляются последовательно, что непозволительно на автоматических линиях. В третьих, устройство конструктивно весьма сложно и не достигает равномерного доуплотнения и заглаживания смеси в силу того, что гладящие элементы расходятся под действием одинаковых центробежных сил, в то время как степень уплотнения зависит от состава и свойств смеси, дозировки и т. д.

Наиболее близким решением по технической сущности, т. е. прототипом, является устройство для получения полостей, содержащее металлическую пластину, продольное сечение которой соответствует требуемой конфигурации полости, а в поперечном сечении имеет переднюю и заднюю рабочие поверхности, на пересечении которых образована режущая кромка. Задняя рабочая поверхность состоит из уплотняющей и калибрующей рабочих поверхностей. При этом при поступательном движении в направлении формы и во время вращения режущая кромка срезает слой формы по радиусу резания, а задние рабочие поверхности заглаживают и упрочняют поверхности полости формы.

Недостатком является то, что устройство предполагает фрезерование всего объема смеси, невосполнимый износ устройства с искажением геометрических размеров его и полостей формы, и как следствие - минимальная стойкость устройства. Кроме того, режущей системой смеси является не режущая кромка, а режущая кромка совместно с уплотняющей и калибрующей поверхностями. Поэтому устройство не может производить ни срезания, ни уплотнения полости формы, а происходит вырывание смеси, ухудшая качество полости.

Цель изобретения - повышение качества литниковых систем в области перемычки из формовочной смеси, образованной между полостями литниковой воронки и стояка, и увеличение срока службы устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для формирования элементов литниковых систем режущий инструмент представляет собой фрезу, выполненную в виде двух конусообразных лепестков, закрепленных на общем основании, имеющем скосы, с режущей кромкой в вершине, полученной пересечением вертикальных поверхностей, образующих лепестки, с поверхностью на вершине лепестка, наклоненной в двух направлениях относительно горизонтали, при этом конус лепестков в верхней части имеет диаметр несколько меньший диаметра стояка, а в нижней части - несколько больший.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что устройство для формирования элементов литниковых систем в верхних полуформах отличается конструкцией режущего инструмента, представляющего собой фрезу, выполненную в виде двух конусообразных лепестков, закрепленных на общем основании, имеющем скосы, при этом конус лепестков в верхней части имеет диаметр несколько меньше диаметра стояка, а в нижней - несколько больше, и режущей кромкой является вершина лепестков, полученная пересечением поверхностей, образующих лепестки, - вертикальных и горизонтальной, наклоненной в двух направлениях относительно горизонтали.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в области устройств для формирования элементов литниковых систем в верхних полуформах не позволил выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 4.

Устройство содержит фрезу 1, гидродвигатель 2, цилиндр 3 перемещения.

Фреза 1 состоит из двух лепестков 4 (фиг. 2), находящихся на общем основании 5 со скосами И (фиг. 3), при этом каждый лепесток имеет вершину режущей кромки 6 (фиг. 2), полученную пересечением поверхностей Д, Е, Ж с поверхностью К, наклоненной в двух направлениях относительно горизонтали. Лепестки, имеющие с наружной стороны Д уплотняющие Д1 (фиг. 4) и калибрующие Д2 поверхности, выполнены конусообразными, при этом для предотвращения образования уступа смеси в стояке конус лепестков в верхней части имеет диаметр несколько меньший диаметра стояка, а в нижней - несколько больший.

Устройство работает следующим образом.

Верхняя полуформа 7 с отпечатками, полученными при прессовании от моделей литниковой воронки 8 и стояка 9, подается на позицию удаления песчаной перемычки 10 между ними. С помощью цилиндра 3 фреза 1, приводимая во вращение в сторону вершин режущих кромок, подается на верхнюю полуформу. Вершина режущей кромки 6 срезает слой смеси по линии радиуса резания R_рез. (см. фиг. 4), несколько меньшему 1/2 диаметра стояка, что предупреждает образованию уступа смеси в стояке. При дальнейшем движении фрезы в силу конусообразной формы наружных рабочих поверхностей лепестков поверхностью Д1 производится уплотнение, а поверхностью Д2 - заглаживание полости литниковой системы. Срезанная смесь в силу тяжести отводится вниз, а наличие на основании 5 скосов И препятствует ее зависанию и забиванию лепестков.

В связи с тем, что исключено фрезерование всего объема смеси в перемычке 10, износ инструмента (фрезы) минимален.

Осуществление последовательно срезания, уплотнения и доглаживания обеспечивает высокое качество литниковых систем. Угол наклона наружных поверхностей Д1 и Д2 должен обеспечивать плавный переход поверхностей литниковой воронки и стояка и практически составляет 1^o20"-1^o30".

Углы и наклона поверхности К опытным путем подобраны в пределах 23-27^о, что обеспечивает самозатачиваемость режущей кромки 6 и, как следствие, резкое увеличение срока службы инструмента. При меньших углах наклона наблюдался интенсивный износ вершины режущей кромки. При углах наклона более 27^о положительного эффекта не достигнуто. Известным устройством для получения полостей в литейном цехе производственного объединения "Уралвагонзавод" получали 400-600 годных полуформ, а предлагаемым устpойством - 25,0-30,0 тысяч полуформ, т. е. более чем в 50 раз. (56) Авторское свидетельство СССР N 478669, кл. В 22 С 23/00, 1976.