4.2 Структура цеху лиття під тиском

Цехи лиття під тиском складаються із трьох основних виробничих відділень відповідно з основними етапами виготовлення виливків:

• плавильне відділення;

• відділення виготовлення виливків на машинах лиття під тиском;

• відділення фінішних операцій.

Крім основних відділень в цехах лиття під тиском, передбача­ють допоміжні дільниці і служби:

• дільницю ремонту прес-форм та іншої оснастки;

• дільницю ремонту устаткування;

• склади шихтових матеріалів, прес-форм, готових виливків;

• лабораторії контролю якості рідкого металу та готових виливків. У тих випадках, коли в цеху планується виробництво виливків із різних сплавів, необхідно передбачити таку схему технологічних потоків, яка дозволяла б запобігати перемішуванню сплавів.

4.3 Технологічний процес і устаткування

Сутність технологічного процесу полягає в тому, що в металеву рознімну форму, яку встановлюють на машину, з високою швид­кістю під тиском подається розплавлений метал. У формі метал кристалізується і через певний час виливок, який затвердів, виш­товхується з неї. Залежно від способу запресовування розплаву в робочу порожнину прес-форми розрізняють машини:

• з горизонтальною холодною камерою пресування;

• з вертикальною холодною камерою пресування;

• з гарячою камерою пресування.

Для виготовлення виливків литтям під тиском із сплавів на ос­нові алюмінію, магнію і міді використовують машини з холодними камерами пресування (горизонтальними і вертикальними), а для виробництва виливків із легкоплавких сплавів (на основі цинку, свинцю або олова) застосовують машини з гарячою камерою пре­сування. Найбільше поширені машини з горизонтальними камера­ми пресування, як такі, що мають вищі продуктивності та менші втрати тепла і тиску в ливниковій системі.

Схему технологічного процесу виготовлення виливків на маши­нах лиття під тиском з горизонтальною холодною камерою пресу­вання показано на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Схема технологічного процесу виготовлення виливків на машині для лиття під тиском з горизонтальною холодною камерою пресування: І—заливання металу; II—запресовування металу;

III— відкривання прес-форми; 1 — рухома половина прес-форми; 2 — нерухома половина прес форми; 3 — рідкий метал; 4 — пресовий плунжер;

5 — штовхані; 6 — пресовий циліндр; 7 — виливок

Розплавлений метал заливається через вікно в пресовий циліндр (позиція І) і пресовим плунжером подається в попередньо закриту механізмом запирання прес-форму (позиція II). Після тверднення виливка прес-форма відкривається, виливок виштовхується з неї штовхачами і видаляється з машини (позиція III).

Визначаючи місткість камери пресування, слід прагнути змен­шити її діаметр, оскільки при цьому підвищується тиск на сплав і зменшується об'єм прес-залишка. Для правильного вибору машини для певного групового технологічного потоку виготовлення вилив­ків доцільно скористатися рекомендованими тисками пресування, які наведено в табл. 4.4.

Таблиця 4.4 – Рекомендовані тиски пресування, МПа, для виготовлення виливків з різних сплавів і різної конфігурації

Індекс позиції	Сплави	Виливки з товщиною стінки до 3 мм			Виливки з товщиною стінки до 6 мм
		прості	складні	Дуже складні		Прості	Складні	Дуже складні
1	Олов’яно-свинцеві	30	35	45		45	50	-
2	Цинкові	45	45	50		55	60	-
3	Магнієві	50	55	60		70	80	100
4	Алюмінієві	35	45	50		60	65	80
5	Латуні	60	70	80		90	100	-

Модель машини вибираємо на підставі відомих розрахунків потрібного тиску пресування і необхідного зусилля запирання ма­шини за площею проекції виливка з ливниковою системою.

Після цього перевіряють достатність місткості камери пресу­вання цієї машини за вибраним тиском пресування. Визначаючи місткість камери пресування, слід прагнути змен­шити її діаметр, оскільки при цьому підвищується тиск на сплав і зменшується об'єм прес-залишка. Для правильного вибору машини для певного групового технологічного потоку виготовлення вилив­ків доцільно скористатися рекомендованими тисками пресування, які наведено в табл. 4.4.

З урахуванням коефіцієнта втрат машинного часу для визначен­ня необхідної кількості машин можна скористатися формулою

n =N/Ф_дkq, (4.10)

де N — сумарна кількість запресовувань з урахуванням усіх вилив­ків, передбачених виробничою програмою, шт.; к - коефіцієнт утрат машинного часу: к - 0,85...0,90 - для машин з холодною ка­мерою пресування; q - продуктивність машини, запресовувань за годину, для виливків певного технологічного потоку.

Найбільше поширеними в сучас­них ливарних цехах є машини з холодною горизонтальною каме­рою пресування, оскільки вони мають такі переваги:

• можливість виготовлення виливків з алюмінієвих, магнієвих, мідних, свинцевих, цинкових і тугоплавких сплавів;

• короткий шлях металу з камери пресування в порожнину прес-форми та його прямолінійний рух у форму, внаслідок чого метал заповнює її під високим тиском;

• порівняно просте автоматичне регулювання режимів пресу­вання (швидкості й тиску пресування) і в зв'язку з цим розширення технологічних можливостей машини;

• порівняно нескладна конструкція і висока експлуатаційна на­дійність, оскільки незначна кількість деталей має контакт з розпла­вленим металом.

- Машини призначені для виготовлення виливків з кольорових металів та їх сплавів (алюмінію, міді, цинку, магнію) у цехах великосерійного і масового виробництв.

Користуючись всіма вище написаними факторами вибираємо машину для лиття під тиском з холодною, горизонтальною камерою пресування моделі 711А10.

Технічні характеристики машини для лиття під тиском з холодною, горизонтальною камерою пресування моделі 711А10

Зусилля запирання – 2500кН;

Найбільша маса металу – 3,6 кг;

Відстань між колонами по вертикалі й горизонталі – 530 мм;

Товщина прес-форми – 600…260мм;

Хід рухливої плити – 450 мм;

Найбільша швидкість холостого ходу прес-плунжера – 5 м/с;

Зусилля пресування - 300 кН;

Час одного холостого циклу – 7.5 с;

Кількість холостих ходів за годину – 200 ;

Найбільший хід гідровиштовхувачів – 100 мм;

Потужність – 16 кВт;

Габаритні розміри :

довжина – 5950 мм;

ширина – 1540 мм;

висота – 1900 мм;

маса – 10650 кг.

Кількість машин для лиття під тиском розраховується за наступною формулою:

(4.11)

Де М – річна потреба в металі,кг;

к_н – коефіцієнт нерівномірності використання складу:

Ф_е – ефективний річний фонд часу роботи устаткування, при двозмінному режимі роботи, год

q – продуктивність устаткування, кг/год.

_{Вибираємо 4 машини для лиття під тиском.}

В цеху лиття під тиском передбачені дозатори- маніпулятори:

Дозатор-маніпулятор моделі ДМ-4 (рис. 4.3) призначений для набирання розплавленого металу з роздавальної печі, транспортування його і заливання в камеру пресування машини для лиття під тиском (зусилля запирання прес-форм - 2 000 і 4 000 кН).

Технічну характеристику дозатора-маніпулятора ДМ-4 наведено в табл. 4.5. Ківш переміщується від роздавальної печі до машини за допомогою важільного механізму - куліси. Розміри важелів вибрано з умови оптимальної траєкторії руху ковша.

Рух важільного механізму здійснюється від електродвигуна постійного струму через черв'ячний редуктор. Ківш перевертається ланцюговою передачею.

Маніпулятор забезпечений трьома змінними ковшами різної місткості. Перед початком використання ковша для зменшення дії розплаву на його внутрішню поверхню і надання останній незмочуваності розплавом на цю поверхню наносять спеціальне покриття складу, %: оксид цинку - 20; кремнекислий натрій - 5; вода - 75.

Рис. 4.3 – Схема руху дозатора-маніпулятора ДМ-4 під час його роботи: 1 — привод; 2 — датчик рівня металу; З — куліса; 4 — датчик; 5 — кронштейн

Індекс позиції	Параметр	Числове значення
1	Маса дози алюмінієвого сплаву, кг: найбільша номінальна найменша	6,0 3,6 0,2
2	Точність дозування, %	±2
3	Тривалість транспортування дози сплаву від роздавальної печі до камери пресування ма­шини, с	3...6
4	Габаритні розміри, мм: довжина ширина висота	1500 600 1400
5	Маса, кг	600

Таблиця 4.5- технічна характеристика дозатора – маніпулятора ДМ-4

Кількість дозаторів - маніпуляторів розраховується за наступною формулою:

(4.13)

Де М – річна потреба в металі,кг;

к_н – коефіцієнт нерівномірності використання складу:

Ф_е – ефективний річний фонд часу роботи устаткування, при двозмінному режимі роботи, год

q – продуктивність устаткування, кг/год.

_{Вибираємо на обслуговування машин для лиття під тиском 2 дозатора маніпулятора.}