Характеристика современных машин литья под давлением

Первый патент на поршневую машину для заливки металла под давлением был получен в 1939 г. Г.Бруссом. В машиностроении такие машины начали применять с 1949 г. для производства мелких литых деталей из оловянно-свинцовых сплавов.

В 60-х годах прошлого века литье под давлением стали применять для сплавов на цинковой основе. В поисках повышения производительности труда ручной привод в поршневых машинах заменяют пневматическим. В конце XIX века были сделаны попытки использовать для поршневых машин литья под давлением алюминиевые, а затем медные сплавы.

Принцип работы первых машин литья под давлением сохранился в одном из классов современных машин, получившем название машин с горячей камерой прессования.

Современные машины для литья под давлением по принципу работы узла прессования делятся на два класса: с горячей камерой прессования и холодной камерой прессования. В свою очередь, машины с горячей камерой делятся по способу запрессовки металла в форму: на поршневые и компрессорные.

Поршневые литейные машины могут иметь вертикальную или горизонтальную камеру прессования (рис.37). Такие машины с вертикальной камерой прессования подразделяются на машины с вертикальной, наклонной и горизонтальной плоскостью разъема пресс-формы. В настоящее время поршневые горячекамерные машины с горизонтальной плоскостью разъема пресс-формы применяют крайне редко. Преимущество литейной машины с вертикальной камерой прессования - прессующий поршень хорошо доступен для осмотра, и усилие привода кратчайшим путем передается на металл. Недостаток ее - для погружения прессующего поршня в металл необходимо иметь высокий тигель и, соответственно, довольно длинный канал металлоп- ровода. Такие машины применяются для литья оловянно-свинцово- сурьмянистых сплавов в полиграфической промышленности.

Характеристика современных машин литья под давлением

Машины, в которых движение металла осуществляется под действием сжатого воздуха, называют компрессорными. Разработанные в конце прошлого века литейные машины с такой конструкцией были предназначены для изготовления отливок из алюминиевых сплавов. Принцип их работы заключается в том, что сжатый воздух давит на всю поверхность металла в тигле, из которого он поступает по неподвижному металлопроводу в пресс-форму.

Машина с горячей камерой прессования применяются при изготовлении отливок из легкоплавких сплавов на основе олова, свинца, цинка и других металлов с температурой плавления 100-500 ,°С. Такие машины имеют следующие преимущества: возможна автоматизация литейного цикла без значительных затрат, выше производительность труда, меньше потери металла, более стабильны технологические параметры, лучше качество отливок, выше культура производства.

Из всего многообразия конструкций машин с горячей камерой прессования наибольшее распространение получили поршневые машины с вертикальной камерой прессования и вертикальной или наклонной плоскостью разъема пресс-формы.

Однако они обладают следующими недостатками: чизкая стойкость прессующего наконечника, камеры прессования и котла, а компрессорные машины имеют низкую стойкость мундштука. В последнее время мундштуки изготовляют из тугоплавких молибдено-вольфрамовых сплавов, позволяющих в несколько раз повысить их стойкость.

Машины с горячей камерой прессования отличаются от машин с холодной камерой только заливочными устройствами. Поршень (рис.38), приводимый в движение пневматическим или гидравлическим цилиндром, перекрывая заливочное отверстие, вытесняет металл из камеры прессования в полость пресс-формы. Металл затвердевает, образуя отливку, а прессующий поршень возвращается в исходное положение. Незатвердевшая часть металла сливается по каналу мундштука и металлопроводу в камеру прессования. Камера прессования заполняется металлом из тигля через заливочное отверстие. После охлаждения до заданной температуры отливку удаляют из оформляющей полости. Пресс-форма очищается и смазывается. С момента закрытия пресс-формы с помощью пневматического или гидравлического цилиндра и рычагов машина готова к повторению цикла. Машины с горячей камерой прессования, вследствие отсутствия ручной операции заливки металла в камеру, могут работать в автоматическом режиме. Производительность полуавтоматических машин до 250, а автоматических - до 1000 отливок в час при обслуживании нескольких машин одним человеком.

Характеристика современных машин литья под давлением

Характеристики литейных машин с вертикальной горячей камерой прессования итальянской фирмы Idra приведена в табл.36.

Машины с вертикальной холодной камерой прессования для литья под давлением алюминиевых, магниевых и медных сплавов наиболее широко применяют с холодными камерами прессования, которые могут быть расположены вертикально или горизонтально. Первые конструкции таких машин, созданные в 1924 г. фирмой ’’Ekkerf" и в 1928 г. фирмой ”Роlак”, имели вертикальные камеры прессования. Принцип работы их сохранен в некоторых типах современных машин. Ось вертикальной камеры прессования (рис.39) расположена параллельно плоскости разъема формы. Металл, залитый в камеру, удерживается нижним поршнем выше литникового отверстия, чем предупреждается самотек металла в полость формы. Нижний поршень начинает опус-

Характеристика современных машин литья под давлением

 

Характеристика современных машин литья под давлением

каться лишь тогда, когда прессующий поршень приблизится к поверхности металла. При дальнейшем опускании нижнего поршня открывается литниковое отверстие, и прессующий поршень запрессовывает металл в полость формы. После кристаллизации металла прессующий поршень отводится вверх, нижний поршень срезает пресс-остаток от литника и выталкивает его из камеры. Пресс-остаток снимается с нижнего поршня вручную или сталкивается специальным устройством. Форма раскрывается, отливка с литником вытягивается из неподвижной полуформы и выталкивается. Нижний поршень опускается в исходное положение.

Машины с вертикальной камерой прессования отличаются от машин с горизонтальной камерой лишь конструкцией механизма прессования. Более того, эти машины создают на базе машин с горизонтальной камерой и иногда предусматривают даже возможность замены одного механизма прессования другим в процессе эксплуатации.

Машина CLPO 250/36 имеет холодную вертикальную камеру прессования. Механизм прессования машин состоит из двух основных частей: цилиндра прессования и нижнего гидроцилиндра. Цилиндры прессования современных машин с вертикальной камерой представляют собой систему, подобную системам цилиндров прессования машин с горизонтальной камерой, в которой предусмотрены три фазы прессования. В период первой фазы пресс-поршень движется со сравнительно небольшой скоростью до соприкосновения с расплавом в пресс- камере. При этом обеспечивается вытеснение воздуха из камеры через зазор между поршнем и камерой и предупреждается удар плунжера и расплава. Вторая (скоростная) фаза - заполнение пресс-формы расплавом - выполняется аккумулятором, который размещают поблизости от цилиндра прессования. Допрессовка расплава (третья фаза) осуществляется на современных машинах чаще всего мультипликатором, управляют им так же, как и на машинах с горизонтальной камерой прессования.

Основное назначение нижнего гидроцилиндра - срезать и удалить пресс-остаток из камеры. Кроме того, нижнйй поршень перекрывает отверстие литниковой втулки при заливке и открывает его в период запрессовки расплава в пресс-форму. Шток нижнего поршня связан со штоком гидроцилиндра через специальную муфту с пружиной, которая обеспечивает такое положение нижнего поршня, при котором перекрывается отверстие литниковой втулки. При движении прессующего поршня пружина в муфте принудительно сжимается и нижний поршень открывает литниковое отверстие.

Применение нижних гидроцилиндров для удаления пресс-остатков значительно усложняет конструкцию машин с вертикальной камерой прессования. В результате появляются дополнительные отказы и ненадежности в работе машин. При эксплуатации машин с вертикальными камерами затрачивается больше времени на их обслуживание и ремонт. Кроме того, трудно обеспечить удовлетворительное охлаждение нижнего поршня и камеры. Выпуск машин с вертикальной холодной камерой объясняется в основном тем, что в эксплуатации находится обширный парк пресс-форм для этих машин, и потребители продолжают их заказывать. Размещение их при реконструкции существующих цехов требует в два раза меньше площадей, чем расположение горизонтальных машинах с холодной камерой прессования.

Технические характеристики литейных машин с вертикальной холодной камерой прессования фирмы ”ldra” представлены в табл.37.

Большинство выпускаемых в мире машин с холодной камерой (до 90 %) имеют горизонтальные камеры прессования. В США машин с вертикальной камерой вообще не выпускают и не применяют. Поэтому вновь строящиеся и расширяющиеся предприятия оборудуются более прогрессивными горизонтальными машинами с холодной камерой прессования.

Машины с холодной горизонтальной камерой прессования начала выпускать в 1934 г. фирма ”Reed-Prentic” (США). Принцип действия прессующего механизма такой машины приведен на рис.40. Этот принцип сохранился почти во всех современных конструкциях машин. Долгое время считалось, что при использовании горизонтальной камеры прессования невозможно изготовлять отливки с центральным литником. Специальное устройство для отрыва литника позволило ликвидировать этот недостаток. Прессующий поршень имеет выступ в виде ласточкиного хвоста, окружаемый расплавом. При отходе поршня выступ удерживает пресс-остаток и отрывает его от центрального литника. Затем пресс-остаток сталкивается с ласточкиного хвоста выталкивателем и удаляется из камеры прессования через заливочное окно.

Характеристика современных машин литья под давлением

 

Характеристика современных машин литья под давлением

В настоящее время изготовляют машины с холодной горизонтальной камерой прессования с усилием запирания 0,08-35 МН. Производством машин для литья под давлением занимается в основном завод ’’Сиблитмаш” (г.Новосибирск).

Завод ’’Сиблитмаш” выпускает машины всех типов усилием запирания более 6,3 МН, Павлоградский завод литейного машиностроения - несколько моделей машин по индивидуальному заказу с малым усилием запирания. Современные машины с холодной камерой применяют в основном для изготовления отливок из алюминиевых, магниевых и медных сплавов.

На выпуске машин специализируются несколько десятков фирм в различных странах. Всемирную известность имеют фирмы ’’Bilihler" (Швейцария); ”lrda”, ’’Triulzi” и ”ltal Presse SpA” (Италия); ’’Wotan”, ’’Weingarten”, ’’Gries Sohn” (Германия); ’’Lester” ”Kux”, ”Cast-moster” и ’’Clevelard” (США); ’’Vigorlat” (Словакия); ”Peco” (Англия); ’’Toshiba Khi-Khai” (Япония) и др.

Таблица 38. Техническая характеристика литейных машин, завода 'Красная Пресня'

Характеристика современных машин литья под давлением

Характеристика современных машин литья под давлением

 

Таблица 40. Техническая характеристика литейных машин, выпускаемых Тираспольским заводом литейных машин

Характеристика современных машин литья под давлением

 

Характеристика современных машин литья под давлением

Таблица 41. Техническая характеристика литейных машин, выпускаемых фирмой "Wotarf (Германия)

Характеристика современных машин литья под давлением

 

Характеристика современных машин литья под давлением

 

Характеристика современных машин литья под давлением

 

Характеристика современных машин литья под давлением

Характеристика современных машин литья под давлением

Фирмы ’’Lester”, ”ldra”, "Triulzi”, ’’Biihner", "Toshiba Khi-Khai” специализируются на выпуск литейных машин с усилием запирания 0,04- 35 МН и производят их в течение 30-50 лет; они имеют свои дочерние предприятия в странах Европы и Азии. Например, швейцарская фирма Biihner организовала выпуск машин литья под давлением в Индии.

Технические характеристики машин некоторых фирм, представлены в табл.38-44.

Смотрите также