Мелкосерийные пресс-формы! Заказать >>

Производство пресс-форм

К конструктивным деталям относятся плиты для крепления вкладышей и пуансонов, опорные плиты для крепления матриц и пуансонов к машине, плиты выталкивателей, стойки, направляющие колонки и втулки, детали постаментов, упоры, фиксаторы, болты, винты и т. д.
Основным и важнейшим требованием ко всем плитам является параллельность главных плоскостей. Вдоль плит матриц и пуансонов проходит линия разъема пресс-форм. Иногда в плитах изготовляется рабочая полость пресс-форм, но сейчас это делается очень редко. В плитах матриц и пуансонов предусмотрены сквозные и несквозные отверстия, через которые крепятся в них вкладыши. Размеры отверстий выполняются по 3-му классу точности с чистотой 7-го класса. Плоскости плит шлифуются. Взаимное расположение плит обеспечивается направляющими колонками и втулками. Для повышения точности расположения плит относительно друг друга отверстия в плитах растачивают одновременно. Вкладыши должны выступать из плит на величину 0,06—0,1 мм в направлении плоскости разъема пресс-форм. Это делается для лучшего смыкания вкладышей и устранения выбрызгивания металла.
Плиты изготовляются из углеродистых сталей марок Ст.З, Ст.5, Ст.6 (ГОСТ 380—71) и сталей 40, 45 и 50 (ГОСТ 1050—60). Ввиду сравнительно тяжелых условий работы плит при нагреве их до температуры 300—500° С предпочтение следует отдавать сталям 40, 45, 50, так как эти стали являются более качественными. Плиты должны устанавливаться в пресс-форму в отожженном или закаленном и отпущенном состояниях. После строгания и шлифования плит в них остаются остаточные напряжения, поэтому для сложных и дорогих пресс-форм снятие их путем отпуска является необходимой операцией, повышающей работоспособность пресс-форм.
Подкладные плиты матриц и пуансонов являются опорой для вкладышей и стержней. Габаритные размеры этих плит соответствуют размерам плит матриц и пуансонов. Толщина подкладных плит в зависимости от размеров пресс-форм изменяется от 25 до 60 мм. При глубоких полостях отливок, чтобы не утолщать подкладную плиту, применяют упоры и стойки.
Направляющие колонки и втулки, как указывалось выше, обеспечивают взаимное расположение плит матрицы и пуансона при закрывании пресс-формы и при запрессовке жидкого металла. Направляющая часть колонок и отверстий или втулок выполняется по ходовой посадке 3-го класса точности с чистотой поверхности 7-го класса. Входной конец колонки имеет конус под углом около 10° или фаску 2X45°. Колонка должна быть на 10—15 мм выше стержня, выступающего над плоскостью разъема пресс-форм, для того чтобы при смыкании вначале фиксировались плиты, а затем стержни. Крепление колонок осуществляется буртом или гайкой с резьбой. Применяют две, три и четыре колонки. В пресс-формах, приведенных на рис. 4 и 5, установлено по четыре колонки, а в пресс-формах, приведенных на рис. 7 и 8, — по две. В пресс-форме, приведенной на рис. 8, в направляющие отверстия запрессованы закаленные втулки.
Направляющие колонки и втулки изготовляют из углеродистой стали марок У7—У8 (ГОСТ 1435—54), которые закаливают и отпускают до HRC 50—55. Для более надежной работы сложных высоконагруженных и дорогих пресс-форм колонки и втулки рекомендуется изготовлять из легированной стали, которую азотируют или сульфоцианируют. Сульфоцианирование имеет преимущества перед азотированием, так как сера уменьшает коэффициент трения.
Плиты выталкивателей служат для крепления выталкивателей. Обычно имеется две плиты. В передней крепятся выталкиватели, а задняя является их опорой. В передней плите расположены отверстия под выталкиватели. В задней плите делают отверстия под упоры и направляющие колонки, если такие предусмотрены конструкцией. Плиты шлифуются до 4—5-го классов чистоты. Толщина передних плит обычно принимается 15—25 мм, а задних до 50 мм в зависимости от прилагаемых на нее нагрузок. Плиты выталкивателей изготовляют из тех же сталей, что и плиты матриц и пуансонов. Для возвращения выталкивателей в исходное положение служат контрвыталкиватели.
Крепление пуансонов и матриц к плитам машины производится посредством постаментов или плит оснований.
К конструктивным деталям относятся также все детали механизмов.

МЕХАНИЗМЫ ПРЕСС-ФОРМ

Для автоматической работы пресс-форм при изготовлении сложных отливок используются следующие механизмы: приводы стержней, приводы выталкивателей, механизмы подогрева и охлаждения, механизмы смазки и очистки. Указанные механизмы являются наиболее сложной частью пресс-форм. От надежной работы их зависит работоспособность пресс-формы, производительность труда рабочих и стоимость изготовляемых отливок. Из существующего большого разнообразия конструкций приводов и механизмов ограничимся рассмотрением небольшого количества примеров.
Приводы стержней. Классификация приводов стержней приведена в п. 7. Эта классификация не исчерпывает всех существующих кинематических схем и является лишь первым приближением к обобщению. Наибольшее количество существующих конструкций относится к механическим приводам, так как они более производительны и работоспособны по сравнению с другими приводами. В этих конструкциях в качестве двигательной силы используется ход машины. При раскрытии пресс-формы механизм привода выводит подвижные стержни из отливки, а при ее закрывании — автоматически устанавливает их в рабочее положение.
Наибольшее распространение получили приводы, осуществляющие удаление стержней с помощью наклонных клиньев—пальцев^ вдоль которых при движении пресс-формы перемещаются ползуны-колодки, связанные со стержнями.
Пресс-форма с автоматической подачей стержней с помощью наклонных пальцев (клиньев) приведена на рис. 9. Пресс-форма, приведенная на рис. 9, в, является наиболее надежной в работе. В данном примере средняя часть отливки имеет круговые поднутрения, которые выполняются двумя стержнями, приводимыми в движение наклонными пальцами (цилиндрическими, плоскими, реже квадратными). В качестве двигательной силы для подачи стержней используется ход машины. Наклонные пальцы применяются главным образом для подачи стержней, расположенных в плоскости разъема пресс-формы; при этом допускается несимметричное расположение стержней, а также расположение их под разными углами. С увеличением длины стержней увеличивается и длина наклонных пальцев. Если стержни имеют большой диаметр или площадь сечения, то устанавливаются два пальца. Пальцы фиксируются в плите матрицы неподвижно в наклонном положении. Подвижные колодки с укрепленными в них хвостовиками стержней располагаются в плите пуансона. Прикрепление хвостовиков к колодкам производится различными способами в зависимости от конструкции стержней. При раскрытии пресс-формы хвостовики стержней, направленные по наклонным пальцам, раздвигаются и стержни выводятся из отливки. Длина наклонного пальца должна быть рассчитана так, чтобы крайнее положение выдвинутого стержня совпадало с вершиной пальца. В этом положении стержень фиксируется пружинным фиксатором. Для длинных стержней применяются упоры — ограничители. При дальнейшем раскрытии пресс-формы пальцы выходят из пуансона, но благодаря фиксированию стержней в их крайнем положении попадают в гнезда и устанавливают стержень на место. В закрытой пресс-форме точное фиксирование стержней обеспечивается планками — замками. Рассмотренная пресс-форма предназначена для машин с холодной вертикальной камерой прессования. Подвижная половина пресс-формы закрепляется на плите машины при помощи постамента. Подвод металла к отливке осуществляется через центральную литниковую систему. Съем отливок производится выталкивателями при раскрытии пресс-формы. При этом удлиненная плита, встречая постоянные упоры, вмонтированные в машину, останавливается вместе с выталкивателями, в то время как пресс-форма, прикрепленная с помощью стоек к постаменту, продолжает двигаться. Регулирование положения выталкивателей в пресс-форме производится при помощи установочного штыря и упора. Удлиненная плита поддерживается колонками. Пресс-форма предназначена для изготовления отливок из цветных сплавов.
Пример пресс-формы с автоматической подачей стержней при помощи изогнутых штырей приведен на рис. 10. Овальное отверстие в верхней части детали выполняется стержнем 6, четыре прямоугольных отверстия в задней стенке — стержнем 5. Эти стержни должны быть удалены из отливки до раскрытия пресс-формы. Подвижные стержни работают автоматически, используя ход машины и привод типа изогнутых штырей 2 и 7. Такие приводы применяются для выталкивания неглубоких стержней, расположенных выше плоскости разъема. Штыри своим основанием закрепляются на основании пуансона 16 пресс-формы с помощью прижимной плиты 17. Основание пуансона 16 и плита 17, соединенные
с формодержателем машины, при открытии пресс-формы двигаются, приводя при этом в движение изогнутые штыри. Изогнутые штыри, проходя через прорези колодки хвостовиков стержней, автоматически выдвигают стержни из отливки. Когда стержни полностью выдвинутся, болты-ограничители, упираясь в плиту
пресс-форма
Рис. 9. Пресс-форма с автоматической подачей стержней с помощью наклонных пальцев: а — цилиндрических; б, в— плоских:
/ — ползун; 2 — наклонный клин (палец); 3 — защелка; 4 — замок; 5 — болт; 6 — опора; 7 — плита упоров
пуансона 14, производят открывание пресс-формы. Отливка, обжимая центральный стержень 18, остается на пуансоне и снимается с него плитой-съемником 12, приводимой в движение толкателями 13 при их упоре в плиту выталкивателей машины. Рабочая полость в матрице 3 получена при помощи наборного вкладыша 4. Металл подведен к торцу отливки, что обеспечивает постепенное вытеснение воздуха из рабочей полости пресс-формы. Такие конструкции пресс-форм применяются преимущественно для машин с вертикальной камерой прессования, хотя в данном примере она применена для машин с горизонтальной камерой прессования при изготовлении отливок из цветных сплавов.

пресс-форма

Рис.10
На рис. 11 показана пресс-форма с гидравлической подачей стержней /, 3 и 4, расположенных под разными углами, но в одной плоскости. Для установки кронштейна 7 и крепления гидравлического цилиндра у плиты 8 пуансона срезан один
9 11
пресс-форма
Рис. 11. Пресс-форма с гидравлической подачей стержней:
1,3,4 — стержни; 2 — камера сжатия; 5, 6, 10 — гидравлические цилиндры; 7 — кронштейн; S — плита пуансона; 9 — канал для охлаждения; // — замок
угол. Верхняя полость отливки получается за счет сопряжения двух подвижных стержней 4 и 3. Для предупреждения сдвига стержней при гидравлическом ударе в момент запрессовки металла применяют замки //, закрепляющие стержни. Пресс-форма имеет водяное охлаждение.
На рис. 12 приведена пресс-форма с гидравлической подачей стержней. В массивной плите, служащей основанием, укреплена на винтах вставка, в которой выполнена рабочая полость детали (тройника). Подача трех подвижных стержней производится гидравлическими приводами. Чтобы хвостовики стержней и сами стержни при открытии пресс-формы не работали одной стороной и не создавали перекосов и соответственно напряжений в отливках, в подвижной части пресс-формы в виде вставок устанавливаются направляющие втулки 7 и 13. Стержни имеют ограничители (направляющие), определяющие глубину установки их для избежания отдачи. Для предупреждения отдачи стержней при гидравлическом' ударе установлены нормализованные замки 16.
Более подробно приводы стержней описаны в работах [1, 53, 70, 71, 731 и РТМ 20-61. V
Приводы выталкивателей. Классификация приводов приведена в п. 7. Каждый привод имеет свои специфические конструктивные особенности. Наибольшее распространение получили механические приводы, где используется движение
формодержателя машины, направление которого совпадает с направлением движения выталкивателей. Сущность механического привода выталкивателей заключается в том, что при раскрытии пресс-формы выталкиватели, собранные в плите, останавливаются неподвижными упорами ма-
Вид А

пресс-форма
Рис. 12. Пресс-форма с гидравлической подачей стержней:
1,2 — плиты выталкивателей; 3 — кронштейн; 4 — гидравлический цилиндр с хвостовиком стержня; 5 — пуансон; 6 — шпонка, регулирующая положение стержня; 7, 13 — направляющие втулки; 8, 11 — выталкиватели; 9, 12 — стержни; 10 — вкладыш; 14 — гидравлический цилиндр с хвостовиком стержня; 15 — матрица; 16 — нормализованный замок; 17, 18 — вкладыши
шины, а вся пресс-форма продолжает двигаться дальше и выталкивает отливку, оставшуюся в пуансоне рабочей полости. При закрытии пресс-формы выталкиватели снова принимают исходное положение. Для установки выталкивателей в исходное положение при открытой пресс-форме используются контрвыталкиватели.
Пресс-формы с механическим приводом выталкивателей приведены на рис.  9 и 12; пресс-форма, приведенная на рис. 9, имеет обратные выталкиватели!
Конструкция привода при съеме отливок плитой мало отличается от привода выталкивателей. При съеме плитой упоры машины останавливают плиту пуансона, а стержни продолжают движение вместе с пресс-формой и снимают отливки. Пресс-формы, где съем отливок осуществляется плитой, приведены на рис  10.
Показана пресс-форма, где в качестве привода выталкивания отливок используется наконечник плуижара. В этом случае отливка в пресс-форме расположена симметрично (в пуансоне и матрице). Отливка имеет большую конустность относительно разъема, поэтому при раскрытии пресс-формы она остается в матрице и выталкивается через пресс-остаток наконечником плунжера. Съем отливок плитой и плунжером целесообразно применять при изготовлении отливок из высокотемпературных сплавов, так как при этих способах съема на поверхности отливок не остаются следы (типа облоя или заливов), получаемые при применении выталкивателей.
Гидравлические приводы выталкивателей и стержней применяются на многих заводах. С конструкциями гидравлических цилиндров двойного действия и гидравлических приводов можно ознакомиться в работе , а с конструкциями ручных приводов выталкивателей.
Механизмы подогрева и охлаждения пресс-форм. Подогрев и охлаждение пресс-форм оказывают большое влияние на стойкость деталей, оформляющих отливку. Повышение стойкости этих деталей является важнейшим мероприятием, снижающим стоимость отливок и расширяющих области применения литья под давлением .
Механизмы очистки, смазки и удаления воздуха из пресс-форм. Для автоматической работы пресс-форм применяемые ручные способы очистки смазки непригодны, а механизмы, обеспечивающие автоматическую их работу, пока изготовляются в опытном порядке.
Для получения высококачественных отливок пресс-формы "вакуумируются. Существуют различные варианты герметизации пресс-форм и откачки воздуха. С конструктивным оформлением вакуумных устройств и методами герметизации пресс-форм можно ознакомиться в работах.