Литейная оснастка для литья металлов и сплавов

Литейная оснастка для литья металлов и сплавов

Литейное производство — одна из отраслей металлургии, специализирующаяся на переработке металлов и их сплавов, в частности, изготовлением деталей различных конфигураций методом заливки расплавленного металла в специальную форму, под принудительным давлением или естественным путем, с последующим охлаждением до застывания в форме нужной отливки — готового изделия или заготовки. В случае необходимости отливка затем подвергается механической обработке, для большей точности размеров либо уменьшения шероховатости поверхности. Таким образом, основная цель литейного производства – изготовление отливок, максимально соответствующих по форме и размерам конечному изделию.

Для получения качественных отливок на производстве используется специальная литейная оснастка — литейные формы, и от качества их исполнения и особенностей конструкции в большой степени зависит не только качество конечного изделия, но и трудозатраты на производство.

На производстве к качественной литейной форме предъявляют ряд требований , основные из них:

• прочность (выдерживать нагрузки)
• податливость (при усадке отливки уменьшаться в объеме)
• газопроницаемость (при эксплуатации в литейной форме образуются газы)
• огнеупорность (не поддаваться воздействию расплавленного металла)

По степени участия непосредственно в процессе литья литейная оснастка подразделяется на формообразующую (основную) и универсальную (вспомогательную). По количеству возможных заливок литейные формы бывают разовые и многократные, также есть подразделение форм по материалу, из которого они изготовлены (песчаные, металлические и т.д.).

• литейные формы из металлов – чугуна и стали – выдерживают большое количество заливок, сотни и тысячи, поэтому относятся к многократным.
• песчаные формы и формы по выплавляемым моделям эксплуатируются с помощью приспособлений – моделей, они являются разовыми, а сам процесс производства таких форм называется «формовка». С помощью модели оформляют внутренние рабочие поверхности в песчаной литейной форме, они заполняются расплавленным металлом и формируют отливку.

Весь комплект приспособлений, необходимых для производства отливок, и представляет из себя литейную оснастку, а часть оснастки, необходимая для формирования рабочей полости в литейной форме при формовке – модельный комплект.

Изделия, полученные на литейном производстве из тугоплавких сплавов, необходимы в таких отраслях, как авиастроение, приборостроение, ракетостроение, судостроение, радиоэлектроника и атомная энергетика, а из коррозионно-стойких и жаропрочных сплавов – в химической промышленности. На сегодняшний день от 50% до 95% деталей промышленного оборудования изготавливается именно методом литья.

В современном литейном производстве широко применяется около пятидесяти технологий литья , наиболее часто используются:

• литье под давлением
• литье в песчаные формы
• литье по выплавляемым моделям
• литье в металлические формы или кокиля
• литье под низким давлением
• литье в оболочковые формы
• центробежное литье и др.

Коллектив Ульяновского Приборо-Ремонтного Завода обладает богатым опытом, позволяющим проектировать и изготавливать литейную оснастку для литья цветных металлов и сплавов, а именно: литья в кокиль, литья в песчаные формы (в землю), литья под давлением, а также осуществлять полный цикл изготовления пресс-форм для литья по выплавляемым моделям.

Модельные комплекты (оснастка) — литье в песчаные формы

Модельным комплектом называется технологическая оснастка, в том числе приспособления, которые формируют рабочую полость литейной формы; она включает в себя модели литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики, шаблоны сборочные и контрольные, а также литейную модель – приспособление, при помощи которого в литейной форме получается отпечаток, размерами и конфигурацией соответствующий необходимой отливке.

При изготовлении модели обязательно предусматривают припуски на механическую обработку готовой отливки, эти припуски закладываются при проектировании в чертеже отливки. Также размеры модели должны превышать размеры отливки на размер литейной усадки используемого при литье сплава. Эти и многие другие технологические особенности должны быть учтены специалистами при проектировании.

Литейные модели бывают разъемные и неразъемные, состоящие из двух или нескольких частей. По материалу изготовления модели бывают, в основном, пластмассовые, металлические и деревянные, так как модель должна быть одновременно прочной и жесткой, но легкой. Деревянные модели, с целью избежания коробления, изготавливают из отдельных склеенных брусочков, при этом важно разное направление волокон дерева.

Модели из дерева имеют свои преимущества – простота изготовления, умеренная стоимость, небольшой вес, и недостатки – малый срок службы, коробление, гигроскопичность, неоднородность структуры. Модели из металла используются при производстве отливок в больших количествах, в массовом производстве. Такие модели более долговечны, имеют более точную рабочую поверхность, однако они подвержены окислению и имеют очень большую массу. В зависимости от специфики работы такой оснастки и требований к условиям ее эксплуатации модели изготавливают из различных сплавов – на основе алюминия, стали, бронзы, латуни и чугуна. Пластмассовые модели сочетают в себе достоинства металлических и деревянных моделей, так как обладают небольшой массой, хорошей точностью, прочные, не поддаются короблению, устойчивы к воздействию влаги. Как правило, изготавливаются пластмассовые модели из составов на основе формальдегидных и эпоксидных смол.

В последнее время литье в песчаные формы применяется на производстве редко, большей частью, на крупных заводах авиационного, машиностроительного и автомобилестроительного производства. Как следствие, конструкторов и технологов, специализирующихся по этому виду литья, немного. В коллективе нашего предприятия имеются специалисты, обладающие опытом работы в этой достаточно сложной сфере.

Основную сложность составляет наличие большого количества стержневых ящиков, отъемных частей, а также необходимость создания двухсторонних моделей. Мы можем изготавливать металломодельную оснастку из алюминия и из стали. На такой оснастке можно лить цветные и черные металлы и сплавы, а также чугун.

Литье в кокиль

Литье в кокиль производится либо в стационарные кокиля, либо на кокильных машинах и станках. Для изготовления этого вида оснастки необходим высокий уровень и квалификации инженерного состава, и инструментального производства.

Наше предприятие обладает всем необходимым для осуществления проектирования и изготовления кокилей любой сложности, в том числе и с последующей привязкой их к оборудованию заказчика. Чаще всего испытания изготовленной оснастки мы производим на собственном оборудовании. Для оказания технической помощи при запуске оснастки на предприятии заказчика мы можем организовать выезд к нему наших специалистов.

Литье под давлением цветных металлов и сплавов

В последнее время такой вид литья получил большое распространение. Отливки, получаемые в процессе литья под давлением, применяются в производстве мебели, бытовой техники, в автомобилестроении и многих других видах производства. Такие изделия очень прочные, герметичные и имеют хороший товарный вид. Оснастка для литья под давлением металлов и сплавов рассчитана на сотни тысяч, даже миллионы циклов литья, однако достаточно сложная для изготовления и дорогостоящая.

Для эксплуатации оснастки такого вида существует много разновидностей машин литья под давлением, модельный ряд постоянно обновляется. Они подразделяются на машины литья с горизонтальной камерой прессования и с вертикальной камерой прессования. Каждый из этих видов имеет свой ряд по габаритам, мощности, особенностям конструкции и производителям.

Наше предприятие успешно выполняло проектирование, изготовление и запуск в производство пресс-форм для пластмасс и металлического литья изделий, используемых в машиностроении, а также для производства продукции бытового назначения.

Пресс-формы для литья цветных металлов и сплавов под давлением могут быть разной степени сложности: с ползунами, с гидроцилиндрами, с наклонными толкателями, с вкладышами, одногнездные, многогнездные, с многими плоскостями разъема и т.д.. Для изготовления оснастки любой сложности у нас есть необходимый опыт и оборудование. В большинстве случаев имеем возможности и для эксплуатации этой оснастки на собственном оборудовании.

Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям чаще всего применяется для получения тонкостенных отливок сложной конфигурации, как в машиностроении, так и в художественной промышленности. Это один из самых древних способов литья скульптур, колоколов, пушек. Характерная особенность данного вида литья – каждая модель может быть использована для получения только одной отливки, так как в процессе изготовления формы вытапливается, а сама формовочная смесь состоит не из однородного расплавленного металла, а из огнеупорного мелкозернистого, пылевидного материала в связующем растворе. Именно такой состав смеси способствует получению отливок с высоким качеством поверхности. Точность самого отпечатка модели обеспечивается с помощью увеличенной температуры металла, поэтому формовочные и связующие материалы должны обладать высокой огнеупорностью. Недостаток такого метода – сложный и длительный процесс изготовления отливок, для которого необходима специально изготовленная дорогостоящая оснастка и грамотные высококвалифицированные специалисты.

Такой вид литья используется для литья черных и цветных металлов и сплавов. Конструкция пресс-форм очень разнообразна и зависит от планируемой потенциальной производительности и оборудования, на котором оснастка будет эксплуатироваться.

В машиностроении восковые модели отливок изготавливаются в гипсовых, пластмассовых и металлических формах; сам технологический процесс, как правило, механизирован и автоматизирован. Методом литья по выплавляемым моделям производятся детали для авиационной, приборостроительной, машиностроительной и некоторых других отраслей промышленности, где применяются технологии литья труднообрабатываемых сплавов, жаропрочных и коррозионно-стойких.

Оснастка для литья по выплавляемым моделям бывает механизированной (конструкции аналогичны пресс-формам для литья под давлением) и ручной разборки (конструктивно более разнообразны и производят отливки более сложной геометрии). Если от изделия требуется высокая степень точности, прочности и герметичности, то алюминиевые отливки такого вида литья предпочтительнее, чем отливки литья под давлением. При литье по выплавляемым моделям из черных металлов изделия получаются более точными и красивыми, чем отливки в песчаные формы. Наше предприятие может выполнить любой заказ по проектированию и изготовлению оснастки для литья по выплавляемым моделям, в тои числе с привязкой к оборудованию заказчика.

Изготовление модельной оснастки

Предлагаем полный комплекс услуг по изготовлению модельной оснастки для литейного производства от идеи до воплощения. Проектирование, построение математических 3D-моделей, 3D-сканирование, создание модели-прототипа, полностью повторяющей очертания будущей отливки.

Оформите заявку на услугу, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Заказать услугу

Изготовление модельной оснастки

«От идей к воплощению» — этот простой, но громкий тезис отлично характеризует то чем каждый день занимается наше предприятие. Мы предлагаем комплекс услуг по изготовлению литых изделий и заготовок.

Наши работы

Портфолио

Модельная оснастка элемента опоры освещения — жерди. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси).

Модельная оснастка для отливки «Жердь опоры iPro»

Модельная оснастка для литья канализационных люков с художественным орнаментом по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси).

Модельная оснастка для люка

Модельная оснастка для тротуарных люков Московского Парка «Зарядье». Данная оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси).

Модельная оснастка для люка Парка «Зарядье»

Модельная оснастка кронштейна — декоративного элемента исторической опоры освещения ВДНХ. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) алюминиевого сплава – силумина.

Модельная оснастка кронштейна

Модельная оснастка венка — декоративного элемента исторической опоры освещения ВДНХ. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) алюминиевого сплава – силумина.

Модельная оснастка венка

Модельная оснастка герба прокуратуры — декоративного элемента ограждение. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) чугуна.

Модельная оснастка герба прокуратуры

Модельная оснастка основания колоса — декоративного элемента исторической опоры освещения ВДНХ. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) алюминиевого сплава – силумина.

Модельная оснастка основания колоса

Модельная оснастка основания фонаря — декоративного элемента исторической опоры освещения ВДНХ. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) алюминиевого сплава – силумина.

Модельная оснастка основания фонаря

Модельная оснастка подсолнуха — декоративного элемента цоколя исторической опоры освещения ВДНХ. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) алюминиевого сплава – силумина.

Модельная оснастка подсолнуха

Модельная оснастка колоска — декоративного элемента цоколя исторической опоры освещения ВДНХ. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) алюминиевого сплава – силумина.

Модельная оснастка колоска

Модельная оснастка переходной вставки — декоративного элемента цоколя исторической опоры освещения ВДНХ. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси) алюминиевого сплава – силумина.

Модельная оснастка переходной вставки

Модельная оснастка декоративного кронштейна. Оснастка разработана для литья по технологии ХТС (холодно-твердеющие смеси).

Модельная оснастка декоративного кронштейна

Изготовление модельной оснастки на заказ

• выбор метода и режимов литья;
• адаптация исходной конструкции под выбранную технологию и возможности оборудования;
• расчет припусков на обработку, назначение степени точности и допусков на размеры отливки;
• утверждение параметров конечной отливки с учетом свойств жидкотекучести и усадки материала, расположения литниковой системы, прибылей и напусков.

С помощью современных CAD-систем создают компьютерную параметрическую модель отливки. Она послужит основной базой, от которой начинают конструирование оснастки.

Далее предстоит работа по определению:

• основных формующих поверхностей;
• присоединительных поверхностей, которые нужны для ориентации и сборки отдельных деталей в единое целое;
• вспомогательных технологических каналов и элементов, служащих для охлаждения и прогрева, подвода расплава, компенсации коробления отливки;
• отверстий и пазов под крепеж;
• элементов и узлов под автоматический обратный ход или извлечение готовой продукции (выталкиватели, пуансоны, съемники, пружины).

Последовательно решая все поставленные задачи и увязывая результаты между собой, получают оптимальную конструкцию. Финальным этапом проектирования становится выпуск комплекта документации – пакета чертежей на все детали и сборочные узлы.

Модельный цех

Мы применяем высокоточное оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ). Использование оборудования такого класса позволяет быстро и точно изготовить оснастку любой степени сложности из разных материалов для разных задач.

Технологии литья и прессования основаны на том, что материал в податливом состоянии самотёком или под действием внешних сил заполняет полость нужной формы и размеров. После кристаллизации и застывания получают готовое изделие.

Модельно-литейной оснасткой называют комплект технологических приспособлений, которые помогают сформировать полость для заполнения составом. Это могут быть:

• модель-прототип, полностью повторяющая очертания будущей отливки;
• разъемная пресс-форма из двух или более частей;
• металлическая емкость-форма (кокиль);
• стержневые ящики;
• модели для литниковой системы;
• вспомогательные детали и механизмы (выталкиватели, сбрасыватели, фиксаторы, прихваты).

Модельный комплект проектируют для каждого отдельного случая литья. При этом учитывают поведение материала, технологию заливки и формовки, состав огнеупорной смеси, необходимую точность конечного изделия.

Классификация

Модельную оснастку для литья черных и цветных металлов различают по методу реализации технологического процесса:

• в песчаные формы – преимущественно деревянные модели и стержневые ящики;
• в оболочковые формы – металлические модельные плиты, стержневые ящики и вспомогательные элементы (прижимные планки для крепления на машине, фиксаторы, сталкиватели оболочек);
• по выплавляемым моделям – быстроразборные пресс-формы для серийного выпуска одноразовых моделей;
• в кокиль – металлические формы для приема расплава. Различают неразъемные (вытряхные), с горизонтальной, вертикальной или сложной ступенчатой плоскостью разъема, а также створчатые;
• под давлением – пресс-формы, состоящие из неподвижной матрицы и нажимного пуансона.

Оснастку для работы с неметаллическими материалами чаще называют просто пресс-формами. Существуют различные конструкции для прессования, вакуумной формовки, напыления, литья или спекания. С их помощью получают продукцию из стеклопластика, полиамида, полиэтилена, эластомеров и резин.

Основные типы материалов и их особенности:

Для производства модельной оснастки закладывают различные конструкционные материалы. Среди основных требований – прочность, износостойкость поверхности, определенный уровень теплопроводности, податливость механической обработке.

Наиболее часто используют:

• инструментальные и легированные стали – для изготовления кокилей, пресс-форм и деталей механизмов;
• углеродистые стали, алюминиевые сплавы и чугуны – для моделей под массовое и крупносерийное литье в оболочковые формы;
• серые и легированные чугуны – для кокилей;
• алюминий и сплавы на его основе – для пресс-форм, работающих под многократным нагревом;
• фанера, дерево и МДФ – для моделей, литников и стержневых ящиков в единичном и мелкосерийном литье, а также для изделий больших габаритов;
• пластик – для моделей сложной конфигурации.

Выбранный материал должен обеспечить заданный ресурс использования (количество формовок или разливок) без потери точности в геометрии поверхностей.

В отдельных случаях на изготовление уходит до 60% трудоемкости всего объема работ в литейном производстве. На ручную сборку моделей, в зависимости от размеров и сложности отливок, может потребоваться несколько месяцев.

Специалисты ДЛМЗ используют частичную автоматизацию, чтобы радикально ускорить процесс подготовки моделей и форм. Механическую обработку отдельных фрагментов сборочных узлов или цельных конструкций выполняют на станках с ЧПУ. Такой метод позволяет:

• работать на повышенных режимах резания;
• добиться исключительной точности размеров;
• реализовать геометрию любой сложности;
• максимально исключить ручную доводку;
• в разы сократить сроки изготовления.

Готовую металлическую и деревянную модельную оснастку грунтуют и окрашивают. Такая мера дает дополнительную защиту поверхностей от износа и коррозии и существенно продлевает срок службы.

В сфере выпуска литейных моделей сравнительно малых габаритов перспективным становится метод 3D-печати. Но для крупных изделий такая технология не подходит из-за слишком высоких затрат на ее реализацию.

От качества изготовления и сборки модельного комплекта напрямую зависит не только результат литья, но также удобство и безопасность всего комплекса литейных операций.

Дмитровский литейно-механический завод реализует полный цикл работ по проектированию и изготовлению модельной оснастки различного назначения.

Наши специалисты предложат оптимальную конструкцию приспособлений для традиционных и специальных видов чугунного, стального и цветного литья, а также для формовки полимерных материалов.

Источник https://uprz.ru/osnastka-proektirovanie-i-izgotovlenie/litejnaya-osnastka-dlya-litya-metallov-i-splavov.html

Источник https://dlmz.ru/proizvodstvo/modelniy-tsekh/