книги / Научные основы технологической подготовки группового производства

не могут быть изготовлены другими способами литья. По производитель­ ности этот процесс значительно превосходит все существующие способы литья, что обеспечивается применением высокопроизводительных машин.

Большая скорость течения металла в сочетании с высоким давлением и быстрым остыванием позволяет получать чрезвычайно мелкозернистую структуру металла, что повышает его прочность по сравнению с литьем в песчаные формы на 25—40%. Особой мелкозернистостью и высокой изно­ соустойчивостью отличается литейная корка, соприкасающаяся с метал­ лической формой, обладающая повышенной плотностью, твердостью, кор­ розионной стойкостью и обеспечивающая гидравлическую непроницаемость деталей.

Кроме высокой точности (4—5-го, а иногда и 3-го классов) обеспечи­ вается идентичность размеров и форм отливок.

Чистота поверхности отливок зависит от чистоты рабочей поверхности полированной формы и соответствует 5—6-му классам (по ГОСТу 2789—59).

При использовании метода литья под давлением имеется возможность

армирования отливки, что		позволяет комбинировать детали, в про­
цессе эксплуатации	подвергающиеся трению и износу и изготовляемые
из высокопрочных	металлов,	с* деталями из легкоплавких литейных
сплавов.

К сплавам, применяемым для литья под давлением, предъявляется ряд требований, обусловливаемых специфическими особенностями этого про­ цесса.

Прежде всего, сплав не должен обладать красноломкостью. Для каж­ дого сплава есть свой узкий интервал температур, при которых следует извлекать отливки из формы.

Стойкость форм зависит от степени и продолжительности нагрева. Поэтому сплавы должны иметь узкий температурный интервал кристалли­ зации. Это необходимо для быстрого протекания процесса, для уменьше­ ния износа и термоусталости форм, получения равномерной плотности отливки.

Сплавы должны обладать высокой жидкотекучестью при небольшом, перегреве, так как в противном случае увеличивается износ формы.

Для литья под давлением наиболее широко применяются алюминиевые,, цинковые, магниевые, медные и оловянно-свинцовые сплавы.

Наибольшее распространение, особенно для изготовления сложных ю фасонных деталей, получили алюминиевые сплавы. Их преимущество — низкая температура плавления, малый удельный вес и высокие механи­ ческие свойства.

Расширению области применения литья под давлением за последние годы способствовало внедрение ряда новых сплавов на медной, алюминие­ вой и магниевой основе. В первую очередь, к ним относится сплаь ЛК-80-ЗЛ с высокими механическими характеристиками, сплавы алюми­ ниево-магниевые типа АМГ-4 и АМГ-9 с высокими антикоррозионными характеристиками, сплавы типа «электрон» на магниевой основе с низким удельным весом.

Однако, несмотря на прогрессивность получения деталей литьем под. давлением, этот процесс до последнего времени в условиях серийного про­ изводства применяется недостаточно широко.

При партиях литых деталей меньше 500 шт. в год и простой конфигу­ рации применять литье под давлением считалось нерентабельным в связи с дороговизной требующейся оснастки и, в первую очередь, пресс-форм.

Некоторые заводы для литья под давлением деталей мелких серий при­ меняют универсальные блоки со сменными вставками, оформляющими отливки. Но так как подбор деталей является случайным, то отливки

Основные технические характеристики машин для литья под давлением

Основные данные				«Красная	€Красная	«Красная	Л Д-7
				Пресня	Пресня	Пресня
				511%	512%	513%
Нормальные	внутренние		диа­	40] 60	60; 80] 100	120; 170	80; loo
метры стаканов		камеры давления
в мм
Максимальный вес (в кг) порции
металла (в наибольшем стакане)
для сплавов на основе (по каталогу):				0,8	1.8	8	1,8
А1
Си				1,2	4	15	3
Наибольшая допустимая поверх­
ность отливки (в смй) для сплавов
на основе (по	паспорту):			200	400	900	400
А1
Си				100	200	400	200
Максимально возможные размеры
(в мм) форм при нормальном рас­
положении формы:				320X320	500X500	600X600	450X450
квадрат
прямоугольник				320X450		500X800	450X500
Наибольшее	расстояние		между	650	1000	1200	1000
неподвижной и подвижной плитами
машин (в мм)							450
Максимальный		ход подвижного		310	450	570
стола (в мм)

Типы машин
			«Полак%			«Рид —
«Красная						ш П#449UИ*/1^
						1JpÇniftWV
Пресня	408	600	900	2255	5065	1Чг 0%
515%
40; 50; 65	45	40] 60	60; 80; 100» 120; 140; 16(о по; 120; 17(у От 31 до 64
1.6	0,2	0,6	1.8	8	12	1,6
5,5	0,4	1.2	4	15	24	5
250	80	200	400	900	1500	174
	60	12а	200	400	800	140
*—	230X230	320X320	450X450	600X600	800X800	450X450
	230X230	320X450	450X600	600X800	800X1060
415	420	650	1000	1200	2200	460
260	250	310	450	570	1200	250

Нормальная толщина			стола	170	170	200	170	—	60 и 90	170	170	200	200
для крепления		подвижной части												~
(в мм)
Рабочее	давление жидкости
в системе машины в am:				120	120	120	120	65	120	120	120	120	120	70X6
нормальное
предельное				140X110	140X110	140X110	140X110		140X110	140X110	140X110	140x110	140X110	10X6
Усилие	прессования в		Т	До 16	До 28,5	До 56,5	До 30	13,5	8	До 16	До 30	До 55	До 70	-
Максимальное		усилие	закрыва­	55	120	213	120	—	40	70	До 120	До 220	520	До 7
ния форм при включенном муль­
типликаторе в		Т						2		2,5	2	1.5	До 1,5	3
Максимальное		число рабочих		2,5	2,1	1,5	2		2,8

циклов в минуту (расчетное)

в блоках получаются	с повышенным облоем, непостоянными размерами
в плоскостях, перпендикулярных линиям разъема, с литниковой систе­
мой, не отвечающей	габаритам деталей.

Применение метода групповой обработки позволяет создавать группо­ вые блоки более рациональной конструкции, предназначенные для опре­ деленных групп отливок, получаемых с помощью сменных вкладышей (формовкладышей).

Опыт заводов показал, что литая деталь, полученная в групповом блоке, по своим качествам приближается к отлитой в индивидуальной прессформе.

Тщательное изучение на ряде заводов номенклатуры деталей, отливае­ мых под давлением, показало следующее: 30% отливок получают в фор­ мах с разъемом двух матриц без применения боковых стержней, со съемом плитой; около 30% составляют отливки, изготовляемые в разъеме двух матриц, с выталкиванием деталей толкателями; около 40% отливок вы­ полняется в разъеме двух матриц с применением боковых стержней. Все детали, входящие в эти группы, могут изготовляться по групповой тех­ нологии в блоках. Исключение составляют особо сложные детали, для ко­ торых приходится проектировать индивидуальные формы.

Процесс литья под давлением осуществляется на специальных маши­ нах.

В табл. II. 8 даны основные технические характеристики некоторых наиболее распространенных типов машин для литья под давлением.

Работа по внедрению метода групповой обработки в процессе литья под давлением разделяется на два этапа:

1)классификация отливок и образование групп;

2)создание для каждой группы конструкций блоков с формовклады-

шами.

ОБЩАЯ МЕТОДИКА КЛАССИФИКАЦИИ ОТЛИВОК

При классификации деталей (отливаемых под давлением) на группы ос­ новными параметрами, по которым деталь относится к той или иной группе, являются:

1)линия разъема формы для получения отливки;

2)система выталкивающих устройств в форме для съема отливки;

3)расположение отливки в пресс-форме (в подвижной матрице, в не­ подвижной или сразу в двух матрицах);

4)конструкция литниковой системы;

5)наличие в отливке боковых отверстий;

6)габарит литой детали.

Линия разъема формы фактически определяет конструкцию блока, рас­ положение в нем отливки и систему выталкивающих устройств. Она выби­ рается либо по одному из торцов отливки, либо по ее максимальному габа­ ритному сечению, либо по оси симметрии.

При выборе линии разъема по одному из торцов литой детали послед­ няя размещается в одной из матриц. При выборе линии разъема по макси­ мальному сечению либо по оси симметрии наружный контур отливки оформляют в двух матрицах.

Система выталкивающих устройств. Система съема отливки опреде­ ляет конструкцию группового блока и осуществляется в двух вариантах — съем отливки плитой и съем отливки толкателями.

Съем отливки плитой производится при оформлении наружного кон­ тура отливки в неподвижной матрице. При больших габаритах внутрен­ них стержней съем плитой нежелателен, его лучше осуществлять толкате­ лями.

Рис. II. 26. Классификация деталей на группы

При оформлении отливки в подвижной матрице или в разъеме двух матриц съем отливки производится толкателями.

Размеры и количество толкателей должны быть выбраны такими, чтобы в процессе съема они не могли продавить отливку. Их располагают обычно в утолщенных местах отливки либо предусматриваются специаль­ ные утолщения.

Съем отливок плитой следует предпочесть удалению их толкателями, поскольку при этом на отливке не остается следов, а также предотвра­ щается коробление деталей.

Литниковая система. Отливки, получаемые в групповых блоках, могут иметь боковое или центральное питание.

При выборе места питания необходимо иметь в виду следующее:

1) предпочтительно центральное питание отливки, так как при этом уменьшаются габариты блока;

2)литниковую систему следует проектировать с таким расчетом, чтобы поступающий в форму поток металла последовательно вытеснял воздух из полости формы к линии разъема;

3)питание желательно подводить к одной из обрабатываемых плоско­ стей отливки;

4)толщину питателя, подводимого к отливке, следует принимать рав­ ной 25—30% толщины стенки литой детали (при рациональной толщине литых деталей до 6—7 мм).

Наличие в отливке боковых отверстий, оси которых расположены под углом, кратным 90°, в плоскости разъема пресс-формы, влияет на конст­ рукцию блока.

Габариты отливки. Размеры деталей влияют на определение группы,

ккоторой может быть отнесена та или иная деталь, так как площадь проек­ ции отливки по линии разъема является основной характеристикой для выбора типа машины. Однако габариты отливок не влияют на принципиаль­ ную схему конструкции блока, а лишь определяют его размеры.

На основе изложенного и определяются классификационные группы отливок, примеры которых показаны на рис. II. 26.

Группа 1 — поверхность разъема представляет собой плоскость, про­

ходящую по торцу детали; наружная поверхность оформляется в непод­ вижной части формы; съем детали со стержня производится плитой; пита­ ние центральное.

Группа 2 — отличается от группы 1 только подводом питания сбоку. Группа 3 — поверхность разъема располагается по одному из наиболь­ ших сечений с оформлением детали в неподвижной и подвижной частях или только в подвижной части; съем производится выталкивателями; питание

центральное.

Группа 4 — отличается от группы 3 подводом питания сбоку.

Группа 5 — те же признаки, что и у группы 5, но с оформлением боко­ вых отверстий в количестве от одного до трех в трех взаимно перпендику­ лярных направлениях.

Группа 6 — отличается от группы 5 подводом питания сбоку.

ПРИМЕРЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ГРУППОВЫХ БЛОКОВ

ИВКЛАДЫШЕЙ

Воснову конструирования групповых блоков положен принцип смены вкладышей, оформляющих конфигурацию детали. Необходимо стремиться к тому, чтобы переналадка блока производилась непосред­ ственно на литейной машине с минимальной затратой времени на замену вкладышей.

Оформление детали обеспечивается в неподвижной части формы, так как линия разъема проходит по торцу детали. Съем со стержней осущест­ вляется плитой. Питание центральное. Конструкция блока предусматри­ вает использование его на машинах «Полак 408» и «Полак 600».

Групповой блок (рис. II. 28, а) состоит из двух частей — неподвижной и подвижной. Обе половины блок-формы спариваются между собой по че­ тырем направляющим штырям и втулкам, что обеспечивает надежную их фиксацию во время работы. Неподвижная часть состоит из плиты 1, при­ крепленной винтами к обойме неподвижной матрицы 2\ подвижная поло­ вина, имеющая механизм съема детали, состоит из четырех плит 3 ,4 ,8 и 9,

соединенных в два пакета, которые могут перемещаться под действием гидравлического устройства относительно плит 5, 6 и 7.

Обе части имеют окна, в которые вставляются сменные вкладыши и при помощи прижимов с винтами закрепляются в блоке.

На рис. II. 28, б показана конструкция сменного вкладыша, предна­ значенного для данного блока.

Вкладыш состоит из вставок 3 и 4, оформляющих стержней 2, 5 и 7, рассекателя 6 и плиты 1 для закрепления стержней 2 и 7.

В данном случае показан вкладыш с центральной литниковой систе­ мой, расположенной непосредственно во вкладыше.

Смена* формовкладышей производится на машине без снятия блока. Для этого необходимо снять прижимные планки, вынуть вкладыши из подвижной и неподвижной частей блока.и заменить их новыми, предна­ значенными для получения другой отливки данной группы.

Работа блока осуществляется в следующем порядке. После заливки металла и получения детали отводится подвижная часть блока. Плита 5 под действием гидравлического механизма перемещается совместно со вставками 3 и 4 вдоль стержня, снимая при этом отливку.

Так как в данном случае отливаются детали, конфигурация которых оформляется в неподвижной части блока, то в конце процесса | деталь ос­ тается свободной и, ничем не поддерживаемая, падает. После очистки и смазки форма закрывается: она снова готова к повторному циклу.

После изготовления партии дета­ лей формовкладыши заменяют новы­ ми и блок используется для получе­

ния отливок	другого наименования.
Габариты	сменных вкладышей,
а следовательно, и		блока	опреде­
ляются габаритами		деталей	данной
группы и машины.

Линия разъема

'ш ш

Рассмотрим ряд примеров, взятых из практики заводов, применяющих групповой метод литья под давлением.

Представленная на рис. II. 29 группа скомплектована из отливок, габа­ ритные размеры и конфигурация которых позволяют применять один групповой блок со сменными вкладышами. Деталь оформляется в непо­ движной части формы, так как линия разъема проходит по торцу детали: Съем отливок осуществляется плитой. Питание боковое. В связи с тем, что отливки имеют небольшие габариты, они могут быть получены на машине «Полак 408».

Групповой блок (рис. II. 30, а) состоит из двух частей — неподвижной 1 и подвижной 2. Обе части имеют окна, в которые вставляются формовкла­ дыши (рис. II. 30, в). Формовкладыш состоит из матрицы 4, оформляющей наружную поверхность детали и закрепляемой в неподвижной части 1 блока (рис. И. 30, а), матрицы 3, устанавливаемой в подвижной обойме 2 (рис. II. 30, а) блока, пуансонодержателя 2 с пуансоном 1*

Вставка к групповому блоку

Рис. II. 30. Групповой блок для деталей группы по рис. II. 29 (а) и вставка к групповому блоку (б)

Для обеспечения совпадения двух матриц имеются две контрольные колонки 5.

Формовкладыши вставляются в окна подвижной и неподвижной ча­ стей 1 и 2 блока (рис. II. 30, а) так, что буртик вкладыша входит в пазы окна. Закрепление формовкладышей 3, 4, 5 (рис. II. 30, б) производится прихватами б, 7, 8.

Такой вид крепления позволяет осуществлять смену вкладышей без снятия блока с литейной машины. Вкладыши 3 и 4 оформляют наружный контур детали. Вставка 5 служит для закрепления стержней, оформляю­ щих внутренний контур детали.

Представленная на рис. II. 31 группа скомплектована из деталей, получаемых в блоке с поверхностью разъема, расположенной в плоскости наибольшего сечения отливки. Отливки могут размещаться в подвижной или неподвижной части блока. Съем отливок осуществляется выталкива­ телями. Питание боковое.

На рис. И .-32 показана конструкция группового блока для получения деталей данной группы. Блок состоит из двух обойм 1 и 2, устанавливаемых на подвижной и неподвижной частях машины. Обоймы фиксируются на­ правляющими колонками 9. Для съема отливок имеется набор плит 7, в ко­ торые устанавливается вставка с выталкивателями (рис. II. 33).

Плита 6 (рис. II. 32) служит основанием для установки формы на по­ движной части машины.

Здесь же показаны установочные размеры вкладышей 3, 4 и 5. Закрепление вкладышей осуществляется прихватами 8.

На рис. II. 33 показана конструкция формовкладыша, состоящего из двух матриц 1 и 2, закрепляемых в неподвижной и подвижной обоймах блока. Толкатели 3 установлены в плите 4, закрепляемой в системе плит 7 (рис. И. 32).