Пресс-форма для литья с кристаллизацией под давлением Советский патент 1975 года по МПК B22D17/22 

1

Изобретение относится к области литейного производства и предназначено для изготовления отливок из различных металлов и сплавов.

Для изготовления отливок с высокой точностью размеров на машинах литья под давлением (ЛПД) применяют пресс-формы, состоящие из неподвижной и подвижной полуформ. В неподвижной полуформе, которая закрепляется на неподвижной траверсе машины ЛПД, выполняют часть полости, оформляющей отливку (наружную поверхность) и отверстие-втулку, через которую впрыскивают жидкий металл из пресс-камеры машины ЛПД в полость пресс-формы. В подвижной части пресс-формы, которую закрепляют на подвижной траверсе машины ЛПД, выполняют часть полости, оформляющей отливку (внутренную поверхность), различные устройства для выталкивания отливки из полуформы и возвращения этих устройств в исходное положение.

Недостатком этих пресс-форм является отсутствие возможности изготовления в них отливок с переменными сечениями и достаточно массивными узлами повышенной плотности и механических свойств, так как в массивных узлах, которые затвердевают в последнюю очередь, образуются усадочные дефекты из-за невозможности подпитки этих узлов дополнительной порцией металла в период кристаллизации и линейной усадки залитого в форму металла. Кроме того, в связи с тем, что жидкий металл заливают сначала в пресс-камеру машины ЛПД, а затем под давлением прессующего плунжера и с большей скоростью его перегоняют в полость пресс-формы, жидкий металл перемешивается с воздухом, в результате чего в отливках образуется пористость, препятствующая их термической обработке и сварке.

Целью изобретения является улучшение подпитки отливок.

Описываемая пресс-форма отличается от известных тем, что ее прессующий элемент выполнен в виде системы плавающих поршней, размещенных на распределительной плите для дифференциального уплотнения и принудительной подпитки массивных узлов отливки дополнительной порцией металла в период кристаллизации и линейной усадки свободно залитого непосредственно в рабочую полость пресс-формы жидкого металла. Принудительная подпитка массивных узлов отливки производится за счет жидкого металла прибыльных объемов, выполняемых в технологически необходимых местах отливки.

Для уплотнения металла в закрытом объеме рабочей полости пресс-форма снабжена заслонкой-ножом, которая помещена в выполненный между литниковой чашей и наружной поверхностью пресс-формы паз и закреплена на распределительной плите.

Такое выполнение неподвижной части прессформы обеспечивает перемещение и ра-боту всех механизмов пресс-формы только за счет одного усилия механизма прессования машины ЛПД, а также гарантированное перекрытие литника заслонкой-нол ом до начала уплотнения-прессования залитого в форму л идкого металла.

Эти конструктивные отличия позволяют значительно расширить номенклатуру деталей, отливаемых на машинах ЛПД, значительно повысить их механические свойства и производить термическую обработку отливок.

На фиг. 1 изображена предложенная прессформа (вид по разъему на подвижную часть); на фиг. |2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

Пресс-1форма состоит из подвижной (фиг. 1) и неподвижной (фиг. 2) частей, которые фиксируются между собой направляюш,ими штырями 1 и закрепляются на траверсах машины ЛПД: плитой крепления 2 - на подвижной траверсе, плитой крепления 3 - на неподвижной траверсе. На подвижной и неподвижной частях пресс-формы, на уровне плоскости разъема, закрепляются, например, с боковой стороны половинки литниковой чаши 4 и 5, в которых выполнена приемная воронка 6, литник 7 и сквозной паз 8, куда помещена заслонка-нож 9. Часть литника 7 и питатели 10 выполнены по разъему пресс-формы.

В неподвижной части пресс-формы между плитой крепления 3 и прижимной плитой 11 установлены и закреплены два опорных бруса 12, а в образовавшемся таким образом окне для фиксации и перемещения на колонках 13 (фиг. 3) смонтирована распределительная плита 14-17. Высота опорных брусьев 12 выполнена из расчета размещения в окне распределительной плиты 14-17 и обеспечения размера В Г+Д (фиг. 2). Размер-это часть пути, который проходит распределительная плита 14-17 при ее движении справа налево для гарантированного перекрытия литника 7 заслонкой-ножом 9 до начала взаимодействия поршней 18--20 с распределительной плитой 14-17 и уплотнения ими жидкого металла. Размер - максимально допустимая глубина проникновения поршней 18-20, например, в прибыльную часть Е отливки при уплотнении металла прессованием.

Правый конец заслонки-ножа 9 жестко соединен с распределительной плитой 14-,17, а левый введен в паз половинок литниковой чаши 4 и б. В заслонке-ноже 9 выполнено отверстие 21, по форме и размерам равное литниковому отверстию и расположенное против литника 7, когда распределительная плита 14-17 находится в правом крайнем положении. Отверстие 21 выполнено коническим (5-15°) для облегчения удаления вырезанной части литника после раскрытия прессформы.

Распределительная плита изготовлена составной из опорной плиты 14, в которой выполнено окно-паз для, например, Т-образного соединения со штоком 22 промежуточной плиты 15, в которой выполнена полость для заливки в нее распределяющих и равномерно передающих давление составов, например, 0 гидропластов или формопластов марки СМ, и направляющей плиты 17, в которой выполнены отверстия-направления с упорами для фланцев поршней 18-(20. Количество поршней и их суммарную площадь сечения в зависимости от заливаемого расплава выбирают с учетом обеспечения передачи давления на жидкий и кристаллизующийся металл отливки, в технологически необходимых местах в пределах кгс/см.

0 В прижимной плите 11 и матрице 23 выполнены отверстия-направления для рабочих частей поршней 18-20. При помощи штока 12 прессующее усилие машины ЛПД передается распределительной плите 14-17, для чего он

5 жестко соединен с ней. С этой целью на правом конце штока 22 выполнено, например, резьбовое отверстие, а на левом конце выполнен, например, Т-образный хвостовик. Пресс-форму монтируют, например, на машину ЛПД с горизонтальной камерой сжатия известными приемами. Перед монтажем прессформы удаляют прессующий поршень машины ЛПД и на его место устанавливают шток 22. Шток 22 соединяется с прессующей плитой

5 14-17 поворотом штока на 90°.

Исходное положение рабочих частей прессформы показано на фиг. 2. При этом распределительная плита 14-17 с поршнями и заслонкой-ножом 9 должна находиться в

0 крайнем правом положении, а отверстие 21

против отверстия литника 7 (фиг. 1).

Пресс-форма работает следующим образом.

В собранную пресс-форму (фиг. 2) через

литниковую воронку 6, литник 7 и питатели

5 10 (фиг. 1) заливают жидкий металл. Заливку осуществляют свободно и достаточно плавно, со скоростями, позволяющими достигнуть полнаго удаления воздуха из рабочей полости пресс-формы, что дает возможность полностью

0 устранить образование газовой и воздушной пористости. После этого залитый в рабочую полость пресс-формы жидкий металл уплотняют методом прямого прессования поршнями 18-20. Для этого включают механизм прессования машины ЛПД, который через шток 22 воздействует на распределительную плиту 14-17, перемещает ее справа налево и передает усилия прессования машины ЛПД заслонке-ножу 9 и Поршням 18-20. В процессе

0 перемещения распределительной плиты 14--17 сначала заслонкой-ножом 9 перерезают литник 7 )И надежно его перекрывают (фиг. 3), а затем поршнями 18-20 уплотняют металл в закрытом объеме рабочей полости пресс-фор5 мы до полной его кристаллизации. При этом

уплотнение и подпитку массивных узлов отливки дополнительной порцией металла в процессе кристаллизации и линейной усадки производят дифференциально за счет выполненных в неподвижной части пресс-формы прибыльных объемов Е и применения плавающих поршней.

Ходом штока 22 и распределительной плиты 14-17 слева направо возвращают порщни 18-20 и заслон ку-нож 9 в исходное положение. Эту операцию в зависимости от принятого технологического режима и настройки машины ЛПД проводят до или после раскрытия пресс-формы. Отливка выталкивается из подвижной части пресс-формы известными способами.

Предмет изобретения

Пресс-форма для литья с кристаллизацией под давлением, содержащая подвижную полуформу, неподвижную полуформу с прессующим элементом и заслонку-нож, отличающаяся тем, что, с целью улучшения подпитки отливки, прессующий элемент выполнеп в виде плавающих поршней, размещенных на распределительной плите, а заслонка-нож установлена в неподвижной полуформе и закреплена на распределительной плите.

Фиг.1 Поддижная часть Неподдижная acmt 7 / / /5 f