Литниковые системы для литья под давлением

Литниковая система – это система каналов форм, служащая для транспортирования расплава от сопла машины-автомата к форме за возможно более короткое время (т.е. возможно более коротким путем) с минимальными потерями расплавом энергии и создание благоприятных условий для интенсивного и качественного заполнения расплавом оформляющей полости.

Литниковая система существенно влияет на работоспособность формы; именно из-за неточностей, неполадок в этой системе вероятнее всего получаются недоливы, раскрываются или „дышат" сомкнутые формы, приводя к образованию облоя на изделии, возникают значительные или многочисленные области „холодных" спаев потоков массы, заполняющей полость формы, появляются затруднения со своевременным отводом воздуха из литниковых каналов и полости формы по мере их заполнения расплавом.

Конструкция литниковой системы влияет на:

- производительность процесса (возможно прямо влиять на время впрыска расплава),

- качество изделия (возможно влиять на ориентацию материала, однородность температуры расплава, заполняющего полость и т.д.),

- экономию материала (можно сокращать или полностью ликвидировать отходы в виде затвердевших литников).

Классификация литниковых систем выделяет системы с затвердевающими, незатвердевающими и частично затвердевающими (точнее -затвердевающими только на отдельных участках, вблизи полости формы) литниками. Соответственно этому формы для литья под давлением и литниковые системы получили название холодноканальных, горячеканальных и комбинированных. Конструкции литниковых систем варьируются в зависимости от гнездности формы, числа впусков в одно гнездо, расположения литниковых каналов (в плане и относительно плоскости размыкания формы), конфигурации каналов и т.д. Все это позволяет классифицировать литниковые системы по соответствующим признакам. Выделим основные.

1. Структура элементов литниковой системы. Как видно из рис. 17, литниковая система состоит из трех элементов: основного литникового канала, по которому расплав из материального цилиндра поступает в форму; разводящего канала, ответвляющегося от основного в сторону оформляющего гнезда; впускного канала, по которому расплав непосредственно поступает в оформляющую полость. В зависимости от конструкции изделия и формы литниковые системы могут иметь: все три элемента, первый и третий, только первый (например, в одногнездных формах, особенно для крупногабаритных изделий, в оформляющую полость материал поступает прямо из основного канала), только третий.

Основной канал выполняют в литниковой втулке, в этом канале образуется центральный литник. Разводящие каналы выполняют в литниковой плите (или в обойме матрицы - по плоскости разъема), в них образуются разводящие литники. Впускные каналы (с впускными литниками) являются продолжением разводящих каналов.

Рис. 17. Структура элементов литниковой системы: 1 – литниковая втулка с основным каналом; 2 – центральный литник; 3 – плита литниковая; 4 – разводящий литник; 5 – впускной литник; 6 - изделие

2. Расположение литниковых разводящих и впускных каналов. На рис. 18 показаны возможные варианты расположения каналов с одним впуском в одно гнездо.

Рис. 18. Схемы расположения литниковых и впускных каналов (а — д) и движения расплава в полостях формы (е — к):

а — прямолинейное расположение, б — радиальное, в — радиальное с разветвляющимися разводящими каналами, г — комбинированное, д — параллельное и рядное, е — центральный литник, ж — точечный литник для плоскости, з — щелевой литник, и — точечный литник для кольца, к — точечный литник с двумя впусками;

1 — разводящий канал; 2 — изделие; 3 — основной канал; 4 — впускной канал

Прямолинейное расположение позволяет разместить большое число гнезд при относительно малой массе литников, удобно расположить охлаждающие каналы. Заполнение гнезд происходит неравномерно, ближние к литнику изделия охлаждаются раньше и изделия получаются разного качества (по точностным и прочностным параметрам). Радиальное расположение позволяет одновременно заполнить все гнезда, но конструктивно такое расположение охлаждающих каналов неудобно. При необходимости увеличивать число гнезд разводящие каналы удлиняются и увеличивается сечение основного литника, а это приводит к увеличению сопротивления течению массы и падению давления в оформляющей полости. Это в значительной степени устраняется при радиально-разветвляющемся расположении.

В каждом конкретном случае можно рационально расположить разводящие и впускные каналы, т.е. так, чтобы заливка всех гнезд происходила одновременно. Принципиально любой тип расположения впускных каналов может быть реализован и в холодно-, и в горячеканальных литниковых системах, но в первых - большие возможности для разнообразия.

3. Сбалансированность системы. По этому признаку литниковые системы делятся на сбалансированные и несбалансированные. Последние требуют специальной корректировки размеров поперечных сечений и протяженности разводящих и впускных каналов для обеспечения одновременности заполнения всех гнезд формы расплавом. Это особо важно при соответствующих требованиях к качеству изделий для прямолинейного, параллельного и рядного расположения гнезд в многогнездных формах, а также при литье под давлением в одной многогнездной форме разных изделий, несколько различающихся по массе и размерам (в этом случае по существу должны решаться одновременно задачи распределения масс и синхронности заполнения гнезд).