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.

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.

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.