Классификация пресс-форм

Пресс-форма для литья под давлением имеет одну или несколько формующих полостей, очертания которых являются негативным отпечатком отливки. Размеры оформляющей полости пресс-формы должны отличаться от размеров отливки на величину усадки заливаемого сплава. Собранная пресс-форма представляет собой прямоугольный набор пакетов, иногда цилиндр. Она состоит из двух основных частей - неподвижной и подвижной, в которых смонтированы все остальные детали.

Пресс-форма для получения отливок на машинах литья под давлением - это дорогая, сложная по конструкции и трудоемкая литейная оснастка. Она отличается большим разнообразием конструкции. Это обусловлено конструкцией самой отливки, свойствами сплава, из которого она отливается, выбранной машиной, характером производства и другими факторами.

Удельное давление, действующее на пресс-поршень литейной машины, составляет для простых деталей от 25 до 100 МПа, для сложных деталей (при литье отливки ’’Блок цилиндров”) - 85-100 МПа.

Пресс-форма более сложная и трудоемкая для изготовления литейной оснастки, чем кокиль. Однако она окупается в сфере производства по следующим направлениям:

  • она имеет высокую производительность по съему отливок (в 2- 10 раз выше по сравнению с кокильным литьем);
  • достигается экономия металла для изготовления отливки;
  • данный метод получения отливки позволяет более рационально решать вопросы по механизации, автоматизации, технике безопасности и улучшению условий труда;
  • обеспечивается высокая стойкость пресс-формы. При литье ’’Блок цилиндров” стойкость пресс-формы составляет 100 тыс.съемов, а кокиля -15 тыс. отливок.

Пресс-формы, применяемые при литьё под давлением для изготовления отливок, можно разделить на два класса: неунифицированные и ненормализованные или обычные; унифицированные и нормализованные. На нормализованные детали, узлы, механизмы и конструкции пресс-форм составляются заводские или отраслевые нормали, а на унифицированные - стандарты предприятий.

Простейшие неунифицированные (обычные) пресс-формы состоят из вкладышей матриц и пуансонов и направляющих колонок. Вкладыши имеют заплечики для крепления специальными болтами или крепежными планками специального профиля. Выталкивание отливок осуществляется поршнем плунжера. Наряду с простейшими изготовляются пресс-формы различной степени сложности вплоть до уникальных, имеющих большое количество стержней, расположенных параллельно и перпендикулярно плоскости разъема пресс-форм, механизмы автоматического регулирования температуры и т.п. Трудоемкость изготовления и стоимость таких пресс-форм очень высоки.

Унифицированные и нормализованные пресс-формы более экономичны и производительны, поэтому они постепенно вытесняют обычные неунифицированные. Унифицированные и нормализованные пресс- формы применяются при массовом и мелкосерийном производствах, где в одном блоке отливается несколько наименований деталей. Для каждой детали изготовляются свои вкладыши или пакеты; по мере их износа они заменяются дублерами.

Унификация и нормализация пресс-форм проводится практически на всех заводах, занимающихся литьем под давлением. Существует несколько направлений по конструктивному их оформлению и по терминологии. По имеющейся классификации можно выделить следующие группы пресс-форм:

  • состоящие из унифицированных или нормализованных вкладышей или пакетов и блоков к ним, которые называют блок-формой и формо- блоком;
  • состоящие из нормализованных или унифицированных пакетов и унифицированных постаментов к ним;
  • изготовляемые из универсальных сборных узлов (УСФ).

Классификация пресс-форм по типу заливаемого сплава

В зависимости от вида заливаемого сплава пресс-формы отличаются конструкцией и размерами литниковой системы, материалами для формообразующих деталей и их термообработкой, конструкцией вкладышей. (рис.65, а). Пресс-формы для отливок из сплавов на основе цинка, олова, свинца и даже магния работают в более легких условиях, чем для отливок из сплавов на основе алюминия, меди. Конструкция их не требует системы охлаждения формообразующих частей. Например, температура заливки цинкового сплава - 450 °С, алюминиевого - 650 °С, кремнистых латуней - 930 °С. Пресс-формы для отливок из алюминиевых и медных сплавов работают в более жестких условиях и необходимо, как правило, предусмотреть систему охлаждения и комплектацию с запасными формообразующими деталями. При этом смену запасных частей следует проводить без дополнительной механической и слесарной обработки.

Стойкость пресс-форм зависит от типа заливаемого сплава. По данным И.И Горюнова (табл.56), наиболее низкую стойкость имеют пресс- формы при отливке деталей из сталей. Поэтому такие пресс-формы изготавливают из тугоплавких металлов - молибдена, вольфрама и др.

Таблица 56. Стойкость пресс-форм, изготовленных из стали ЗХ2В8Ф для различных сплавов

Классификация пресс-форм

С повышением температуры плавления материалов, применяемых для изготовления отливок (медь, железо), повышается температура контакта, снижаются запасы прочности и пластичности, что приводит к снижению стойкости и термостойкости пресс-форм. Однако стойкостью пресс-форм можно ’’управлять”. Например, с повышением теплофизических свойств (тепло- и температуропроводности, теплоемкости), плотности металла пресс-форм и отливок температура контакта понижается более интенсивно, а уровень механических свойств повышается, что приводит к повышению стойкости пресс-форм.

Классификация пресс-форм по типу производства

Литье под давлением чаще всего применяют в массовом и крупносерийном производствах. В некоторых случаях литье под давлением выгодно и для небольшого числа отливок. Пресс-формы для мелкосерийного производства отличаются упрощенной конструкцией, применением в ряде случаев ручных операций для выема стержней и выталкивания отливок. На рис.65,6 представлена классификация пресс- форм по типу производства.

Пресс-формы для массового производства специального литья оснащены полной автоматизацией всех операций по извлечению стержней и выталкиванию отливок, обрубке литников и их погрузке в контейнеры.

Специальная пресс-форма для отливки детали ’’Блок цилиндров” автомобиля ”Москвич-412" на УМПО состоит из тысячи различных наименований деталей, ее общая масса составляет 20 т, стойкость -  100 тыс. съемов. Трудоемкость изготовления ее оценивается 20тыс.н/ч. Габариты 1530X1500X670 мм.

Специальную крупную пресс-форму размерами 3700Х3680Х х 1070 мм, массой 30 т изготовляли в США для отливки блока шестицилиндрового двигателя. Аналогичную форму для Заволжского моторного завода изготовили на заводе ’’Пресс-форм” в Нижнем Новгороде. Пресс-форма для литья средних деталей (отливка 5-10 кг) менее сложная в изготовлении. Такими пресс-формами являются "картер масляный” и ’’крышка головки блока” для автомобильного двигателя ”М-412” изготовляют их на УМПО.

Пресс-формы для деталей мелкосерийного производства групповой технологии разделяют по габаритам - площади проекции на поверхность разъема пресс-формы, по подводу литника к отливке, по типу съема отливки из пресс-формы, по поверхности разъема отливки.

Пресс-формы классифицируют также по конструкции и мощности машин, габаритным размерам плит для их крепления, ходу подвижной плиты.

Классификация пресс-форм по расположению камеры прессования

Классификация пресс-форм

Классификация пресс-форм

Машины для литья под давлением бывают либо с горизонтальной, либо с вертикальной холодной камерами прессования. Соответственно этому подразделяют и пресс- формы. В зависимости от устройства камеры прессования пресс-формы отличаются друг от друга конструкциями литниковых систем и расположением корпусных деталей или плит.

В пресс-форме (рис.66), установленной на машине с вертикальной камерой прессования, жидкий металл через мундштук и литниковую втулку обтекает рассекатель и затем сразу по литниковым каналам попадает в полости, образующие отливку.

Машины с горизонтальным расположением крепежных плит (вертикальной камерой) очень неудобны для эксплуатации пресс-форм и поэтому они применяются в ограниченном количестве.

Классификация пресс-форм по степени механизации

Применение того или иного механизма или их сочетаний влияет на общую конструкцию пресс-формы. Степень механизации пресс-формы определяется характером производства, конструкцией и технологическими параметрами литейной машины, конструкцией и сложностью отливок. При этом необходимо обеспечить наиболее простые и экономически целесообразные устройства для удаления стержней и выталкивания отливок.

Классификация пресс-форм

В зависимости от конструкции литейной машины для съема отливок могут быть использованы или ход подвижной плиты машины, или специальные механические или гидравлические системы привода.

На рис.67 приведена пресс-форма, в которой для освобождения отливки требуется только одно движение, т.е. одно перемещение подвижной части пресс-формы перпендикулярно плоскости разъема. В этой пресс-форме съем отливок осуществляется не выталкивателями, а подвижной плитой. Центрирование подвижной и неподвижной частей пресс-формы проводится направляющими втулками и колонками. Для предохранения плиты от выпадения применяют ограничительный винт.

Смотрите также