RU2151023C1 - Method of manufacturing hollow jewelry - Google Patents

Abstract

FIELD: technology of manufacturing hollow articles in jewelry production. SUBSTANCE: method includes making of body metal master pattern together with shank and gate runner. Metal master pattern of hollow is made together with shank. Flexible molds are made by master patterns. Then mold of copy of hollow master pattern is made, investment pattern of article body is made and metal casting is produced. Making of master patterns together with shank provides for obtaining of more rigid structure of master patterns and molds. Master patterns of high rigidity may be used repeatedly. EFFECT: higher productivity and quality of articles; reduced labor input. 4 cl, 7 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии изготовления пустотелых изделии, например ювелирных, в том числе с эмалью, и предназначено для использования в ювелирном производстве. The invention relates to a manufacturing technology for hollow products, for example jewelry, including enamel, and is intended for use in jewelry production.

Известен способ изготовления пустотелых ювелирных изделий, включающий выполнение корпусной и полостной металлических мастер-моделей, выполнение по ним эластичных пресс-форм, формовку копии полостной мастер-модели, изготовление выплавляемой модели корпуса изделия и последующее получение металлической отливки (см. патент СССР N 1813026, кл. B 22 D 25/02, опубл. 30.04.93 г. Способ изготовления пустотелых ювелирных изделий). Известный способ, выбранный за прототип, предполагает выполнение металлических корпусной и полостной мастер-моделей со сквозным отверстием, куда затем вводятся центрирующие прутки, которые используются и при изготовлении эластичных пресс-форм, и в процессе получения выплавляемой модели корпуса изделия, выполняя функцию центрирующего элемента. Такое выполнение способа снижает качество выплавляемой модели корпуса изделия из-за недостаточной центровки, не обеспечивающей требуемой равнотолщинности восковой модели. Кроме того, затруднено многоразовое применение металлических мастер-моделей, что в целом существенно снижает возможности его использования. A known method of manufacturing hollow jewelry, including the execution of the body and cavity metal master models, the execution of elastic molds, forming a copy of the cavity master model, the production of a lost wax model of the body of the product and the subsequent production of metal casting (see USSR patent N 1813026, CL B 22 D 25/02, published on April 30, 1993. A method for manufacturing hollow jewelry). The known method selected for the prototype involves the implementation of metal case and cavity master models with a through hole, where centering rods are then introduced, which are used both in the manufacture of elastic molds and in the process of obtaining a lost wax model of the product body, acting as a centering element. This embodiment of the method reduces the quality of the lost wax model of the product body due to insufficient centering, which does not provide the required equal thickness of the wax model. In addition, it is difficult to reuse metal master models, which in general significantly reduces the possibility of its use.

Отличие заявляемого способа состоит в том, что в известном способе изготовления пустотелых ювелирных изделий, включающем выполнение корпусной и полостной металлических мастер-моделей, выполнение по ним эластичных пресс-форм, формовку копии полостной мастер-модели, изготовление выплавляемой модели корпуса изделия и последующее получение металлической отливки, корпусную металлическую мастер-модель выполняют совместно с хвостовиком и литником, полостную металлическую мастер-модель выполняют совместно с хвостовиком, а при формовке копии полостной мастер-модели в ней размещают стержень, который удаляют с металлической отливки корпуса изделия. The difference of the proposed method lies in the fact that in the known method of manufacturing hollow jewelry, including the execution of the body and cavity metal master models, the execution of elastic molds on them, the formation of a copy of the cavity master model, the production of a lost wax model of the product and the subsequent production of metal castings, case metal master model are performed together with the shank and sprue, cavity metal master model are performed together with the shank, and when forming and a cavity master model, a rod is placed in it, which is removed from the metal casting of the product body.

Кроме того, часть хвостовика, примыкающую к мастер-модели, выполняют конусной. In addition, the part of the shank adjacent to the master model is tapered.

Кроме того, при формовке копии полостной мастер-модели используют стержень квадратного сечения. In addition, when forming a copy of the cavity master model, a square rod is used.

Кроме того, при формовке копии полостной мастер-модели в качестве формовочной смеси используют медицинский гипс. In addition, when forming a copy of the cavity master model, gypsum is used as the molding mixture.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает, что основная трудность способа изготовления пустотелых ювелирных изделий состоит в получении качественной восковой модели, от которой как раз и зависит качество конечного изделия. Традиционные способы получения восковой модели основаны на применении центрирующих прутков как при выполнении металлических мастер-моделей и эластичных пресс-форм, так и при получении восковой формы, когда сформованную полость размещают в эластичной пресс-форме корпуса. Именно на этой стадии операции с использованием центрирующего прутка возникает разнотолщинность не только боковых стенок из-за пережима эластичных полуформ, но, самое главное, разнотолщинность, как правило, является следствием недостаточной центровки сформованной полости в эластичной пресс-форме корпуса, поскольку отсутствует надежная фиксация вдоль оси. The analysis of scientific, technical and patent literature shows that the main difficulty of the method of manufacturing hollow jewelry consists in obtaining a high-quality wax model, on which the quality of the final product depends. Traditional methods of obtaining a wax model are based on the use of centering rods both when performing metal master models and elastic molds, and when obtaining a wax mold, when the molded cavity is placed in an elastic mold of the housing. It is at this stage of the operation using the centering bar that not only the side walls are different in thickness due to the compression of the elastic half-molds, but, most importantly, the different thickness is usually the result of insufficient centering of the formed cavity in the elastic body mold, since there is no reliable fixation along axis.

Сущность заявленного способа состоит в том, что вместо центрирующих прутков в заявленном способе используют хвостовик. Так, выполнение металлической мастер-модели совместно с хвостовиком и литником повышает жесткость конструкции, позволяя использовать ее многократно. Выполнение полостной металлической мастер-модели совместно с хвостовиком также ведет к повышению жесткости и многократности использования. При этом, если размер полостной мастер-модели выполняют с учетом толщины стенки будущего изделия, то размер хвостовика полостной мастер-модели выполняют с учетом усадки эластичной пресс-формы корпусной мастер-модели, что как раз и позволяет достаточно точно согласовать с учетом усадки последующий процесс формования восковой модели. The essence of the claimed method consists in the fact that instead of the centering rods in the claimed method, a shank is used. Thus, the implementation of a metal master model together with a shank and a sprue increases the rigidity of the structure, allowing it to be used repeatedly. The implementation of the cavity metal master model together with the shank also leads to increased rigidity and reuse. At the same time, if the size of the cavity master model is performed taking into account the wall thickness of the future product, then the size of the shank of the cavity master model is performed taking into account the shrinkage of the elastic mold of the body master model, which allows us to precisely coordinate the subsequent process taking into account the shrinkage molding a wax model.

Необходимым признаком для изготовления пустотелых изделий заявленным способом является размещение в процессе формовки копии полостной мастер-модели стержня, который устанавливают в форме при заполнении формовочной смеси. Такое выполнение позволяет обеспечить жесткость отформованной полости со связанным с ней хвостовиком, сохранить эту жесткость в процессе заполнения формы модельным составом и, после удаления с восковой модели формы хвостовика стержень будет выполнять свою функцию обеспечения равнотолщинности и при выплавлении воска в опоке, и при ее прокалке, и при заливке расплавленным металлом, обеспечивая таким образом жесткость и цельность полости на протяжении всего техпроцесса. A necessary feature for the manufacture of hollow products of the claimed method is the placement during the molding process of a copy of the cavity master model of the rod, which is installed in the mold when filling the molding sand. This embodiment allows you to ensure the rigidity of the molded cavity with the shank associated with it, to maintain this rigidity in the process of filling the mold with a model composition and, after removing the shank shape from the wax model, the core will perform its function of ensuring equal thickness when melting the wax in the flask and during its calcination, and when casting with molten metal, thus ensuring rigidity and integrity of the cavity throughout the entire process.

Кроме того, часть хвостовика, примыкающую к мастер-модели, выполняют конусной. Поскольку часть хвостовика выполняется конусной, за счет этого обеспечивается не только увеличение его диаметра (в сравнении с диаметром центрирующего прутка прототипа), но и увеличение торцевых поверхностей, что и позволяет более идеально ориентировать сформированную полость в эластичной пресс-форме корпуса. Именно увеличенная поверхность хвостовика и предотвращает возможный пережим эластичных полуформ, что особенно важно, поскольку пережим чаще всего и является причиной разнотолщинности получаемой модельной оболочки. Таким образом, хвостовик получается с развитыми конусными и торцевыми поверхностями, которые при размещении копии полостной мастер-модели в корпусной пресс-форме полностью предотвращают возможный люфт вдоль оси, а значит и разнотолщинность будущего изделия. Поэтому в заявленном способе за счет выполнения мастер-моделей совместно с хвостовиком полностью устраняется несоосность, которая и приводила к снижению качества, проявляемому в разнотолщинности выплавляемой модели корпуса изделия, что чаще всего и является источником брака. In addition, the part of the shank adjacent to the master model is tapered. Since the part of the shank is tapered, this ensures not only an increase in its diameter (in comparison with the diameter of the centering rod of the prototype), but also an increase in the end surfaces, which makes it possible to orient the formed cavity more ideally in the elastic mold of the housing. It is the enlarged surface of the shank that prevents the possible pinching of elastic half-forms, which is especially important, since pinch is most often the cause of the thickness variation of the resulting model shell. Thus, the shank is obtained with developed conical and end surfaces, which, when placing a copy of the cavity master model in the body mold, completely prevent possible play along the axis, and therefore the thickness of the future product. Therefore, in the inventive method, due to the implementation of master models, together with the shank, misalignment is completely eliminated, which led to a decrease in the quality manifested in the thickness difference of the investment model of the product body, which is most often the source of marriage.

Кроме того, для формовки копии полостной мастер-модели используют стержень квадратного сечения. Это связано с тем, что сохраняя жесткость в процессе изготовления восковой модели, стержень квадратного сечения способствует лучшему сцеплению с формовочной смесью, предотвращает какое-либо проворачивание его в процессе удаления модельной композиции и прокаливания с последующей заливкой металла, что сопровождается температурными и вибрационными воздействиями. In addition, a square rod is used to form a copy of the cavity master model. This is due to the fact that while maintaining rigidity in the process of manufacturing a wax model, a square cross-section rod contributes to better adhesion to the molding mixture, prevents any rotation of it during the removal of the model composition and calcination, followed by pouring the metal, which is accompanied by temperature and vibration effects.

Кроме того, при формовке копии полостной мастер-модели в качестве формовочной смеси используют медицинский гипс. Такое выполнение позволяет не только использовать присущее медицинскому гипсу свойство быстрого затвердевания, но и получить более ровную и твердую поверхность копии полостной мастер-модели. А это, в свою очередь, после изготовления металлической отливки корпуса существенно облегчает удаление изнутри остатков гипса. In addition, when forming a copy of the cavity master model, gypsum is used as the molding mixture. This embodiment allows not only to use the inherent property of rapid hardening inherent in medical gypsum, but also to obtain a more even and solid surface of a copy of the cavity master model. And this, in turn, after the manufacture of a metal casting of the body significantly facilitates the removal of gypsum residues from the inside.

Заявляемый способ является и более технологичным в сравнении с известным, так как упрощается не только процесс изготовления мастер-моделей совместно с хвостовиками и выполнение эластичных пресс-форм за счет использования меньшего числа элементов, но и обеспечивается большая жесткость при последующих операциях изготовления пустотелых изделий. Кроме того, повышение технологичности проявляется и в многократности использования мастер-моделей, и в возможности применения одной полостной мастер- модели для множества корпусных мастер-моделей, что создает новое свойство - унификация техпроцесса изготовления полостных изделий. The inventive method is also more technologically advanced in comparison with the known one, since not only the process of manufacturing master models together with shanks and the execution of elastic molds by using fewer elements is simplified, but also greater rigidity is ensured during subsequent operations of manufacturing hollow products. In addition, the increase in manufacturability is manifested in the multiple use of master models, and in the possibility of using one cavity master model for many cabinet master models, which creates a new property - unification of the manufacturing process for manufacturing cavity products.

Таким образом, выполнение хвостовика совместно с металлическими мастер-моделями позволяет получить более жесткую конструкцию как мастер-моделей, так и получаемых по ним эластичных пресс-форм корпуса и полости. Кроме того, повышенная жесткость мастер- моделей, позволяя использовать их многократно, повышает производительность и существенно снижает трудозатраты, и самое главное - повышает качество изделия. Thus, the implementation of the shank in conjunction with the metal master models allows you to get a more rigid design as the master models, and obtained from them the elastic molds of the housing and cavity. In addition, the increased rigidity of the master models, allowing them to be used repeatedly, increases productivity and significantly reduces labor costs, and most importantly, improves the quality of the product.

Выполнение заявляемого способа поясняется чертежами. На фиг. 1 показана мастер-модель корпуса; на фиг. 2 - то же, но полости; на фиг. 3 - изготовление эластичной пресс-формы полости; на фиг. 4 - изготовление копии мастер-модели полостной; на фиг. 5 - изготовление эластичной пресс-формы корпусной; на фиг. 6 - изготовление восковой модели; на фиг. 7 показана выплавляемая модель корпуса изделия. На фигурах обозначено: 1 - мастер-модель корпуса; 2 - хвостовик корпусной мастер-модели; 3 - литник; 4 - мастер-модель полости; 5 - хвостовик полостной мастер-модели; 6 - эластичная пресс-форма для полостной мастер-модели; 7 - копия полостной мастер-модели; 8 - стержень; 9 - эластичная пресс-форма по корпусной мастер-модели; 10 - восковая модель; 11 - восковой литник. The implementation of the proposed method is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a master model of the case; in FIG. 2 - the same, but the cavity; in FIG. 3 - manufacturing an elastic cavity mold; in FIG. 4 - making a copy of the master model of the cavity; in FIG. 5 - manufacture of an elastic mold for a cabinet; in FIG. 6 - making a wax model; in FIG. 7 shows a lost wax product model. In the figures indicated: 1 - master model of the case; 2 - shank of the hull master model; 3 - sprue; 4 - a master model of the cavity; 5 - shank cavity master models; 6 - elastic mold for cavity master models; 7 - a copy of the cavity master model; 8 - a core; 9 - an elastic mold according to the case master model; 10 - wax model; 11 - a sprue.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Выполняют металлическую мастер-модель 1 корпуса совместно с хвостовиком 2 и литником 3, на поверхности мастер-модели 1 может быть нанесен декорирующий рельеф. Выполняют металлическую мастер-модель 4 (фиг. 2) полости совместно с хвостовиком 5. Изготавливают разъемную эластичную пресс-форму 6 (фиг. 5) по мастер-модели 4 полости совместно с хвостовиком 5. Изготавливают копию 7 (фиг. 4) мастер-модели 4 полостной, при этом перед заливкой формовочной смеси в эластичную пресс-форму 6 по оси мастер-модели 4 размещают стержень 8 квадратного сечения. Изготавливают разъемную эластичную пресс-форму 9 (фиг. З) корпуса по мастер-модели 1, получая в пресс- форме 9 отпечатки мастер-модели 1, хвостовика 2 и литника 3. Изготавливают восковую модель 10 (фиг. 6), для чего в предварительно выполненной эластичной пресс-форме 9 корпуса размещают копию 7 мастер-модели 4 полостной, совмещая хвостовик 5 мастер-модели 4 с формой хвостовика 2. При равномерном обжатии эластичной пресс-формы 9 внутри будет образована тонкостенная полая форма 10, куда через литник 11 заливается модельный состав. После остывания состава и разъема эластичной пресс-формы 9 у восковой модели 10 удаляется со стержня 8 форма хвостовика 5, в результате остается восковая модель 10 с литником 11 и стержнем 8, часть которого размещена в полостной форме (фиг. 7). Затем восковая модель 10 напаивается на литьевой стояк (на фиг. не показано), размещенный в опоке для изготовления точного литья по выплавляемым моделям, технология которого освещена в специальной литературе. При этом стержень 8 при выплавлении воска, прокалки опоки и заливки металла продолжает обеспечивать фиксирование копии полостной мастер-модели, обеспечивая равную толщину стенки корпуса изделия. The inventive method is as follows. A metal master model 1 of the housing is carried out together with a shank 2 and a sprue 3, a decorative relief can be applied on the surface of the master model 1. A metal master model 4 (Fig. 2) of the cavity is made together with the shank 5. A detachable elastic mold 6 (Fig. 5) is made according to the master model of the cavity 4 together with the shank 5. A copy of the master 7 (Fig. 4) is made model 4 cavity, while before pouring the molding sand into an elastic mold 6 along the axis of the master model 4, a rod 8 of square section is placed. A detachable elastic mold 9 (Fig. 3) of the housing is made according to the master model 1, receiving in the mold 9 the fingerprints of the master model 1, the shank 2 and the gate 3. A wax model 10 is made (Fig. 6), for which a pre-made elastic mold 9 of the case, place a copy 7 of the master model 4 cavity, combining the shank 5 of the master model 4 with the shape of the shank 2. When uniformly compressing the elastic mold 9, a thin-walled hollow mold 10 will be formed inside, where it is poured through the gate 11 model composition. After cooling the composition and connector of the elastic mold 9, the wax model 10 removes the shape of the shank 5 from the rod 8, as a result, the wax model 10 remains with the gate 11 and the rod 8, part of which is placed in the cavity form (Fig. 7). Then the wax model 10 is soldered to the casting riser (not shown in Fig.), Placed in the flask for precision casting using investment casting, the technology of which is described in the literature. At the same time, the rod 8, when melting wax, calcining the flask and pouring the metal, continues to provide a fixation of the copy of the cavity master model, providing an equal thickness of the wall of the product body.

Пример конкретного выполнения способа. Мастер-модель 1 корпусную, включая хвостовик 2 и литник 3, изготавливали из латунного прутка, на поверхность модели 1 наносится рисунок с возможной пайкой отдельных элементов. Мастер-модель 4 (фиг. 2) полостную с хвостовиком 5 изготавливали также из латуни с учетом усадки эластичной пресс-формы корпусной. Изготавливали разъемную эластичную пресс-форму 6 (фиг. 3) по модели 4 с хвостовиком 5. При изготовлении копии 7 (фиг. 4) мастер-модели 4 в пресс-форму 6 по ее оси размещали стержень 8 квадратного сечения 1,5х1,5 мм, выполненный из нихрома, после чего форма 6 заполнялась формовочной смесью, в качестве которой использовался быстротвердеющий медицинский гипс. При затвердевании формы 7 получалась копия мастер-модели 4 полостной совместно с копией хвостовика 5, по оси которых находился стержень 8. Изготавливалась разъемная эластичная пресс-форма 9 (фиг. 5) по модели 1 с хвостовиком 2 и литником 3. Далее в эластичную пресс- форму 9 помещалась копия мастер-модели 4 в виде формы 7 (фиг. 6), и, поскольку, формы хвостовиков 2 и 5 идентичны, а хвостовик 5 выполняли с учетом усадки эластичной пресс-формы 9 корпусной мастер-модели 1, то полостная форма 4 размещалась равноудаленно от корпусной копии модели 1. Это достигалось как за счет увеличенного диаметра хвостовика 2 и 5, так и за счет увеличенных торцевых поверхностей, полностью устраняющих какой-либо возможный осевой люфт формы 7 в пресс-форме 9, что и позволяет обеспечить равнотолщинность изделия. После фиксации пресс-формы 9 через литник 11 в нее вводится модельный состав в виде воска. Таким образом, получали выплавляемую модель 10 корпуса изделия, внутри которой находилась гипсовая полость 7 с размещенным внутри стержнем 8, и после удаления гипсового хвостовика, модель содержала оболочку 10 с литником 11 и стержнем 8 (фиг. 7), которая затем напаивалась на литьевой стояк, размещенный в опоке (на фиг. не показано). An example of a specific implementation of the method. The cabinet master model 1, including the shank 2 and the sprue 3, was made of a brass bar; a pattern with possible soldering of individual elements is applied to the surface of model 1. The master model 4 (Fig. 2) hollow with a shank 5 was also made of brass, taking into account the shrinkage of the elastic body mold. A removable elastic mold 6 (Fig. 3) was made according to model 4 with a shank 5. When making a copy 7 (Fig. 4) of the master model 4, a rod 8 of square section 1.5x1.5 was placed along its axis in the mold 6 mm made of nichrome, after which form 6 was filled with a molding mixture, which was used as quick-hardening medical gypsum. Upon hardening of mold 7, a copy of the master model 4 was obtained, hollow together with a copy of the shank 5, the axis of which was the rod 8. A split elastic mold 9 was made (Fig. 5) according to model 1 with a shank 2 and a gate 3. Next, into an elastic press - mold 9 was placed a copy of the master model 4 in the form of form 7 (Fig. 6), and since the shapes of the shanks 2 and 5 are identical, and the shank 5 was made taking into account the shrinkage of the elastic mold 9 of the case master model 1, then the cavity form 4 was placed equidistant from the case copy of model 1. This reached both due to the increased diameter of the shank 2 and 5, and due to the enlarged end surfaces, completely eliminating any possible axial play of form 7 in the mold 9, which makes it possible to ensure uniform thickness of the product. After fixing the mold 9 through the gate 11, a model composition in the form of wax is introduced into it. Thus, a lost-wax model 10 of the product body was obtained, inside of which there was a gypsum cavity 7 with a rod 8 located inside, and after removing the gypsum shank, the model contained a shell 10 with a gate 11 and a rod 8 (Fig. 7), which was then soldered to the injection riser placed in the flask (not shown in FIG.).

Использование в процессе изготовления пустотелых ювелирных изделий заявляемого способа обеспечивает многократное тиражирование изделий, существенное упрощение технологии и повышение качества, что при малых материальных затратах позволит найти заявляемому техническому решению необходимое применение. The use of the inventive method in the manufacturing process of hollow jewelry provides for multiple replication of products, a significant simplification of technology and an improvement in quality, which, at low material costs, will allow the claimed technical solution to be found for the necessary application.

Claims (4)

1. Способ изготовления пустотелых ювелирных изделий, включающий выполнение корпусной и полостной металлических мастер-моделей, выполнение по ним эластичных пресс-форм, формовку копии полостной мастер-модели, изготовление выплавляемой модели корпуса изделия и последующее получение металлической отливки, отличающийся тем, что корпусную металлическую мастер-модель выполняют совместно с хвостовиком и литником, полостную металлическую мастер-модель выполняют совместно с хвостовиком, а при формовке копии полостной мастер-модели в ней размещают стержень, который удаляют с металлической отливки корпуса изделия. 1. A method of manufacturing hollow jewelry, including the execution of the body and cavity metal master models, the execution of elastic molds on them, forming a copy of the cavity master model, the production of a lost wax model of the body of the product and the subsequent production of metal casting, characterized in that the case metal the master model is performed together with the shank and the gate, the hollow metal master model is performed together with the shank, and when forming a copy of the hollow master model, it is once eschayut rod, which is removed with the casting metal product casing. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть хвостовика, примыкающую к мастер-модели, выполняют конусной. 2. The method according to claim 1, characterized in that the part of the shank adjacent to the master model is tapered. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формовке копии полостной мастер-модели используют стержень квадратного сечения. 3. The method according to p. 1, characterized in that when forming a copy of the cavity master model using a square rod. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формовке копии полостной мастер-модели в качестве формовочной смеси используют медицинский гипс. 4. The method according to p. 1, characterized in that when forming a copy of the cavity master model, gypsum is used as the molding mixture.

Images