Пресс-формы для литья по выплавляемым моделям

 

Основные сведения и классификация пресс-форм

Пресс формы для литья по выплавляемым моделям предназначены для быстрого изготовления моделей. Какие требования предъявляются к пресс формам:

Требования к пресс-формам для литья по выплавляемым моделям

1.Размеры полости пресс формы должны соответствовать размерам изготавливаемых отливок с учетом усадки модельного материала, расширения материала литейной формы и усадки заливаемого сплава.

2.Качество поверхности полости пресс формы должно быть высоким, чтобы обеспечить получение высококачественной поверхности моделей, а следовательно и отливок.

3.Сборка и разборка пресс формы должна быть простой, а крепление отдельных частей надежным.

4.Прочность пресс формы должна быть достаточной для противодействия давлению многократно заливаемого или запрессовываемого модельного состава

5.Герметичность пресс формы по линиям разъема должна быть достаточной для предупреждения вытекания жидкого и пастообразного модельного состава.

6.Твердость материала пресс форм в местах приложения усилий должно быть достаточной для выдерживания их без деформации, без изменения форм и размеров.

7.Извлечение моделей должно быть легким и удобным.

Конструкции пресс-форм

В зависимости от назначения, конструкции и способа изготовления различают следующие типы пресс форм:

По назначению:

1.Для массового производства, пресс формы находятся непрерывно в эксплуатации длительное время для изготовления большого количества моделей.

2.Для серийного производства, пресс формы находятся периодически в производстве для изготовления  партий моделей

3.Для индивидуального производства, по пресс формам изготавливают отдельные модели или небольшие их партии.

 

По количеству гнезд:

1.Одногнездные, применяются при изготовлении моделей различных размеров для индивидуального производства, а также более крупных и более сложных моделей для серийного и массового производства.

См рисунок  

пресс форма с клиновидной подставкой

2.Многогнездные, применяются для серийного и массового производства мелких деталей.

СМ рисунок

сложная прессформа

По материалу и способу изготовления пресс форм:

1.Стальные- изготавливаются мех.обработкой.

2.Из легкоплавких или легких сплавов, получаемые литьем

3.Комбинированные, разные части пресс формы изготавливаются из разных материалов

4.Методом гальванизации и металлизации

5.Металлопластиковые

6.резиновые

7.Гипсовые, цементные и магнезитовые

8.Формопластовые, желатиновые и клеенные

9.деревянные

По способу заполнения пресс форм модельным составом:

1.Свободная заливка

2.Запрессовка

Выбор конструкции пресс формы, материала и способа изготовления обусловлен количеством изготавливаемых отливок, предъявляемыми к ним требованиями по шероховатости поверхности и точности размеров.

А также сроками изготовления пресс форм и отливок. Перед проектированием пресс формы по чертежу детали разрабатывают чертеж будущей отливки с указанием припусков на мех.обработку.

Припуски на мех.обработку предусматривают тогда, когда качество литой поверхности и точность размеров отливки являются недостаточными для нормальной работы детали.

Припуски на мех.обработку предусматриваются для обработки точением, строганием, сверлением, фрезерованием 0,5 – 1,0 мм, для более крупных отливок до 2 мм, для обработки шлифованием 0,2-0,3 мм.

Отверстия малых размеров ф3-5мм проще получить механической обработкой, поэтому в литье их выполнение не целесообразно. Также не целесообразно выполнять в литье резьбу с повышенными требованиями по точности и герметичности.

В деталях, при наличии такой резьбы нужно предусмотреть припуск на механическую обработку.Чертеж отливки также предусматривает:

  • На поверхностях, перпендикулярных к линии разъема пресс формы, формовочные уклоны, для облегчения извлечения модели, не более 1º.
  • Литейные радиусы или как еще их называют-галтели, во внутренних полостях отливки.
  • Технологические приливы, для обеспечения качества отливки и для правильной базировки отливки при механической обработке.

Далее проектируется модельный комплект, где определяется:

— количество отливок в форме.

— место питания отливки и способ подвода металла.

— условия сборки отдельных частей комплекта и отделение готовых отливок  от литниковой системы.

Количество отливок в форме определяется исходя из размеров отливки и имеющемуся оборудованию. Подвод металла к отливке обычно осуществляется в толстое место.

Для получения плотной структуры отливки нужно при ее затвердевании (кристаллизации), обеспечить питание отливки жидким металлом. Сечение литникового канала или прибыли, выбираем больше, чем сечение отливки в месте подвода металла.

Поэтому,  металл в литниковой системе остается жидким до полного затвердевания отливки и поступая в нее компенсирует усадку сплава ( уменьшение объема металла при его охлаждении и затвердевании).

Размеры внутренней полости пресс формы увеличивают по сравнению  с размерами отливки на величину усадки модельного материала и металла, т.к. при затвердевании и охлаждении модели и отливки уменьшаются в размерах ( происходит их усадка).

В основном, жидкий металл заливается в горячую литейную форму. Материал формы при нагреве расширяется, поэтому размеры пресс формы должны быть меньше на величину этого расширения.

Информация по увеличению размеров пресс формы по сравнению с размерами отливки в зависимости от материала модели и формы,заливаемого в форму металла указаны в таблице.

Увеличение размеров полости пресс форм по сравнению с размерами отливки.

Материал отливкиУвеличение размеров в% при заливке.
В горячие формы из кварцевого пескаВ холодные формы и формы из плавленого кварца
Чугун0,5-1,51,5-2,5
Бронзы оловянные0,7-1,51,7-2,5
Бронзы специальные1,3-2,52,3-3,5
Латуни1,0-2,22,0-3,2
Сталь конструкционная углеродистая и легированная1,0-2,52,0-3,5
Сталь высоколегированная хромоникелевая марганцевая.2,0-3,03,0-4,0

 

Изменение материала и температуры формы, материала отливки, а также материала модели приводит к изменению размеров отливки и необходимости корректировки размеров пресс формы.

Необходимые размеры полости пресс формы из-за колебаний в величине усадки и расширения невозможно точно определить заранее. Поэтому очень точные размеры получают доводкой пресс формы на основании результатов измерений экспериментальных отливок.

При проектировании пресс формы предусматривают  правильные условия заполнения их модельным составом, удаление воздуха из полости пресс формы и охлаждение модели.

Пресс формы бывают разных конструкций. Простые, сложные ( с большим количеством отъемных вставок и несколькими линиями разъема. С вертикальными или горизонтальными линиями разъема.

Для предотвращения поломки моделей , искажения геометрии, части пресс  форм,  выполняющие внутренние полости модели, выполняют вытяжными с направляющими поверхностями и удобными захватами для их удаления.

Соединение отдельных частей пресс формы производят навинчиваемыми или ввинчиваемыми деталями, барашками, клиньями, эксцентриковыми зажимами, скобами, струбцинами, пневматическими зажимами, клиновидными подставками.

Применяемые модельные материалы не обладают высокой прочностью, а для извлечения моделей из пресс форм требуется приложение определенных усилий.

С целью предупреждения  возможных деформаций моделей и искажения их  размеров для извлечения моделей из пресс формы применяют приспособления-толкатели, протяжные рамки. А также используют отдельные части пресс форм.

А также используют отдельные части пресс форм. Толкатели представляют собой подвижные части пресс формы, опирающиеся на массивные и наиболее удаленные  от места запресовывания участки модели.

При выдвижении толкателей, модель отделяется от пресс формы. Для крупных и сложных моделей применяются несколько толкателей, работающих одновременно.

Протяжная рамка представляет собой часть  пресс формы, снимаемую вместе с моделью. Применяется при изготовлении моделей с тонкими стенками.

При небольшом трении и незначительном прилипании, модель может извлекаться вручную за литниковый прилив. Когда веса модели хватает для преодоления силы трения и  прилипания, извлечение модели из пресс формы осуществляется поворотом на 180º, опрокидыванием пресс формы.

Отверстия  для  запрессовки модельного состава конструируют исходя из применяемого оборудования. Поверхность отверстия должна прилегать плотно к наконечнику шприца или пресса.

Для удаления воздуха из полости пресс формы в процессе заполнения модельным составом, предусматривают вентиляционные каналы.

Каналы располагают по линии разъема пресс формы, но иногда,их просверливают через стенки  , делают на поверхности прилегания отъемных частей.

Каждую пресс форму клеймят номером изделия, литерой дублера, датой изготовления, для какой единицы оборудования предназначена. Оформляют паспорт, где указывают информацию клеймения и данные по эксплуатации, ремонту.

Пресс формы подвергают периодическому осмотру и профилактическому обслуживанию. При осмотре проверяют состояние формообразующих  поверхностей.

Плотность прилегания по линии разъема, плавность хода отъемных частей, правильность спаривание всех половин и частей пресс формы, состояние отверстия для запрессовки модельного состава.