7. Оборудование для литья под давлением
Машины для литья под давлением бывают 2 типов - компрессорные и поршневые. Наибольшее распространение получили поршневые машины с холодной и горячей камерой прессования. Горячая камера прессования находится внутри тигля с расплавленным металлом, а холодная - отдельно от расплавленного металла и располагается горизонтально или вертикально. Современные машины для литья под давлением имеют полностью автоматизированный рабочий цикл с программным управлением, автоматизированы регулировка усилия смыкания пресс-форм, изменение скорости прессования, блокировка узлов при появлении неисправностей в машине.
На машинах с горизонтальной холодной камерой прессования (рис. 1) расплавленный металл заливают в камеру прессования 4 (рис. 1, позиция а). Затем металл плунжером 5, под давлением 40…100 МПа, подается в полость пресс-формы (рис. 1, позиция б), состоящей из неподвижной 3 и подвижной 1 полуформ. Внутреннюю полость в отливке получают стержнем 2. После затвердевания отливки пресс-форма раскрывается, стержень 2 извлекается (рис.1, позиция в) и отливка 7 выталкивателями 6 удаляется из рабочей полости пресс-формы.
Рисунок 1 — Схема литья под давлением на машинах с горизонтальной холодной камерой прессования
Перед заливкой пресс-форму нагревают до 120-320 0C. После удаления отливки рабочую поверхность пресс-формы обдувают воздухом и смазывают специальными материалами для предупреждения приваривания отливки. Воздух и газы удаляются через каналы, расположенные в плоскости разъема пресс-формы или вакуумированием рабочей полости перед заливкой металла. Такие машины применяют для изготовления отливок из медных, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов массой до 45 кг.
На машинах с горячей камерой прессования (рис. 2) камера прессования 2 расположена в обогреваемом тигле 1 с расплавленным металлом. При верхнем положении плунжера 3 металл через отверстие 4 заполняет камеру прессования. При движении плунжера вниз отверстие перекрывается, сплав под давлением 10-30 МПа заполняет полость пресс-формы 5. После затвердевания отливки плунжер возвращается в исходное положение, остатки расплавленного металла сливаются в камеру прессования, а отливка удаляется из пресс-формы выталкивателями 6.
Получают отливки из цинковых и магниевых сплавов массой от нескольких граммов до 25 кг.
Рисунок 2 — Схема литья под давлением на машинах с горячей камерой прессования
При литье под давлением температура заливки сплава выбирается на 10-200 C выше температуры плавления.
Литье под давлением используют в массовом и крупносерийном производствах отливок с минимальной толщиной стенок 0,8 мм, с высокой точностью размеров и малой шероховатостью поверхности, за счет тщательного полирования рабочей полости пресс-формы, без механической обработки или с минимальными припусками, с высокой производительностью процесса.
Недостатки: высокая стоимость пресс-формы и оборудования, ограниченность габаритных размеров и массы отливок, наличие воздушной пористости в массивных частях отливки.
8. Кокильные машины.
Кокиль металлическая литейная форма для получения отливок, преимущественно из цветных сплавов, а также чугуна и стали.
Кокильная машина литейного производства, позволяющая механизировать процесс получения отливок в кокилях. На кокильных машинах механизированы операции открывания и закрывания частей кокиля, простановки и удаления стержней и выталкивания отливок из кокиля.
Кокильные машины подразделяют на универсальные, стационарные, нестационарные и специальные.
Стационарные машины бывают однопозиционными, а нестационарные (карусельные) – многопозиционные (четырехпозиционные и с большим числом позиций). Специальные машины предназначены для изготовления в массовом производстве отливок определенного типа (например, поршни двигателей внутреннего сгорания, крышки электродвигателей и т. д.) или крупных отливок. Универсальные однопозиционные кокильные машины чаще используют в серийном производстве. Для массового и крупносерийного производства более эффективно применение многопозиционных машин карусельного типа, а также конвейерных и кокильных линий. Такие машины имеют более высокую производительность вследствие совмещения во времени операций технологического процесса, малые энергозатраты, занимают небольшую площадь, могут быть встроены в автоматические кокильные линии.
Однопозиционные кокильные машины могут быть универсальные, на них кокили можно заменять и получать различные отливки. К однопозиционным кокильным машинам. относятся механизированные кокили, служащие для получения только одной отливки.
Части кокиля укрепляются на плитах, передвигающихся по направляющим. Устанавливают кокили размером от 250 × 320 мм до 800 × 1000 мм. Привод машин — пневматический или гидравлический.
Многопозиционные карусельные кокильные машины обычно состоят из группы однопозиционных машин, которые устанавливаются на вращающемся столе. При повороте стола последовательно совершаются следующие операции: закрывание кокилей, простановка стержней, заливка расплава. После затвердевания и выбивки отливки кокили продуваются и покрываются облицовкой для следующего цикла. Конвейерные кокильные машины имеют транспортное устройство, по которому передвигаются тележки с однопозиционными кокильнвми машинами или кокили. На конвейере производится заливка кокилей сплавом и выбивка отливок.
Кокильные машины входят в автоматизированные линии. Например, на автоматизированной линии в кокилях отливают станины электродвигателей (завод «Динамо», Москва, 1972). В состав линии входят индукционные электрические печи, заливочная машина, две карусельные кокильные машины, два агрегата для термической обработки отливок и транспортирующие устройства. Производительность линии 8000 т отливок в год, линию обслуживают 6 человек.