- •2. Назначение и этапы конструирования чертежа отливки.
- •Анализ заказа.
- •Анализ технологичности конструкции литой детали и выбор способа изготовления отливки.
- •Литейно-технологические требования к конструкции литых деталей и их элементам.
- •Назначение технологических баз и допусков на размеры.
- •3. Основы конструирования технологической оснастки и эксплуатации.
- •Анализ технологичности детали
- •Разработка чертежа отливки
- •Возможная корректировка чертежа
- •Выбор поверхности разъема и положения отливки в форме
- •Выбор способа литья
- •Выбор баз (литейных и для механической обработки)
- •Конструирование литейной формы
- •Выбор материалов для изготовления формы (формовочные и стержневые смеси, металлы)
- •Выбор технологического оборудования
- •Конструирование оснастки
- •Изготовление и испытание оснастки
- •Изготовления отливки и контроль качества
- •Оформление технологической документации
- •4. Оснастка для формообразования неметаллических форм.
- •Конструктивные особенности плит для машинной формовки и автоматических литейных линий.
- •Модельный комплект, его состав и значение.
- •Применяемые материалы для изготовления модельного комплекта. Механическое обоснование выбора материала.
- •Конструирование деревянных и металлических моделей.
- •Конструирование стержневых ящиков.
- •Конструктивные и технологические особенности изготовления модельных комплектов из пластмасс.
- •Определение размеров литейных форм. Выбор опок.
- •Эксплуатация, ремонт оснастки.
- •Виды ремонта.
- •Построение чертежа элементов литейной формы.
- •Основы проектирования и расчет литниковой системы.
- •Конструктивные размеры литниковых систем:
- •Типы прибылей и их расчет.
- •Значения коэффициента s
- •Значения коэффициента μ
- •Значения коэффициента Ky
- •Соотношения площадей питателей, шлакоуловителя и стояка
- •Основы конструирования кокиля.
- •Конструктивные уклоны отливок из цветных сплавов.
- •*Для тонкостенных отливок
- •Классификация кокилей.
- •Изготовление кокилей.
- •Ремонт и хранение кокиля.
- •Литье под давлением.
- •Основы конструирования пресс-форм.
- •Стержни.
- •Литниковые втулки и рассекатели.
- •Выталкиватели.
- •Детали пресс-форм конструктивной формы.
- •Устройства для водоохлаждения пресс – форм и отвода воздуха.
- •Материалы для деталей пресс – форм.
- •Марки сталей, применяемые для деталей пресс-форм.
- •Литниковые системы для отливок литья под давлением.
- •Значения коэффициентов к3 и к4
- •Литниковые системы.
- •Конструирование оснастки и основные требования при проектировании пресс-форм.
- •Изготовление отливок по газифицируемым моделям.
Литниковые системы для отливок литья под давлением.
Основным расчетным элементом при выборе литниковой системы является питатель.
Площадь поперечного сечения питателя находят по формуле.
Fn= ,
М – масса отливки, кг
ρ– плотность сплава, кг/м3
Vвц –скорость заливаемого сплава, м/с
τз – продолжительность заполнения пресс-форм, с
Продолжительность заполнения пресс-формы зависит от конфигурации и толщины стенки отливки, температуры пресс-формы и температуры заливки металла. Принимая среднюю продолжительность заполнения равной 0,06 с, определяют фактическую продолжительность заполнения пресс-формы по зависимости.
τ3 = 0,06 К3 К4 ,
Где К3 К4 – коэффициенты, зависящие соответственно от вида сплава и толщины стенки отливки и принимаются по таблице.
Значения коэффициентов к3 и к4
сплавы |
К3 |
Средняя толщина стенки, мм |
К4 |
Цинковые Алюминиевые магниевые медные |
1,0 0,9 0,45 0,75 |
До 1 1-2 2-4 4-6 6-8 Св. 8 |
0,5 0,75 1,00 1,15 1,3 1,5 |
Площадь поперечного сечения питателя можно определить, используя номограмму, которая обычно печатается в справочниках по литью. Для этого надо знать объем отливки ψотл , время заполнения формы Τ3 и рекомендуемую скорость впуска υвп металла.
Не переменным и очень важным элементом литниковой системы при получении литья на машинах с вертикальной и горизонтальной камерами прессования является литниковый остаток, который первый воспринимает на себе давление прессующего поршня и передает его через другие элементы литниковой системы на сплав, заполняющий фасонную полость формы. Высота литникового остатка в целях экономии металла должна быть минимальной. Для получения наименьшего литникового остатка и доброкачественной отливки необходимо правильно выбирать порцию заливаемого в камеру металла. Другим элементом литниковой системы при литье на машинах с вертикальной камерой прессования является входной литник, который представляет собой усеченный конус; меньшее основание его примыкает к литниковому остатку, а большее к выходам на плоскость разъема формы. Конус обычно выполняют 1,5-3О.
Поворотный литник является промежуточным элементом литниковой системы и соединяет входной литник с питателем. Стремясь подвести сплав к фасонной полости по максимальному параметру отливки, площадь сечения и длину поворотного литника делают не сколько увеличенной, и он принимает вид коллектора. Делается это во избежание местных сужений, тормозящих поток металла. Переход от входных к поворотному литнику должен быть закруглен переходными радиусами.
Питатель – самая ответственная часть литниковой системы. Определив площадь сечения питателя, определяем длину питателя, то есть расстояние от поворотного литника до отливки должна быть не более 5 – 7 мм. Толщина питателя при прессовании на машинах вертикальной и горизонтальной камерами прессования колеблется для алюминиевых сплавов в пределах от 0.8 до 1,5 мм (в случае тонкостенных отливок до 3 мм) и от 40 до 90 % толщины стенки отливки для толстостенных и крупных отливок. При литье небольших деталей из латуни толщина питателя задается в пределах от 1 до 2 мм, для магниевых и цинковых сплавов – на 10 – 30 % больше, чем при литье алюминиевых сплавов.
Следует строго придерживаться правила, выработанного практикой, элементы литниковой системы делать минимальными с учетом доводки их при опробовании и наладке пресс – форм.
При конструировании литниковой системы большое значение имеет выбор места подвода питателей. Как правило, стремятся к созданию максимальной направленности заполнения сплошным или дисперсным потоком металла, что благоприятствует вентиляции формы и заполнению тонкостенных частей отливки. Поток металла не должен ударяться о выступающие части формы и стержни, должен направляться по касательной к преграде. Для исключения удара потока о преграду и сокращения пути металла в форме применяют несколько питателей.
Важными технологическими элементами литниково-вентиляционной системы является промывники, предназначенные для удаления из отливки первых некачественных порций металла, равномерного прогрева пресс-формы и гашения гидравлического удара в момент окончания заполнения формы. Толщина соединительных каналов промывников δпр с отливкой составляет
δпр=(0,8 – 0,9) δоп ,
но не менее 0,4 – 0,5 мм. Размеры и место установки промывников уточняют при отработке технологии литья по результатам рентгенконтроля. Опытной партии отливок или даже визуально по зашлакованности и газонасыщенности металла в районе питателей. Промывники должны иметь индивидуальные выталкиватели.
Эксплуатация и хранения пресс-форм.
Для получения качественных отливок нужно, чтобы формы, и в особенности их полости, всегда были в хорошем состоянии, для чего требуется правильная организация, эксплуатации, хранения, технического контроля за эксплуатацией форм, а так же правильная организация их ремонта и бережное отношение к формам. Изготовленная форма должна быть укомплектована быстроизнашивающимися запасными частями. Следует всегда помнить, что в форме нет ничего лишнего, все детали имеют определенное назначение, и поломка хотя бы одной из них влечет за собой брак отливок, снижение производительности, аварии формы или машины, а иногда приводит к несчастным случаям. Термические обработанные стержни и выталкиватели необходимо тщательное оберегать, так как достаточно слабого удара, что бы из сломать. При перерыве в работе, форму следует держать закрытой, это предохранит ее от случайных повреждений и замедлит ее охлаждение. Перед началом работы форму необходимо подогреть, не следует заливать расплавленный металл в холодную форму, это создает резкий тепловой удар и вызывает преждевременное растрескивание рабочей поверхности. Водное охлаждение следует включать до полного нагрева формы, так как охлаждение горячей формы может привести к появлению глубоких трещин, доходящих до рабочей полости формы.
Хранение форм должно быть организовано на сухом отапливаемом складе, в закрытом и смазанном состоянии. Каждая форма должна иметь свой паспорт и номер, соответственно которому номеруются стеллажи и полки, отведенные для хранения форм.
После окончания выполнения заказа на отливки, форма отправляется на участок профилактического ремонта, где форма осматривается и сработанные детали заменяются. Отремонтированную форму смазывают и отправляют на склад. Хорошо спроектированная, тщательно изготовленная пресс-форма из соответствующих материалов, прошедших необходимую термическую обработку при правильной эксплуатации и бережном хранении может дать большое количество отливок высокого качества. Для увеличения срока службы формы необходимо периодически производить профилактическую зачистку полости формы с последующей полировкой и шлифовкой плоскости разъема. Рабочие поверхности их полируют. Сопрягаемые и подвижные поверхности должны соответствовать 7-му классу, остальные 3-4 классам шероховатости.
В единичном и мелкосерийном производстве применяют в основном одногнездные пресс-формы, изготавливаемые из легкоплавких сплавов, алюминиевых сплавов, метало-пластмасс и гипса заливкой их на эталон отливки, помещенный в корпус пресс-форм. Данным способом получают пресс-формы для таких деталей, как червячные фрезы, сверла и др. Однако эти пресс формы не долговечны. Поэтому часто пресс-формы изготавливают из стали с закаленной рабочей поверхностью.
Пресс-формы состоят из 2-х матриц и замка. Иногда части пресс-формы скрепляют клиньями, барашками, болтами. Но они ненадежны в работе, кроме того, на раскрытие пресс-форм требуется очень много времени. Хорошо зарекомендовали себя винтовые замки. Корпус пресс-форм имеет внизу выступы, которые входят в пазы винтового замка. При повороте винта против часовой стрелки корпус прижимается к основанию. Стержень вытягивается из модели рукояткой.
В крупносерийном производстве применяют многогнездовые стальные пресс – формы, изготовленные с помощью механической обработки. Все стержни для получения осевых и радиальных отверстий, а так же толкатели сблокированы и приводятся в действие опусканием рукоятки. В такой пресс – форме устанавливают быстродействующий замок. Головку стержня вставляют в корпус пресс – формы и поворачивают на 90 градусов в положении фиксации. При дальнейшем повороте происходит ввинчивание стержня в корпус и скрепления пресс – формы. В НИИТ Автопроме разработаны типовые конструкции механизированных и автоматических пресс – форм. В механизированных пресс – формах все операции (протяжка осевых, радиальных, наклонных стержней, вкладышей, открывание пресс – формы и выталкивания моделей) осуществляется после нажатия на рычаг. Автоматические пресс – формы имеют пневматические или гидравлические механизмы открывания и закрывания, с которыми сбалансированы механизмы выталкивания моделей. Автоматические пресс – формы могут иметь горизонталь ную или вертикальную плоскости разъема. В массовом производстве наиболее целесообразны пресс-формы с вертикальным разъемом, так как это упрощает автоматизацию удаления моделей из пресс-формы.