Milling-master.ru

В помощь хозяину
24 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Оснастка для литья под давлением

Литейная оснастка

Литейная оснастка – это комплект приспособлений для изготовления отливок, в который входят модель отливки, модели элементов литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики, опоки и др.

Часть оснастки, включающая все приспособления, необходимые для образования рабочей полости литейной формы при ее формовке, называется модельным комплектом.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ОСНАСТКИ

возможность получать качественное изделие;

возможность наглядного представления изделия;

возможность получать изделия достаточно больших габаритов.

Для изготовления отливок в разовых песчано-глинистых формах необходимо иметь комплекты технологической оснастки. Литейная оснастка должна обеспечивать получение отливок требуемой точности и шероховатости поверхности. Литейная оснастка по своей роли в процессе изготовления отливок подразделяется на:

Формообразующая оснастка представляет собой модельный комплект, в который входят модели, стержневые ящики, элементы литниковой системы, модельные плиты, шаблоны для изготовления форм и стержней. Для изготовления форм обычно применяют два вида шаблонов: шаблоны вращения и протяжные шаблоны. Шаблоны представляют собой плоские заготовки определенного профиля и размера, позволяющие получать сложные объемные формы путем вращения или протяжки.

К универсальной оснастке относятся опоки, подопочные плиты, сушильные плиты (драйеры), корпуса стержневых ящиков для сменных вкладышей, литейный инструмент различного назначения (гладилки, ланцеты, трамбовки, пневмозубила и др.).

Модель, являясь видоизмененной копией отливки, отличается от нее размерами и наличием стержневых знаков. По своим размерам модель должна быть больше получаемой отливки на величину усадки металла в форме при его охлаждении и на припуск для последующей механической обработки. В зависимости от очертаний и размеров модель может быть цельной или разъемной, состоящей из двух или нескольких частей. Чаще всего модель выполняется из двух половин – верхней и нижней – разделяемых по линии разъема. Конструкция модели должна обеспечивать извлечение ее из формы без разрушения отпечатка.

Стержневой ящик – это формообразующее приспособление с рабочей полостью для получения в ней стержней нужных очертаний и размеров.

Стержневые ящики разделяют по конструктивным признакам на разъемные и неразъемные, на простые, средней сложности и сложные.

К опочной оснастке относят, опоки, штыри, крепежные приспособления, литейные жакеты, подопочные плиты.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЛИТЕЙНОЙ ОСНАСТКИ

Литейная оснастка – это сложный комплекс приспособлений, необходимый для изготовления изделий методом литья.

В индивидуальном и мелкосерийном производстве модели и стержневые ящики изготавливаются обычно деревянными (иногда гипсовыми или цементными). В массовом производстве при машинной формовке вся модельная оснастка (модели, стержневые ящики, модельные плиты) выпускается металлической. Деревянные модели и стержневые ящики изготавливаются из следующих пород дерева: мелкие модели — из ольхи, сосны, липы, бука, клена; средние — из ольхи, сосны, липы; крупные — из ольхи или сосны. Древесина для модельного комплекта должна быть высококачественной. Преимуществом металлических моделей является наличие после обработки гладкой поверхности и меньших формовочных уклонов, что обеспечивает получение более точных отливок.

При машинной формовке применяются модели и стержневые ящики из серого чугуна. Применяются также алюминиевые сплавы, сталь, реже бронзы и латуни.

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЙ ЛИТЕЙНОЙ ОСНАСТКИ

Литейная оснастка применяется в машиностроении, судостроении, ювелирном деле и др., для производства металлических изделий. Применение данного вида оснастки позволяет изготовить качественное изделие больших размеров без существенных временных затрат.

Компания ООО «ФормаТех» готова предложить услуги изготовления модельной оснастки по выгодным ценам.

Для определения стоимости и сроков изготовления литейной оснастки, направьте ваш запрос через форму на сайте или на почту: info@forma-tech.ru

ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЯВКЕ (В запрос включите следующую информацию):

  1. Чертеж или 3D модель
  2. Материал готового изделия
  3. Дополнительные сведения

Минимальная стоимость литейной оснастки — от 6000 рублей

Срок изготовления литейной оснастки от 1 рабочего дня

В течение одного рабочего дня с вами свяжется специалист для уточнения деталей, расчета стоимости и сроков выполнения.

Если у вас отсутствует необходимая 3D модель или чертёж, мы поможем Вам их спроектировать и изготовить.

Технологическая оснастка для литья под давлением алюминиевых сплавов

Информационно-аналитический обзор состояния вопроса

Литье под давлением на машинах литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования

Технология литья под давлением алюминиевых сплавов

Основные этапы технологии ЛПД на машинах с холодной горизонтальной камерой прессования представлены на рисунке 1.1.

Вначале расплавленный алюминиевый сплав заливается в камеру прессования 2, расположенную горизонтально по оси машины и перпендикулярно к плоскости разъема формы, непосредственно связанную с неподвижной половиной формы 1. Заливка металла осуществляется через окно 3, имеющееся в верхней части камеры.

Далее осуществляется заполнение полости формы: посредством движения пресс-поршня 5 расплавленный алюминий через питатель 4 заполняет рабочую полость формы.

После выдержки отливок в полости формы при необходимости происходит подпрессовка, позволяющая сделать неизбежную газовую пористость в литых заготовках, получаемых методом ЛПД, минимальной.

По окончании выдержки форма раскрывается (при этом отливка обязательно должна оставаться в подвижной ее части), и отливка с пресс-остатком 7 выталкивается из подвижной полуформы 6 специальными толкателями (выталкивателями), чаще всего размещенными в плите толкателей и сбрасывается в специальную тару, либо извлекается захватами манипулятора комплекса ЛПД.

Рисунок 1.1 – Схема литья под давлением на машинах

с холодной горизонтальной камерой прессования:

1 – неподвижная половина пресс-формы;

2 – камера прессования; 3 – заливочное окно;

4 – питатель; 5 – пресс-поршень;

6 – подвижная половина пресс-формы; 7 – отливка

При литье на машинах с холодной горизонтальной камерой прессования потери теплоты металлического расплава и гидравлическое сопротивление на пути его движения в полость пресс-формы меньше, чем при литье на машинах с вертикальной камерой прессования, в результате исключения одного из элементов литниковой системы – литникового хода. Это позволяет снизить температуру заливки сплава, уменьшить пористость отливки и осуществить ее эффективную подпрессовку после окончания заполнения. Возможность широкого диапазона изменения скорости прессования позволяет создавать наиболее благоприятные гидродинамические и тепловые условия формирования отливки, до минимума сокращать пористость отливок [1].

Технологическая оснастка для литья под давлением алюминиевых сплавов

Технологическая оснастка ЛПД представляет собой специальную пресс-форму – металлическая литейная форма для производства отливок на машинах литья под давлением. Если в пресс-форме в течение одного цикла изготавливается одна отливка, она называется одногнездной, если более – соответственно двухгнездной и т.п. [2].

Рассмотрим в качестве примера конструкцию двухгнездной пресс-формы для ЛПД алюминиевых сплавов, (рисунке 1.2) пресс-форма в сборе представляет собой прямоугольный параллелепипед, иногда цилиндр. Обычно она состоит из неподвижной и подвижной частей, в которых смонтированы все остальные детали.

Неподвижную часть двухгнездной пресс-формы с помощью плиты 3 крепят к прессующему блоку машины с горизонтальной камерой прессования 27, а подвижную часть с помощью плиты 15 – к постаменту 29, установленному на подвижном запирающем блоке машины.

Расплавленный металл поступает в пресс-форму через литниковую втулку 26, ударяется о рассекатель 18 и растекается по литниковым каналам в два гнезда, заполняя рабочую полость пресс-формы, образуя отливки 23. В плитах 2 и 11, называемых обоймами, смонтированы специальные вкладыши, в которых оформляется внешний контур отливки. Подвижный вкладыш 16 прижимается плитой 12 к обойме 11. Неподвижный вкладыш 6 крепят к обойме 2 винтами 4.

При раскрытии пресс-формы отливка остается в подвижной части. Стержни 9, закрепленные штифтами 24 в ползунах 10, в первый момент после раскрытия пресс-формы снимают отливку с неподвижного стержня 5, а затем извлекаются из нее наклонными клиньями-пальцами 7. При перемещении подвижной полуформы плита 14, соединенная с плитой 13 выталкивателей, наталкивается на неподвижные упоры 19 и останавливается. Выталкиватели 17 удаляют отливку. При закрытии пресс-формы обратные толкатели 20 упираются в неподвижную обойму 2 и возвращают выталкиватели в исходное положение. Центрирование неподвижной и подвижной полуформ осуществляется направляющими втулками 21 и колонками 1. Привернутые болтами 28 замки 5 служат для предотвращения отхода ползунов 10 и стержней 9 под давлением жидкого металла. Чтобы предотвратить перемещение ползунов 10 при раскрытой пресс-форме, применяют фиксаторы 25, иначе при закрытии пресс-формы клин-палец 7 может не попасть в отверстие ползуна 10. Во время работы пресс- форма охлаждается водой, которая поступает по резиновому шлангу к штуцерам 22.

Читать еще:  Приспособление для правки металла

Рисунок 1.2 – Пресс-форма для машин литья

под давлением алюминиевых сплавов:

1 – колонки; 2, 11 – обойма; 3, 8, 12, 13, 14, 15 – плиты;

4 – винт; 5 – замки; 6, 16 –вкладыш;

7 – клин-палец; 9 – стержень;

10 – ползун; 17 – выталкиватели;

18 – рассекатель; 19 – упор; 20 – толкатель;

21 – направляющая втулка; 22 – штуцерам;

23 – отливки; 24 – штифты; 25 – фиксаторы;

26 – литниковая втулка; 27 – камера прессования;

28 – болты; 29 – постамент

Основные детали пресс-формы в зависимости от их назначения подразделяют на три группы: формообразующие, конструктивные входящие в механизмы пресс-формы и стандартные [3].

Размеры деталей оформляющей полости пресс-формы должны отличаться от размеров отливки на величину усадки алюминиевых сплавов.

Формообразующие детали. Эти детали являются наиболее ответ­ственными, так как они соприкасаются с жидким сплавом, в той или иной степени участвуют в оформлении поверхностей отливок и наиболее сильно подвергаются термическому воздействию и механическим нагрузкам. Эти детали изготовляют из жаростойких сталей, обладающих высокими механическими свойствами. К формообразующим деталям относятся: вкладыши, стрежни, щеки, выталкиватели.

Вкладыши и вставки. Вкладышами называют детали пресс-форм, имеющие полость, в которой оформляются наружные поверхности отливок. Конструкция вкладышей и расположение в них оформляющих полостей определяют размеры пресс-формы и в какой-то степени влияют на качество отливок. Контур вкладышей определяется конфигурацией отливки. Чаще всего вкладыши имеют прямоугольную или цилиндрическую форму.

Стержни. Стержни могут быть неподвижными, подвижными, резьбовыми и другими.

Неподвижные стержни устанавливают в пресс-форме перпендикулярно плоскости разъема. Для облегчения удаления отливки стержни имеют конусность или уклон. Конусность стержней, установленных в неподвижной полуформе, должна быть больше конусности подвижной полуформы, чтобы при раскрытии пресс-формы отливка осталась на стержнях подвижной части. Для предотвращения коробления и поломки отливок при их удалении около стержней в подвижной полуформе располагают дополнительные выталкиватели.

Неподвижные стержни крепят в пресс-форме различными способами. Наиболее распространен способ крепления стержней буртиком, опирающимся на подкладную плиту. Высота посадочной части стержня зависит от размера его оформляющей части. При наличии врезных вкладышей стержни опираются на дно обоймы.

Подвижные стержни оформляют все полости и отверстия в отливке, расположенные параллельно плоскости разъема или под углом к ней. Подвижные стержни с помощью различных механизмов извлекаются из отливки до раскрытия или чаще всего во время раскрытия пресс-формы. Требования к оформляющей части этих стержней такие же, как и к оформляющей части неподвижных стержней. Для обеспечения плавного возвратно-поступательного движения в пресс-форме подвижные стержни имеют увеличенную длину направляющей части. Это дает возможность избегать перекосов, заливов жидкого металла и подтеков смазочного материала.

При изготовлении отливок из алюминиевых сплавов размеры направляющей части подвижных стержней выполняют по широкоходовой посадке в целях предохранения от попадания брызг и грязи, а также обеспечения плавного хода стержня.

Щеки. Эти детали оформляют наружные боковые поверхности и поднутрения отливок. Щеками принято называть подвижные детали больших размеров. К щекам предъявляют те же требования, что и к подвижным стержням. Щеки состоят из оформляющей и направляющей деталей, соединяемых между собой с помощью штифтов, ласточкиного хвоста или хвостовика, входящего в Т-образный паз ползуна. В обойме движение щек также осуществляется по Т-образным пазам.

Рисунок 1.3 – Способы крепления

неподвижных стержней во вкладышах:

а – двойной лыской; б – продольной шпонкой (шпилькой);

в – поперечной шпонкой

Рисунок 1.4 – Способы крепления подвижных стержней:

1 – стержень; 2 – защитная втулка;3 – ползун;

4 – штифт; 5 – направляющая втулка ползуна

Литниковые втулки и рассекатели. Литниковые втулки предназначены для сопряжения пресс-формы с камерой прессования машины, рассекатели – для направления струи жидкого металла, поступающего через литниковые втулки, в каналы литниковой системы и далее в оформляющую полость. Литниковые втулки и рассекатели больше других деталей пресс-формы подвержены динамическому, химическому и термическому воздействию жидкого металла, поэтому их всегда делают сменными.

Диаметр отверстий литниковой втулки пресс-формы машины с горизонтальной камерой прессования равен диаметру отверстия камеры прессования, так как втулка является продолжением камеры и в нее входит пресс-поршень. Рассекатель служит не только для направления потока, но и для защиты подвижной обоймы от действия жидкого металла.

Рисунок 1.5 – Расположение литниковых втулок и

рассекателей в пресс-форме:

1 – отливка; 2 – литниковая втулка;

3 – защитная вставка – рассекатель;

4 – выталкиватель; 5 – рассекатель

Выталкиватели. Эти детали служат для снятия отливки с выступающих элементов вкладышей и стержней, расположенных в подвижной полуформе. Конструкция выталкивателей зависит, в первую очередь, от конфигурации отливки и расположения ее в пресс-форме.

Наиболее распространен способ удаления отливки цилиндрическими выталкивателями, которые наиболее просты в изготовлении и эксплуатации.

Конструктивные детали. Эти детали служат для установки формообразующих деталей в подвижной и неподвижной полуформах. Обеспечения их точного взаимного расположения и направления, а также для крепления пресс-формы к машине. Конструктивные детали должны быть достаточно прочными, чтобы не деформироваться под действием усилий, передаваемых формообразующими деталями при возникновении гидродинамического давления в процессе заполнения пресс-формы и статистического давления в процессе подпрессовки.

Клиновые механизмы. Они предназначены для автоматического перемещения стержней, когда используется обратный ход подвижного стола запирающего механизма машины. Это позволяет совместить процесс удаления стержней с процессом раскрытия пресс-формы.

Реечные механизмы. Эти механизмы рекомендуется использовать при ходе стержня (рисунок 1.6). При раскрытии пресс-формы рейка 3, закрепленная в неподвижной обойме, входит в зацепление с зубчатым валиком 5, который приводит в движение реечный ползун 6 вместе со стержнем 1 и закрепленным в ползуне штифтом 2. Для фиксации положения стержня в оформляющей полости предусмотрен замок 4.

Рисунок 1.6 – Реечный механизм для извлечения стержней:

1, 9 – стержень; 2 – штифт; 3 – рейка; 4 – замок;

5, 11 – зубчатый валик; 6 – реечный ползун;

7, 12 – ролик; 8 – ползун; 10 – неподвижная рейка

Комбинированные механизмы. Очень часто для автоматического извлечения стержней применяют комбинированные реечно-клиновые механизмы, которые не имеют недостатков, присущих клиновым и реечным механизмам.

Гидравлический привод стержней. Гидравлический привод представляет собой цилиндр двойного действия, установленный чаще всего на подвижной, а в некоторых случаях и на неподвижной полуформе. Цилиндр приводится в действие от золотника машины или специального распределительного устройства. В последнем случае движение стержней не связано с движением пресс-формы, они могут перемещаться в любой момент, а также и при закрытой пресс-форме, что является преимуществом этого привода. В большинстве конструкций современных машин предусмотрен гидравлический привод стержней и выталкивателей.

Механизм для выталкивания отливок. Механизм выталкивания обеспечивает удаление отливки из полости пресс-формы непосредственно после ее формообразования. Существуют следующие виды выталкивания отливки из пресс-формы: выталкивание непараллельно движению стола машины, выталкивание с помощью подвижной плиты, выталкивание через специальные приливы и выталкивание после предварительного отвода выталкивателей.

Механизм выталкивания отливки непараллельно движению стола машины применяют в том случае, если стержень (стержни) имеет поднутрения в направлении, перпендикулярном направлению движения пресс-формы. Такое выталкивание возможно при условии, что угол между направлением движения и направлением выталкивания составляет не более 20°. Для того чтобы уменьшить силу трения во время перемещения плит выталкивателей, в местах соприкосновения толкателей машины с прижимной плитой помещают ролики.

Читать еще:  Приспособление для токарного станка по металлу

Механизм выталкивания с помощью выдвижной плиты широко применяют в многогнездных и одногнездных пресс-формах отливок с крупными стержнями. Выталкивание отливок через приливы используют в том случае, когда нет возможности вытолкнуть отливку непосредственно выталкивателем или требования к ее поверхности не позволяют оставлять следы от выталкивателей. В этом случае делают специальные технологические приливы.

Механизмы предварительного отвода плит выталкивателей применяют в тех случаях, когда боковые ползуны или стержни пересекаются с выталкивателями в момент закрытия пресс-формы [1].

Стандартные детали. Кроме основных деталей пресс-форма имеет ряд вспомогательных крепежных деталей, конструкции и размеры которых определяются стандартами.

При изготовлении пресс-форм в зарубежной промышленности применяются хромомолибденованадиевых стали марок: 1.2343X40CrMoV5-1 (GBT) и Х38CrMoV5-1 (GBT). При изготовлении пресс-форм в отечественной промышлености применяют хромовольфрамованадиевые стали марок: 3Х2В8Ф (ГОСТ 5950-2000) и 4ХВ2С (ГОСТ 5950-2000), хромомолибденованадиевые: 3Х5МФС (ГОСТ 5950-2000), 4Х5МФ1С (ГОСТ 5950-2000). Для изготовления вкладышей пресс-форм в зарубежной и отечественной промышленности применяется сталь марки ЗХ2В8Ф или эта же сталь, но с дополнительным легированием кобальтом от 2 до 5%, а в некоторых случаях с добавкой никеля до 3% [4].

Оснастка для литья под давлением

КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНАСТКИ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ И ПРЕССОВАНИЯ

Главный признак классификации оснастки — метод формования изде-лия. По этому признаку формы подразделяют на пресс-формы для прямого прессования, пресс-формы для литьевого прессования с верхней или ниж-ней загрузочной камерой, формы для литья под давлением.

Формы указанных групп в свою очередь классифицируют:

по универсальности — непереналаживаемые (специальные) и перена-лаживаемые (специальные, универсальные);

по связи с оборудованием — стационарные, полустационарные, съемные;

по виду загрузочной камеры — с общей и индивидуальной загрузочны-ми камерами;

по числу и положению плоскостей разъема — с одной или нескольки-ми (параллельными, взаимно перпендикулярными) плоскостями разъема, число которых зависит от конструкции изделия и технических требований к нему, а также от технологических требований к процессу изготовления;

по виду литниковой системы — с отверждаемой (неотделяемой или отделяемой в форме) и неотверждаемой литниковыми системами;

по способу извлечения изделий — сталкиванием (выталкивателями или съемной плитой), вращением резьбовых знаков, сжатым воздухом;

по конструкции механизмов перемещения и (или) вращения подвиж-ных элементов оформления — с приводом от хода подвижкой части формы, со специальным электро-, гидро- или пневмоприводом.

Пресс-формы для прямого (компрессионного) прессования применяют при изготовлении изделий из реактопластов методом прямого прессования. По принципу устройства оформляющего гнезда эти формы подразделяют на формы открытого, закрытого (поршневого) и полузакрытого (с перетеканием) типов. Пресс-формы открытого типа не имеют загрузочной камеры, что несколько упрощает конструкции матрицы и пуансона. Такие формы применяют для изготовления неглубоких изде-лий (тарелки, крышки) с большой площадью прессования при сравнитель-но тонких стенках, когда загружаемое сырье полностью помещается в оформляющем гнезде матрицы. Недостатки форм этого типа — повышен-ный расход материала (до 10. 15 %) и увеличение бракованных изделий (из-за возможных недопрессовок).

Пресс-формы закрытого типа (поршневые)характеризуются тем, что оформляющее гнездо является непосредственным продолжением загрузочной полости. В процессе формования пуансон входит в загрузочную камеру с малым зазором; это затрудняет вытекание материала из гнезда. В таких формах изготовляют изделия из труднопрессуемых пластмасс с малой текучестью. Недостатки форм — необходимость строгого соответствия масс загружаемого материала и готового изделия, сложность получения точных по высоте изделий и увеличенный износ пуансона и загрузоч-ной камеры матрицы.

Вследствие указанных недостатков формы открытого и закрытого типов не находят широкого распространения.

Пресс-формы полузакрытого типа (с перетеканием) характеризуются минимально необходимым гарантированным зазором по периметру между пуансоном и загрузочной камерой. Этот зазор обеспечивает вытекание из-бытка материала при запрессовке и гарантирует создание необходимого давления прессования. Загрузочная камера (см. рис. 2.94) имеет несколько большие размеры, чем прессуемое изделие. Это необходимо для создания отжимного пояска, обеспечивающего окончательное запирание оформляю-щего гнезда. Такая форма позволяет изготовлять любые изделия методом прямого прессования, уменьшает износ пуансона и загрузочной камеры, >не требует точной дозировки материала, допускает подпрессовку. Недостаток форм с перетеканием — несколько увеличенная площадь прессования из-за наличия отжимного пояска. Благодаря своим преимуществам такие формы получили наибольшее распространение.

Пресс-формы с индивидуальной загрузочной камерой (см. рис. 2.94, 2.98) применяют наиболее часто. Их преимущества — большая точность изготовления оформляющего гнезда и соответственно изделия, более высокая ремонтоспособность, уменьшенный расход сырья; недостатки — большие размеры и металлоемкость формы.

Пресс-формы с общей загрузочной камерой (см. рис. 2.93) применяют для изготовления простых небольших изделий. Основные преимущества таких форм по сравнению с рассмотренными — меньшие размеры, сум-марная трудоемкость изготовления и металлоемкость, а также простота загрузки сырья. Недостатки — как правило, увеличенные площади прессо-вания и облой, больший разброс размеров по высоте, несколько больший > расход сырья, чем в формах с индивидуальной загрузочной камерой.

Пресс-формы для литьевого прессования в отличие от пресс->форм для прямого прессования имеют загрузочную камеру, отделенную от оформляющего гнезда, и литниковую систему, соединяющую загрузочную камеру с оформляющим гнездом (гнездами).

Рис. 1. Пресс-формы для литьевого прессования с верхней (а) и нижней (б) за-грузочными камерами

Пресс-формы с верхней загрузочной камерой (рис. 2.1, а) можно уста->навливать на всех прессах, используемых для прямого прессования. Такая пресс-форма предпочтительнее пресс-формы с нижней загрузочной камерой при использовании кассетных (закладных) пакетов. Недостатки — ограниченность пространства для обслуживания оформляющего гнезда, большие технологические потери материала и несколько большая трудоемкость удаления избытка отвержденного материала из загрузочной камеры (чем в пресс-формах с общей загрузочной камерой).

Пресс-формы с нижней загрузочной камерой (рис. 2.1,6) наиболее це-лесообразно устанавливать на специальных прессах с увеличенным усили-ем нижнего гидравлического цилиндра. Регулированием этого усилия в процессе запрессовки можно получить отливку с поверхностью прессова-ния (площадь проекции изделия и литниковой системы на горизонтальную >плоскость разъема) почти в 2 раза большей, чем в формах без регулиро-вания. Для этого после заполнения оформляющего гнезда давление в лить-евом цилиндре уменьшают до 7. 10 МПа.

Формы для литья под давлением применяют в производстве из-делий из термо- и реактопластов. Характерные признаки таких форм — наличие литниковой системы и отсутствие загрузочной камеры. Эти фор->мы отличаются разнообразием конструктивных решений, обеспечивают высокую степень автоматизации процесса и хорошее качество изделий, не требующих или почти не требующих дополнительной обработки.

Стационарные формы (см. рис. 2.71, 2.94), характеризуемые отсутствием съемных элементов, закрепляют на плитах пресса (термопластавтомата) на период изготовления всей партии изделий. Такие формы обеспе-чивают оптимальные параметры технологического процесса, максимальную производительность и позволяют автоматизировать весь цикл >прессования (литья). Однако такие формы наиболее дорогие, поэтому их > следует применять в условиях крупносерийного и массового производств.

Рис. 2. Форма для изготовления мелкомодульных зубчатых колес

Рис. 3. Пресс-форма для изготовления нескольких изделий с отверстиями, пер-пендикулярными плоскости разъема

4. Пресс-форма с раздвижными полуматрицами для изготовления изделий с поднутрениями и арматурой в плоскостях, параллельных и перпендикулярных плос-кости разъема

Рис, 5, Пресс-форма двухэтажная для прессования изделий в двух уровнях

Материалы взяты из «Справочника по технологии изделий из пластмасс», под ред. Г.В.Сагалаева, М., «Химия», 2000г

Литье под давлением

Литье под давлением – это высокопроизводительный автоматизированный технологический процесс создания тонкостенных деталей из цветных металлов, стали и пластмасс. С высокой скоростью жидкий расплав заполняет пресс форму. и далее в результате под давлением получаются отливки заданной формы. Эта статья подробно описывает технологию, оборудование и изделия, которые можно получить при помощи метода.

Описание технологических операций

Процесс литья под давлением осуществляется в стальных пресс-формах. Расплавленный материал подаётся в пресс-форму и кристаллизуется там под воздействием высокого давления.

Читать еще:  Заточные приспособления для ножей

Пресс-форма это технологическая литейная оснастка, сконструированная из подвижной и неподвижной стальных частей. Подвижная половина передвигается по направляющим цилиндрам, неподвижная закреплена на стационарной плите.

Перед заливкой подвижная часть плотно прижимается к неподвижной гидроцилиндром и фиксируется в этом положении специальными замками. После застывания заготовки, подвижная часть оборудования отъезжает, а отливку выталкивают механические толкатели. Перед смыканием пресс-формы, контактирующие с расплавленным металлом поверхности, покрывают разделительной смазкой. Специальный состав обеспечивает беспрепятственное отделение отливок после литья, защищает сталь от негативного воздействия высоких температур.

Литье под давлением выполняется в автоматизированном режиме в промышленных установках. Главными узлом этого оборудования выступает камера для прессования, она бывает холодной или горячей. Холодная камера – это горизонтальный цилиндр, с поршнем внутри и воронкой, предназначенной для заливания расплава. После заливки металла, поршень движется внутри цилиндра, нагнетая расплав в пресс-форму. После заполнения формы повышается усилие на поршень для создания достаточной величины давления для кристаллизации металла.

Горячая камера для прессования представляет собой ванну с расплавом, которая расположена в подогреваемом чугунном тигле. Поступательное движение поршня выталкивает расплав из тигля. Металл поднимается по каналу и поступает в пресс-форму. В конструкции канала предусмотрен подогреваемый мундштук. Этот элемент нужен, чтобы жидкий металл не затвердевал внутри.

После застывания детали, остатки расплава из канала сливаются обратно в чугунную ванну. Оборудование этого типа применяется для изделий из сплавов цинка и магния.

Температура нагрева расплава

Нагрев материала для литья под давлением осуществляется исходя из марки сплава и геометрических параметров детали. Если расплав перегрет, при заполнении пресс-формы брызги попадают в отверстия для вентиляции и закупоривают их. Это приводит к ухудшению газоотвода и, как следствие, к возникновению пор в отливке.

Высокая температура жидкого металла приводит к увеличению времени затвердевания изделия, как следствие нужно больше времени на весь технологический процесс. Увеличивается износ оборудования из-за длительного соприкосновения с перегретым расплавом. Возрастает опасность приваривания заливаемого металла к оборудованию, из-за этого может повредиться деталь при выталкивании. Всё это приводит к быстрому износу пресс-формы.

При литье под давлением расплав спрессовывают при минимальной температуре. Цветные металлы нагревают всего на 10–300ºС выше температуры, при которой сплав полностью твердеет. При небольших толщинах элементов отливки сплав нужно нагревать сильнее. Для литья больших изделий простой конфигурации сплав нагревают чуть выше температуры плавления.

Для деталей, к которым предъявляются высокие требования по прочности, металл заливают в твердо жидком состоянии. За счет этого обеспечиваются следующие преимущества:

  • предотвратить появление усадочных дефектов в отливке;
  • снизить тепловое воздействие на оборудование;
  • снизить время охлаждения изделия;
  • уменьшить опасность приваривания пресс-формы и отливки.

Металл с включениями твёрдой фазы можно прессовать только в установках, с холодной камерой. При использовании оборудования с горячей камерой есть риск застывания расплава в подводящем канале.

Пример литья под давлением деталей из алюминия – процент твёрдых частиц в расплаве, когда пресс-форма беспрепятственно заполняется, а качество отливки остаётся на высоком уровне, составляет от 40 до 60%.

Скорость подачи расплава в пресс-форму

Поршень спрессовывает металл в пресс-форму с определённой скоростью. Значение выбирается в зависимости от характеристик сплава и геометрических параметров отливки. Если изделие простое с толстыми стенками высокая скорость прессования не нужна. Если деталь имеет сложную геометрию и тонкие элементы скорость запрессовки должна быть высокой. Это требуется, чтобы расплав успел заполнить все узкие полости до затвердевания.

Слишком большая скорость подачи расплавленного материала становится причиной следующего явления: струя разделятся на мелкие капли, образуя смесь расплава и воздуха. Если количество каналов для отвода газов недостаточно или они забиты металлом, пузырьки воздуха останутся в отливке. Это приведёт к образованию пор в металле, чтобы исключить такие дефекты пресс-форму помещают в вакуум.

От скорости движения расплава зависит качество отливок и долговечность оборудования. Если скорость литья под давлением слишком высокая, то защитную смазку с соприкасающихся с жидким металлом поверхностей может смыть. Из-за этого отливка приварится к пресс-форме, и при выталкивании ее может повредить или сломать.

Слишком медленная подача, снизит качество детали. Металл будет застывать прямо во время заполнения формы до того, как усилие будет увеличено. Скорость поступления расплава в пресс-форму при литье под давлением обычно выбирается в диапазоне от 10 до 50 м/с. Небольшую скорость используют для литья деталей из стали, медных сплавов, высокая скорость требуется для сплавов олова и цинка.

Давление на расплав при застывании

В момент, когда расплав полностью заполняет пресс-форму, усилие на поршень многократно увеличивается. Воздействие давлением не прекращается до тех пор, пока металл полностью не затвердеет. В результате возрастает плотность и механические характеристики отливки, в ней не образуются усадочные дефекты. При повышении усилия сжатия уменьшается количество бракованных изделий, растёт чистота поверхности металла, повышается качество отливок.

Чем выше требования к прочности детали, тем больше должно быть усилие прессования. Алюминиевые сплавы прессуют давлением от 40 до 200 МПа. Для сплавов на основе магния используют от 40 до 180 МПа. Цинковые сплавы повергают давлению от 10 до 50 МПа. Для обеспечения высокого качества при увеличении толщины стенки нужно повышать давление при кристаллизации.

Температура подогрева пресс-формы

Перед подачей жидкого сплава литейное оборудование нужно нагреть до определённой температуры, которая подбирается для каждого сплава в зависимости от толщины стенок изделия. Температура предварительного подогрева пресс-формы:

  • для литья цинка до 120–1600 ºС;
  • магния 200–2400 ºС;
  • алюминия 180–2500 ºС;
  • стали 200–2800 ºС;
  • латуни 280–3200 ºС.

Если отливка тонкостенная – пресс-форму нагревают до температуры ближе к большим значениям указанных выше интервалов. Для толстостенных деталей – ближе к нижнему значению. Это нужно чтобы в тонкостенных отливках расплав не затвердел в процессе заполнения формы. В технологии заливки больших деталей напротив необходимо увеличить скорость застывания.

Преимущества и недостатки литья под давлением

Отливки, выполненные на установках для литья под давлением – это детали, с низкой шероховатостью, высокой точностью исполнения, которым не нужна механическая обработка или она минимальна. После литься детали поступают на отрезные прессы, где с них удаляются литники и промывники.

Состоящий из небольшого количества операций процесс может быть полностью автоматизирован. Из-за простоты операций, быстрого затвердевания металла и автоматического извлечения изделий этот процесс является высокопроизводительным.

Недостаток технологии – это сложность и высокая стоимость технологической оснастки. Экономически не рационально использовать литье под давлением в средне серийном и мелкосерийном производстве. Способ не подходит для литья тугоплавких металлов, которые плавятся при температуре выше, чем сталь.

Эту технологию не применяют для изготовления больших отливок, так как преимущества метода пропадают из-за неравномерного затвердевания, а из-за высокой цены габаритного высокоточного оборудования использование этого способа экономически нецелесообразно.

Применение

Литье под давлением изготавливают тонкостенные детали со сложной геометрией. Этой технологией делают изделия из меди, алюминия, цинка, магниевых сплавов, сталей и пластика. Эта технология позволяет выполнять геометрически сложные отливки с толщиной элементов до 1 мм.

Литье под давлением применяют в следующих отраслях промышленности:

  • приборостроение;
  • автомобилестроение;
  • самолётостроение;
  • станкостроение;
  • изготовление элементов смесителей.
  • производство бытовой техники;

Литье под давлением широко используют для производства изделий из полиэтилена, полипропилена и других синтетических материалов. Из-за большой стоимости применяемой оснастки эта технология экономически обоснована только в массовом или крупносерийном производстве.

Сегодня ни одно машиностроительное предприятие, массово изготавливающее детали бытовой техники, приборы, двигатели внутреннего сгорания и другие высокотехнологичные механизмы, не может обойтись без установок для литья под давлением.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector