Бекер (Бекер М.Б. Литье под давлением), страница 11

Допускается, что размеры отливок в начале усадки равны размерам оформляющей полости пресс-формы при рабочей температуре, под которой подразумевается средняя приведенная температура, условно одинаковая и постоянная во всех точках пресс-формы. Действительную усадку можно определить по формуле х = х„, у — (1 + + 1,), где х„, — величина свободной усадки; 1„ и 1, — остаточная деформация отливки, вызванная соответственно механическим и термическим торможением.

Значение 1„ определяется механическим сопротивлением прессформве и стержней; оно зависит главным образом от конфигурации отливки. Термическая остаточная деформация 1, возникает из-за различия акороети охлаждения отдельных частей отливки и 01 г) в) Ряс. 2.24. Варианты раамеягения отливок в пресс-форме Примечавие. В числителе — аначения для аатрудненноз усадив, в анаменателе— для свободной. ~отл Еатл Коэффициент усадки зависит от типа заливаемого аплава и характера усадки (затруднеиная, свободная). Для практических целей можно рекомендовать средние значения расчетных коэффициентов усадки (табл.

2.14). 52 их взаимного торможения усадки. Чем меньше разностенность отливки, тем меньше 1,. Усадка металла компенсируется увеличением размеров оформляющен полости пресс-формы относительно размеров отливки. Разность между исполнительным размером полости и соответствующим номинальным размером отливки называется расчетной усадкой хр. Необходимость введения этого термина вызвана тем, что размеры пресс-формы контролируют в процессе изготовления, когда она имеет температуру, близкую к 20'С, в то время как охлаждение отливки и ее действительная усадка происходят в пресс-форме, нагретой до определенной рабочей температуры.

Таким образом, чтобы получить исполнительный размер Ее оформляющей полости при 20'С, необходимо к номинальному размеру Е„отливки прибавить величину расчетной усадки: Еф Еотл + хр. На рис. 2.23 показано соотношение между действительной и расчетной усадкой для охватывающих (рис. 2.23, а) и охватываемых (рис. 2.23, б) размеров отливки при 20 'С и рабочей температуре пресс-формы. Размер приза-формы при рабочей температуре обозначением индексом Е,р. Отношение расчетной усадки хр и номинальному размеру отливки Е„называют расчетным коэффициентом усадки Кр, или относительной расчетной усадкойг Точность того или иного размера отливки также зависит от ее расположения в пресс-форме.

Наибольшую точность размеров можно получить, когда поверхности отливки выполняются в одной части пресс-формы (рис. 2.24, а). Если поверхности отливки оформляются подвижными боковыми стержнями (рис. 2.24, б) или в подвижной и неподвижной полуформах (рис. 2.24, в, г), то точность размеров снижается. Колебания размеров отливок, поверхности которых оформляются в подвижных частях пресс-формы, вызваны кратковременным раскрытием полуформы в процессе запрессовки сплава и образованием облоя вокруг отливки по плоскости разъема. Толщина облоя зависит от многих технологических факторов и стабильности работы машины литья под давлением и не зависит от номинального размера отливки.

Поэтому колебания толщины облоя носят случайный характер. Эти колебания определяют разброс размеров, оформляемых в подвижной и неподвижной полуформах. На размер облоя очень сильно влияет гидравлический удар в конце заполнения пресс-формы. Для снижения этого влияния современные машины оснащают быстродействующими мультипликаторами или другими механизмами, сокращающими время повышения давления подпрессовки. На размер облоя влияют также точность обработки деталей запирающего механизма, жесткость его конструкции, взаимное расположение и точность изготовления пазов для крепления пресс-форм, плоскостность и параллельность рабочих поверхностей крепежных плит, перпендикулярность направляющих колонн к рабочим поверхностям плит.

В механизмах, служащих для перемещения подвижной плиты, должны быть зазоры, не допускающие заклинивания при повышении температуры пресс-формы во время работы. ПРОЕКТИРОВАНИЕ Т ЕХ НОЛ ОГИЧ ЕСКОГО ПРОЦЕССА зы. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ш ессиощих мехлнизмов мдшин Оптимизация процесса изготовления отливок, когда время их затвердевания становится соизмеримым с продолжительностью заполнения полости формы расплавом (ч„, ж ч„,), требует знания закономерностей движения металлического потока в узких каналах формы с учетом развития в его сечении,не только поля скоростей, но и температурного поля, обусловливающего характер затвердевания потока расплава. От правильного понимания механизмов движения и остановки потока жидких металла и сплавов в каналах заполняемой полости зависит выбор направлений и методов воздействия на эти процессы в целях дальнейшего повышения качества и достижения требуемых свойств изготовляемых отливок. Теоретические и технологические основы гидродинамических и тепловых условий формирования отливок при литье под давлением изложены в работе А.

К. Белопухова ~б]. Роль давления в управлении всем комплексом литейных процессов, формирование структуры и свойств готовых отливок рассмотрена в монографии Г. П. Борисова [15). Взаимосвязь режимов заполнения и подпрессовки отливки обеспечивается работой прессово-подпрессовочного и запирающего механизмов машины литья под давлением, механизмов выталкивания и удаления стержней. Выбор типа машины и расчет ее силовых параметров проводят после установления технологически необходимой продолжительности заполнения, диапазона скоростей прессования, вместимости камеры прессования, давления и других факторов, создающих оптимальные тепловые и гидродинамичепкие условия формирования отливки в процессе заполнения и подпрессовки. Качество отливок легче обеспечивать при использовании машин с горизонтальной камерой прессования, обеспечивающих наименьшие потери теплоты и давления в литниковых каналах.

Производительность машин с горизонтальной камерой выше производительности машин с вертикальной камерой вследствие отсутствия операции отрезки литника от пресс-остатка. Главным механизмом машины литья под давлением является узел прессования, определяющий технологические параметры заполнения и подпрессовки. Анализ различных конструкций прес. Рне. 3.1.

вееяаннвм нреееоввннн фермы Игя (Итнння) сующего узла приведен в работах А. К. Белопухова, Б. Ф. Ноговицина, А, А. Крейцера и др. Большая часть отечественных и зарубежных машин снабжена механизмами црессования, в которых для перемещения пресс- поршня и поршня мультипликатора используется один и тот же аккумулятор. Одним из примеров такого механизма служит ме.

ханизм прессования новых машин итальянской фирмы Ига )30), При его конструировании фирма преследовала цель максимально облегчить подвижные части поршней для достижения высокой скорости прессования и минимального времени подпрессовки. Для этого механизм был спроектирован с очень короткими трубопроводами для подачи рабочей жидкости, а некоторые его части были изготовлены полыми. Поршень мультипликатора был сделан из алюминиевого сплава. Механизм состоит из цилиндра прессования 8, пресс-поршня 4, мультипликатора 10, поршня 11, аккумулятора 7, обратного клапана У, путевых переключателей 2 и 1, клапана второй фазы 6, клапана 8, аккумулятора мультипликатора 6 и стержня 12 (рис.

3.1). Мультипликатор крепится вертикально к цилиндру прессования, а поршневой аккумулятор 7 установлен непосредственно на цилиндре 8. Ог него осуществляются вторая и третья фазы прессования, а первая фаза осуществляется путем подачи жидкости насосом (стрелка А). Ручным регулятором клапана 6 настраивается скорость прессованкя, а регулятором клапана 8— оо б,мм р, МПа 000 00 Рнс. 3.2. Оспвллограмма па- рамстров работа менавнвма прессования машвнм мод. Оь-ШБТ: Я вЂ” пусь пресс-пармен; р девленве е поршневой полосин Инлвидре прессавевив 200 ХО И2 гО 0 600 ОЫ Ост тс время подпрессовкв.

Стержень 12 позволяет ковтролвровать ход поршня мультяплякатора я момевт зачала его движения. На ряс. 3.2 приведена осциллограмма параметров работы мехавязма машины сусяляем запвраввя формы 5000 кН. Обработка этой осцяллограммы показала, что отливка была получена прп скорости пресс-поршня 0,3 м/с ва первой фазе я 3,9 м1с ва второй. Время подпрессовкв для достижения давления 35 МПа составил 0,009 с. Пики давлевия в конце переходного процесса везвачятельны.

Мехаввзм прессовавия с включением мультипликатора в зазясямоств от пути пресс-поршня спроектяровав и взготовлев ва ПО «Сяблятмаш» (рвс. 3.3). Ов состоит вз цялвядра прессовавяя 1, внутри которого перемещается пресс-поршень 2. Горвзовтальво ва одвой оск с этим цилиндром крепится мультипликатор 8 с поршпем 10. Рядом с цилиндром прессовавяя 1, закреплеввом в специальной стойке, установлен поршневой аккумулятор 11, от которого осуществляются вторая в третья фазы прессования. Перед началом процесса прессовавяя переключается гядрораспределвтель 14, в рабочая жидкость вз васоево-аккумуляторвой ставцяя через обратвый клапан 15 сливается в бак машины, размещеввый внутри станины.

Прв этом пресс-поршевь перемещается с отвосвтельво небольшой (0,2 — 0,3 м/с) скоростью (первая фаза прессования). Пройдя залявочвое окно камеры прессования, пресс- поршень 2 дает комавду ва переключевве золотника 13, который открывает клапан второй фазы 12. Жвдкость вз аккумулятора 11 попадает в поршвевую полость цялявдра прессования, перемещая преса-поршевь со скоростью до 6 м1е (вторая фаза прессования).

Ручным регулятором обратного влапава 1б васрраввают скорость прессования. Перед оковчавием заполвевяя формы металлом по вомавде от путевого переключателя, которую дает пресс-поршевь 2, срабатываер золотвия У. Это позволяет жидкости слиться из полости В орягявальвого клапава 4. Открытие клапана вызывает движение поршня 10 мультипликатора 3, который во время движения вытес- бб Рве. 3.3, Мелавнам прессоваввя с управлением мультнплнпатора по пути пресс- поршня няет жидкость из штоковой полости мультиплякатора в полость А аккумулятора 5, поднимая поршень б. Затем закрывается обратный клапан 1б и движущийся поршень мультипликатора своим штоком сжимает замкнутый объем жидкости в поршневой полости цилиндра прессования 1, создавая в ней давление выше рабочего давления гидросистемы (третья фаза прессования).

После затвердевания отливки подается команда ва отключение золотника 9 (возврат в исходное положение) и закрытие клапана 4, благодаря чему исключается возможность дальнейшего перемещения поршня мультипликатора. Далее подается команда ва раскрытие пресс-формы и отливка выталкивается пресс-поршнем 2. Выталкивание происходит с усилием в 2 — 3 раза меньшим, чем 67 и р,Мпа гв б,н полное усилие преесова- ния, тан каи поршень бев 40 Х мультипликатора неподвижен. Этим самым исключается возможность деЯВ0 00 формирования пресс-ос- 0 татка и выбрызг расплаВвв влеиного металла из его незакристаллизовавшейся !00 !0 сердцевины.

После удале- ния отливки механизм 0 г возвращается в исходное 010 т,с положение. Рис. З.4. Осввааограмма паРаметров Ра- Для регулирования набаты механизма пРессования машины рамегров работы мехаииз мов. 71111 ма, к которым относятся скорость прессования, время подпрессовки и давление в поршневой полости цилиндра прессования, служат регулируемый обратный клапан 7, оригинальный клапан 4, реле времени 8 и аккумулятор 5 мультипликатора. На рис. 3.4 приведена осциллограмма параметров работы механизма прессования машины мод. 71111 с усилием запирания пресс-формы 8000 кН. При максимальной скорости прессования 6 и1с и давления мультипликации 23,5 МПа время подпрессовки составляет 0,02 с. Для расширения технологических возможностей время подпрессовки механизма регулируется в определенном диапазоне. Особенно это важно при изготовлении толстостенных отливок, для которых не требуется минимального времени, Изменение времени подпрессовки в механизме, показанном на рнс.