кокильный модуль для изготовления железоалюминиевых отливок

Формула изобретения

1. Кокильный модуль для изготовления железоалюминиевых отливок, преимущественно тормозных барабанов, содержащий две полуформы, стержень с размещенным на нем вкладышем и центральную литниковую систему, отличающийся тем, что он снабжен контактирующими с вкладышем толкателями, размещенными в верхней полуформе, и коническими штырями, установленными в нижней полуформе с возможностью перемещения, направляющей плитой со стойками, жестко связанной с нижней полуформой, толкательной плитой со штоками, установленными с возможностью перемещения вдоль центральной оси в отверстиях направляющей плиты, цапфами нижней полуформы, смонтированными на стойках, и цапфами верхней полуформы, закрепленными на ней с возможностью взаимодействия со стойками и перемещения вдоль них, фиксатором перемещения верхней полуформы, фиксатором ее поворота и фиксатором отливки, причем фиксаторы перемещения верхней полуформы установлены на цапфах верхней полуформы с возможностью взаимодействия с цапфами нижней полуформы, фиксаторы поворота верхней полуформы и отливки выполнены в виде рычагов с противовесами и закреплены на общей оси на направляющей плите, а ось цапф нижней полуформы расположена выше центра тяжести обеих полуформ, ось цапф верхней полуформы выше центра тяжести этой полуформы.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что стойки выполнены в виде спаренных колонок, соединенных перекладиной, а фиксатор перемещения верхней полуформы в виде пластины и имеет ограничительный выступ на конце, взаимодействующем с цапфой нижней полуформы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к устройствам для литья железо-алюминиевых отливок, преимущественно тормозных барабанов.

Известно устройство [1] для изготовления биметаллических армированных отливок, содержащее две полуформы, стержень с размещенным на нем вкладышем и центральную литниковую систему.

Указанное техническое решение не обеспечивает высокой производительности, а работа на нем сопряжена с тяжелым физическим трудом, особенно на операциях установки вкладыша, раскрытия полуформ и снятия отливки.

Поставлена техническая задача сокращения рабочего цикла и механизации тяжелых операций при работе на устройстве, что позволит улучшить условия труда и использовать кокильный модуль в многопозиционных полуавтоматах.

На фиг. 1 показан главный вид кокильного модуля, а на фиг.2 вид справа, на фиг.3 и 4 фиксаторы поворота верхней полуформы и отливки, на фиг. 4,5,6 и 7 стадии работы модуля.

Кокильный модуль включает верхнюю 1 (фиг.1) и нижнюю 2 полуформы. Нижняя полуформа жестко связана с направляющей плитой 3, на которой жестко установлены две стойки 4, выполненные в виде спаренных колонок 5 (фиг.2), соединенных перекладиной 6. Между колонками 5 с возможностью перемещения вдоль них расположены две верхние цапфы 7, жестко закрепленные на верхней половине кокиля. Эти цапфы имеют щеки 8, обеспечивающие центрирование верхней и нижней половин кокиля.

Верхняя половина кокиля снабжена толкателями 9 и заливочной чашей 10, расположенной на стояке 11. Чаша используется только при заливке металла.

Параллельно направляющей плите расположена толкательная плита 12, на которой своими нижними частями жестко закреплены штоки 13. Штоки проходят в отверстиях направляющей плиты и в верхней части жестко связаны с кольцом 14. Последнее взаимодействует с верхней половиной кокиля. На верхних цапфах с возможностью вращения установлены фиксаторы верхней полуформы 15, выполненные в виде пластин, имеющих на противоположном от цапф 7 конце ограничительный выступ 16.

В нижней полуформе расположен центральный толкатель 17. Модуль на цапфах 18 нижней полуформы повешен на опорах 19 держателя 20, в качестве которого, например, может использоваться стол карусельной кокильной машины. Внутри собранного под заливку модуля расположен чугунный вкладыш 21, который обливается снаружи жидким силумином (показан на фигурах черным цветом).

Модуль снабжен фиксаторами поворота 22 (фиг.3 и 4) верхней полуформы и отливки 23. Фиксаторы выполнены в виде рычагов, посаженных на общую ось 24, жестко закрепленную на кронштейне 25 направляющей плиты 3. Фиксаторы имеют противовесы 26, обеспечивающие их поворот в исходном положении рычагами в сторону кокиля.

Фиксатор отливки 23 имеет меньшую длину, чем фиксатор поворота верхней полуформы 22. Последний снабжен пазом 27 шириной А, соответствующей толщине захватываемой части верхней пополуформы.

На фигурах показаны также подъемный стол 28, траверса 29, имеющая паз 30.

Кокильный модуль работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 1) собранный под заливку модуль находится в состоянии устойчивого равновесия за счет того, что его центр тяжести находится ниже оси цапф нижней полуформы, на которых подвешен модуль. В таком положении в кокиль заливают расплавленный металл, после чего снимают заливочную чашу 10 и выдерживают модуль до затвердевания отливки. Работа модуля может происходить на одной позиции или в составе многопозиционного полуавтомата, например шестипозиционной карусели.

Применено следующее распределение операций по позициям. На первой позиции производится установка кольца, сборка кокиля, заливка и съем чаши. На второй, третьей и четвертой позициях кристаллизация и охлаждение отливки. На пятой позиции раскрытие кокиля и съем отливки с "болвана", при переходе на шестую позицию производится поворот модуля в горизонтальное положение. На шестой позиции производится удаление отливки из модуля.

На пятой позиции (фиг.5) кокильный модуль располагается между подъемным столом 28 и траверсой 29, при этом стояк 11 заходит в паз 30 траверсы. Раскрытие кокиля и съем отливки с "болвана" осуществляется при рабочем ходе вверх стола 28.

При движении стола вверх он воздействует на толкательную плиту 12, приподнимает весь кокильный модуль до соприкосновения перекладины 6 с траверсой 29. Цапфы 18 при этом приподнимаются над опорами 19, образуя зазор Б. Подъем всего кокильного модуля за верхнюю половину кокиля возможен в результате связанности двух половин кокиля затвердевшей отливкой.

После выбора зазоров между модулем, подъемным столом и траверсой происходит разделение двух половин кокиля. Нижняя полуформа остается на месте, а верхняя вместе с отливкой продолжает движение вверх, при этом толкатели 9 упираются в траверсу и в результате продолжающегося движения верхней половины кокиля происходит съем отливки с "болвана". От падения отливки в нижнюю половину кокиля ее удерживает фиксатор 23, при этом отливка зависает на упомянутом фиксаторе и стояке (фиг.4).

Фиксаторы 22 и 23 (фиг.3) из-за расположения их центров тяжести выше оси 24 стремятся повернуться в сторону отливки. В конце хода стола торец фиксатора 23 (фиг.4) попадает под отливку, удерживая ее от падения, а верхняя полуформа заходит в паз 27 фиксатора 22, что предотвращает ее поворот. Фиксаторы 15 (фиг.2) вертикального перемещения верхней части кокиля приходят в вертикальное положение.

При опускании толкательной плиты 12 (фиг.5) фиксаторы 15 (фиг.2) своими торцами опираются на цапфы 18, удерживая верхнюю полуформу в верхнем положении, а весь модуль опускается, выбирается зазор Б (фиг.5) и цапфы 18 садятся на опоры 19. Модуль при этом находится в неустойчивом состоянии, т.к. центр тяжести раскрытого модуля находится выше оси цапф 18.

Паз 30 выполняет также функцию направляющей, с помощью которой при повороте карусели происходит наклон кокильного модуля от центра вращения карусели, а далее под действием собственного веса модуль опрокидывается в горизонтальное положение. Плавный перевод модуля в горизонтальное положение достигается за счет направляющей (на фиг. не показана).

Для удаления отливки (фиг.6) отводят фиксаторы 22 и 23, которые высвобождают верхнюю половину кокиля и отливку.

В результате верхняя половина поворачивается на цапфах 7 и отливка выпадает из модуля.

Для сборки модуля (фиг.7) верхнюю половину кокиля поворачивают "болваном" вверх, фиксируют ее в этом положении и устанвливают кольцо вставку 21 на "болван", после чего производят обдув половин кокиля. Затем верхнюю половину поворачивают на 90^o "болваном" в сторону рабочей полости, высвобождают фиксаторы 15 верхней полуформы и сдвигают до соприкосновения с нижней половиной. При этом центр тяжести модуля смещается относительно цапф 18 и модуль, поворачиваясь, принимает положение, показанное на фиг.1. На него устанавливается заливочная чаша 10 и производится заливка металла. Направляющая плита со стойками обеспечивает фиксирование нижней половины кокиля по отношению к траверсе при раскрытии модуля.

Толкательная плита со штоками обеспечивает раскрытие половин кокиля и предварительный съем отливки за счет единого рабочего хода снизу вверх одного силового механизма.

Дополнительные цапфы на верхней половине кокиля, взаимодействующие со стойками, обеспечивают продольное и вращательное перемещения верхней половины по отношению к нижней и их взаимное центрирование.

Фиксаторы перемещения верхней половины кокиля обеспечивают удерживание кокиля в раскрытом состоянии при выполнении операций извлечения отливки, установке кольца вставки. Установка фиксатора между цапфами верхней и нижней половин кокиля обеспечивает не только удержание кокиля в раскрытом состоянии, но и поворот верхней половины кокиля вокруг оси цапф. Фиксаторы поворота верхней половины кокиля и отливки обеспечивают удержание верхней половины вместе с отливкой при переводе модуля в горизонтальное положение. Выполнение их в виде рычагов с противовесами является простой и надежно-работающей конструкцией. Расположение оси цапф нижней полуформы выше центра тяжести обеих полуформ обеспечивает устойчивое равновесие модуля в исходном состоянии, а оси цапф верхней половины кокиля выше ее центра тяжести, удаление предварительно снятой отливки с "болвана" верхней половины кокиля, без применения сложных механизмов.

Использование кокильного модуля в составе многопозиционной машины с простым силовым механизмом позволит отказаться от тяжелого физического труда и повысить производительность в 5.7 раз по сравнению с ближайшим аналогом. 2