SE438800B - Sett att framstella en form for begagnande vid gjutning av foremal med noggrant legesbestemda inre passager - Google Patents

Description

7904554-8 nes. Bränningen kan också medföra, att kärnans läge ändras.

I Kärnan och formen skadas under bränningen. Denna skada är eventuellt utåt osynlig. Det kan inträffa, att skadan upp- täckes först efter det att gjutningen skett och den en gång smälta metallen hårdnat. Skadan uppträder då såsom.en passage genom den slutliga produkten i felaktigt läge, som förorsakats av en förskjutning i kärnans position. Passagen kan även vara ofullständig p.g.a. en brusten kärna. Denna dolda skada är dyr- bar, eftersom den icke kan påvisas, förrän gjutningsprocessen fullbordats.

Föreliggande uppfinning syftar till att erbjuda ett sätt att framställa gjutformar med inre passager. En form med ett hålrum och formad såsom det önskade, färdigställda gjutstycket, framställes i två delar. De båda formdelarna har mot varandra svarande referensytor, så att de noggrant placeras i förhållande till varandra. De båda osintrade formdelarna brännes, så att de torkas och härdas, varefter en redan bränd keramisk kärna anbringas vid den ena av formdelarna. De båda formdelarna, vid en av vilka kärnan är anbragt, sättes därefter samman för bil- dande av en färdigställd form.

Vid utövandet av uppfinningen sker ingen termisk expan- sionsbristning för vare sig formen eller kärnan under bränningen av formen, eftersom kärnan icke är förbunden med någon formdel, förrän sedan båda bränts. Risken för dold skada på formen är i det närmaste helt eliminerad, eftersom kärnan och de ytor, som bildar formhålrummet i båda formdelarna, kan granskas efter bränningen. Dessutom kan kärnan noggrannare lägesbestämmas, då den anbringas vid den ena av formdelarna. Härigenom tillförsäk- ras, att den passage genom det färdiga gjutstycket, som bildas av kärnan, blir noggrant lägesbestämd.

Uppfinningen förklaras närmare i det följande med hän- visning till bifogade ritningar.

Fig. l visar ett färdigt gjutstycke med en inre passage, fig. 2 visar ett snitt genom ett positivt vaxmönster för gjutstycket i fig. l samt visar ett par lägesbestämmande knappar, varjämte brutna linjer anger det önskade läget för den inre passagen, fig. 3 visar det positiva vaxmönstret enligt fig. 2, 7904554-8 sedan en skärm eller kvarhållande vägg placerats kring en vald del av en yta hos mönstret, fig. 4 är en snittvy liknande fig. 2 men visar ett ne- gativt delgipsgjutstycke, som åstadkommits genom att fylla den avskärmade delen av vaxmönstret i fig. 3, fig. 5 visar ett snitt genom ett positivt gipsgjutstycke, som framställts av det negativa gjutstycket i fig. 4, fig. 6 visar ett snitt genom ett negativt vaxmönster, som framställts genom att vax hällts in i det i fig. 5 visade gipsgjutstycket, fig. 7 är en snittvy, som visar ett negativt vaxmönster, som framställts genom att vax hällts över det positiva gips- gjutstycket i fig. 4, fig. 8 är ett snitt genom en osintrad keramisk formdel, som framställts genom sammansättning av de i fig. 2 och 6 visa- de vaxmönstren samt doppning av aggregatet i ett keramiskt slam, fig. 9 är en vy, som visar den i fig. 8 visade formen, fig. l0 visar ett snitt genom en osintrad keramisk form- del, som framställts genom att vaxmönstret i fig. 7 doppats i ett keramiskt slam, fig. ll är ett snitt genom den keramiska formen enligt fig. 10, sedan formen bränts och en tidigare bränd kärna an- bragts, och fig. 12 visar ett snitt genom ett fullbordat formaggre- gat, som framställts genom bränning av den osintrade keramiska formdelen i fig. 8 och införande av formdelen enligt fig. ll.

Det här beskrivna sättet att tillverka en form är särskilt lämpat för framställning av formar för gjutföremål med inre passager. Ett sådantföremål 20 visas i fig. l. Det gjutna me- tallföremålet 20 avses här endast belysa uppfinningen, som gi- vetvis även är tillämplig på gjutstycken av annan form än före- målet 20. Alla föremål, för vilka sättet enligt uppfinningen är särskilt väl lämpat, har emellertid åtminstone en inre pas- sage, och passagen 22 är typisk för sådana passager.

Vid utövandet av sättet att framställa en form enligt uppfinningen framställes ett antal gjutstycken och mönster, och det kan vara lämpligt att här ange den terminologi, som avses användas i den följande beskrivningen och i patentkraven. 790455445 Adjektivet "positiv" begagnas för beskrivning av ett fast före- mål, vars utsidesyta är identisktlik hela eller en del av ytan hos ett föremål, som skall gjutas. I motsats härtill begagnas adjektivet "negativ" för att beskriva ett föremål, vars yta är komplementär till hela eller en del av ytan hos det före- mål, som skall gjutas, d.v.s. då det positiva föremålet 20 har en utsvällning eller ett utskott, har ett negativt gjutstycke av föremålet 20 ett urtag eller försänkning, som exakt mot- svarar utsvällningen eller utskottet. Då sålunda en positiv yta och dess negativa motstycke placeras mot varandra på in- bördes komplementärt sätt, passar de båda ytorna varandra per- fekt utan mellanliggande tomrum. Exempelvis beskriver ordet "positiv" på träffande sätt men är icke begränsat till de före- mål, som visas i fig. 2, 5 och 7, eftersom deras yta är iden- tiskt lik åtminstone en del av ytan av det föremål 20, som skall gjutas (fig. l). Ordet "negativ" är lämpat för beskriv- ning av men är icke begränsat till de föremål, som visas i fig. 4, 5, ll och 12.

Det första steget vid framställning av en form för gjut- ning av föremålet 20 (fig. l) är att åstadkomma en positiv vaxreplik av föremålet. Ett sådant vaxmönster 24 visas i fig. 2 och kan framställas av varje vax eller plastiskt material, som är lämpat för begagnande vid tillverkning av formar enligt vaxgjutningstekniken. Vaxmönstret 24 har icke någon passage motsvarande passagen 22 (fig. 1). Emellertid visas i fig. 2 passagen 22 med brutna linjer till belysning av dess eventuella placering. Mönstret 24 kan vidare innefatta urtag eller utskott för markering av läget för passagens 22 ändar 26 och 28.

Vaxknappar 30 och 32 anbringas på det positiva vaxmönst- rets 24 övre yta 34. Knapparna 26 och 28 tjänar som lägesbes- tämmande organ för underlättande av noggrann placering av ef- terföljande gjutstycken, vilka erfordras för utövande av sättet enligt uppfinningen.

En skärm eller kvarhållande vägg 38 (fig. 3) placeras på vaxmönstret 24, så att den omsluter passagens 22 båda ändar 26 och 28 samt knapparna 30 och 32. De urtag, som bildas i vax- mönstret 24 och som markerar passagens 22 ändar 26 och 28, bi- drager till att på korrekt sätt lägesbestämma skärmen 38. 7904554-8 Skärmen 38 måste på tätande sätt vara i beröring med vaxmönstrets 24 övre yta 34. Vid det påföljande steget fylles den avskärmade arian med formningsgips eller ett plastiskt mönstermaterial, och det är av väsentlig betydelse, att inget gips sipprar ut ur det avskärmade området. En tät tätning mel- lan skärmen 38 och vaxmönstret 24 kan åstadkommas genom att skärmen framställes av metall, som värmes, innan den placeras på plats. Den varma metallskärmen 28 kan då lätt tvingas in i vaxmönstret 24, eftersom den åstadkommer lokal smältning av vaxet. Då vaxet åter hårdnar bildas en tät tätning mellan skär- men 38 och mönstret 24.

Metallskärmen eller den kvarhållande väggen 38 sträcker sig uppåt från den högsta delen av vaxmönstrets 24 övre yta 34 en sträcka, som åtminstone är lika med tjockleken av en kera- misk forms vägg.

Sedan skärmen 38 placerats på plats, fylles det område, som den omsluter, med formningsgips eller ett plastiskt modell- material. Härigenom bildas ett negativt gipsavtryck 40 (fig. 4) av en del av den i fig. 2 och 3 visade vaxmodellen 24. Det ne- gativa gipsgjutstycket 4 bildar en mellanmodell, som begagnas vid påföljande steg enligt sättet enligt uppfinningen.

Den negativa gipsmodellen 40 har en nedre yta 41 med ett par utskott 42 och 44 (fig. 4), som motsvarar urtagen 26 och 28 (fig. 2) i vaxmodellen 24. Vidare åstadkommer knapparna 30 och 32, som sträcker sig utåt från vaxmodellens 24 övre yta 34, komplementära urtag 46 och 48 (fig. 4) i det negativa gips- gjutstycket 40.

Behandlingen av det negativa gipsgjutstycket 40 under- lättas genom att en skiva 50 anbringas på dess övre yta 52.

En konisitet kan ges gipsgjutstyckets 40 omkrets 60 för under- lättande av påföljande steg i processen. Konisiteten gör, att ytan av gipsgjutstyckets 40 omkrets 60 blir avsmalnande. Om- kretsen 60 är störst vid den övre ytan 52 och minst mot den nedre formytan 4l.

Sedan det negativa delgipsgjutstyckot 40 framställts, tillverkas ett motsvarande positivt gipsgjutstycke 64 (fig. 5) av detsamma. Vid formningen av det positiva gipsgjutstycket 64 7904554-8 belägges det negativa gipsgjutstycket 40 (fig. 4) med en tunn film av ett separerande medel, exempelvis polyvinylalkohol.

Formningsgips eller -plastmaterial hälles därefter över det negativa gipsgjutstycket 40, och det positiva gipsgjutstycket 64 (fig. 5) formas. Konisiteten underlättar skiljandet av det positiva gipsgjutstycket 64 från det negativa gipsgjutstycket 40, sedan formningsgipset eller -plastmaterialet hårdnat.

Det positiva gipsgjutstycket 64 innefattar ett urtag 66 med en omkrets 68 av en form liknande skärmens 38 (fig. 3) om- krets. Urtagets 66 bottenyta 70 (fig. 5) innefattar urtag 72 och 74, som markerar det eventuella läget för passagens 22 (fig. 2) ändar. Vidare dupliceras de lägesbestämmande knapparna 30 och 32 av gipsknapparna 76 och 78 (fig. 5), som skjuter upp från urtagets 66 bottenyta 70.

Det positiva gipsgjutstyckets 64 utsidesform är i all- mänhet oväsentlig. Det kan vara lämpligt att hälla det våta gipset i en box eller annan behållare och därefter åstadkomma ett avtryck av gipsdelnegativet 40 (fig. 4) i gipset.

Det positiva gipsgjutstycket 64 (fig. 5) begagnas för åstadkommande av en vaxreplik av gipsnegativet 40 (fig. 4) och monteringsskivan 50. Det är sålunda lämpligt att göra det po- sitiva gipsgjutstyckets 64 övre yta i nivå med monteringsski- vans 50 (fig. 4) övre yta 82. Då sålunda det positiva gipsgjut- stycket 64 (fig. 5) fylles med flytande vax eller plastmaterial, erhålles ett vaxnegativ 90 (fig. 6). Vaxnegativets 90 form är identiskt lik gipsdelnegativets 40 (fig. 4) form.

På liknande sätt begagnas gipsnegativet 40 (fig. 4) för framställning av ett vaxpositiv 92 (fig. 7). Smält vax hälles i en behållare (icke visad). Behållaren ger vaxpositivet den yttre formen, vilken icke är kritisk. Emellertid har vaxposi- tivets 92 inre urtag 94 en form, som är exakt densamma som det inre urtaget 96 i gipsnegativet 64 (fig. 5). Det inre urtaget 94 (fig. 7) formas genom intryckning av gipsnegativet 40 (fig. 4) i det smälta vaxet.

Sedan nu vaxpositivet 92 (fig. 7) och det häremot sva- rande vaxnegativet 90 (fig. 6) framställts kan nu den slutliga formen 96 (fig. l2) framställas. Först förbindes vaxmodellen 24 (fig. 8 och 9) fast med vaxnegativet 90. Detta kan åstad- 7904554-8 kommas med begagnande av något lämpligt lim eller bindmedel.

De lägesbestämmande knapparna 30 och 32 (fig. 2), som är för- bundna med vaxmodellens 24 övre yta 34, bestämmer noggrant läget för vaxnegativet 90 på modellen.

De båda modellerna 24 och 90 doppas upprepade gånger i ett slam av keramiskt formmaterial, till dess en beläggning 100 av tillräcklig tjocklek byggts upp. översidan 102 göres avtagbar genom att vaxnegativets 90 kant 104 strykes ren från slam mellan varje doppning. Fig. 9 visar de sammansatta vax- modellerna 24 och 90 efter det att beläggningen av keramiskt material byggts upp.

Det i fig. 8 och 9 visade aggregatet är klart att införas i en ugn för utsmältning av vaxet. När den våta beläggningen av keramiskt material torkat, och vaxmodellerna 24 och 90 smälts ut samt den övre delen 102 avlägsnats, har en keramisk huvud- eller nedre formdel 100 (fig. 12) framställts. Den nedre formdelen 100 har ett inre hålrum med en gjutyta 101 av exakt samma form som vaxmodellens 24 botten (fig. 2, 3, 8 och 9).

Vidare finnes en noggrant lägesbestämd öppning eller muff 106 i formen 100, som omger passagens 22 ändar 26 och 28. Muffen 106 är bildad av det keramiska formmaterial, som omsluter vax- negativet 90 (se fig. 8 och 9). Muffen 106 bildar en referens- yta för placeringen av den sekundära formen 108, som åstadkom- mes i följande steg.

Den positiva vaxmodellen 92 doppas också i slam för upp- byggande av ett skikt av keramiskt material, fig. 10. Först byggas det keramiska materialet upp till en tillräcklig tjock- lek, varefter vaxpositivet 92 smältes bort, varvid en sekun- där keramisk negativ delform 108 kvarstår. Den sekundära del- formen 108 har en ytteryta eller gjutyta 110, som exakt mot- svarar den del av vaxmodellens 24 (fig. 3) övre yta 34, som varit innesluten av den kvarhållande väggen 38. Den avsmalnan- de sidoytan 112 på delformen 108 passar exakt i muffen 106 i den nedre formdelen 100. Den negativa delformen 108 betecknas därför "pluggform".

Sedan den nedre formen 100 och pluggformen 108 bränts, kan de båda granskas visuellt med avseende på defekter eller sprickor. Om pluggformen 108 är tillfredsställande, anbringas i 7904554-8 en kärna 120 (fig. ll) vid pluggformen. Kärnan 120 är fram- ställd av ett keramiskt formmaterial och såväl denna som den övre formdelen 108 har bränts, innan de anbragts vid varandra.

Genom denna metod elimineras nödvängidheten av att anbringa en bränd kärna 120 vid en osintrad formdel 108, och inre gransk- ning av gjutytorna kan utföras, innan formen fylles med smält metall.

De fördjupningar eller urtag, som markerar de eventuella ändarna 26 och 28 hos passagen 22 i modellen 24 \fig. 2), ger upphov till komplementära ansvällningar eller utskott 122 och 124 (fig. 10) i pluggformen 108. Ansvällningarna 122 och 124 erbjuder noggrant placerade märken för lägesbestämning av kär- nan 120. Ansvällningarna 122 och 124 kan avlägsnas, så att man erhåller en plan yta för anslutning av kärnan 120, eller kan kärnan förses med urtag för ansvällningarna. Samtidigt kan ur- tagen 126 och 128 (fig. ll) fyllas i (fig. 12) med lämpligt material.

Kärnan 120 för åstadkommande av en inre passage, för- bindes med pluggformen 108 med begagnande av något lämpligt lim eller bindmedel (fig. 11). Pluggformen placeras därefter i den nedre formdelens 100 (fig. 12) muff 106. Pluggformen 108 blockerar muffens 106 öppna ände och har en inre yta 110 vars form motsvarar formen av en del av föremålets 20 ytteryta. Den mindre eller nedre formdelen 100 har en inneryta, vars form motsvarar formen av återstoden av föremålets 20 ytteryta. Den nedre formdelens 100 inneryta bildar tillsammans med plugg- formen 108 ett formhålrum, vars form motsvarar föremålets 20 form.

Det fullbordade formaggregatet 96 är nu klart för använd- ning vid en konventionell precisionsgjutningsprocess.

Föreliggande uppfinning erbjuder sålunda ett nytt och förbättrat sätt för framställning av gjutformar med inre passa- ger. Två formdelar 100 och 108 (fig. 12) bildar tillsammans en form 96, vars hålrum har formen av det önskade, färdiga gjut- stycket. De båda formdelarna 100 och 108 har mot varandra sva- rande referensytor 106 och 112, som tillåter att de noggrant lägesbestämmes i förhållande till varandra. De båda osintrade formedelarna 100 och 108 brännes, så att de härdas, varefter 7904554-8 en redan bränd keramisk kärna 126 anbringas vid den ena av formdelarna. De båda formdelarna 100 och 108 sättes därefter samman och bildar en färdig form 96.

Vid utövandet av uppfinningen förekommer ingen brist- ning till följd av värmeexpansion hos vare sig formen 96 eller kärnan 120 under bränningen av formen, eftersom kärnan icke förbindes med en formdel förrän efter det att båda bränts.

Risken för dold skada på formen 96 har i det närmaste helt eliminerats, eftersom kärnan 120 och gjutytorna l0l och ll0, som bildar formhålrummet i de båda formdelarna 100 och 108, kan granskas efter bränningen. Vidare kan kärnan 120 noggrant lägesbestämmas, då den anbringas vid den ena av formdelarna.

Härigenom tillförsäkras, att passagen 22 (fig. l) genom det färdiga gjutstycket 20, som bildas av kärnan 120 (fig. l) får noggrant bestämt läge.

Claims (6)

1. » -4-8 790455 w PATENTKRAV Sätt att framställa en form för begagnande vid gjutning av föremål med noggrant lägesbestämda inre passager, k ä n- n e t e c k n a t av att en positiv modell, vars yta har -» » formen av en del, som skall gjutas, framställes, att en nega-: tiv delmodell med en gjutyta, som är komplementär till en vald del av den positiva modellens yta, och en referensyta i ett fast att ett aggregat bildas genom noggrann placering av den ne- rumsligt förhållande till gjutytan, framställes, gativa delmodellens gjutyta i komplementärt ingrepp med den valda delen av den positiva modellens yta, att en första form- del med en yta, som är komplementär till delens yta, fram- ställes genom att det vid det föregående steget bildade agg- regatet doppas i ett keramiskt material, att en andra form- del av keramiskt material och med en gjutyta, som är iden- _tiskt lik den negativa delmodellens gjutyta, samt en referens- =yta, som är identiskt lik den negativa delmodellens referens-- ïz. =yta,framställes, vilka gjut- och referensytor står i samma rumsliga förhållande till varandra som den negativa delmodel- lens identiska ytor, att en kärna anbringas vid den ena av formdelarna, samt att en fullständig form framställes genom att den andra formdelens referensyta placeras mot den första formdelens referensyta, varigenom den andra formdelens gjut- yta placeras i motsvarighet till den första formdelens gjut- yta.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ;innan en kärna anbringas vid den ena av formdelarna, brännes 'kärnan och formdelarna.

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att framställningen av en negativ delmodell innefattar att en kvarhållande vägg placeras kring den valda delen av den posi- tiva modellen, samt att ett plastmaterial formas till en mas- É i 1 siv kropp med en yta, som är komplementär till den valda delem av den positiva modellens yta,och en yta, som är komplementär till den kvarhållande väggens insida.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att 'framställningen av en andra formdel innefattar att ett plast- material formas till en massiv kropp, av vars yta en del ärN_w I I i i || 7904554-8 I i i i 1 \ 1 | ' negativ delmodell identisk med den positiva modellens valda yta och komplemen- tär till referensytan på den negativa delmodellen, samt att . den på detta sätt framställda massiva kroppen doppas i ett ' keramiskt material.

5. k ä n n e t e c k n a t av att en mellanmodell med en yta, som Sätt enligt krav 1, är komplementär till den po- sitiva modellens valda del, och en yta, som är identisk med referensytan, framställes, samt att framställningen av en innefattar, att en form med ytor, som är komplementära till mellanmodellens ytor, framställes, att den på detta sätt framställda formen fylles med ett kasser- _ bart modellplastmaterial, och att därefter modellplastmate- rialet avlägsnas från den på detta sätt framställda formen, så att därigenom den negativa delmodellen formas, samt att 4 framställningen av en andra formdel innefattar, att en form ' med ytor, som är komplementära till mellanmodellens ytor, l framställes av ett kasserbart modellplastmaterial, att den ' pâ detta sätt framställda formen belägges med ett keramiskt formmaterial, samt att därefter modellplastmaterialet avlägs-: .

6. nas, så att därigenom den negativa delmodellen bildas. k ä n n e t e c k n a t av att Sätt enligt krav 5, _ framställningen av en mellanmodell innefattar, att en kvar- i hållande vägg placeras kring en vald del av den positiva modellens yta, varvid den kvarhållande väggens inneryta är komplementär till referensytan, att ett härdbart material formas till komplementärt ingrepp med den kvarhållande väg- : gens inneryta och den positiva modellens valda del, samt att det på detta sätt formade härdbara materialet skiljes från den kvarhållande väggen och den positiva modellen, sedan det hårdnat.