RU1838043C - Способ штамповки из жидкого металла и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : доза металла заливаетс  в полость 9 неподвижной матрицы 7 через канал 31, пуансон 10 перемещаетс  вниз дл  создани  давлени  и распределени  металла по всей полости 9. Затем металл в полости 9 подвергают сжатию под высоким давлением и поддерживают его до полного затвердевани  металла. При этом пуансон 10 частично извлекают из неподвижной матрицы дл  отделени  его от отливки до окончательного удалени  пуансона из матрицы 7 и извлечени  издели . 2 с. и 14 з.п.ф-лы, 2 ил. J I (Л С с 00 00 о 4 W 00

Description

Изобретение относитс  к штамповке жидких металлов, в частности сплавов легких металлов: алюмини  и магни .

Задачей изобретени   вл етс  создание способа, который позволит равномерно заполн ть все зоны литьевой полости и получить отливки с гладкой поверхностью в любом случае и даже с очень сложными полост ми пресс-форм, например, дл  изготовлени  автомобильных колес, а также устройства более простой конструкции дл  получени  изделий с правильными и точными геометрическими размерами, обеспечивающими легкое извлечение отливок из пресс-формы.

На фиг.1 представлено устройство дл  лить  в разрезе; на фиг.2 - то же с раскрытой пресс-формой.

Устройство содержит неподвижную опорную конструкцию 1, к периферии которой прикреплены цилиндрические колонны

2. несущие на верхнем конце жесткую раму

3. Между опорной конструкцией 1 и верхней рамой 3 установлена подвижна  рама 4, причем так, что может свободно перемещатьс  вертикально по колоннам 2 и осуществл ть ходы на определенном рассто нии посредством групп поршней 5 двойного действи , которые перемещаютс  внутри цилиндров, прикрепленных к неподвижной верхней раме 3, причем шток каждого поршн  5 своим концом жестко соединен с подвижной рамой 4.

Горизонтальна  плита 6 прикреплена к неподвижной опорной конструкции 1, а неподвижна  матрица 7, точнее ее центральна  часть, прикреплена к ней. Пресс-форма закрываетс  по периферии двум  или несколькими подвижными боковыми стенками или полуформами 8, которые имеют такой внутренний профиль, чтобы образовать периферическую зону центральной литьевой полости 9 вместе с подвижной матрицей. Таким образом, литьева  полость образуетс  центральной частью матрицы 7 и поперечными зонами полости. Подвижные полуформы 8 могут быть разнесены относительно подвижной матрицы 10 и центральной части неподвижной матрицы 7 посредством гидравлических горизонтальных плунжеров.

Наружна  поверхность двух полуформ 8 коническа  с небольшим основанием, направленным вверх так, чтобы соедин тьс  с конической опорой, образованной кольцевым элементом 11, который жестко соединен с подвижной рамой 4, причем функци  кольцевого элемента 11 заключаетс  в исключении открывани  полуформ во врем  запрессовки металла внутри литьевой полости .

Горизонтальна  плита 12 соединена с неподвижной опорой конструкцией 1 и может перемещатьс  возвратно-поступательно относительно неподвижной части матрицы 7 пресс-формы посредством нижнего поршн  13 двойного действи , причем плита 12 и св занный с ней поршень 13

0 пересекаютс  штоком поршн  14 двойного действи . Шток может перемещатьс  в уп- лотнительной св зи внутри седла, которое перпендикул рно пересекает горизонтальную плиту 6 и центральную часть матрицы 7

5 и оканчиваетс  элементом 15, направленным в сторону штока 16.

Кольцеобразна  камера 17 образована вокруг центральной части неподвижной матрицы 7 между центральной частью и

0 нижней частью полуформ 8 и непосредственно соединена с поперечными зонами полости 9. Внутри камеры 17 уплотнительно расположены с возможностью скольжени  прессующие элементы 18, прикрепленные к

5 верхнему концу цилиндрических элементов 19, которые, в свою очередь, прикреплены к плите 12, приводимой в действие поршнем 13 двойного действи , и которые перемещаютс  внутри плиты 6.

0 Функци  прессующих элементов 18 заключаетс  в запрессовке металла внутри литьевой полости во врем  стадий кристаллизации и отделении издели  от пресс-формы , когда полуформы 8 пресс-формы

5 открываютс  в конце процесса лить .

Подвижна  матрица или пуансон 10 установлена так, чтобы вертикально перемещатьс  соосно с полуформами 8 посредством рамы 20, котора  установлена

0 с возможностью скольжени  с заданным ходом , определенным соответствующими фланцами 21, 22. которые упираютс  в верхнюю поверхность подвижной рамы 4 и в нижнюю плиту 23 во врем  стадии открыаа5 ни  и закрывани  машины.

В центре пуансона 10 образован канал 24, причем он соединен в нижнем его положении с литьевой полостью и в нем вертикально перемещаетс  шток 16, который

0 расположен внутри цилиндра 25 двойного действи , жестко соединенного с рамой 20 и предназначенного дл  привода в действие штока 16 по каналу 24. Над цилиндром 25 установлен вал 26, верхн   часть которого

5 перемещаетс  внутри поршн  27 двойного действи , перемещаемого внутри цилиндра 28 двойного действи , жестко соединенного с верхней неподвижной рамой 3.

Верхний конец вала 26 оканчиваетс  головкой , котора  упираетс  в поршень 27.

Кольцева  канавка 29 (фиг.2) расположена поперечно валу 26, и болты 30 установлены та с, чтобы входить в канавку и выводитьс  из нее. Ввод болтов возможен только тогда, ко да головка вала 26 находитс  в контакте с перхней поверхностью поршн  27. После ввода болтов верхний поршень 27 может то ткать вал 26, раму 20 и пуансон 10 вниз с движением, которое допускаетс  его ходом внутри цилиндра 28.

В пуансоне 10 предусмотрен канал 31 дл  подачи жидкого металла, ведущий в ка- нгл 24, внутри которого скользит шток 16, пр ичем выходной конец 32 канала отсекаетс  штоком 16 после подачи жидкого металла в литьевую камеру.

Из описанного  сно, что подача отмеренного количества жидкого металла дл  изготовлени  .автомобильного колеса, как пс казано на фигурах в качестве примера, осуществл етс  в центре пресс-формы с распределением металла внутри централь- нс и полости неподвижной матрицы 7, отку- Дс металл с помощью пуансона 10 может пс лностью заполн ть всю литьевую полость 9 1 особенно ее периферическую зону.

Данное программирование с известными средствами воздействи  различных пор- ш ней и прессующих элементов позвол ет оЕ еспечить полное и равномерное заполне- Hiie всей литьевой полости и, следовательно , получение отливки.

Таким образом, с учетом фиг.1 и 2 рабо- описанного устройства можно суммиро- вг ть следующим образом.

Начина  с позиции, в которой пресс- форма открыта, как показано на фиг.2, а )движна  рама 4 удерживаетс  в подн - тсм положении плунжерами, поршень 27 кже поднимаетс  до его верхнего предела агодар  подаче гидравлической жидкости нижнюю камеру цилиндра 28, вал 26 пере- 5щаетс  до его верхнего предела, а болты

удал ютс , полуформы 8 закрываютс  ружными поперечными плунжерами, за-

м

3(

н

т м привод тс  в действие поперечные

плунжеры дл  опускани  подвижной рамы 4

до тех пор, пока пуансон 10 не переместитс 

полуформы 8, а кольцевой элемент 11 закроетс  на полуформах 8. Во врем  хода

мы 4 вниз пуансон 10 останавливаетс  до е полного закрыти  на неподвижной матрице посредством упора головки вала 26 в верхний поршень 27. Таким образом, пуансон 10 остаетс  в подн том положении от- юсительно ее закрытого положени  на заданную величину.

Затем болты 30 вход т в канавку 29 дл  взаимного жесткого соединени  во врем  поступательного движени  вниз поршн  27

с валом 26, который жестко соединен с пуансоном 10. После этого отмеренное количество жидкого металла заливают в центральную зону литьевой полости, ввод  его через питающий канал 31, и затем посредством плунжера шток 16 опускаетс  дл  закрыти  выпускного отверсти  32 питающего канала 31. Затем приводитс  в действие поршень 27 с ходом вниз дл  полного закрыти  пуансона внутри неподвижной матрицы 7 и образовани  таким образом рабочей литьевой полости 9, причем опускание поршн  27 заставл ет жидкий металл, присутствующий в центральной зоне литьевой полости, равномерно распредел тьс  по всей литьевой полости, включа  поперечные зоны, без его возврата в питающий канал 31.

Следует отметить, что движение штока 16, которое приводит к закрытию питающего канала 31. осуществл етс  посредством подачи гидравлической жидкости под низким давлением в цилиндр 25, таким образом во врем  стадии закрыти  пуансона и неподвижной матрицы любое избыточное количество жидкого металла может подниматьс  по каналу 24, даже если перемещаетс  вверх шток 16 и устран етс  давление , создаваемое на шток 16.

Затем привод тс  в действие поршни 14, 13 и 33 под высоким давлением, таким образом шток 16 и элемент 15 штока 34 создают высокое давление в центральной части металла, содержащегос  в литьевой полости, при этом на металл также создаетс  высокое давление снизу вверх посредством прессующих элементов, расположенных по периферии. Запрессовка металла под высоким давлением поддерживаетс  до тех пор, пока отливка не затвердеет.

Такое давление преимущественно создаетс  согласно установленному правилу в функции температуры металла в литьевой полости, в частности максимальное давление создаетс  после того, как будет достигнуто отверждение.

После отверждени  срабатывает поршень 27 дл  отделени  пуансона от отливки, при этом шток 16 поддерживаетс  благодар  действию поршн  33 в прижатом к отливке положении дл  исключени  ее деформации во врем  подъема пуансона 10. В этот момент посредством привода в действие плунжеров подъем пресс-формы и штока 16 завершаетс  до тех пор, пока ее подвижна  часть не возвратитс  в положение , показанное на фиг.2.

Когда пуансон отводитс  назад и останавливаетс  снаружи неподвижной матрицы , привод тс  в действие поперечные плунжеры дл  открывани  полуформ 8, перемеща  их поперечно в сторону неподвижной матрицы.

Наконец, дл  извлечени  отлитой детали привод т в действие плунжер и прессовые элементы 19 и увеличивают силу действи , котора  отдел ет отливку из полости пресс-формы, причем это действие в различных точках, распределенных по периферии и в центре отливки, упрощает удаление отливки без ее деформации.

На практике было обнаружено, что данна  последовательность рабочих стадий способа согласно изобретению, который можно осуществл ть с устройством дл  лить  типа, описанного и показанного на фигурах, позвол ет получать изделие с механическими и поверхностными характеристиками , которые  вл ютс  равномерными по всему изделию и не могут достигатьс  известными способами, причем преимуществом  вл етс  то, что не требуютс  операции чистовой обработки. Другим преимуществом, которое достигаетс  в результате применени  прессовых элементов в пресс-форме,  вл етс  то, что можно прилагать высокое давление к отливке, которое определ етс  в нескольких точках согласно конфигурации отливки.

Claims (16)

1. Способ штамповки из жидкого металла , в частности легких сплавов алюмини  и магни , включающий заливку дозы расплава в литейную полость неподвижной матрицы по крайней мере через один литниковый канал, смыкание пуансона с матрицей и создание давлени , необходимого дл  распределени  металла по всей литейной полости, прессование металла под высоким давлением и сохранение этого давлени  до полного затвердевани  металла, отвод пуансона от матрицы и извлечение отливки из матрицы, отличающийс  тем, что перед заливкой дозы расплава пуансон размещают внутри матрицы дл  образовани  литейной полости с объемом, превышающим объем отливки , а после затвердевани  отливки осуществл ют частичный отвод пуансона от матрицы дл  отделени  его от отливки перед извлечением ее из матрицы,

2. Способ no ri.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что во врем  смыкани  пуансона с матрицей излишки металла отвод т в предусмотренную дл  этого зону.

3. Способ по п. 1, о т ли ч а ю щи и с   тем, что жидкий металл подают в центральную зону литейной полости.

4. Способ по п.1, отличающийс  тем, что прессование металла под высоким

давлением осуществл ют с помощью первого прессующего средства в центральной зоне отливки в направлении к матрице.

5. Способ по п.1,отличающийс  тем, что пресрование металла под высоким давлением осуществл ют с помощью второго прессующего средства вокруг центральной зоны отливки в направлении к пуансону.

6. Способ по п.1, отличающийс  тем, что во врем  частичного отвода пуансона от матрицы отливку удерживают в матрице с помощью первого прессующего средства, которым дав т на отливку в направлении к матрице.

5

7. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что отливку из матрицы извлекают при помощи второго прессующего средства, воздействующего на отливку в направлении к пуансону.

0 8. Устройство дл  штамповки из жидкого металла, в частности, легких сплавов алюмини  и магни , содержащее формо- держзтели, пресс-форму с литейной полостью , образуемой неподвижной матрицей, 5 установленной на неподвижной конструкции , и пуансоном, закрепленным на подвижной конструкции, установленной с возможностью перемещени  относительно неподвижной конструкции, средство дл  пе- 0 редачи движени  пуансону в обоих направлени х с заранее установленными ходжами, обеспечивающее закрывание матрицы и подн тие пуансона, отличающеес  тем, что оно снабжено первым прессующим 5 средством, размещенным с возможностью скольжени  в центральном канале, выполненном в пуансоне и соединенном с литейной полостью, а средство дл  передачи движени  пуансону содержит первое и вто- 0 рое средства, обеспечивающие частичное и полное перемещение пуансона дл  закрывани  матрицы.

9. Устройство по п.8, отличающее- с   тем, что первое прессующее средство 5 п редста вл  ет собой плунжерное устройство двойного действи , размещенное с возможностью- перемещени  в камере, соединенной с подвижной конструкцией, и е перемещаемое своим штоком в централь- 0 ном канале пуансона дл  регулируемого воздействи  на металл в литейной полости.

10. Устройство по п.9, отличэющее- с   тем, что в пуансоне выполнен канал дл  подачи металла в питейную полость, соеди- 5 ненный с центральным каналом, причем шток плунжерного устройства двойного действи  выполнен с возможностью регулируемого перекрыти  канала дл  подачи металла

11. Устройство по п.8, отличающеес  тем,.что оно снабжено вторым прессуюл м i

щи;м средством, размещенным с возможностью скольжени  в матрице и воздействи  на металл вокруг центральной зоны литей- но полости.

12. Устройство по п.8, отличающее- с J тем, что оно снабжено средством дл  из течени  отливки из матрицы.

13. Устройство по п.12, отличающеес , тем, что средством дл  извлечени  отливки из матрицы служит второе прессу- юс iee средство, приводимое в действие, KOI да матрица открыта.

14. Устройство по п.8, отличающее- с J тем, что оно снабжено средством дл  удержани  отливки в матрице во врем  отвода пуансона от матрицы.

15. Устройство по п. 14. отличающеес  тем, что средством дл  удержани  отливки в матрице служит первое прессующее средство.

16. Устройство по п.8, отличающее- с   тем, что матрица включает в себ  по крайней мере одну пару боковых стенок, выполненных с возможностью соединени 

друг с другом дл  образовани  по крайней мере одной части матрицы, при этом устройство снабжено кольцевым элементом, закрепленным на подвижной конструкции с возможностью установки вокруг боковых

стенок после закрывани  матрицы дл  их запирани .