§ 100. Литье под давлением

Шитьем под давлением называется способ получения фасонных отливок в металлических формах, при котором форму заполняют металлом под принудительным давлением. Этот способ применяют в массовом производстве для тонкостенных отливок из сплавов цветных металлов При данном способе обеспечивается большая точность размеров отливок, последние в подавляю­щем большинстве случаев не требуют дальнейшей механической обработки. При литье под давлением металлические формы имеют более сложную конструкцию и делают их более точно и тщательно по сравнению с металли­ческими формами, применяемыми при обычном литье. Формы для такого литья делают стальными со стальными же стержнями. Применение песчаных стержней в данном случае исключено, так как заполняющий формы металл протекает под давлением, которое может разрушить песчаный стержень. Для создания давления, под которым металл подают в форму, применяют специальные весьма сложные машины.

Существует четыре основных типа машин для литья под давлением: порш­невого действия с горячей камерой сжатия и с холодной камерой сжатия, компрессорного действия с неподвижной и подвижной камерами сжатия.

Машины поршневого действия с горячей камерой сжатия (фиг. 94, а) применяют для сплавов, имеющих температуру плавления до 450° (оловян­ных, цинковых, свинцовых). Эти машины подразделяют по конструкции на ручные, полуавтоматы и автоматы, но принцип их действия один и тот же.

В чугунную ванну / заливают жидкий металл; для поддержания постоян­ной температуры металла ванну подогревают. Жидкий металл через отвер­стия 2 заполняет полость цилиндра 4 и подводящий канал 3.

Перед заливкой ме­талла форму 7закры­вают, и конец мундшту­ка 6 прижимается к ее ходовому каналу. В сле­дующий момент авто­матически включается пневматический цилиндр 8; поршень 5 скользит по цилиндру 4 и вытесняет расплавлен­ный металл в форму 7.

После затвердевания залитого металла пор­шень поднимается и форма раскрывается, освобождая отливку. За­тем форму обдувают, и рабочий цикл машины повторяется вновь.

Машину обслужи­вает один человек. Про­изводительность таких машин следующая: по­луавтоматической до 250 и автоматической до 1000 заливок в час. Давление на металл в разных конструкциях машин колеблется от 6 до 75 am. Основной не­достаток этих машин заключается в том, что при литье сплавов, име­ющих температуру пла­вления выше 500°, ме­жду стенками поршня и цилиндра образуются пленки окислов, кото­рые вызывают частые остановки машины компрессорного действия применяют для литья AL более плавких машины делятся по конструкции на две группы: с неподвижной камерой сжатия и с подвижной камерой сжатия.

Компрессорная машина с неподвижной камерой и с закрытой ванной (фиг. 94, б) работает

Фиг. 94. Машины для литья под давлением:

а — поршневая с горячей камерой сжатия;

б — компрессорная с неподвижной

камерой сжатия;

в — компрессорная с подвижной камерой сжатия

г — поршневая с холодной камерой сжатия

по следующему принципу. Через отверстие 1 заливают жидкий металл в камеру 2 сжатия и закрывают ее пробкой 3. Через отверстие подается, который давит на всю поверхность металли­ческой ванны и гонит металл через патрубок 5, мундштук 6 и форму 7

Специальные методы литья

Основным недостатком этой машины является окисление большой поверхно­сти металла воздухом, поступающим для создания давления.

Машину обслуживает один человек. Производительность машины 60— 500 заливок в час.

Наиболее широко распространены машины компрессорного действия с подвижной камерой сжатия (фиг. 94, в). Окисляющее действие сжатого воз­духа в этих машинах меньше. Принцип действия их следующий.

В чугунной ванне / расположена подвижная камера 2 сжатия, на конце которой прикреплен мундштук 3 (поз. /); с другой стороны камеры сделано отверстие 4. После включения пускового механизма камера поднимается тягами из ванны, причем мундштук подходит к устью ходового канала фор­мы 5; в то же время отверстие 4 вплотную подходит к втулке 6 (поз. //). Затем включается сжатый воздух, который вгоняет расплавленный металл в уже закрытую форму. После удаления отливки и обдувки формы операции повторяются. Машину обслуживает один человек. Производительность ее 50—500 заливок в час; давление 10—100 am

Машины поршневого действия с холодной камерой сжатия лишены недо­статка, свойственного машинам поршневого действия с горячей камерой сжа­тия, и потому их широко используют для литья из тугоплавких цветных спла­вов. Принцип устройства таких машин показан на фиг. 94, г.

Металл заливают дозировочным ковшом в цилиндр / (поз. /). Нижний поршень 4 при этом перекрывает входное отверстие формы во избежание преждевременного попадания в нее металла. Затем прессующий поршень 2 совершает свой рабочий ход вниз. Нижний поршень 4 при этом опускается, опираясь заплечиками на соответствующие выступы камеры, а металл запрес­совывается в форму 3 (поз. //). В следующий момент поршень 2 отходит в верхнее положение. Остаток металла 5 ходом нижнего поршня 4 отрезается от литника и удаляется из цилиндра (поз. III). Форму открывают, и отливки 6 удаляют. Давление в прессовых машинах колеблется от 100 до 2000 am.

% 101. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ, ОТЛИВАЕМЫХ В МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ФОРМЫ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СТЕРЖНЯМИ

Наружные контуры такой отливки должны допускать беспрепятственное удаление ее из формы, а полости, которые выполняются в отливке при помощи стержней, не должны иметь поднутрений, препятствующих выемке отливки.

В табл. 4 приведены величины уклонов в отливке для разных сплавов.

Таблица 4 Конструктивные размеры отливок

Сплавы	Литье в металлические формы					Минимальная толщина стенок отливок в мм
	Уклон стенок от высоты в °/0		Размер отверстия в мм			Литье в метал­личес-кие формы	Литье под давлением
	наружный	внутренний	Минималь­ный диаметр	Максимальная глубина
				непроходная	проходная
Цинковые	0,5	0,5—2,0*	1,0	6d	12d	2,5-3*	1,5—3*
Магниевые	0,5—1,0*	1,0—3,0	2,5	6d	10d	2,5—4	1,5—3
Алюминиевые	0,5—1,0	1,0—3,0	2,5	3d	5d	2,5—6	1,6—4
Медные	0.5—1,0	1,0—3,0	3,0	3d	4d	3,0—12	1,5—4
Чугунные	0,4	2,0—6,0	6,0	3d	4d	3,5—15	—
Стальные	0,4	2,0—6,0	8,0	3d	4d opoe — к	6.0—25	—

Центробежное литье

Металл, залитый в металлическую форму, охлаждается быстрее, чем залитый в песчаную форму, отчего возможность появления внутренних напряжений в отливке повышается. Имея это в виду нельзя допускать в отливке резких перехо­дов от толстой к тонкой стенке и острых углов.

Размеры отверстий, их глубина, а также размеры резьбы, которые можно получить в литье, приве­дены в таблице.

Фиг. 95. Соединение ста­тора генератора в один узел:

/ — заготовка полюсов

из мяг­кой стали; 2 —

кожух генера­тора

(цинковая отливка); 3

— бронзовая втулка; 4

— маг­нитный диск из

твердого спла­ва; 5 —

стальной штифт.

При конструировании деталей для литья в метал­лические формы следует применять армирование отливок вкладышами. Вкладыши можно применять для получения фасонных биметаллических деталей из легких и легкоплавких сплавов в комбинации со сталью. В качестве вкладыша можно применять также пластические массы и другие материалы. Ряд мелких деталей, изготовленных холодной штампов­кой или на токарных автоматах, можно установить в гнездо формы и при помощи заливки соединить их в один монолитный узел (фиг. 95).

При литье под давлением также иногда выгод­нее отливать цельные детали. Примером может слу­жить отливка рамки счетчика (фиг. 96, а), которую раньше изготовляли из шести деталей (фиг. 96, б).

Фиг. 96. Рамка счетчика; а — цельнолитая рамка счетчика; б — рамка счетчика, составленная из шести деталей.