Литье в кокиль (в металлические формы).

Данный способ литья предполагает свободную заливку расплава в металлические формы многоразового использования, называемые кокилями. Для снижения термического удара при заливке кокиля предварительно разогревают до температуры 250°С с помощью встроенных или автономных нагревателей. Данный метод относится к прогрессивным, так как имеет относительно высокую производительность, меньший расход жидкого металла (на 20...30%), за счет более рациональной литниковой системы. Основные недостатки: высокая стоимость формы и ограничение сложности формы отливки.

Кроме перечисленных существуют и другие методы формирования литых деталей.

К ним относят центробежное литье, реализуемое заливкой расплава во вращающуюся форму. формообразование и кристаллизация массы отливки происходит под давлением центробежной силы, поэтому отливка получается беспористой и без шлаковых включений. Литье намораживанием применяется для изделий постоянного профиля путем вытягивания из расплава через профилированное отверстие в поплавке. Затравка изготавливается из того же материала, что и расплав.

Требования к литейным материалам. Материалы должны обладать: 1) жидкой текучестью 2) минимальным газопоглощением 3) миним. Присадки 4) незначительным внутренним напряжением. Наиболее распространенными являются следующие сплавы: магниевые, латуниевые, цинковые, стали.

№4 Обработкой давлением называют процессы переработки материалов в изделие, при которых исходная заготовка под действием давления пластически деформируется и приобретает новые заданные формы и размеры или заданные физические свойства поверхности.

Гибка - это процесс обработки давлением, в результате которого достигается изменение кривизны поверхности плоских листовых и прямолинейных профильных заготовок.

Для гибки используют штампы с жесткой матрицей и пуансоном или эластичной матрицей и жестким пуансоном.При гибке в жестком штампе матрица и пуансон имеют форму заготовки, которую она должна приобрести после гибки. В штампе с эластичной матрицей форму, которую необходимо придать заготовке имеет только пуансон.

Вытяжка - это процесс формообразования полых деталей коробчатой, цилиндрической и других форм из плоских листовых заготовок.

По характеру протекания процесса различают два способа вытяжки: без утонения стенок и с утонением стенок. В первом случае зазор между пуасоном и матрицей делают равным толщине листа заготовки. По мере движения пуансона заготовка втягивается в матрицу, увеличивается длина цилиндрической части и уменьшается диаметр плоского фланца заготовки. При втягивании заготовки в матрицу возможно складкообразование материала. Для его предотвращения применяют прижим. Операция характеризуется коэффициентом вытяжки m = d/dз, где dз - диаметр заготовки, d -диаметр формируемой цилиндрической части.

При вытяжке с утонением стенок зазор между пуансоном и матрицей делается меньше толщины материала. В результате формуется изделие с толщиной дна, равной толщине листовой заготовки и более тонкими стенками. Операция характеризуется коэффициентом утонения m=s/so, где so - толщина листовой заготовки, s - толщина стенки изделия .

Коэффициенты вытяжки и утонения зависят от механических свойств материала, толщины листа, размеров и формы изделия и т.д. их оптимальные значения устанавливаются практикой.

Вырубка и пробивка относятся к раздельным операциям выполняемым в штампах. Разделение материала осуществляется острыми кромками пуансона и матрицы (рис. 2.2.6). Обычно вырубку осуществляют без прижима заготовки, прижим используют при чистой вырубке. Вырубку и пробивку производят в металлических и неметаллических материалах, толщиной 0,5 - 20 мм с поверхностью среза, перпендикулярно плоскости листа.

№5 Обработкой давлением называют процессы переработки материалов в изделие, при которых исходная заготовка под действием давления пластически деформируется и приобретает новые заданные формы и размеры или заданные физические свойства поверхности.

Объемной штамповкой называют группу технологических операций, в которых изменение формы и размеров заготовки достигается пластическим деформированием всей массы заготовки.

Процессы объемной штамповки отличаются высокими скоростями деформирования и достаточно высокой точностью размеров и формы изделий.

Технологический процесс штампованных деталей включает: заготовительный этап, штамповку (формообразование), дополнительные обработки (механические, термические и т. п.).

Точность размеров штампованных деталей составляет 10...12 квалитет для обычных штампов; 6...9 квалитет для специальных штампов. Следует помнить, чем тоньше лист заготовки, тем выше точность.

Предельная производительность штамповки определяется быстродействием прессов. Для малых прессов - 1200...2000 ходов/мин., для крупных - 350 ходов/мин. При этом основными проблемами являются механизированная подача заготовок и удаление готовых изделий и отходов.

Осадка выполняется штампами с плоскими или плоскими кольцевыми пуансоном и матрицей. В результате пластической деформации уменьшается высота и увеличивается диаметр заготовки.

№6 Прессование

Технологический процесс прессования заключается в том, что под влиянием нагрева, и давления пресс-материал заполняет рабочее пространство пресс-формы и полимеризуется в твердое состояние. Этот способ обработки применяется для большинства пластмасс (фенопласты, аминопласты и пластмассы на основе кремнийорганической смолы). Прессование подразделяется на два вида: прямое и литьевое.

Прямое прессование. При прямом прессовании пресс-материал загружается непосредственно в формообразующую полость или загрузочную камеру горячей пресс-формы, после чего подвергается Давлению пресса. Нагретый пресс-материал размягчается, заполняет гнезда пресс-формы и остается в ней определенное время до полного затвердевания. После этого пресс-форму открывают и извлекают отформованную деталь.

Прямым прессованием изготавливают уплотнительные прокладки, изоляционные колпачки и шланги, а также различные толстостенные детали (втулка, конусы, раструбы).

Литьевое прессование. Литьевое прессование отличается от рассмотренного выше прессования конструкцией пресс-формы, которая имеет дополнительную загрузочную камеру, соединенную с матрицей тонким литниковым каналом . Оно осуществляется, как правило, на гидравлических прессах. Материал загружается в накладную камеру, нагревается от стенок камеры до полужидкого состояния и с большой скоростью нагнетается пуансоном в полость матрицы. Режимы литьевого прессования отличаются от прямого прессования большим временем выдержки и большим (на 10—30%) давлением.

К преимуществам литьевого прессования относятся: получение в деталях глубоких отверстий малого диаметра, высокая точность деталей и возможность заформовывать в изделия тонкую арматуру. К недостаткам относятся: сложная и дорогостоящая пресс-форма и большой расход материала (на литники).

№7 Литье под давлением

П рименяется при изготовлении сложных деталей из термопластических масс с большим количеством арматуры и сложной конфигурации. Оно производится на специальных машинах, которые называются инжекционными. Дозировка прессового материала, нагрев, нагнетание его в пресс-форму, выдержка, разъем пресс-форм и выталкивание изделий в современных машинах производится автоматически. Поэтому данный способ изготовления пластмассовых изделий является одним из самых производительных. На рисунке 2.3.2 показана схема инжекционной машины. В бункер 3 засыпается пресс-порошок 4, попадающий в цилиндр 6, где он сжимается поршнем 5 и проталкивается к литниковому мундштуку 8, Под влиянием обогревателя 7 пресс-порошок плавится и через мундштук проталкивается в пресс-форму 2, образуя изделие 1. Обычно пресс-форма имеет температуру 30—40°С, которая поддерживается охлаждающей водой. Это способствует быстрому затвердеванию деталей. Материалом для изготовления их служат: полистирол, полиэтилен, этилцеллюлоза и др.