Литье металлов

значительной мере повысить качество деталей по параметрам прочности и

герметичности. Особое значение это  имеет при производстве взрывоза-

щищенных светильников типа ВЗГ-200АМ, подводных СП и др.

Сущность этого способа формообразования заключается в том, что на

залитый в формообразующую полость сплав воздействует усилие 

прессующего пуансона, создающего условия  для объемно-сжатого 

состояния жидкого металла и  его кристаллизации под давлением  прессования.

Применяются различные разновидности  процесса штамповки из 

жидкого металла — штамповка  под давлением поршня, пуансона и  др., 

различающиеся перемещением металла  в формообразующей полости [46].

Схема процесса штамповки жидкого  металла приведена на рис. 5.8.

Формообразование детали осуществляется путем внедрения пуансона 3

в расплав жидкого металла 2, заполняющего полость матрицы 1. Часть 

металла при этом вытесняется в  полости пуансона 3. После 

окончательного формообразования отливки 5 давление пуансона передается в 

зависимости от разновидности способа  либо на внутреннюю полость, 

образованную пуансоном, либо на верхний  торец отливки до окончания ее 

затвердевания. Выталкивание детали из матрицы осуществляется с 

помощью выталкивателя 4.

Поскольку при формировании отливки  по ее сечению создается 

определенный перепад температур, то это приводит к образованию и росту

корки металла еще до приложения давления. При приложении давления

извне происходит образование поверхности  раздела фаз, чем ускоряется

процесс кристаллизации, вместе с  тем происходят структурные измене-

ния металла - измельчение структуры, повышение однородности, 

равномерное распределение неметаллических  включений и т.п.

Формирование заготовки при  штамповке жидкого металла 

осуществляется в две стадии: от начала заливки до момента соприкосновения

пуансона с залитым в матрицу  расплавом и от момента соприкосновения 

пуансона с расплавом до окончания  штамповки.

На первой стадии все происходящие процессы аналогичны условиям

литья в кокиль. На второй стадии происходит перемещение расплава в

рабочей полости штампа до окончательного формообразования отливки 

с последующим ее уплотнением до конца затвердевания.

Качество получаемой отливки зависит  от качества расплава жидкого 

металла, температуры штампа, скорости прессования, силовых факторов

штамповки, конструкции детали. На рис. 5.9 приведен общий вид 

детали "крышка" взрывозащищенного  светильника ВЗГ-200АМ, полученной

способом штамповки жидкого  металла.

Разработкой технологических особенностей процесса штамповки 

жидкого металла применительно к условиям светотехнического 

производства занимались М.А. Бокман, Б.Г. Миняев, С.Н. Шаронов и др. В 

результате проведенных экспериментальных  исследований ими установлено,

что оптимальным температурным  интервалом нагрева штампа при 

штамповке алюминиевых сплавов следует считать интервал 280-350 °С, при

этом температурный интервал нагрева  пуансона составляет 180—200 °С.

Оптимальной температурой заливаемого  металла является интервал

750—780 °С. При температурах ниже 750 °С расплав во время заливки в

матрицу и при выдержках в  ней до начала прессования успевает 

охладиться, что отражается на качестве отштампованных деталей.

Скорость прессования при штамповке  оказывает существенное вли;

ние на качество деталей - при малых  скоростях происходит неполнс

формообразование детали из-за быстрого затвердевания расплава; пр

больших происходит захват воздуха, выбрызгивание  расплава в зазо

между матрицей и пуансоном. Рекомендуемая  оптимальная скорое!

прессования 0,05-0,1 м/с.

Данные механических исследований и металлографического анализ

металла штампованных деталей показали, что прочностные характерис

тики деталей увеличились в 1,5—2 раза по сравнению с деталями, пол}

чеиными литьем, при этом улучшена микроструктура алюминия, повь

шена плотность металла. Следует отметить также возможность получе

ния резьбы на наружных и внутренних поверхностях деталей (рис. 5.9

без последующей ее обработки.

Получение прессованных алюминиевых  профилей. Применение ело»

нопрофильных продольных конструкций  СП (например, специальны

светильники для освещения больничных палат) определило развита 

технологии получения и переработки  прессованных алюминиевых профи 

лей. Такие профили получают путем  продавливания алюминиевых спла

вов при определенной температуре  через головку-фильеру, имеющуь

щель, конфигурация которой соответствует  поперечному сечению изде

лия. При этом в прессованном профиле  могут быть предусмотрены раз 

личные конструктивные элементы - бортики, пазы для скользящих уз

лов крепления, различного рода выступы. Скорость прессования состав

ляет 30—50 м/мин и практически  не зависит от сложности конфигурации

поперечного сечения профиля. Дальнейшая обработка профилей не пред

ставляет технологических трудностей — они легко режутся дисковым*

или ленточными пилами и анодируются, причем может быть примененс

цветное анодирование.

Применение прессованных алюминиевых  профилей облегчает освое 

ние производства светильников некоторых  специальных исполнений, 

выпускаемых небольшими сериями, так  как подготовка производства не

представляет больших трудностей. За рубежом этим способом 

изготовляют, в частности, корпуса  люминесцентных светильников [4], 

отличительной особенностью которых  является наличие у алюминиевого 

профиля выступов и пазов, предназначенных для обеспечения теплового

контакта с ПРА и эффективного отвода тепла.

Внедрение в производство прессованных тонкостенных алюминиевых 

профилей дает возможность создавать  принципиально новые 

конструкции СП повышенного класса с эффективной технологией  изготовления,

позволяющей снизить трудоемкость на 50—60 %, а также обеспечить 

значительную экономию материалов. Так, для светильников серии ПВЛМ

относительная экономия стали составляет 3,7 на 1 т алюминиевого 

профиля [47].

5.5. МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Поскольку литье под давлением  нашло в светотехническом 

производстве наибольшее распространение, остановимся на основных 

направлениях его механизации  и автоматизации. Механизация и 

автоматизация технологических процессов литья под давлением предполагает,

что все необходимые операции должны выполняться механическими и 

электронными устройствами таким  образом, чтобы получаемые отливки 

ничем не отличались от отливок, полученных на литьевых машинах,

обслуживаемых рабочими. К основным направлениям механизации и

автоматизации следует отнести: заливку  и дозировку жидкого сплава;

внешнее охлаждение и смазку пресс-форм; извлечение 

затвердевшей отливки; передача ее на обрубной пресс; контроль качества

отливки.

Поскольку все отмеченные направления связаны с операциями, 

сопряженными с вредными условиями  труда, то необходимость их 

реализации не вызывает сомнений. Вместе с тем не существует никаких 

технических проблем для осуществления  контроля и регулировки основных

параметров литейных машин — таким образом, имеются все 

предпосылки для создания полностью  автоматизированных комплексов в 

литейном производстве.

Дозировка и заливка расплава в  камеру прессования являются 

наиболее трудоемкими и ответственными операциями. Заливочно-дозирующие

устройства должны быть надежными  в работе, обеспечивать 

поддержание и регулировку температуры  заливки расплава, быструю передачу

расплава от печи в камеру прессования  без разбрызгивания и захвата 

воздуха.

Существуют различные конструктивные решения заливочно-дозиру-

ющих устройств: пневматические, поршневые, магнитодинамические и 

др. В качестве примера можно  назвать дозатор АДУ-3, принцип  действия

которого основан на вытеснении расплава сжатым воздухом в камеру

прессования машины. Дозатор АДУ-3 выполнен в виде нагревательной

электрической печи сопротивления, соединенной  лотком с камерой 

прессования машины, имеющей механизм поворота и наклона. Дозатор 

предназначен для автоматизации  заливки алюминиевых сплавов  на 

машинах с горизонтальной и вертикальной холодными камерами 

прессования.

В последнее время значительное распространение в светотехническом

производстве для подачи расплава к машинам получили магнитодинами-

ческие насосы (МДН).

На ПО "Ватра" создан автоматизированный комплекс оборудования

для плавки и разлива алюминиевых  сплавов, состоящий из газовых 

плавильных печей, поворотного  разливочного устройства, раздаточных 

печей, загрузочных устройств и  других вспомогательных 

приспособлений [48].

На операциях дозировки и заливки расплава, а также операциях 

смазки, охлаждения и продувки пресс-форм весьма эффективно применение

промышленных роботов, например, моделей  ПР-4, ПРЗ-2, ПРЗ-5, "Цик-

лон-ЗБ" и др. Применение роботов  обычно не связано с 

перекомпоновкой узлов машины, что позволяет осуществлять быструю их 

перестройку на выпуск других деталей.

Основные технические данные некоторых  моделей роботов, 

применяемых для обслуживания литейных машин в светотехническом 

производстве, приведены ниже:

Вопросы автоматизации и механизации процессов литья металлов 

успешно решаются в нашей стране и за рубежом. Так, на ПО "Электролуч"

эксплуатируется робото-технологический  комплекс литья под давлением 

фирмы Italpress (Италия), включающий в  себя автоматический дозатор

расплава металла, автоматический смазчик пресс-формы, манипулятор 

съема отливки, установку контроля качества отливки и позволяющий 

без участия человека получать тонкостенные B—4 мм) корпусные 

детали светильников массой до 10 кг.