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
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:
- первая фаза – плавное страгивание плунжера и сбор металла в пресс-камере;
- первая быстрая фаза – длится до появления металла в литниковых каналах пресс-формы;
- вторая фаза – заполнение формы металлом (впрыск);
- 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
- Литье под давлением / под ред. А.К. Белопухова. М. : Машиностроение, 1975. 400 с.
- 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