§ 2. Пресс-формы и их изготовление

Пресс-формой называют оснастку для изготовления выплавляе­мых моделей. По внешнему виду пресс-форма для моделей худо­жественных отливок представляет собой стержневой ящик с глу­хой полостью. Внутреннее устройство пресс-формы аналогично устройству литейной формы, изготовленной способом кусковой формовки, с большим числом отъемных частей. Поэтому сложной и ответственной частью технологического процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям является изготовление пресс-форм.

В зависимости от сложности отливаемых изделий и их числа пресс-формы можно изготовлять из стали, чугуна, легкоплавких сплавов, гипса и пластмассы. Применять медные и алюминиевые

180

сплавы, особенно для внутренних частей пресс-форм, соприкаса­ющихся с поверхностью модели, не рекомендуется.Медные сплавы, окисляясь, создают на поверхности модели налет, вызывающий дефекты на отливке. Алюминиевые сплавы из-за низкой твердости не дают чистой и прочной внутренней поверхности пресс-формы. В производстве кабинетных художественных отливок пресс-формы чаще всего изготовляют из чугуна или делают их комбинирован­ными. Внутренние части комбинированных пресс-форм делают из чугуна и легкоплавких сплавов на основе олова, свинца, вис­мута, сурьмы, а наружные оболочки — кожухи — из чугуна или алюминия. Прочностью, чистотой поверхности и значитель­ной износостойкостью отличаются пресс-формы, изготовленные из чугуна.

Точность размеров и чистота поверхности изготовляемых в пресс-формах моделей зависят в основном от точности изготов­ления пресс-формы и ее конструкции.

При конструировании пресс-форм для моделей художествен­ных отливок необходимо учитывать следующее:

1. Материал пресс-формы должен обеспечивать ее прочность, четкость рисунка поверхности модели, хорошо чеканиться.

2. Расположение внутренних частей-кусков пресс-формы должно быть таким, чтобы обеспечивались свободные сборка и разборка пресс-формы и легкое удаление из нее модели.

3. Литниковое отверстие, через которое производится запол­ нение пресс-формы модельным составом, должно располагаться над толстым сечением модели во избежание усадки.

4. Необходимо обеспечивать возможность свободного выхода воздуха из полости пресс-формы в момент заполнения ее верхней части модельным составом.

5. Конструкция пресс-формы должна обеспечивать проч­ ность крепления ее частей. Недостаточная прочность крепления может вызвать выход модельного состава при запрессовке его под давлением. Неудачная конструкция крепления частей пресс- формы приводит к потере времени на крепление и разборку пресс- формы.

В зависимости от сложности формы и поверхности отливае­мых изделий части пресс-формы могут быть изготовлены путем механической обработки специальной заготовки, литьем по ме­таллической модели изделия или его оригиналу. Заготовки для пресс-форм можно также получать литьем по выплавляемым моде­лям. Для отливки небольшого числа моделей пресс-форму можно изготовить из формопласта.

Способ механической обработки пресс-формы применяют для моделей, имеющих более правильные геометрические формы. Для моделей художественных отливок пресс-формы удобнее изготов­лять литьем.

Пресс-форму, как правило, отливают по оригиналу, изготов­ленному с учетом усадки модельного состава и отливки. В отлив-

181

ках художественных изделий линейная усадка, от которой зави­сит точность размеров изделия, не влияет на качество отливки. Поэтому при изготовлении пресс-формы для моделей художест­венных отливок нет необходимости в изготовлении специального оригинала, для этой цели можно использовать металлическую модель изделия.

Процесс отливки пресс-формы с применением легкоплавких сплавов следующий:

1. Очищенную металлическую модель изделия, для отливки которого делают пресс-форму, укладывают в фальшивую опоку, приготовленную из глины.

2. Поверхность модели заформовывают кусками из гипса обычным способом кусковой формовки. Общий контур всех кусков подрезают в виде конусного болвана, поверхность которого служит для изготовления внутренней поверхности половины кожуха от­ ливаемой пресс-формы.

3. На гипсовом болване, как на модели, формуют опоку; по­ лучаемый в ней отпечаток болвана для получения внешней по­ верхности подрезают на глубину, равную толщине стенки буду­ щего кожуха пресс-формы. Подрезкой же выполняют приливы для крепления и площадки для установки пресс-формы на столе при запрессовке модельного состава.

4. После подрезки опоку устанавливают на место. В образовав­ шееся пространство между гипсовым болваном и подрезанной по­ верхностью его отпечатка в опоке заливают алюминиевый сплав. Полученная отливка будет половиной кожуха пресс-формы.

5. Вторую половину кожуха отливают на нижней половине модели аналогично первой. Отливки обеих половин кожуха под­ вергают механической обработке, устанавливают детали для их скрепления между собой. После изготовления кожуха при­ ступают к изготовлению внутренних частей — кусков пресс- формы.

6. Модель с прилегающими к ее поверхности гипсовыми кус­ ками располагают в нижней половине кожуха пресс-формы, как в фальшивой опоке. Затем от гипсового болвана верхней части модели отнимают один из кусков. На оставшуюся часть гипсового болвана устанавливают верхнюю часть кожуха. В кожухе над полостью снятого куска сверлят отверстие, через которое зали­ вают легкоплавкий сплав, содержащий 87 % свинца и 13 % сурьмы.

7. Половину кожуха снимают, удаляют от модели отлитый металлический кусок, проверяют его исправность и, убрав с мо­ дели следующий гипсовый кусок, укладывают отлитый на прежнее место.

8. Кожух снова устанавливают на болван, в пространство, обра­ зовавшееся от снятого с модели второго гипсового куска, через отверстие над ним в кожухе заливают сплав, как и при отливке первого куска. Чтобы исключить возможность сваривания кусков,

182

поверхность соприкосновения у отлитого ранее куска смачивают оксидом цинка.

9. Затем таким же образом отливают все оставшиеся вокруг модели куски, в том числе и на нижней половине модели.

10. В половинах кожуха пресс-формы, после отливки всех кусков, заделывают отверстия, используемые ранее для заливки сплава, выполняют литниковое отверстие для запрессовки мо­ дельного состава.

Описанный способ получения пресс-формы удобен тем, что для отлитых на модели кусков не требуется большой механической обработки — чеканки лицевой поверхности и подгонки их в ко­жухе пресс-формы. Пресс-формы с частями из легкоплавких спла­вов удобны в изготовлении и дешевы, но недолговечны. Слабая поверхность кусков быстро изнашивается, теряет четкость изобра­жения поверхности модели.

Наиболее прочны пресс-формы из чугуна и латуни. Чугунные пресс-формы с кусками из латуни сложнее в изготовлении и до­роже, однако продолжительный срок службы и удобства в работе вполне окупают затраты на их изготовление. Процесс литья пресс-форм из чугуна отличается от описанного ранее тем, что их части отливают не на поверхности модели, а в отдельных формах, изготовленных по гипсовым моделям (кускам гипсового болвана). Отлитые таким образом части после тщательной обработки и до­водки собирают в кожухе пресс-формы, как было описано выше.

При массовом производстве отливок по выплавляемым моде­лям изготовление пресс-форм литьем по выплавляемым моделям значительно упрощает технологию и сокращает себестоимость отливки. Процесс изготовления пресс-формы при этом состоит, как и прежде, из двух этапов: отливки кожуха пресс-формы и ее внутренних частей.

Изготовление кожуха пресс-формы. 1. Мо­дель изделия (рис. 84, а) укладывают на щиток с пластилиновой подстилкой /, габаритные размеры которой делают равными га­баритным размерам опорной плоскости отливаемого кожуха с при­ливами для крепления частей пресс-формы (рис. 84, б).

2. На поверхности модели делают пластилиновый болван (рис. 84, б) подобно гипсовому болвану, выполняемому при литье частей пресс-формы из легкоплавких сплавов. Поверхность бол­ вана подрезают, хорошо заглаживают и смазывают трансформа­ торным маслом.

3. На болван наносят слой гипса, поверхность которого под­ резают вровень с краями подстилки / (рис. 84, г), так как ее габа­ ритные размеры выполнены по внешнему контуру отливаемого кожуха. Верхнюю часть гипсового слоя срезают так, чтобы остав­ шийся слой имел толщину будущей стенки модели кожуха. Под­ резанный слой гипса после снятия его с пластилинового болвана будет гипсовой моделью нижней части кожуха пресс-формы.

183

ж)

а)

Рис. 84. Изготовление корпуса пресс-формы

4. Гипсовую модель нижней части кожуха с расположенным внутри пластилиновым болваном и моделью изделия переворачи­ вают вместе со щитком. Щиток снимают и удаляют пластилино­ вую подстилку с поверхности разъема.

5. Смазав поверхность разъема маслом, на нее, как и при из­ готовлении гипсовой модели нижней половины кожуха, наносят слой гипса, равный толщине стенки модели верхней части кожуха (рис. 84, д).

6. Края гипсового слоя подрезают по контуру нижней поло­ вины кожуха.

7. Гипсовые модели кожуха снимают (рис. 84, е).

По этим моделям отливают половины кожуха из чугуна. По­лученные части обрабатывают и собирают. Готовый кожух пресс-формы изображен на рис. 84, ж.

Изготовление внутренних частей пресс-формы. 1. Модель изделия устанавливают на нижнюю часть готового кожуха пресс-формы (рис. 85, а). Накрывают модель верхней частью кожуха. Через отверстие в верхней половине кожуха в полость между его стенками и моделью изделия запрес­совывают модельный состав (рис. 85, б).

2. После затвердевания модельного состава верхнюю часть кожуха снимают и от образовавшегося болвана отрезают часть, равную первому куску (рис. 85, в). Поверхность среза болвана и модели смазывают трансформаторным маслом, кожух устанавли­вают на место (рис. 85, г).

184

К) Л) М)

Рис. SS. Изготовление внутренних частей пресс-формы

3. В образовавшуюся полость через отверстие в кожухе над ней запрессовывают модельный состав. После затвердевания получают выплавляемую модель первого куска пресс-формы.

4. Кожух снимают, от болвана отрезают часть, равную сле­ дующему куску (рис. 85, д). Установив кожух на место, в обра­ зовавшуюся под ним полость запрессовывают модельный состав (рис. 85, е) для получения модели второго куска пресс-формы.

5. Таким же образом изготовляют модели третьего и всех последующих кусков (частей) пресс-формы (рис. 85, ж—и).

6. Сняв верхнюю часть кожуха, с модели снимают парафи- но-стеариновые куски (рис. 85, к).

7. К. полученным частям пресс-формы припаивают модели питателей и затем каждую часть припаивают к стояку (рис. 85, м). Модельный комплект готов для дальнейших операций получения отливки по выплавляемой модели.

Полученные литьем по выплавляемым моделям части пресс-формы удобны тем, что они имеют точные размеры и не требуют большого объема механической обработки, подгонки в кожухе, имеют четкий рисунок поверхности модели. Общий вид пресс-формы изображен на рис. 85, л. Для удобства работы верхний кусок пресс-формы крепят к верхнему кожуху, в дальнейшем они будут составлять одно целое. Части пресс-формы в процессе изготовления в ней модели крепятся клиньями, болтами с бараш­ковыми гайками, прикрепленными к стенкам пресс-формы.

185

При массовом производстве отливок по выплавляемым моде­лям для изготовления моделей применяют многогнездные меха­низированные и автоматизированные пресс-формы, с пневматиче­скими или гидравлическими механизмами открывания и закры­вания пресс-формы, с механизмами выталкивания готовых моде­лей. Для получения чистой поверхности модели рабочие поверх­ности пресс-формы полируют.