Меню

Тип машин для литья под давлением

Виды и особенности машин для литья металлов под давлением

Несмотря на продолжающееся ускоренное развитие индустрии промышленных полимеров и композитных материалов, металлы и сплавы всё ещё остаются одним из основных конструкционных материалов при создании самых различных потребительских изделий и механизмов. При этом литьё (и особенно техника литья под давлением) пока что является одним из предпочитаемых способов обработки, поскольку позволяет получать готовые изделия со сложной внутренней структурой и формой, практически не нуждающиеся в ресурсоёмкой постобработке. Современные машины для литья под давлением, например «Agrati» позволяют выполнять литье множества типов изделий.

Краткая ретроспектива

Первым был изобретён способ литья металла в песчаную форму — однако при всём достигнутом за счёт этого гигантском ускорении производственных процессов точность литья оставалась очень низкой, а удаление приливов, облоя и прочих дефектов отливок отнимало существенное количество ресурсов и снижало качество конечного продукта. По мере развития индустрии металлургии, накопления знаний и расширения списка доступных металлов и сплавов с различными свойствами (прежде всего разными температурами плавления) появилась возможность изготавливать формы из тугоплавких металлов для создания отливок из менее тугоплавких — так появился способ литья в металлический кокиль.

Точность и качество исполнения отливки при литье её в кокиль по сравнению с ранее использовавшимся способом отливки в песчаную форму улучшились в разы (а по некоторым параметрам — на порядки), однако это не решало проблем с изготовлением очень сложных отливок, так как заполнение кокиля расплавом металла осуществлялось лишь под действием его собственного веса — то есть принципиально отсутствовала проработка особо тонких элементов литьевой формы. Естественным решением этой проблемы была разработка литьевых машин, в которых процесс формирования металлической отливки происходит под значительным давлением (диапазон может варьироваться от единиц до сотен мегапаскалей). Типичным примером продукции, что выпускается на подобных машинах, могут служить блоки цилиндров ДВС автомобилей или фасонные радиаторы для системы охлаждения внутренних компонентов ПК (под процессор либо видеокарту).

Классификация

Существующие на рынке машины для литья под давлением обычно можно классифицировать сразу по нескольким технологическим параметрам (рабочему давлению, мощности, использованию горизонтального/вертикального расположения самой камеры прессования и так далее), однако чаще всего в качестве главного классифицирующего признака используется тип камеры прессования — горячая либо холодная. Предпочтение того или иного типа камеры прессования у литьевой машины прежде всего определяется температурой используемого расплава: металлы и сплавы с относительно низкой температурой плавления (до

500°C — как чистые цинк и свинец, а также сплавы с ними в качестве основных компонентов) льются на машинах, преимущественно использующих горячие камеры прессования, а латунь, алюминий, магний и медные сплавы — как правило, на машинах, оборудованных холодными камерами прессования. Такой подход прежде всего обусловлен тем, что использование горячих (без дополнительного охлаждения) камер при работе с высокотемпературными сплавами как правило ведёт к их ускоренному износу.

Вообще, литьё металлов под давлением принципиально характеризуется специфическим набором преимуществ и недостатков. К его преимуществам относят:

  • изначально высокую производительность всего процесса;
  • высокую стабильность и точность габаритных размеров полученной отливки (возможный разброс типично отвечает 3-7 классу точности);
  • отличное качество поверхности отливки (например, для сплавов с основой из алюминия принципиально можно достичь 5-8 класса чистоты поверхности);
  • минимальные требования либо вообще отсутствие необходимости механической постобработки отформованного изделия после извлечения из машины;
Читайте также:  Давление работы форсунки бензина

К наиболее же типичным недостаткам относят:

  • ограничения на толщину элементов отливки из-за того, что продавливаемый в форму расплав более равномерно затвердевает в относительно тонких слоях;
  • ограничения на конфигурационную сложность, поскольку в процессе отделения отливки от литейной формы возможно повреждение наиболее мелких её частей;

Специфика магния и магниевых сплавов

Как уже указывалось выше, обычно магний и сплавы льются на машинах, оборудованных холодными камерами прессования, поскольку температура плавления магния и его наиболее часто используемых сплавов лежит достаточно высоко (

650°C). Однако магниевые сплавы отличаются повышенной склонностью к трещинообразованию и целым рядом тонких технологических нюансов формирования отливок — поэтому производителями литьевых машин были предприняты попытки разработки специального литьевого оборудования под сплавы магния, но оборудованных горячими камерами прессования. В итоге такие специализированные литьевые машины были успешно созданы и выпущены на рынок, наряду с «обычными» — что следует учитывать при подборе технологического оборудования для работы именно с магниевыми сплавами.

Общая оценка статьи: Опубликовано: 2017.09.01

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник

КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

МАШИНЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Литье под давлением — высокопроизводительный способ получения отливок с высокой точностью и низкой шероховатостью поверхности.

Сущность способа заключается в том, что в металлическую разъ­емную форму, установленную на машине, с высокой скоростью под давлением подается расплавленный металл. В форме металл кристаллизуется, и затвердевшая отливка выталкивается из нее. Литьем под давлением изготовляют главным образом отливки из цветных сплавов — алюминиевых, магниевых, цинковых, медных и др. Начали получать под давлением отливки из стали и титана.

В зависимости от способа, которым металл запрессовывается в форму (рис. .1), различают машины с горизонтальной холодной, вертикальной холодной и горячей камерой прессования.

На машинах с холодной камерой прессования получают отливки из алюминиевых, магниевых и медных сплавов. На машинах с го­рячей камерой прессования — главным образом из более легкоплав­ких сплавов на цинковой, свинцовой или оловянной основе.

на машине с горизонтальной холодной камерой прес­сования.расплавленный металл заливается через окно в прессовый ци­линдр и прессовым плунжером подается в предвари­тельно закрытую механизмом запирания форму . После затвердевания отливки форма открывается, отливка выталкивается толкателями и удаляется из машины.

На машине с вертикальной камерой прессования (рис. 3) металл заливается в прессовый цилиндр сверху . При этом литниковые каналы, соединяющие прессовый цилиндр с формой, перекрыты нижним поршнем (пяткой) и открываются только после опускания последнего под давлением металла в момент прессования . Такая конструкция механизма прессования исключает возможность попадания расплавленного металла в форму до начала прессования и позволяет получать отливки с центральным литником. Извлечение отливки из формы аналогично машине с горизонтальной камерой

В отличие от машин с холодной камерой прессования у машин с горячей камерой прессования прессовый цилиндр опущен в тигель с расплавленным металлом.При подъеме прессового поршня выше заливочного отверстия металл из тигля, в котором он поддержива­ется в расплавленном со­стоянии, через отверстие поступает в прессовый цилиндр и по опускании прессового поршня расплавленный металл по подогреваемому каналу, называемому гузнеком, под действием плунжера подается в форму. При новом подъеме поршня избыток металла сливается, и машина после за­твердевания и выталкивания отливки готова к очередному циклу. : В момент заполнения формы металлом он давит на стенки, ста­раясь ее раскрыть. Для исключения разбрызгивания металла, что недопустимого усло­виям пожарной безопасности, техники безопасности и технологии, усилие запирания формы должно быть несколько больше, чем уси­лие, создаваемое металлом на раскрытие формы.формирование отливок при литье под давле­нием целиком происходит в пресс-форме, стоимость которой для. крупных сложных отливок приближается к стоимости машины. В целях повышения стойкости (увеличения числа съемов) и по­вышения качества отливок пресс-формы для литья под давлением изготовляют из легированной стали; они обладают высокой точ­ностью и низкой шероховатостью рабочей поверхности.

Читайте также:  Как найти приложенную силу давления

При всем разнообразии и сложности форм для литья под давле­нием они имеют одинаковые элементы. В зависимости от назначения все узлы, детали и механизмы формы можно разделить на формообра­зующие, конструктивные и приводы механизмов формы.К формообразующим элементам формы относятся части формы ,непосредственно соприкасающиеся с жидким металлом, оформляющие контуры отливки.К конструктивным элементам формы относятся ее части, кото­рые несут на себе.формообразующие элементы, обеспечивают взаимо­положение частей, а также крепление формы к плитам машины. Приводы служат для раскрытия и закрытия формы, перемещения стержней, толкателей .Конструкция форм определяется конструкцией отливки, свойст­вами сплава, из которого отливка изготовляется, типом и конструк­цией машины, характером производства Конструкция отливки обусловливает число стержней в форме. При наличии арматуры в отливке (например, получение корпуса или ротора электродвигателя с залитым железом, отливка корпусов с из­носостойкими втулками и др.) в формах необходимо предусмотреть специальные устройства для фиксации арматуры..Для машин с горизонтальной и вертикальной камерой прессова­ния применяют формы с различной системой подачи металла. В форме для машины с горизонтальной камерой прессования металл из лит­никовой втулки попадает в литниковый канал, расположенный выше литниковой втулки.Таким образом устраняется возможность попадания металла в форму до начала прессования. Для такой под­водки металла литниковую втулку следует располагать на нижнем уровне.

КОНСТРУКЦИЯ МАШИН

Машины для литья под давлением с холодными камерами прессования (вертикальной и горизонтальной) и с горячей камерой прессования изготовляют унифицированными по механизмам запи­рания. Они отличаются механизмами прессования. Наибольшее рас­пространение получили машины с холодной горизонтальной камерой прессования. Это объясняется следующими их преимуществами:

возможностью получения отливок из алюминиевых, магниевых, медных, свинцовых, цинковых сплавов и тугоплавких сплавов; коротким путем металла из камеры прессования в полость формы и прямолинейностью пути металла в форму, вследствие чего металл заполняет ее при высоком давлении;

сравнительной простотой автоматического регулирования режи­мов прессования , простотой конструкции и высокой надежностью (меньшее число деталей соприкасается с расплав­ленным металлом).

Современная машина для литья под давлением с горизонтальной холодной камерой прессования (рис. 29 6) представляет собой гори­зонтальный гидравлический пресс колонного типа с разъемом пресс-формы в вертикальной плоскости. На станине1, которая служит одновременно основанием для креп­ления узлов и резервуаром для масла, размещаются подвижная 2 и неподвижная 3 плиты, механизмы запирания 5 и прессования 9,гидронасос с приводом б, а также электро- и гидроборудование и аппа­ратура. Режимы работы: запирание формы с регули­руемым усилием; медленное перекрытие заливочного окна прессо­вым плунжером с регулируемой скоростью; быстрый впрыск расплав­ленного металла в форму с регулируемой скоростью; выдержка от­ливок в форме под давлением во время кристаллизации (время кристаллизации автоматически регулируется с помощью реле вре­мени); раскрытие формы на заданную величину; выталкивание стер­жней и отливки; выталкивание пресс-остатка; отвод прессового плун­жера в исходное положение, преду­сматривается два-три положения прессового стакана 10 по высоте, что дает возможность выполнять как нижнюю, так и центральную заливку металла в пресс-форму.

Читайте также:  Как влияет шампиньоны на давление

Машины с вертикальной холодной камерой прессования по срав­нению с машинами с горизон-тальной холодной камерой прессования имеют следующие преимущества: возможность получения от-ливок с центральным литником, лучшее предохранение от попадания пленок и окислов расплава в форму, так как отверстие мундштука очень мало по сравнению с камерой прессования. В то же время имеются существенные недостатки: большое число рабочих деталей, соприка­сающихся с расплав-ленным металлом (два поршня, мундштук, напол­нительный стакан), невозможность открытия формы до среза нижним порш-нем пресс-остатка, что снижает производительность, и, главное, увеличение пути металла и изменение его направления, что снижает давление и усложняет регулирование технологическим процессом. Машина работает следующим образом. После закрытия формы порция расплава залива-ется в стакан 1, и металл прессуется прессо­вым плунжером (пуансоном) 2, опускающимся под действием прес­сового механизма 3 в прессовый стакан. При этом под давлением ме­талла нижний поршень (пятка) 4 опускается, и металл через литнико­вую втулку (мундштук) 5 подается в форму. После завершения кристал-лизации нижний поршень срезает пресс-остаток, и форма открывается. Конструкция формы предусматри-вает удержание от­ливки на ее подвижной половине, и в момент открытия формы она выталкивается толкателями 6.

Машины с горячей камерой прессования по сравнению с маши­нами с холодной камерой прессования имеют следующие преимуще­ства: небольшие потери сплава при изготовлений отливок вследствие более простой литниковой системы, стабильность технологического процесса, улучшение условий труда и создание хороших условий для автоматизации оборудования. В то же время имеются недостатки: затруднение применения машины для литья металлов, имеющих температуру плавления выше 500 °С, быстрое изнашивание прессую­щего поршня, находящегося в расплаве, повышенная пористость отливок.Рабочий процесс на машине осуществляется следующим образом. В тигельной печи 1 с газовым подогревом в чугунном тигле 2 нахо­дится расплав на уровне выше отверстий 3 цилиндра 4. При верхнем положении поршня 5 расплав заполняет нижнюю часть цилиндра и гузнека 6. Под действием прессового механизма 7 поршень опуска­ется, перекрывает отверстия и под давлением направляет расплав через гузнек и мундштук 8 в пресс-форму. После затвердевания от­ливки прессовый поршень 5 поднимается, остатки металла сливаются, отливка выталкивается из пресс-формы, и процесс повторяется.Один из недостатков литья под давлением — пористость отливок, снижающая их плотность и препятст-вующая термообработке, так как газы, содержащиеся в порах, расширяются при нагреве и вызы­вают вспучивание отливок.Для предупреждения образования пористости отливок применяют вакуумирование формы, механизм прессования с двойным плунжером, когда внутри основного плунжера расположен дополнительный плунжер меньшего диаметра для допрессовки, который дополнительно уплот­няет металл в форме после образования корочки расплава на ее стенках.

Источник

Adblock
detector