Изобретение относится к литейному производству, преимущественно для получения отливок направленной кристаллизацией в вакууме, и может быть использовано для изготовления отливок методом литья по выплавляемым моделям. The invention relates to foundry, mainly for producing castings directed by crystallization in vacuum, and can be used for the manufacture of castings by investment casting.
Целью изобретения является повышение производительности и качества, снижение энергозатрат на единицу литья, упрощение и повышение надежности установки за счет уменьшения числа перестановок литейных форм, связанных с их нагревом-остыванием. The aim of the invention is to increase productivity and quality, reduce energy consumption per casting unit, simplify and increase the reliability of the installation by reducing the number of permutations of molds associated with their heating-cooling.
На фиг.1 изображена вакуумная камера, продольный разрез; на фиг.2 то же, вид в плане; на фиг.3 разрез в плоскости шлюзовой камеры. Figure 1 shows a vacuum chamber, a longitudinal section; figure 2 is the same, plan view; figure 3 is a section in the plane of the lock chamber.
Установка содержит вакуумную горизонтальную камеру 1, механизм 2 вертикального перемещения форм, механизм 3 периодического поворота секции направляющей, электропечь 4 подогрева форм с проемом и дверцей 5, откатную стенку 6, электропечь 7 нагрева форм до рабочей температуры с проемом и дверцей 8, плавильно-заливочное устройство 9 с механизмом загрузки шихты (на чертежах не показан), платформу 11 с приводами горизонтального 12 и вертикального 13 перемещений и установленными на ней емкостью 14 для жидкометаллического охладителя и емкостью для поврежденных форм (на чертежах не показана), неподвижные секции 16 и поворотную секцию 17 направляющих для кареток 18 с подвесками 19 форм, несущий вал 20, рычаг 21, шток 22 и поворотный цилиндр 23. Шлюзовая камера 24 с направляющими 25 для кареток, вакуумным затвором 26 и вакуумной дверцей 27. По оси шлюза расположено поворотное погрузо-разгрузочное устройство 28 в виде взаимно перпендикулярных направляющих. The installation contains a horizontal vacuum chamber 1, a mechanism 2 for vertical movement of the molds, a mechanism 3 for periodic rotation of the guide section, an electric furnace 4 for heating the molds with the opening and the door 5, a sliding wall 6, an electric furnace 7 for heating the molds to the working temperature with the opening and the door 8, melting and casting a device 9 with a charge loading mechanism (not shown in the drawings), a platform 11 with horizontal drives 12 and vertical 13 movements and mounted on it with a capacity 14 for liquid metal cooler and a capacity for damage of the expected forms (not shown in the drawings), fixed sections 16 and a rotary section 17 of the guides for carriages 18 with suspensions 19 shapes, a bearing shaft 20, a lever 21, a rod 22 and a rotary cylinder 23. Airlock 24 with guides 25 for carriages, with a vacuum shutter 26 and a vacuum door 27. A rotary loading and unloading device 28 is arranged along the axis of the lock in the form of mutually perpendicular guides.
Работа установки начинается с создания в камере 1 разрежения при закрытом затворе 26. Затем включают на нагрев печи 4 и 7. Три каретки 18 последовательно загружают в направляющие поворотного устройства 28 и на них навешивают подвески 19 с формами. Осуществляют поворот устройства 28 так, чтобы его направляющая с кареткой оказалась в плоскости шлюзовой камеры 24, и загружают литейные формы по направляющим 25 в шлюзовую камеру 24. Закрывают дверцу 27 и вакуумируют шлюз. При достижении необходимого разрежения открывают затвор 26 и совмещают поворотную секцию 17 с направляющей 25 при помощи рычага 21, штока 22 и поворотного цилиндра 23. Затем открывают дверцу 5 печи 4 подогрева форм и перемещают каретку 18 с формами из шлюзовой камеры 24 в вакуумную камеру 1 на поворотную секцию 17, которую затем поворачивают на угол 90о при помощи механизма 3, и формы вводят в печь 4, закрывая дверцу 5. Закрывают затвор 26 и осуществляют напуск воздуха в шлюзовую камеру 24. Открывают дверцу 27, поворачивают устройство 28 и той направляющей к шлюзу, на которой имеется очередная каретка с формами, и повторяют уже известные операции по загрузке шлюза литейными формами и его вакуумированию. По достижении в печи 4 заданной температуры дверцу 5 и дверцу 8 открывают и подогретые формы перемещают из печи 4 в печь 7. Закрывают дверцу 8, поворачивают секцию 17 на угол 90о, открывают вакуумный затвор 26 и повторяют уже известные операции по доставке форм из шлюза в печь 4. Загружают шихту в плавильное устройство 9 и расплавляют металл. Перемещают платформу 11 так, чтобы емкость для поврежденных форм заняла положение под литейными формами. Производят заливку металла, делают выдержку и перемещают платформу 11 так, чтобы под залитым металлом формами оказалась емкость 14 с жидкометаллическим охладителем. Посредством привода 13 поднимают емкость 14 до устранения зазора между ней и печью 7. Затем механизмом 2 опускают залитые формы с заданной скоростью в охладитель. Печь 7 временно отключают и на большой скорости поднимают закристаллизовавшиеся отливки в ее пространство, открывая одновременно дверцу 8. Каретку с формами перемещают на поворотную секцию 17, которую тут же поворачивают на 90о и перемещают в камеру 24 по направляющим 25. Дверцу 5 открывают, поворачивают секцию 17, и подогретые формы из печи 4 загружают в печь 7. Дверцы 8 и 5 закрывают. Печь 4 временно отключают для снижения температуры перед загрузкой холодных форм. Вакуумный затвор 26 закрывает в шлюз воздух, открывают дверцу 27 и перемещают каретку с горячими отливками из шлюза на свободную (от предыдущей загрузки) направляющую устройства 28. Устройство 28 поворачивают так, что очередная направляющая с литейными формами оказывается против шлюза. Каретку с формами перемещают в шлюзовую камеру и далее процесс повторяется.The installation starts with creating a vacuum in the chamber 1 with the shutter 26 closed. Then, the furnaces 4 and 7 are turned on for heating. Three carriages 18 are sequentially loaded into the guides of the rotary device 28 and the suspensions 19 are hung on them. Rotate the device 28 so that its guide with the carriage is in the plane of the lock chamber 24, and load the molds along the guides 25 in the lock chamber 24. Close the door 27 and vacuum the lock. Upon reaching the required vacuum, the shutter 26 is opened and the rotary section 17 is combined with the guide 25 using the lever 21, the rod 22 and the rotary cylinder 23. Then, the door 5 of the mold heating oven 4 is opened and the carriage 18 with molds is moved from the lock chamber 24 to the vacuum chamber 1 on the articulated section 17, which is then rotated by 90 ° by a mechanism 3, and the shape is introduced into the furnace 4 by closing the door 5 closes the shutter 26 and is carried in the air lock chamber corbelling 24. Open the door 27, and turn the device 28 of the guide to w a gap, on which there is another carriage with molds, and the already known operations are repeated on loading the gateway with casting molds and evacuating it. Upon reaching the set temperature in the furnace 4, the door 5 and the door 8 are opened and the heated forms are moved from the furnace 4 to the furnace 7. Close the door 8, turn the section 17 through an angle of 90 ° , open the vacuum shutter 26 and repeat the already known operations for delivering forms from the lock in the furnace 4. Download the mixture into the melting device 9 and melt the metal. The platform 11 is moved so that the container for damaged molds takes up a position under the molds. The metal is poured, the shutter speed is taken and the platform 11 is moved so that a container 14 with a liquid metal cooler appears under the molds filled with metal. Using the drive 13, raise the capacity 14 to eliminate the gap between it and the furnace 7. Then, by the mechanism 2, the filled molds are lowered at a given speed into the cooler. The furnace 7 is temporarily disconnected and is raised at a high speed in its crystallized casting space, simultaneously opening the door 8. The carriage with the forms is moved on the rotating section 17, which then is rotated 90 o and is moved into the chamber 24 along the guides 25. The door 5 is opened, is rotated section 17, and the heated molds from the furnace 4 are loaded into the furnace 7. The doors 8 and 5 are closed. The furnace 4 is temporarily turned off to lower the temperature before loading cold molds. The vacuum shutter 26 closes the air into the airlock, opens the door 27 and moves the carriage with hot castings from the airlock to the free (from the previous load) guide of the device 28. The device 28 is rotated so that the next guide with casting molds is against the airlock. The carriage with forms is moved to the lock chamber and then the process is repeated.
Таким образом, за счет введения в установку механизма для периодического поворота секции направляющей, размещенной в вакуумной камере, а также за счет расположения шлюзовой камеры под углом 90о к горизонтальной оси вакуумной камеры и за счет размещения печи предварительного подогрева литейных форм внутри вакуумной камеры, устраняется одна из печей подогрева, сокращается количество перестановок горячих форм, что уменьшает длительность технологического цикла и устраняет крайне нежелательное остывание разогретых литейных форм, т. е. повышается производительность, качество, а также снижаются энергозатраты на единицу литья.Thus, by introducing into the plant a mechanism for the periodic rotation section of the guide, placed in a vacuum chamber, and by arranging the lock chamber 90 about the horizontal axis of the vacuum chamber and by locating the preheating furnace molds inside the vacuum chamber is removed one of the heating furnaces, the number of permutations of hot molds is reduced, which reduces the duration of the technological cycle and eliminates the extremely undesirable cooling of heated molds, i.e. creases productivity, quality, and reduced energy consumption per unit of casting.
В результате установки механизма для периодического поворота секции направляющей с внешней стороны вакуумной камеры, поворота секции на угол 90о от рычага, жестко сидящего на несущем валу и шарнирно связанного со штоком цилиндра, а также размещения печи предварительного подогрева форм на откатной стенке упрощается установка, что повышает надежность в работе и удобство в обслуживании.As a result of the installation of the mechanism for periodic rotation of the guide section from the outside of the vacuum chamber, rotation of the section by an angle of 90 ° from the lever rigidly sitting on the bearing shaft and pivotally connected to the cylinder rod, as well as placing the preheating furnace on the sliding wall, the installation is simplified, which improves reliability and ease of maintenance.