Область применения отливок, полученных ЛПД

Производство отливок из алюминиевых сплавов составляет до 50 % общего выпуска (по массе) продукции ЛПД. Следующей по количеству и разнообразию номенклатуры группой отливок являются отливки из цинковых сплавов. Магниевые сплавы для ЛПД применяют реже, что объясняется их склонностью к образованию горячих трещин и сложной технологией. Получение отливок из медных сплавов ограничено низкой стойкостью пресс-форм.

Номенклатура отливок:

– отливки силовые ответственного назначения. К таким отливкам относятся те, которые в процессе работы испытывают значительные динамические и статические нагрузки: блок цилиндров, шатуны, тормозные колодки, коромысла клапанов и др. Их изготовление стало возможным после появления мощных машин ЛПД с подпрессовкой и вакуумированием;

– отливки герметичные. К таким отливкам относятся тот же блок цилиндров, а также детали гидротрансформаторов, гидроусилителей, детали компрессоров и разнообразные фитинги. В зависимости от рабочей среды (газ, масло, вода, бензин) их испытывают при давлении 2 и 8 МПа. Такие отливки изготовляют при больших давлениях и малых скоростях заполнения до 5 м/с. Все эти детали обязательно проходят операцию пропитки термореактивными смолами;

– декоративные отливки. Эмблемы, накладки, панели управления, решетки, ручки и другое покрывают декоративным хромом. Отливки должны иметь чистую поверхность. При литье таких деталей используют быстрое заполнение хорошо разогретой пресс-формы;

– армированные отливки. К ним относятся алюминиевый блок с чугунными гильзами, запальные свечи с фарфоровыми изоляторами, подошва утюга с нагревательными элементами и др. При изготовлении армированных отливок необходимо обеспечить отсутствие зазора между арматурой и отливкой, не допускать катодной коррозии. Например, недопустимо сочетание AI–Сu или Mg–Ni;

– отливки с резьбой. Ни один специальный способ литья не может похвастаться тем, что позволяет получать отливки с резьбой – наружной и внутренней. Литая резьба прочнее нарезанной. Минимальные размеры: шаг – 0,7 мм, наружный диаметр – 6 мм, внутренний диаметр – 10 мм.

В настоящее время ЛПД развивается в трех направлениях:

– литье с низкими скоростями впуска (до 5 м/с) через толстые питатели. Применяют для получения толстостенных отливок несложной конфигурации, к которым предъявляют высокие требования по прочности и герметичности;

– литье с высокими скоростями впуска (более 25 м/с) через тонкие питатели с образованием дисперсного заполнения. Применяют для получения тонкостенных отливок сложной конфигурации, к которым предъявляются высокие требования по качеству поверхности и четкости рельефа;

– литье со средними скоростями впуска с образованием совмещенных турбулентных и дисперсных потоков. Требуется обязательная подпрессовка. Применяют для получения отливок с неравномерной толщиной стенок.

Основные преимущества литья под давлением (по сравнению с литьем в песчаные формы):

– многократное использование пресс-формы;

– полное исключение формовочных и стержневых смесей;

– литье под давлением позволяет получать отливки, максимально приближающиеся по форме, массе, чистоте поверхности к готовым деталям;

– возможность изготовления отливок с малой толщиной (менее 1 мм) стенок и значительной площадью;

– возможность получения армированных отливок, например, алюминиевых со стальными втулками. Стальная втулка предохраняет отверстия от износа и ликвидирует тепловой узел в ступице детали. Этот вид литья применяют для соединения нескольких деталей в один узел, т.е. для сборки;

– полное исключение трудоемких операций формовки, сборки и выбивки форм. Этот метод легко механизируется и автоматизируется, по производительности он превосходит не только все виды литья, но и холодную штамповку, если она выполняется более чем за одну операцию;

– близость санитарно-гигиенических условий труда в литейном цехе к условиям работы в механических цехах.

Недостатки способа литья под давлением:

– высокая стоимость пресс-формы, небольшая ее стойкость, особенно при литье стали и медных сплавов, что ограничивает номенклатуру сплавов, из которых могут быть изготовлены отливки;

– трудность выполнения отливок со сложными полостями, поднутрениями;

– появление напряжений при усадке и трещин вследствие неподатливости формы;

– снижение герметичности отливок из-за воздушно-газовой пористости, что исключает возможность термической обработки, затрудняя тем самым изготовление отливок из сплавов, упрочняемых термической обработкой;

– ограничение габаритных размеров и массы отливок мощностью машины.

Литье под давлением целесообразно применять в массовом и крупносерийном производстве отливок, не требующих механической обработки или имеющих минимальные припуски на механическую обработку, вследствие высокой стоимости оборудования, пресс-форм и необходимости в специалистах по эксплуатации машин.

При изготовлении отливок методом ЛПД широкое применение получили машины с горизонтальной холодной камерой прессования.

Краткое техническое описание машины с холодной
горизонтальной камерой прессования (модель 71106)

Общий вид машины с обозначением основных узлов показан на рис. 6.5.

Рис. 6.5. Общий вид машины для литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования (модель 71106)

Станина машины 1 сварная, коробчатой формы, имеет площадки для установки узлов прессования, запирания, насосной установки, гидро- и электрооборудования. Внутренняя часть станины является резервуаром – гидробаком для рабочей жидкости гидросистемы. Емкость гидробака – 540 л.

Механизм прессования 2 служит для медленного перекрытия окна заливки, последующего быстрого впрыска расплавленного металла в форму, а также удаления пресс-остатка.

При нажатии на рабочем пульте кнопки "Впрыск" масло от насоса (рис. 6.6) через агрегат впрыска 1 проходит в поршневую полость гидроцилиндра 2. Происходит медленное перекрытие окна заливки 3.

Рис. 6.6. Механизм прессования

Как только окно заливки перекроется плунжером, подключается аккумулятор 4. Происходит быстрое перемещение металла из стакана в форму 5. После запрессовки металл выдерживают под давлением. По окончании кристаллизации раскрывается форма, а плунжер, продолжая двигаться, выталкивает пресс-остаток из стакана.

Механизм запирания 3 состоит из подвижной и неподвижной плит, соединенных между собой симметричной рычажной системой, и приводного гидроцилиндра.

При подаче жидкости в поршневую полость цилиндра запирания шток перемещается, рычаги выпрямляются и форма запирается.

Пресс-форма 4 состоит из двух полуформ. Одна полуформа крепится к подвижной плите, другая к неподвижной. Размер пресс-формы может находиться в пределах 190...240 мм.

Система охлаждения 5 установлена на плите прессования и включает в себя распределитель охлаждающей жидкости, гибкие шланги для подвода охлаждающей жидкости к полуформам, подводящий и сливной трубопроводы.

Установка насосная 6 состоит из блока насосов, маслоохладителя регулировочно-распределительной гидроаппаратуры. Один насос служит для загрузки аккумулятора, а другой – для обеспечения рабочего цикла машины.

Агрегат впрыска 7 предназначен для подачи давления в полость цилиндра в начале цикла прессования (после перекрытия окна заливки) от аккумуляторной установки.

Аккумуляторная установка 8 подает масло под давлением в механизм прессования. Установка состоит из баллона высокого давления емкостью 80 л, заряженного азотом. Азот сжимается в результате подачи масла в баллон от одного из насосов.

В комплект машины входят гидрокоммуникации, состоящие из трубопроводов и служащие для соединения всех узлов гидрообору-дования машины, и электрооборудование, которое включает в себя внешние электрокоммуникации.

В электросхеме предусмотрена работа машины в наладочном и полуавтоматическом режимах.

Краткая техническая характеристика:

1. Усилие запирания формы – 1000 кН.

2. Ход подвижной плиты – 220 мм.

3. Толщина формы:

- наибольшая – 420 мм;

- наименьшая – 190 мм.

4. Масса заливаемой порции алюминиевого сплава при запрессовке давлением на металл не менее 40 Мпа – 1,25 кг.

5. Время одного двойного хода подвижной плиты – не менее 3,6 м.

6. Наибольшее число циклов в час при непрерывной работе машины (без заливки сплава) – 250.

7. Скорость прессующего цилиндра при перекрытии окна заливки при впрыске – до 4 м/с.

8. Удельное давление прессования:

– наибольшее – 87,0 МПа;

– наименьшее – 42,0 МПа.

9. Расход воды для охлаждения – 2000 л/ч.