3. Конструирование и изготовление пресс-форм

В отличие от деталей промышленного назначения, модели для которых формируют в многоместных металлических пресс-формах, изготавливаемых на металлорежущих станках, модели для художественных отливок получают в литьевых одноместных пресс-формах из легкоплавких сплавов, гипса, пластмасс и эластичных материалов.

Классификация пресс-форм.

• Пресс-форма должна отвечать следующим требованиям:

обеспечить моделям высокую точность;

поверхность полости пресс-формы, должны обеспечивать получение отливок требуемое качества;

• пресс-формы должны иметь минимальное количество разъемов и этом обеспечивать удобное и быстрое извлечение модели;

хорошо вентилироваться удаление воздуха из полости формы при заполнении ее модельным состав;

• конструкция пресс-формы должна быть технологичной, долговечной и удобной в работе.

быть технологичной в изготовлении, долговечной и удобной в эксплуатации

Тип пресс-формы зависит от типа производства.

При единичном и мелкосерийном, а также опытном производстве отливок наиболее целесообразно применять литые металлические, цементные, гипсовые, пластмассовые и деревянные пресс-формы, в которых можно изготовить 200 моделей и более.

При серийном производстве отливок применяют пресс-формы, изготовляемые по эталону (из металлических легкоплавких сплавов и пластмассы) или с помощью металлизации. Такие пресс-формы выдерживают до нескольких тысяч запрессовок.

При крупносерийном и массовом производстве отливок рекомендуется применять лишь металлические пресс-формы, изготовляемые обработкой резанием. Такие пресс-формы обычно рассчитаны на звеньевое изготовление моделей.

Металлические пресс-формы, изготовляемые обработкой резанием, проектируют с использованием чертежа отливки, на котором должны быть указаны плоскость разъема пресс-формы, припуски на обработку резанием, базовая поверхность, место подвода металла к отливке, размеры питателей, а также технические требования к ней.

Из-за непостоянной усадки модельной композиции и металла, а также расширения оболочки формы при нагреве невозможно точно рассчитать размеры полостей пресс-форм.

Так как суммарная усадка модельной композиции и металла больше расширения оболочки при нагреве, то для предварительных расчетов (форма из кристаллического кварца) можно принять среднюю усадку, %:

Таблица 2.

Литейная усадка различных сплавов

Наименование сплава	ε, %
Углеродистые стали	1,45
конструкционные легированные стали	1.35
специальные стали (коррозионно-стойкие и жаропрочные)	1,50
медные сплавы	1.15
силумины	1.20
серый чугун	0.60
ковкий чугун	1.00

С учетом обязательной последующей доводки элементы пресс-формы, оформляющие наружные части отливки, должны иметь уменьшенные размеры, а оформляющие внутренние части — увеличенные.

После выполнения операций на металлорежущих станках формообразующие поверхности пресс-формы необходимо полировать.

Сопрягаемые поверхности (стыковые), поверхности штырей, втулок, колонок и других подвижных частей должны иметь шероховатость R_а=1,25—0,63 мкм;

Поверхности, образующие литниково-питающую систему, — R_а = 2,5— 1,6 мкм; остальные нерабочие части пресс-формы — R_z = 40—10 мкм.

Пресс-формы изготовляют с вертикальным, горизонтальным и комбинированным разъемами.

Для получения звеньев моделей на автоматических установках используют пресс-формы преимущественно с вертикальным разъемом.

В пресс-формах также предусматривают: обратный клапан для отсекания модельной композиции, что позволяет уменьшить «утяжины» на моделях в результате создания оптимального давления в полостях

Одноместные, многоместные и звеньевые пресс-формы могут быть использованы для изготовления моделей из пенополистирола. Пресс-формы для изготовления пенополистироловых моделей имеют существенные отличия от рассмотренных ранее прессформ. Так время их заполнения вспенивающимся полистиролом должно быть не более 0,2—0,8с. В них необходимо предусмотреть надежный отвод газов и минимальный расход пенополистирола на литники, а также подогревающее (до 35—40 °С) устройство в виде каналов с горячей водой или электронагревателей для предупреждения трещин в моделях и систему охлаждения. Необходимо учитывать уменьшенную на 25—30% усадку пенополистироловых моделей. Литники должны быть как можно короче, а питатели необходимо выполнять в виде точки или щели.