Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
По ходу процесса требуется, чтобы при разъеме формы отливка оставалась на подвижной части формы, так как вместе с ней из литникового канала, находящегося в матрице, должен удалиться ходовой литник.
Каждый раз после заливки металла на конце ходового литника остаются неровности, имеющие подобие расклепки, образующиеся при срезе литника пяткой в пластическом состоянии.
Чтобы удалить из матрицы отливку вместе с литником, требуется некоторое усилие, для чего используется усилие обжатия отливкой при ее усадке выступающих частей пуансона.
Для снятия с пуансона самой отливки, обжимающей его выступающие части, применяются выталкиватели.
Устройство выталкивателей. Выталкиватели обычно делаются в виде цилиндрических штифтов, утопленных в пуансоне заподлицо с полостью формы.
Рабочие концы выталкивателей могут быть в зависимости от конфигурации отливки, не только круглого сечения, но также прямоугольного и фасонного. Однако по возможности последних двух, следует избегать, так как некруглые отверстия в форме трудно выполнять и подгонять.
Если выталкиватель должен иметь малый диаметр (до 5 мм), то такого размера изготовляются только концы выталкивателя; по всей остальной длине выталкиватель во избежание его поломки и изгиба может иметь больший диаметр.
В табл. 11 приводится существующая нормаль на выталкиватели.
Выталкиватели имеют головку, с помощью которой они устанавливаются в гнездах плиты выталкивателей и закрепляются в ней прижимной плитой. При таком способе крепления выталкиватель по мере износа может быть легко заменен другим. Расположение гнезд в плите выталкивателей должно строго соответствовать расположению выталкивателей в форме.
На фиг. 48 показаны выталкиватели более совершенной конструкции, изготовленные из калиброванной серебрянки. Недостаток обычных выталкивателей, приведенных в табл. 11, помимо большого расхода металла при обточке для получения головки, заключается также в снятии с заготовки наиболее прочной ее части. При растяжении часто происходит излом в том месте, где шейка переходит в утолщение. Изготовление головки из отдельной заготовки обеспечивает равномерную прочность выталкивателя. Головка для крепления выталкивателя в плите вытачивается отдельно и навертывается на его резьбовой конец. Для уменьшения трения и предупреждения заедания на стержне выталкивателя шлифуется выточка с диаметром, меньшим, чем диаметр выталкивателя на 0,1—0,05 мм. Выточка начинается на расстоянии 12—20 мм от рабочего конца выталкивателя. В других случаях для этой цели растачивают на некоторую глубину диаметр отверстия для выталкивателя в плите пуансона.
Следует учитывать, что при значительном расстоянии между выталкивателями может сказаться неодинаковый нагрев пуансона и плиты выталкивателей; при жестком креплении выталкивателей в плите может произойти перекос и поломка выталкивателей. Для компенсации температурных изменений формы отверстия в плите выталкивателей выполняются с зазором по диаметру, что одновременно облегчает и изготовление последней.
Крепление выталкивателей может производиться, как показано на фиг. 48, резьбовыми пробками взамен прижима их плитой. При таком способе крепления отпадает необходимость в прижимной плите выталкивателей и облегчается регулировка и замена выталкивателей.
При креплении с помощью прижимных плит также рекомендуются выталкиватели с привернутыми на резьбе головками.
В тех случаях, когда конфигурация отливки не дает возможности установить равномерно выталкиватели или когда они могут испортить наружную поверхность детали, вводят в отливку специальные технологические приливы, принимающие на себя выталкиватели.
При помощи выталкивателей можно выполнить отливки с приливами и бобышками. В этих случаях выталкиватели, имеющие поперечное сечение прилива, углубляются в пуансоне на расстояние, равное высоте прилива. Этот способ больше всего пригоден для изготовления отливок с цилиндрическими приливами на плоскости. На цилиндрических приливах, получаемых путем утапливания выталкивателей, можно изготовлять надписи, рифление и т. п.
Следует отметить, что выталкиватели всегда оставляют небольшие отпечатки на отливках. Это происходит потому, что они соприкасаются с отливкой в то время, когда она еще не затвердела окончательно, а также вследствие износа концов выталкивателей от нагрева и механических усилий и по причине их неправильного регулирования. Изношенный (утопленный в форме) выталкиватель образует в форме углубление, которое образует прилив на отливке.
Ниже приводятся примеры неправильной установки выталкивателей.
Пример 1. В маховичке (фиг. 49, а) наибольшее обжатие наблюдается в ступице 1 около центрального стержня 2. Установка выталкивателей около этого стержня затруднительна из-за недостатка места для размещения основания стержня. Однако, если установить выталкиватели 3 только на обод, то при попытках вытолкнуть отливку с пуансона, она, задерживаясь на центральном стержне 2, будет ломаться по спицам. Поэтому нужно обязательно устанавливать выталкиватели на ступицу, как это показано на фиг. 49, б. Для этого в основании стержня делаются выемки, как показано на фиг. 49, в.
Пример 2. Тонкостенный кожух (фиг. 50) имеет четыре утолщенных прилива, отливаемых с отверстиями. Наибольшему обжатию подвергаются стержни, установленные в приливах. Выталкиватели, расположенные против дна кожуха и по четырем его сторонам, не могут вытолкнуть деталь; попытка заставить их действовать привела бы только к поломке дна. Чтобы снять деталь, необходимо установить по два выталкивателя около каждого стержня.
Трубчатые выталкиватели. При отливке различного рода втулок (или деталей с прилитыми втулками) очень трудно установить выталкиватели на торцы втулок, если последние расположены в форме перпендикулярно к плоскости разъема. Это объясняется тем, что стержень, выполняющий отверстие во втулке, вплотную подходит к месту расположения выталкивателей. В подобных случаях применяют вместо штифтовых выталкивателей трубчатые выталкиватели, располагаемые концентрически к стержню. Для уменьшения трения между стержнем и трубчатым выталкивателем часть стенок трубы по высоте вырезается, благодаря чему выталкивание фактически производится торцами двух дуг (фиг. 51). Соответственно оформляется и центральный стержень (рассекатель). На уровне плиты пуансона четыре дуги по 90° образуют сплошное кольцо, перекрывающее кольцевое отверстие.
Основание трубчатого выталкивателя 1 укрепляется между прижимными плитками системы выталкивателей, основание стержня 2 укрепляется между плитой пуансона и ее основанием. Вырезка под углом 90° дает возможность расположить детали концентрически друг к другу.
В более простом варианте трубчатого выталкивателя стержень удлиняется, проходит через плиты выталкивателей и доводится до постамента, к которому он крепится специальной прижимной плиткой. Сплошной (без выреза) трубчатый выталкиватель располагается концентрически по отношению к стержню.
Трубчатые выталкиватели на расстоянии 10—15 мм от рабочего конца должны иметь проточку для образования зазоров 0,1—0,2 мм по внутреннему и наружному диаметрам.
Третий вариант трубчатых выталкивателей показан на фиг. 52. В данном варианте выталкиватели 4, укрепленные между плитами 5 и 6 и соединенные с основанием трубчатого выталкивателя 2, приводят его в движение и он снимает отливку 1. Они проходят через основание неподвижного стержня 3.
Преимущество третьего варианта перед вторым вариантом заключается в том, что высота стержня уменьшается и устраняется необходимость в двух прижимных плитах.
Недостатком же является то, что для изготовления стержней и трубчатых толкателей с основаниями большого диаметра требуется большой объем механической обработки.
Трубчатые выталкиватели обеспечивают равномерное выталкивание отливки в местах наибольшего обжатия, но изготовление их более сложно, чем обычных. Эти выталкиватели применяют преимущественно при отливке деталей с отверстиями диаметром до 60 мм. Для выталкивания отливок с большим количеством мелких отверстий редко пользуются трубчатыми выталкивателями.
Недостаток трубчатых выталкивателей — их быстрый износ с образованием задиров и заклинивания.
Механизмы для подачи выталкивателей. Вся система выталкивателей укрепляется между двумя прижимными плитами, соединенными винтами. Задняя плита сопряжена с механизмом, приводящим выталкиватели в действие; зубчатым приводом (фиг. 53), механизированным устройством, дающим возможность использовать обратный ход (раскрытие) машины (фиг. 54), или гидравлическим постаментом для выталкивания (фиг. 55).
В машинах с вертикальной камерой прессования применяют для механизированного выталкивания штыри-упоры, вмонтированные в горизонтальный блок машины. При открывании машины штыри служат упорами, приводящими в движение систему выталкивателей; для этого прижимную плиту выталкивателей делают удлиненной.
Для возврата выталкивателей и правильной установки их на место служат обратные толкатели различной конструкции — внутренние и наружные.
На фиг. 54 показаны внутренние обратные толкатели, укрепляемые между плитами выталкивателей 9 и 10 и пропускаемые через плиту пуансона 4 до упора с плитой матрицы 5. Обратные толкатели одновременно служат направляющими штырями, поддерживающими всю систему выталкивателей и центрирующими ее по отношению к форме.
По мере износа выталкивателей и необходимости их укорачивания при стачивании изношенных концов должны одновременно укорачиваться и обратные толкатели, причем положение толкателей и обратных толкателей в форме регулируется упорами 11.
При применении механизированного выталкивания необходимо учитывать, что при открытой форме выталкиватели всегда выступают за пределы плоскости разъема и утапливаются только при полном закрытии формы. Поэтому отверстия, через которые проходят выталкиватели, нельзя (в данном случае) использовать для фиксации арматуры, Нельзя также устанавливать выталкиватели против участков рабочей полости, выполняемых подвижными стержнями; при установке стержней на место с помощью автоматически действующих приводов (например, наклонных пальцев) стержни могут столкнуться с неутепленными толкателями и срезать их.
На машинах с горизонтальной камерой сжатия, снабженных для замыкания форм рычажно-шарнирным механизмом, для выталкивания служит упорная плита. Для этого между прижимными плитами выталкивателей устанавливаются штыри, задние торцы которых, упираясь в плиту, производят механизированное выталкивание отливок. Упорные выталкивающие штыри проходят через подвижную плиту машины (формодержатель), для чего в этой плите имеется ряд стандартных отверстий. Количество упорных штырей должно быть не менее трех. На концы штырей целесообразно навинчивать наконечники с плоскими головками: они дают возможность регулировать длину штырей и образуют опорную площадку, уменьшающую износ упорной плиты машины.
Наиболее совершенным устройством для выталкивания является гидравлическое приспособление, вмонтированное в специальный (постоянный) постамент (фиг. 55). Достоинство гидравлического приспособления в его значительной мощности (от 4 г и более), возможности включения в любой момент и в простоте устройства.
Гидравлический постамент состоит из гидравлического цилиндра 1, вмонтированного в плиты 2 и 4, соединенные между собой четырьмя колонками 3. Хвостовик системы выталкивателей соединяется с поршнем 5 гидравлического цилиндра. Нажатием рукоятки 6 с помощью золотникового устройства включается гидравлический цилиндр и приводятся в движение выталкиватели; после удаления отливки выталкиватели ставятся на место.
Гидравлический постамент монтируется на постоянном формодержателе машины.
В заводской практике находят применение также двухцилиндровые постаменты различной мощности.
Благодаря применению гидравлических постаментов значительно уменьшается стоимость форм, так как отпадает необходимость в изготовлении постаментов отдельно для каждой формы.
Гидравлические постаменты находят применение также для утапливания стержней при выемке их из отливки.
Съем плитой. Съем плитой применяется в случаях, когда необходимо устранить следы от выталкивателей на поверхности отливки, а также обеспечить съем с ровным распределением усилий по всей поверхности касания отливки с пуансоном. Съем плитой производится с использованием в качестве движущей силы обратного хода машины и может быть применен для форм без боковых подвижных стержней.
На фиг. 56 показана схема формы со съемом отливок плитой.
Подвижная часть формы состоит из плиты пуансона 6, прижимной плиты пуансона 5 и основания пуансона 7 (последние две детали скреплены между собой). К плите пуансона привертывается рама, состоящая из двух продольных брусков 8 и поперечных планок 9.
При обратном ходе машины поперечные планки, дойдя до неподвижных упоров машины, останавливаются совместно с плитой пуансона, в то время как основание формы, скрепленное с прижимной плитой и стержнями 10, продолжает перемещаться влево на расстояние, допускаемое винтами-ограничителями 11. Во время этого перемещения и происходит вытаскивание стержней из отливок, которые можно после этого свободно извлечь из пуансона.
Съем утапливанием стержней. Удаление отливки возможно также в тех случаях, когда стержни, обжимаемые металлом, утапливаются в теле пуансона. При утапливании стержней отливка с них снимается и сама выпадает из формы.
Форма с утапливанием стержней 3 показана на фиг. 57. Так как при малых размерах отливок установка выталкивателей затруднительна (а также в тех случаях, когда детали имеют криволинейную поверхность), то неподвижные стержни заменяются подвижными стержнями. Эти стержни, подобно выталкивателям, укреплены между прижимными плитами 5 и 6 и утапливаются в пуансоне 2 с помощью зубчатого привода (валик 9 и рейка 8), освобождая при этом отливку.
Рассекатель 4 с цилиндрическим выступом, при обжатии которого металлом облегчается удаление ходового литника из матрицы, — также подвижной и его утапливают вместе со стержнями.
В отличие от съема плитой здесь невозможно использовать обратный ход машины для удаления стержней, так как направление движения обратного хода машины и стержней совпадает.
По этой же причине нельзя установить в форме постоянные упоры, регулирующие положение подвижных стержней.
Постоянные упоры заменяются отъемным приспособлением 7 и 1 (скоба и т. п.), при наличии которого система стержней не сможет быть сдвинута под давлением металла.
Съем стержней утапливанием находит применение главным образом для отливки деталей с цилиндрическими полостями. Некоторым его недостатком является трение между плитой и стержнями, заставляющее прибегать к установке вкладышей или устройству выточек на отдельных участках.
Плиты выталкивателей. Выталкиватели в плите пуансона должны располагаться очень точно по отношению к участкам детали, подлежащей удалению из формы. Точно в таком же -взаимном расположении следует зафиксировать и систему выталкивателей в плите выталкивателей. При несоответствии отверстий в плите пуансона с отверстиями в плите выталкивателей возможен изгиб, затрудненное движение или поломка выталкивателей. Чтобы избежать этого, рекомендуется вести совместно сверление плиты пуансона, основания пуансона и плиты выталкивателей (предпочтительнее на разметочно-сверлильных станках).
Для крепления выталкивателей в плите вытачиваются гнезда для их головок. Головки выталкивателей поджимаются прижимной плитой или (каждая в отдельности) резьбовыми пробками. При одной плите возможно регулировать длину выталкивателей и вынимать их для замены без развинчивания плиты.
При выталкивании реечным приводом головка зубчатой рейки фиксируется в специальной выточке прижимной плиты.
Плиты выталкивателей для многогнездных форм, двигающиеся между четырьмя ножками постамента (применяемого при выталкивании реечным приводом), выполняются в виде крестовины (фиг. 58). При механизированном выталкивании прижимная плита выталкивателя изготовляется удлиненной для задержки ее упорами, вмонтированными по бокам горизонтального блока машины.
Длина плит (в соответствии с расстоянием между упорами машин) равна: для машин № 511 («Красная Пресня») и Полак № 600 — 440 мм; для машин № 512 и Полак № 900 — 575 мм; для машин Полак № 2255 — 750 мм.
Нормальные размеры в мм прижимных плит (фиг. 59) для механизированного выталкивания для машин № 900 приводятся ниже:
Для размера В — допуски пo B7; для размеров е, e1 и С — по В4.