Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Уплотнение идет в направлении усилий, действующих на кристаллизующийся металл по аналогии с процессом кристаллизации под давлением. Эти усилия прилагаются сейчас же по окончании формообразования, пока металл еще не затвердел; они должны действовать до окончания кристаллизации, а в отдельных случаях также до тех пор, пока металл будет находиться в пластическом состоянии.
Уплотнение металла может происходить под действием гидродинамического давления и конечного гидростатического давления.
Значение гидродинамического давления для получения четких контуров и для уплотнения отливки описано ранее.
При штамповке жидкого металла влияние гидродинамического давления на уплотнение отливки эффективнее, чем в литье под давлением, ибо оно является всесторонним, действующим на всю поверхность заготовки. Ho так как этот вид давления действует в продолжение малого отрезка времени, то с его помощью можно уплотнить только тонкостенные заготовки, отвердевающие очень быстро.
На фиг. 221 показана схема уплотнения заготовки с помощью гидродинамического давления, действующего только до тех пор, пока металл находится в жидком или жидко-твердом состоянии (при котором образовавшиеся первичные кристаллы отделены друг от друга жидкостью). В этом состоянии уплотнение производится как при действии усилий сверху, так и при боковых усилиях, ибо давление на жидкость передается: во все стороны,
Уплотнение, производимое с помощью гидродинамического давления, тем значительнее, чем больше удельное давление и скорость и чем меньше интервал кристаллизации сплава. Однако высокую скорость прессования не следует применять, так как она может служить причиной захвата воздуха и образования воздушных включений.
Конечное гидростатическое давление в тех случаях может быть эффективным, если оно приложено на всю площадь заготовки, а для полых заготовок — на верхние их торцы. При этом полезное действие этого вида давления не прекращается до окончания затвердевания, а при значительных удельных давлениях оно способствует также уплотнению металла путем деформации его в пластическом состоянии.
При работе на фрикционных прессах большой мощности, когда давление поступает на подстуженный металл, уплотнение производится одновременно с формообразованием по аналогии с горячей штамповкой, причем оно передается как сверху, так и во все стороны.
Условия передачи давления для уплотнения заготовок необходимо предусматривать в конструкции форм для штамповки жидкого металла.
В закрытой форме, представленной на фиг. 221, все четыре стороны заготовки выполняются в матрице 3, что обеспечивает точность всех размеров; неточность дозировки влияет только на толщину дна, удаляемого у большинства деталей 4 подшипникового типа при механической обработке.
Поднутрения, имеющиеся в закрытой матрице, являются подобием съемника, действующего в начальный момент, когда охват пуансона 1 металлом не достиг наибольшего значения.
При изготовлении сложных деталей или деталей с большими фланцами этот тип штампа наиболее пригоден. Однако усилия, направленные на уплотнение, могут быть переданы пуансоном при изготовлении деталей с большими центральными полостями только в боковых направлениях, кроме донной части заготовки, на которую действует полное усилие пресса.
При изготовлении деталей с малым центральным отверстием или без него уплотнение в закрытом крышкой 2 штампе не имеет этих недостатков и осуществляется с более значительным эффектом.
В форме, показанной на фиг. 172, вся верхняя часть заготовки оформляется пуансоном, который действует в вертикальном направлении, непосредственно на торцевую часть заготовки, создавая наилучшие условия для уплотнения. В таких формах при отсутствии поднутрений в закрытой матрице затруднен съем заготовки с пуансона, обжимаемого металлом.
Чтобы сочетать наилучшие условия уплотнения с механизацией съема заготовки с пуансона, разработаны телескопические пуансоны двух видов.
Схема формы с телескопическим пуансоном первого вида представлена на фиг. 222. Наружная часть пуансона 2 выдавливает металл и уплотняет заготовку со стороны торцев, внутренняя часть 1 действует на внутреннюю часть отливки. При прямом прессовании давление продолжает действовать до момента полного затвердевания, что дает возможность уплотнить заготовки значительной толщины.
Наружная часть пуансона одновременно служит съемником; прикрепленная к траверсе пресса, двигающейся от двух вспомогательных цилиндров, она останавливается упорами машины, а внутренняя часть, приводимая центральным прессующим цилиндром, продолжает свой подъем, при этом отливка сбрасывается с пуансона. Следует учитывать, что при работе с двумя цилиндрами различной мощности, действующими раздельно, залитый металл на участке, оформляемом наружным пуансоном (работающим от менее мощного вспомогательного цилиндра), может перемещаться вверх. Для устранения этого необходимо, чтобы внутренний пуансон своим заплечиком нажимал на наружный пуансон, благодаря чему устраняется их раздельное действие и происходящие при этом дефекты.
Если пресс не имеет вспомогательных цилиндров или когда при отливке тонкостенных деталей давление на металл должно поступать очень быстро, то оба пуансона крепятся к пуансонодержателю 1 центрального прессующего цилиндра (фиг. 223). По окончании прессования металла заготовка, обжимая внутренний пуансон 4, извлекается из матрицы 5. При подъеме вверх наружная часть пуансона 3, имеющая выступающие площадки, является съемником. Наружный пуансон в нижнем положении не выходит из зацепления с внутренним пуансоном, удерживаясь на нем благодаря поднутрению в своей верхней части. Перед прессованием наружный пуансон поднимается вверх до зацепления с пружинными прихватами 2. При прессовании металла оба пуансона поступают вместе, при этом обеспечивается точная высота полости заготовки; избыточный металл сосредоточивается на наружной части дна.
Если при значительной конусности внутренней части заготовки пуансон, не будучи охвачен металлом, легко удаляется и заготовки остаются в матрице, применяется выталкиватель 6, приводимый в движение гидравлическим постаментом 7.
Телескопический пуансон второго вида (фиг. 224) дает возможность изготовить в неразъемной форме детали с фланцем или приливом в нижнем и среднем поясе. Металл, налитый в матрицу 3, сначала перемещается пуансоном 2, опережающим пуансон 1, нижний кольцевой прилив, образующийся при перемещении металла, приобретает четкие контуры. При посадке пуансона 2 на торцы матрицы обеспечена также точная высота кольцевого прилива.
Пуансон 1 производит уплотнение всей заготовки, передавая давление на торцы и внутреннюю часть заготовки.
На фиг. 224, а (левая сторона) показан вариант изготовления аналогичной детали, имеющей значительное утолщение в среднем поясе. В подобных случаях нельзя применить конструкцию, показанную на фиг. 224, б, так как внутренний пуансон, упираясь на быстро затвердевающий верхний торец отливки, не сможет уплотнить металл в среднем поясе. При применении наружного ступенчатого пуансона, оформляющего прилив и торец детали, внутренний пуансон полностью используется для уплотнения металла в центре.
- Изготовление деталей с боковыми отверстиями, выступами и рельефами
- Характер формообразования в зависимости от состояния металла
- Формообразование путем выдавливания всего объема металла в закрытую полость
- Формообразование при конечном сопряжении матрицы и пуансона с выдавливанием или высадкой незначительного объема металла
- Формообразование в полости, образованной при конечном сопряжении матрицы и пуансона путем выдавливания значительного объема металла