ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ОТЛИВОК

Аннотация: В статье рассматривается влияние режимов литья под давлением на параметры качества отливок. Материалом отливки являлся алюминиевый сплав. Процесс литья осуществлялся в двухместной пресс-форме. Исследовались путь и скорость поршня для каждого этапа заполнения формы. Оценивались следующие параметры качества отливок: наличие пор, раковин, неслитин, трещин и облоя по контуру. В результате проведенных исследований определены режимы литья, которые обеспечивают годность отливок по всем оцениваемым параметрам качества.
Выпуск: №1 / 2020 (январь-март)
УДК: 621.74
Автор(ы): Казнин Александр Александрович
магистрант, Арзамасский Политехнический Институт (филиал) Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева), г. Арзамас, Нижегородская область

Шурыгин Алексей Юрьевич
кандидат технических наук, доцент, кафедра «Технология машиностроения», Арзамасский Политехнический Институт (филиал) Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева), г. Арзамас, Нижегородская область
Страна: Россия
Библиографическое описание статьи для цитирования: Казнин А. А. Исследование режимов литья под давлением для обеспечения требуемых параметров качества отливок [Электронный ресурс] / А. А. Казнин, А. Ю. Шурыгин // Научное обозрение: электрон. журн. – 2020. – № 1. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 МГц ; 128 Мб ; 10 Мб ; Windows XP/Vista/7/8/10 ; Acrobat 6 х.
image_pdfimage_print

 

Процесс литья под давлением включает в себя быструю заливку расплавленного металла в специальную камеру прессования литейной машины и выталкивания его через литниковую систему в полость металлической пресс-формы под давлением [1]. Существуют следующие этапы заполнения формы:

  1. первая фаза – плавное страгивание плунжера и сбор металла в пресс-камере;
  2. первая быстрая фаза – длится до появления металла в литниковых каналах пресс-формы;
  3. вторая фаза – заполнение формы металлом (впрыск);
  4. мультипликация – подпрессовка при помощи газового мультипликатора.

Каждый этап характеризуется своими рабочими режимами, к которым относятся путь, пройденный поршнем, его скорость и создаваемое давление [2]. Правильно выбранные режимы литья обеспечивают отсутствие дефектов в заготовке.

В работе приведены результаты экспериментальных исследований, направленных на выбор режимов литья, обеспечивающих требуемые параметры качества отливок для детали «Фланцевая крышка подшипника» (рисунок 1). Материал отливки – алюминиевый сплав АК12М2.

 

Рис. 1. 3D модель отливки

 

В качестве оборудования использовалась машина для литья под давлением модели TST 260. В качестве оснастки использовалась двухместная пресс-форма (рисунок 2).

 

Рис. 2. 3D модель двухместной пресс-формы для литья под давлением

 

Заливка происходила при постоянной температуре 660°–680°С. Давление системы составило 80 бар. Исследуемые режимы литья приведены в таблице 1.

 

Таблица 1.

Исследуемые режимы литья под давлением

Эксперимент, № Режимы

литья

Этапы заполнения формы
Первая фаза Первая быстрая фаза Вторая фаза Мульти-пликация
1 Путь поршня, мм 20 150 220
Скорость, м/с 0,08 0,29 2,45
2 Путь поршня, мм 15 150 205
Скорость, м/с 0,1 0,16 2,45
3 Путь поршня, мм 18 130 250
Скорость, м/с 0,12 0,31 2,56
4 Путь поршня, мм 30 120 250
Скорость, м/с 0,11 0,22 2,63
5 Путь поршня, мм 25 140 270
Скорость, м/с 0,13 0,25 2,5
6 Путь поршня, мм 18 120 275
Скорость, м/с 0,09 0,31 2,63
7 Путь поршня, мм 30 140 255
Скорость, м/с 0,12 0,22 2,5
8 Путь поршня, мм 25 150 260
Скорость, м/с 0,09 0,25 2,45
9 Путь поршня, мм 20 150 2,45
Скорость, м/с 0,11 0,29 2,45

 

На рисунке 3 изображена отливка с литниковой системой детали «Фланцевая крышка подшипника».

 

Рис. 3. Отливка с литниковой системой

 

После получения опытной партии был произведен ультразвуковой контроль отливок на наличие пор, раковин и неслитин. Для данного контроля использовался ультразвуковой дефектоскоп «УСД-60ФР».

 

Рис. 4. Ультразвуковой контроль детали «Фланцевая крышка подшипника»

 

Параметры оценки годности отливок детали «Фланцевая крышка подшипника» приведены в таблице 2.

 

Таблица 2.

Параметры оценки годности отливок

Эксперимент, № Пористость

от 0,1 до 0,2 мм

Наличие

раковин более 0,3 мм

Наличие неслитин Наличие

трещин

Облой

по контуру

1 OK NOK OK OK OK
2 NOK NOK NOK NOK OK
3 NOK NOK OK OK OK
4 OK OK OK OK OK
5 OK OK NOK OK NOK
6 NOK OK OK OK NOK
7 OK OK NOK OK OK
8 OK NOK OK OK NOK
9 NOK OK OK OK NOK

Примечание. OK – соответствует техническим требованиям; NOK – не соответствует техническим требованиям.

 

Анализ данных таблицы 2 показывает, что режимы литья, соответствующие эксперименту № 4, обеспечивают годность отливок по всем оцениваемым параметрам качества.

В результате экспериментов были подобраны оптимальные режимы, которые позволили получить отливки, соответствующие техническим требованиям.

 

 

 Список использованных источников

 

  1. Литье под давлением / под ред. А.К. Белопухова. М. : Машиностроение, 1975. 400 с.
  2. Белопухов А. К. Технологические режимы литья под давлением. М. : Машиностроение, 1985. 272 с.

 


 

Kaznin Alexander

master’s degree student, training direction 15.04.05 “Design and technological support of machinery production”, Arzamas Polytechnic Institute (branch of R. E. Alekseev Nizhny Novgorod state technical University), Arzamas, Nizhny Novgorod region

 

Shurygin Alexey

PhD in Technical Sciences, Associate Professor, Department Engineering Technology, Arzamas Polytechnic Institute (branch of R. E. Alekseev Nizhny Novgorod State Technical University), Arzamas, Nizhny Novgorod region

 

STUDY OF PRESSURE MOULDING MODES TO ENSURE THE REQUIRED CASTING QUALITY PARAMETERS

 

The article considers the influence of molding modes on the quality parameters of castings. The moulding material was aluminum alloy. The moulding process was carried out in a double mold. The path and speed of the plunger for each stage of form filling were studied. The following parameters of castings quality were evaluated: the presence of pores, cold laps, cracks, and burr along the contour. As a result of the carried research, casting modes were determined that ensure the validity of castings for all estimated quality parameters.

 

Key words: pressure moulding, moulding modes, mold, casting quality parameters.

 

© АНО СНОЛД «Партнёр», 2020

© Казнин А. А., 2020

© Шурыгин А. Ю., 2020

image_pdfimage_print