Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Конструкция формы определяется главным образом конфигурацией полости для получения отливки.
Нецелесообразно производить типизацию форм по признакам ее оснастки, т. е. по совокупности деталей, определяющих кинематику формы; с другой стороны, невозможно объединить в нескольких формах все типовые признаки, относящиеся к рабочим полостям различной конфигурации.
Поэтому в книге рассматриваются конструкции производственных форм, имеющих типовые полости для получения отливок.
Рассматриваемые формы предназначены для машин с холодными вертикальными и горизонтальными камерами прессования. На конструкцию формы положение камер прессования влияния не оказывает, и при применении переходных литниковых втулок форма может быть приспособлена как для тех, так и для других машин.
Форма для отливки деталей без подвижных стержней с реечным выталкиванием (фиг. 84). Полости для приливов А и Б, имеющихся на отливке, расположены в подвижной части формы и оформляются с помощью трех наборных вставок — пластин 6,7 и 8, установленных во вставке 9.
Неподвижные стержни 14 служат для получения готовых отверстий.
Выталкивание производится нормализованным реечным приводом (зубчатый валик 20 и рейка 19), вмонтированным в нормализованный постамент 4 с литыми ножками, между которыми расположены плиты выталкивателей 16 и 17. Подача производится рукояткой 22.
Плита пуансона изготовлена из углеродистой стали. Участки, где проходит жидкий металл, выполнены во вставках 9 и 21 из легированной стали.
Форма для отливки деталей без подвижных стержней с применением нормализованных сменных матриц-вставок (фиг. 85). Полости для различных деталей выполнены в сменных нормализованных матрицах-вставках 10 и 15, устанавливаемых в постоянные плиты.
Выталкивание отливок механизированное, с использованием хода машины на открытие, во время которого удлиненная прижимная плита выталкивателей останавливается постоянными упорами машины. В это время форма, скрепленная стойками с постаментом, продолжает свое движение, благодаря чему выталкиватели удаляют отливку из формы. Плита выталкивателей имеет сменные вставки 1 и 6 для крепления различно расположенных выталкивателей.
Ввиду необходимости установки в блок-форму вставки с различным расположением выталкивателей, в основании пуансона имеются сменные вставки 3 и 7 для прохода выталкивателей.
Рабочие полости из технологических соображений выполнены в наборных вставках.
Ходовой литник при его приближении к плоскости разъема расширяется, причем для сохранения сечения струи металла вводится цилиндрический рассекатель, с которого отливка снимается специальным выталкивателем. Выступающая высокая головка рассекателя, обжимаемая металлом при его усадке, способствует удержанию отливки в подвижной части формы.
Стойки типа угольников предназначены для установки в постамент с Т-образными пазами.
Все детали формы, кроме 1, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 13, 14, 15, 16, — постоянные, для различных отливок. При применении подобных форм литье под давлением экономически целесообразно даже при мелкосерийном выпуске (200 шт. в год).
Форма со сложным разъемом для отливки деталей с глубокими поднутрениями (фиг. 86). Деталь коробчатого типа имеет большие приливы у основания (дна), а также приливы у верхнего фланца. Приливы, примыкающие к основанию, имеют, кроме того, поднутрения, препятствующие применению подвижных боковых стержней. При подобной конструкции детали невозможно изготовить отливку в обычной металлической форме, имеющей один разъем.
Основная полость выполняется в неподвижной части формы; для получения поднутрений в подвижной части 6 установлены три вставки: 2, 3 и 4, с помощью которых образуется сложный разъем по ломаной, дающий возможность произвести отливку в металлическую форму.
Для снятия отливки с центрального стержня задние толкатели 5 при раскрытии формы приходят в соприкосновение с плитой съема и приводят при этом в движение систему выталкивателей формы (применяется для машин с горизонтальной холодной камерой прессования). Обратные толкатели 1 служат для регулирования положения выталкивателей в форме.
Форма со съемом отливок плитой (фиг. 87). Полости в отливках форму придают неподвижные стержни 2, 6, 15 и 16: Удаление отливок из формы с помощью обычных выталкивателей затруднительно из-за малой толщины стенок в торцевой части деталей 12 и 13, поэтому оно осуществляется путем съема плитой.
Для выталкивания отливок к плите пуансона 14 привернута съемная рама 9, которая при обратном ходе машины в определенный момент упирается в неподвижные упорные болты машины и прекращает перемещение влево плиты пуансона. Основание же пуансона 5 вместе с прикрепленными к нему стержнями продолжает перемещение влево на расстояние, допускаемое винтами-колонками. Во время этого перемещения и происходит выталкивание стержней из отливок, после чего отливки можно свободно удалить из пуансона. Винты-колонки вмонтированы в прижимную плиту 10, укрепляемую в постамент машины.
Наружная резьба выполняется с помощью резьбовых колец 4, которые перед каждой заливкой устанавливаются в гнезде матрицы 5 я при извлечении отливок из формы остаются на последних; резьбовые кольца вывинчиваются из отливки за пределами машины.
Для получения фасонных полостей применяют наборные вставки 1, 3, 7, 17. Изготовление их составными и способ их крепления упрощают технологию изготовления формы и обеспечивают требуемую точность.
Форма с кольцевыми (трубчатыми) выталкивателями (фиг. 88). Детали типа втулок, а также втулки, приливаемые к фасонным деталям, во многих случаях выполняются с помощью неподвижных стержней, установленных в пуансоне 12. Так как наибольшему обжатию металлом при его усадке подвергается стержень, то самые большие усилия выталкивателей должны быть направлены на торцы втулки.
При изготовлении подобных деталей установка обычных выталкивателей непосредственно около стержня (вокруг него) затруднена; вместо них применяют трубчатые выталкиватели, концентрически расположенные по отношению к стержню.
Для установки трубчатых выталкивателей 4 и 8 неподвижные стержни 5 и 7 удлиняются, пропускаются через плиты 3 и 6 выталкивателей и прикрепляются к плите 10. При таком удлинении стержней отпадает необходимость в установочных колонках для поддержки плит выталкивателей 3 и 6. Для уменьшения трения в стержнях и в основании пуансона делаются выточки.
Вентиляция формы производится по вершинам стержней 5 и 7. Для этого стержни удлинены и концы их заходят в сквозные отверстия, расположенные в матрице 15. Воздух вытесняется по каналам, имеющимся на вершине стержней, а затем удаляется по канавкам, прорезанным в плите матрицы.
Литниковая втулка 13 около плоскости разъема выполнена с конусом, что способствует удалению ходового литника из матрицы.
Направляющие ступенчатые колонки 14 ходят во втулках, причем рассверловка отверстий для посадки тех и других производится по одному диаметру (с одного прохода).
Форма для отливки тонкостенных деталей с глубокими полостями (фиг. 89). Полости для отливки выполняются сопряжением вставок 1 и 12 и вставок 2, расположенных в плите пуансона. Центральные полости оформляются неподвижными стержнями 3 и 11.
Для улучшения условий заполнения и вентиляции (в первую очередь в целях заполнения вершины), а также с учетом обтекаемости детали (где стержень осуществляет роль рассекателя) принята литниковая система с вертикальным щелевым питателем.
При тонких торцах деталей и большом усилии, необходимом для снятия отливки, обжимающей стержни 3 и 11, целесообразен съем плитой. Чтобы не осложнять форму, подача плиты съема 4 производится обычной системой выталкивателей 9, движение которых осуществляется с помощью удлиненных плит 7 и 8. Установочные колонки 5, поддерживающие плиты выталкивателей, ходят во втулках 6 и снабжены ограничителями. Болты-ограничители 10 поддерживают в горизонтальном положении плиты съема 4.
Вставки формы охлаждаются водой по нескольким каналам. Чтобы вода не попадала в место посадки вставок плиты, установлены глубокие ниппели.
Форма крепится к постаменту с Т-образными пазами с помощью стоек 13 типа угольников, что значительно облегчает установку и регулировку формы.
В форме имеется разветвленная система вентиляции с расширением каналов на конус.
Форма с механической подачей стержней с помощью наклонных пальцев (фиг. 90). Для подачи восьми стержней 19 используется ход машины. Наклонные пальцы 21 применяются главным образом для подачи неглубоких стержней, расположенных около плоскости разъема, при этом допускается несимметричное и под разными углами их расположение. He исключается возможность применения наклонных пальцев также и для подачи глубоких стержней, однако это можно допустить только в случае отсутствия гидравлических приводов или когда необходимо извлекать несколько близко расположенных стержней (в случае, если гидравлические приводы трудно разместить).
С увеличением длины стержней увеличивается длина наклонных пальцев, поэтому в ряде случаев в плите пуансона и основании пуансона необходимо устраивать прорези для их прохода. Точно так же соответственно увеличению площади сечения стержня или с возрастанием силы обжатия увеличивается площадь сечения наклонного пальца.
Пальцы фиксируются в плите матрицы (обойме) 12 неподвижно в наклонном положении; подвижные колодки 23 с укрепленными в них своими хвостовиками, сменными (по мере износа) стержнями 19, упорами-ограничителями 22 и пружиной располагаются в плите (обойме) пуансона 14.
При раскрывании машины, хвостовики стержней (в колодках) направляются по наклонным пальцам, раздвигаются и стержни выводятся из отливки.
Из типовых элементов формы следует отметить литниковую систему с подводом металла вверх, параллельно неподвижному стержню-пуансону 20, что способствует устранению лобовых ударов.
Форма с автоматической подачей стержней при помощи изогнутых штырей (фиг. 91). Овальное отверстие на вершине детали выполняется стержнем 6; четыре прямоугольных отверстия в задней стенке детали выполняются стержнем 5. Эти стержни должны быть удалены из отливки до открытия формы.
Для движения подвижных стержней 5 и 6 применяются приводы типа изогнутых штырей 2 и 7, работающие автоматически с использованием хода машины на открытие. Подобные приводы находят применение для выталкивания неглубоких стержней, расположенных выше плоскости разъема формы. Штыри своим основанием укреплены в основании 16 подвижной части формы с помощью прижимной плиты 17. Плиты 16 и 17, соединенные с формодержателем машины, двигаются при открытии последней, приводя при этом в движение изогнутые штыри. Проходя через прорези колодок хвостовиков 1 и 8 стержней, изогнутые штыри автоматически выдвигают стержни из отливки. Когда стержни полностью выдвигаются, болты-ограничители 11, упираясь в плиту пуансона 14, производят открытие формы.
Отливка, обжимая центральный стержень 18, остается на пуансоне и снимается с его плитой-съемником 12, приводимой в движение толкателями 13 при их упоре в плиту выталкивателей машины.
Питатель 15, подводимый в торец отливки с помощью специальной вставки 9, направляет струю металла параллельно стенкам полости формы и стержня. Благодаря такому подводу металл, направляясь в верхнюю часть полости, вытесняет воздух из глубинных участков отливки, что значительно улучшает условия вентиляции.
Рабочая полость в матрице 3 получена с помощью наборной вставки 4.
Привод типа изогнутых штырей для подачи стержней целесообразно применять на машинах с вертикальной камерой сжатия. При работе на машинах с горизонтальной камерой сжатия следует учитывать, что прессующий пуансон все время находится под давлением и при движении машины на открытие выталкивает литниковый остаток и открывает форму. В данном случае форма не должна открываться раньше, чем будут удалены боковые стержни. Поэтому следует до открытия машины снять давление с пуансона, и возвратить пуансон обратно. После открытия формы литниковый остаток 10 может быть выдвинут (в том случае, если он не удаляется вместе с отливкой) повторным прессованием.
Форма с гидравлической подачей стержней (фиг. 92). Форма с гидравлической подачей стержней отличается следующими признаками.
Стержни 24, оформляющие полость таврового сечения детали соединены на резьбе с стандартными хвостовиками 20, с помощью которых они скрепляются с гидравлическим приводом. Чтобы избежать сдвига стержней при гидравлическом ударе во время запрессовки металла, установлены замки 22; ход стержня ограничивается упором 21.
Выталкивание отливок механизированное, с помощью удлиненной прижимной плиты 19; при ее встрече с упорами машины приводится в движение система выталкивателей 2, 3, 7 и 14, а также обратных толкателей 15, размещенных в плите 17.
Отливка производится с двумя вкладышами арматурой, фиксируемыми на неподвижных стержнях.
Литниковая система — направленная, со впуском металла с одной стороны, параллельно направляющей стержня 24, что дает возможность устранить лобовые удары.
В стороне, противоположной от впускного литника, расположены вентиляционные каналы и перегонный резервуар 25. Назначение резервуара двоякое: служить для перегонки воздуха, заключенного в полости формы, и регулировать тепловой баланс формы. При установке резервуара на стороне, отдаленной от впускного литника, производится дополнительный обогрев этого участка, благодаря чему повышается температура отдаленной поверхности формы.
Все части, работающие на трение — направляющие колонки 23 и обратные толкатели 15 — перемещаются по каленым втулкам.
Форма с радиальным движением стержней, приводимых в действие автоматически (фиг. 93). Форма для отливки водопроводных кранов с получением их из цинкового сплава с готовой резьбой и с полным устранением механической обработки.
Два отверстия крана выполняются с помощью стержней 6 и 10, приводимых в действие автоматически при раскрытии формы с помощью наклонных пальцев 5 и 9. Стержни скреплены с подвижными колодками-стержнедержателями 4 и 8 на штифтах и могут меняться по мере износа.
Замки 1 и 7 устраняют возможность отдачи стержней при гидравлическом ударе. Пружинное устройство 3 и 20 способствует движению колодки в исходное положение в закрытой форме.
Отверстию в кране придает форму радиальный стержень 15, приводимый в движение автоматически наклонным пальцем с помощью специального устройства, которое состоит из зубчатой рейки 17, заделанной в колодку-стержнедержатель 19, спаренный с зубчатым сектором 16, являющимся хвостовиком стержня 15.
Вращаясь вокруг центра, сектор двигается по дуге в пазах направляющей планки 18. При закрытии формы наклонные пальцы' ставят стержень в исходное положение.
Для получения готовой резьбы применяется резьбовая пробка 11, вставляемая в соответствующий паз формы. Пробка свинчивается после удаления отливки из формы.
Форма с камерой прессования, расположенной в форме (фиг. 94). Отливка выполняется с готовой резьбой и с гранями. Грани отливаются во вставке 4, донная часть отливки — во вставке 3, находящейся во вставке 4. Резьба оформляется в резьбовых выемных пробках 5. Ходовой литник в литниковой системе отсутствует. От литникового остатка идут два коротких толстых питателя, сечение которых при впуске резко уменьшается до щелевого (1 мм). Металл заливается в полужидком состоянии, задерживается в щелевом пережиме и может поступать в форму только под давлением.
Выталкиватели установлены против резьбовых пробок, при выталкивании которых одновременно удаляется из формы отливка, свинчиваемая со стержня за пределами машины. Выталкиватели приводятся в движение зубчатой рейкой 13 и валиком. Возможно также выталкивание при помощи прижимной плиты 7, которую необходимо сделать для этого удлиненной.
Форма, предназначенная для машины типа ОВП, изготовляется из нормализованных частей, за исключением вставок 3 и 4, резьбовых пробок 5 и выталкивателей. Размер камеры сжатия подбирается соответственно объему заливаемого металла.
Форма для отливки мелких деталей на ручной машине (фиг. 95). Форма сконструирована на принципе применения нормализованной оснастки со сменными вставками для рабочих полостей формы.
Некоторая сложность оснастки формы оправдывается конструктивной целесообразностью и возможностью применения этой оснастки для всех форм подобного класса и размера.
В основание формы 1 установлена колодка 2, на выступающую часть которой фиксируется вставка 3 (в данном случае зубчатый венец для отливки зубчатого колеса) и поджимается обоймой 5. Плиты формы 6, 7 и 8 являются постоянными для всех форм. Выточка (канавка) в центральном поясе зубчатого колеса образуется двумя стержнями 4. Поворотом диска 14 эксцентриковой подачи стержни удаляются в радиальном направлении в пределах прорези, имеющейся в диске.
Эксцентриковый привод 11 для стержней действует от копирного устройства 10, расположенного в неподвижной части формы. По копиру скользят ролики 15, фиксированные в колодке 12, прикрепленной к диску 14.
Копирное устройство, кроме своего основного назначения — служить приводом для подачи стержней, — предназначено также для предупреждения заливки с незакрытым вкладышем.
Механизированное выталкивание отливки происходит при соприкосновении приспособления для выталкивания 12 с неподвижным упором машины 13.
Форма снабжена водяным охлаждением. Металл поступает в форму через литниковую втулку 9.