Пресс-форма для литья под давлением

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно, к литью под поршневым давлением. Сущность изобретения: пресс-форма содержит пуансон, матрицу, прессовый узел, плиты выталкивателей, металлоприемную камеру, выполненную подвижной в направлении перемещения пуансона и фланцевой частью закрепленную в плитах выталкивателей, перемещающихся в жестко фиксированной матрице. Торец металлоприемной камеры расположен ниже плоскости разъема матрицы, образуя литниковый ход. 4 ил.

Изобретение относится к области литейного производства, а именно, к литью в металлические формы, в которых формирование отливок осуществляется под поршневым давлением.

Известна конструкция пресс-формы для литья под давлением [1] в которой создается дополнительный объем отливки, выбираемый в процессе усадки металла при затвердевании сближением полуформ.

Подвижная полуформа выполнена в этом случае охватываемой неподвижной полуформой. При изготовлении отливок в многогнездных пресс-формах велика вероятность затвердевания металла в питателях и тогда эффекта от сближения полуформ не будет. Для синхронизации процессов затвердевания металла и объемного обжатия в пресс-форме необходимы дополнительные устройства, а именно системы контроля (слежения) за темпом усадки, подключаемые в свою очередь в электрическую и гидравлическую системы литейных машин или литниковые системы должны состоять из плавающих элементов.

Конструкция пресс-формы усложняется и не гарантируется весовая и размерная точность отливок. Большое усилие съема отливок вызывает их коробление из-за остающегося в камере пресс-остатка.

Известна пресс-форма [2] для литья под давлением, содержащая пуансон и неподвижную матрицу с вертикальной металлоприемной камерой, торец которой расположен ниже плоскости разъема, образуя литниковый канал, с поршнем, установленным в металлоприемной камере, и плитами выталкивателей.

Металлоприемная камера выполнена неподвижной из двух частей и выполняет лишь свою непосредственную функцию прием металла. В результате усложняется система извлечения отливок, возможно их коробление и увеличивается расход металла на литниковую систему.

Задачей изобретения является совершенствование конструкции пресс-формы. Техническим результатом решения является уменьшение количества исполнительных механизмов для получения качественных отливок, обеспечивается более эффективная передача давления на кристаллизующийся металл в полостях отдельной отливки за счет сокращения пути, сведен до минимума расход металла на литниковую систему и исключается коробление при извлечении отливки из пресс-формы.

Эта цель достигается тем, что в пресс-форме для литья под давлением, содержащей пуансон, неподвижную матрицу с вертикальной металлоприемной камерой, торец которой расположен ниже плоскости разъема, образуя литниковый канал, с поршнем, установленным с металлоприемной камере и плитами выталкивателей, металлоприемная камера выполнена подвижной в направлении перемещения пуансона и фланцевой частью закреплена в плитах выталкивателей.

Пресс-форма для литья под давлением показана на фиг.1 4: фиг. 1 - пресс-форма перед заливкой металла, фиг. 2 перед запрессовкой; фиг.3 после запрессовки; фиг. 4 в момент удаления отливки из пресс-формы.

Пресс-форма состоит из плиты 1, жестко прикрепленной к гидропрессу, на гидроцилиндp которого крепится пуансон 2. Литниковый канал 3 выполнен верхним торцем металлоприемной камеры 4, сообщается с полостью, оформляющей отливку 5. Заполнение металлом осуществляется прессующим поршнем 6. Выталкиватели 7 служат для удаления отливки 5. Нижним своим основанием выталкиватели 7 и металлоприемная камера 4 закреплены плитами 8 и 9, которые их перемещают по вертикали в нижней частью матрицы. Прессующий поршень 6 перемещается от гидропресса штоком 11. Плиты 8 и 9 установлены на направляющих 12 с возможностью перемещения. Шток 1?3 гидропресса позволяет регулировать ход стола 14. Нижней частью направляющие 12 закреплены в плитах 8 и 9, которые боковой поверхностью скользят по опорной плите 15, жестко установленной на столе 14. Верхняя часть 16 матрицы выполнена так, что формирует не только контуры отливки 5, но и образует литниковый канал 3, сообщающийся с металлоприемной камерой 4. Направляющие 12 обеспечивают фиксацию верхней части 16 матрицы и пуансона 2 в момент заполнения металлом отливки 5 и осуществляют давление в период затвердывания металла. Металлоприемная камера 4 расположена ниже плоскости разъема верхней части 16 матрицы, образуя литниковый канал 3. Металлоприемная камера 4 обеспечивает дополнительный объем металла, расходуемый при затвердывании для подпитки усадки давлением прессующего поршня 6.

Пресс-форма работает следующим образом. В начальный момент форму готовят к работе при этом пуансон 2 занимает крайнее верхнее положение, камера прессования 4 в верхней точке. Плиты 8 и 9 контактируют с выступом в нижней части 10 матрицы. Форму смазывают. Затем жидкий металл заливают в металлоприемную камеру 4 и пуансон 2 с плитой 1 гидропресса начинают опускаться. При этом прессующий поршень 6 занимает нижнее положение, опущен до предела. Опускаясь вниз, пуансон 2 левой стороной нажимает на направляющие 12 и опускает, касаясь опорной плиты 15, всю систему, соединенную плитами 8 и 9, а именно: выталкиватели 7, металлоприемную камеру 4, и образует замкнутую полость отливки 5. Плиты выталкивателей занимают крайнее нижнее положение относительно нижней части 10 матрицы. Затем через шток 11, прессующему поршню 6 передается усилие и происходит запрессовка жидкого металла в замкнутую полость и кристаллизация отливки 5. Затем пуансон 2 вместе с плитой 1 гидропресса поднимается. Пуансон скользит по направляющим 12 и после выхода из контакта с отливкой 5, направляющие 12 поднимают вместе с плитами 8, 9 выталкиватели 7 и металлоприемную камеру 4. Отливка 5 вместе с литниковым каналом 3, оформленным в металле, удаляется из верхней части 16 матрицы. Плиты 8, 9, скользя по опорным плитам 15, занимают верхнее положение в нижней части 10 матрицы. Регулировку высоты раскрытия пуансона 2 и верхней части 16 матрицы осуществляют штоком 13 цилиндра гидропресса, жестко соединенного со столом 14. Пресс-поршень 6 опускается, занимая нижнее положение, и производится заливка жидкого металла в поднятую металлоприемную камеру 4. Затем цикл повторяется.

Пресс-форма с подвижной металлоприемной камерой может быть использовано для изготовления отливок любой сложности и обеспечивает высокий выход годного за счет сокращения металла на литниковую систему.

Кроме того, предлагаемая пресс-форма для литья под давлением конструктивно проще, чем по прототипу, благодаря исключению целого ряда конструктивных элементов (пружины, конусное седло, верхний стакан и т.д.).

Исключено коробление отливок, т.к. обеспечивается дополнительное централизованное выталкивание подвижной камерой. Сокращается количество исполнительных механизмов, необходимых для осуществления процесса, что позволяет использовать для этих целей обычные гидравлические прессы.

Сокращается технологический цикл изготовления отливки за счет уменьшения числа операций: выталкивание отливок осуществляется одновременно с раскрытием пресс-формы.

Отливки массой 2,5 кг изготавливали из сплавов АК9₄ и АК5₄ в шестигнездной форме с рабочей площадью 100 см².

Качество отливок оценивали по плотности пресс-остатка и отдельных отливок, однородности структуры, геометрии отливок. Получены стабильные показатели, которые подтверждают, что конструкция обеспечивает равномерное давление на металл в процессе затвердевания, подвижная металлоприемная камера решает проблему удаления отливок из пресс-формы.

Формула изобретения

Пресс-форма для литья под давлением, содержащая пуансон и неподвижную матрицу с вертикальной металлоприемной камерой, торец которой расположен ниже плоскости разъема, образуя литниковый канал, с поршнем, установленным в металлоприемной камере, и плитами выталкивателей, отличающаяся тем, что металлоприемная камера выполнена подвижной в направлении перемещения пуансона и фланцевой частью закреплена в плитах выталкивателей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4