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

V_вц –скорость заливаемого сплава, м/с

τ_з – 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 ψ_отл , время заполнения формы Τ₃ и рекомендуемую скорость впуска υ_вп 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 1,5-3^О.

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 δ_пр с отливкой составляет

δ_пр=(0,8 – 0,9) δ_оп ,

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.