Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок
Рассмотрена возможность усовершенствования машин и технологии литья под давлением с целью повышения конкурентоспособности отечественных производств на международном рынке. На основе проведенного исследования авторами предлагается комплект решений по модернизации оборудования и технологии литья под д...
Gespeichert in:
| Datum: | 2018 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2018
|
| Schriftenreihe: | Металл и литье Украины |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/166586 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок / Т.В. Лысенко, М.П. Тур, К.А. Крейцер, Е.Н. Козишкурт // Металл и литье Украины. — 2018. — № 9-10 (304-305). — С. 54-59. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-166586 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1665862020-02-27T01:26:24Z Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок Лысенко, Т.В. Тур, М.П. Крейцер, К.А. Козишкурт, Е.Н. Рассмотрена возможность усовершенствования машин и технологии литья под давлением с целью повышения конкурентоспособности отечественных производств на международном рынке. На основе проведенного исследования авторами предлагается комплект решений по модернизации оборудования и технологии литья под давлением сложных тонкостенных и плотных толстостенных отливок. Розглянуто можливість удосконалення машин і технології лиття під тиском з метою підвищення конкурентоспроможності вітчизняних виробництв на міжнародному ринку. На основі проведеного дослідження авторами пропонується комплект рішень з модернізації обладнання та технології лиття під тиском складних тонкостінних та щільних товстостінних виливків The possibility of improving the injection molding machines and technology with the aim of improving the competitiveness of domestic production in the international market is considered. Based on the study, the authors propose a set of solutions for the modernization of equipment and technology of injection molding of complex thin-walled and thick-walled castings. 2018 Article Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок / Т.В. Лысенко, М.П. Тур, К.А. Крейцер, Е.Н. Козишкурт // Металл и литье Украины. — 2018. — № 9-10 (304-305). — С. 54-59. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/166586 621.744.3 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Рассмотрена возможность усовершенствования машин и технологии литья под давлением с целью повышения конкурентоспособности отечественных производств на международном рынке. На основе проведенного исследования авторами предлагается комплект решений по модернизации оборудования и технологии литья под давлением сложных тонкостенных и плотных толстостенных отливок. |
| format |
Article |
| author |
Лысенко, Т.В. Тур, М.П. Крейцер, К.А. Козишкурт, Е.Н. |
| spellingShingle |
Лысенко, Т.В. Тур, М.П. Крейцер, К.А. Козишкурт, Е.Н. Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок Металл и литье Украины |
| author_facet |
Лысенко, Т.В. Тур, М.П. Крейцер, К.А. Козишкурт, Е.Н. |
| author_sort |
Лысенко, Т.В. |
| title |
Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок |
| title_short |
Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок |
| title_full |
Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок |
| title_fullStr |
Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок |
| title_full_unstemmed |
Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок |
| title_sort |
усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/166586 |
| citation_txt |
Усовершенствование оборудования и технологии литья под давлением для получения тонкостенных отливок / Т.В. Лысенко, М.П. Тур, К.А. Крейцер, Е.Н. Козишкурт // Металл и литье Украины. — 2018. — № 9-10 (304-305). — С. 54-59. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT lysenkotv usoveršenstvovanieoborudovaniâitehnologiilitʹâpoddavleniemdlâpolučeniâtonkostennyhotlivok AT turmp usoveršenstvovanieoborudovaniâitehnologiilitʹâpoddavleniemdlâpolučeniâtonkostennyhotlivok AT krejcerka usoveršenstvovanieoborudovaniâitehnologiilitʹâpoddavleniemdlâpolučeniâtonkostennyhotlivok AT koziškurten usoveršenstvovanieoborudovaniâitehnologiilitʹâpoddavleniemdlâpolučeniâtonkostennyhotlivok |
| first_indexed |
2025-07-14T22:15:42Z |
| last_indexed |
2025-07-14T22:15:42Z |
| _version_ |
1837662307861135360 |
| fulltext |
54 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
гулировать давление на жидкую фазу при кристал-
лизации (это соответствует лучшим зарубежным
образцам). Кроме того, узел позволяет полностью
исключить гидравлический удар в форме без влия-
ния на характер ее заполнения сплавом (такого каче-
ственного по технологии решения не имеет ни одна
из ведущих европейских фирм).
Быстродействующий узел запирания позволя-
ет без изменений рычажной системы за счет новых
решений гидравлической схемы сократить время
смыкания-размыкания формы в 1,5–2 раза, снизить
мощность гидропривода на эти операции, обеспе-
чить соприкосновение полуформ без усилия, что зна-
чительно повышает ресурс дорогостоящей формы.
Система вакуумирования пресс-формы, несмо-
тря на дополнительные расходы, добавляет техпро-
цессу неоспоримые преимущества: вакуум изымает
лишнее масло с рабочей поверхности формы – ис-
чезает такой вид брака, как следы масла на отлив-
ке. Удаление воздуха из формы исключает газовую
пористость. Во время запрессовки, вакуум создает
эффект повышения жидкотекучести сплава, что по-
зволяет снизить температуру сплава и формы, или
изменить сплав на более дешевый, снизить время
кристаллизации, повысить производительность ли-
тья. Как техническое решение предусматривается
применение централизованного вакуумного компрес-
сора в отличие от известных решений иностранных
фирм, которые используют индивидуальные ком-
прессоры. Это позволяет снизить установленную
мощность при 5-ти машинах в два раза.
Система управления на базе средств фирмы
«Siemens» обеспечивает управление циклом, регу-
лирование параметров технологического процесса,
диагностику технических средств и визуальное ото-
бражение текущей информации.
Предложенный комплект решений по оборудова-
нию и технологии подлежит корректировке в каждом
конкретном случае, в зависимости от требований к
отливке. Это позволяет повысить качество литья при
Л
итейное производство в Украине, в том числе
литье под давлением, являясь основной загото-
вительной базой отечественного машинострое-
ния, продолжает усовершенствовать технологии
и оборудование для получения сложных отливок.
Количество отливок, получаемых литьем под дав-
лением, составляет 30–40 % от всей массы литья.
Технологическое оснащение литейных предприятий
является основным препятствием для успешной кон-
куренции отечественных производителей на зару-
бежных рынках. Старое оборудование и технологии
не позволяют производить высококачественное ли-
тье [1, 2]. Для приобретения современного импортно-
го оборудования необходимы большие капиталовло-
жения. Кроме того, использование импортного обору-
дования требует полного изменения инфраструктуры
производства, что для многих предприятий является
сложной задачей.
Выход из этой ситуации – апробированная во
всем мире стратегия, направленная на устранение
самых слабых мест в оборудовании и технологиях
действующих производств, с учетом существующей
инфраструктуры.
На международных выставках ведущие фирмы
Германии, Италии, Великобритании, Испании, Бель-
гии, Турции, Тайваня, США представляют проекты
усовершенствованных отдельных элементов обору-
дования и технологий литья под давлением. То есть,
исследования, направленные на увеличение произ-
водства литья под давлением, являются весьма ак-
туальными.
В настоящей работе представлен комплект реше-
ний по модернизации оборудования (основных функ-
циональных узлов) и технологии литья под давлени-
ем для получения сложных тонкостенных и плотных
толстостенных отливок: на машине литья под давле-
нием с холодной горизонтальной камерой прессова-
ния и усилием запирания 250 т.
Безударный узел прессования позволяет реали-
зовать все фазы заполнения формы сплавом и ре-
УДК 621.744.3
Т.В. Лысенко, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой
М.П. Тур, ст. преподаватель
К.А. Крейцер, аспирант
Е.Н. Козишкурт, аспирант, e-mail: igonua@gmail.com
Одесский национальный политехнический университет, г. Одесса, Украина
Усовершенствование оборудования и технологии литья под
давлением для получения тонкостенных отливок
Рассмотрена возможность усовершенствования машин и технологии литья под давлением с целью повышения
конкурентоспособности отечественных производств на международном рынке. На основе проведенного
исследования авторами предлагается комплект решений по модернизации оборудования и технологии литья
под давлением сложных тонкостенных и плотных толстостенных отливок.
Ключевые слова: модернизация, технологический процесс, тонкостенные отливки, литье под давлением,
цветные сплавы.
55ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
Електрогидропривод стенда разработан с исполь-
зованием отдельных элементов гидропривода ста-
рых машин литья под давлением мод. 711А08 и мод.
711Б08. Насосные установки и электрошкаф разра-
ботаны и изготовлены заново с учетом требований к
новым узлам.
Разработана универсальная схема гидропривода
машины литья под давлением, соответствующая тре-
бованиям динамики силовых гидрофицированных
аккумуляторных узлов. Насосная установка низкого
давления подает через маслоохладитель и фильтр
тонкой очистки (10 мкм) рабочую жидкость на всасы-
вающий вход насоса высокого давления. Такая схе-
ма позволяет резко снизить шумовые характеристики
насоса высокого давления и его ресурсные характе-
ристики. В связи с использованием аккумуляторных
приводов разработанный гидропривод пригоден для
использования на трех типоразмерах машин – 160,
250 и 400 т запирания.
На базе современных промышленных средств
компьютерной техники фирмы «Siemens» разработа-
на типовая система управления.
Основные функциональные узлы эксперименталь-
ного комплекта оборудования прошли соответству-
ющую обкатку на стенде с наладкой программного
меньших затратах на модернизацию оборудования и
технологии.
Для исследований и отработки основных функци-
ональных узлов наиболее массовой машины литья
под давлением с усилием запирания 250 т были ис-
пользованы узлы, отдельные детали и элементы мо-
рально и физически изношенного оборудования. Это
позволило создать экспериментальный стенд, под
который были разработаны основные функциональ-
ные узлы.
На рис. 1 приведен общий вид стенда, в состав
которого входят:
– электрошкаф (поз. 1);
– станина (поз. 3);
– механизм запирания (поз. 4);
– ограждение (поз. 5);
– система смазки (поз. 6);
– насосная установка низкого давления (поз. 8);
– насосная установка высокого давления (поз. 9).
Конструкция стенда такова, что позволяет выпол-
нить монтаж узла прессования и системы вакуумиро-
вания формы, а также дополнить гидропривод узла
запирания для его быстродействия. С существующей
машины модели 71108 использовались: станина, ме-
ханизм запирания, ограждение, система смазки.
Стенд на базе машины литья под давлениемРис. 1.
56 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
управления в автоматическом цикле. Обкатка прохо-
дила в течение 60 часов.
После обкатки стенд был оборудован специаль-
ными средствами для снятия предельных динамиче-
ских и статических параметров.
Ниже приведена табл. 1 соответствия параметров
технической документации и технического задания
результатам, полученным на стенде.
Во время подготовки к исследованиям проведе-
но масштабирование всех фиксируемых значений
результатов [4]: давления в порш-
невой и штоковой полостях цилин-
дра прессования, в аккумуляторе
скорости, усилия на штоке пресс-
поршня, вакуума и подсчета пути
(рис. 2).
Полученные данные показа-
ли достаточно высокую плотность
распределения параметров. От-
клонения не превышали ± 2 %. Гра-
фики динамических параметров
позволяют достаточно глубоко ана-
лизировать технологический про-
цесс, время которого измеряется
миллисекундами.
Кривые пути и скорости предо-
ставляют картину движения спла-
ва в пресс-камере и заполнение
формы, а наложенные на них
кривые давления в полостях ци-
линдра прессования и усилия на штоке позволяют
отрегулировать момент жесткого торможения и ре-
гулировки фаз подпрессовки, исключающих, с од-
ной стороны, появление в форме гидравлическо-
го удара, а с другой – максимально использовать
давление подпрессовки для устранения усадочных
дефектов.
Для разработки и испытания технологического
процесса для сложных тонкостенных отливок (одна
деталь-представитель) был создан рабочий участок
Таблица 1
Соответствие параметров технической документации и технического задания результатам, получен-
ным на стенде
Содержание требований технической
документации и технического задания
Значение
Вывод
по техдокументации на стенде
Усилие запирания 250 т. з. 250 т. з. Соответствует
Ход подвижной плиты 4,5 м 4,50 м Соответствует
Расстояние между колоннами по горизонтали и
вертикали 5.3 м 5,30 м Соответствует
Толщина пресс-формы
– наибольшая 6 м 6 м Соответствует
– наименьшая 2,6 м 2,6 м Соответствует
Масса заливаемой порции алюминиевого сплава 4 кг 4 кг Соответствует
Усилие прессования 30 т. з. 30 т. з. Соответствует
Количество позиций заливки / смещение позиции
заливки вниз 2/1,6 м 2/1,6 м Соответствует
Максимальная скорость холостого хода прессующего
плунжера 5 м/с 5 м/с Соответствует
Диаметр стаканов – наименьший 0,045 м 0,045 м Соответствует
– наибольший 0,095 м 0,095 м Соответствует
Давление запрессовки – наименьшее 41,19 МПа 41,19 МПа Соответствует
– наибольшее 185,3 МПа 185,3 МПа Соответствует
График параметров прессования отливки «Корпус магистрального усили-
теля кабельного телеканала»
Рис. 2.
57ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
(рис. 3) на базе стенда, основных функциональных
узлов, плавильно-раздаточной печи, вакуумного
агрегата, устройства нанесения защитных масел на
рабочую поверхность формы [5].
В качестве детали-представителя тонкостенного
литья выбран корпус магистрального усилителя ка-
бельного телеканала (рис. 4).
Требования к отливке:
– герметичность;
– товарный внешний вид.
На указанную отливку разработан технологиче-
ский процесс. Данные детали представлены в табл. 2.
В соответствии с расчетными параметрами техно-
логического процесса проведены плавки, во время
которых было отлито 500 отливок.
Во время работы уточнялись параметры технологи-
ческого процесса для получения качественного литья.
Технологические возможности экспериментально-
го образца комплекта оборудования соответствуют
возможностям современных машин литья под дав-
лением, обеспечивая возможность получения каче-
ственного литья с определенными характеристиками,
например, по плотности, качеству поверхности, ме-
таллоемкости.
Совершенствование машин литья под давлением
(исследование фирм-производителей США, Италии)
осуществляется в направлении повышения скорости
впуска металла в пресс-форму, скорости и ускорения
пресс-поршня, повышения удельного давления на
металл, исключения гидравлического удара в пресс-
Рабочий участокРис. 3.
Корпус магистрального усилителя кабельного телеканалаРис. 4.
Таблица 2
Основные данные детали-представителя (корпус
магистрального усилителя кабельного телеканала)
Вес отливки, кг 0,8
Вес порции заливаемого расплава, кг 1,2
Толщина ребер, м до 0,003
Марка сплава АК5М2
Глубина внутренняя, м 0,03
Количество деталей в форме, шт. 1
Габариты:
Длина, м 0,297
Ширина, м 0,2
Глубина, м 0,048
Основная толщина, м 0,005
58 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
1. Иванов В.Н. Специальные виды литья: учебное пособие. – М.: МГИУ, 2007. – 316 с.
2. Гини Э.Ч., Зарубин А.М., Рыбкин В.А. Технология литейного производства: Специальные способы литья. – М.: Изда-
тельский центр «Академия», 2005. – 352 с.
3. William D Callister Jr. (2006). Materials Science and Engineering, An Introduction. John Wiley& sons, Inc.
4. Дуюнова В.А., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю. Современные исследования магниевых и литейных алюминиевых спла-
вов в ВИАМ // Цветные металлы. – 2013. – № 9. – С. 71–78.
5. Антипов В.В. Стратегия развития титановых, магниевых, бериллиевых и алюминиевых сплавов // Авиационные ма-
териалы и технологии. – 2012. – № S. – С. 157–167.
6. Корнышева И.С., Волкова Е.Ф. Перспективы применения магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Авиацион-
ные материалы и технологии. – 2012. – № 5. – C. 212–222.
1. Ivanov, V.N. (2007). Special types of casting: tutorial. Moscow: MGIU, 316 p. [in Russian].
2. Gini, E.Ch., Zarubin, A.M., Rybkin, V.A. (2005). Casting technology: Special casting methods. Moscow: Izdatel’skii tsentr
“Akademiia”, 352 p. [in Russian].
3. William D Callister Jr. (2006). Materials Science and Engineering, An Introduction. John Wiley& sons, Inc. [in English].
4. Duiunova, V.A., Goncharenko, E.S., Mukhina, I.Yu. (2013). Modern investigations of magnesium and casting aluminium alloys
in VIAM. Tsvetnye metally. Nonferrous metals, no. 9, pp. 71–78 [in Russian].
5. Antipov, V.V. (2012). Development strategy of titanium, magnesium, beryllium and aluminum alloys. Aviatsionnye materialy i
tekhnologii. Aviation materials and technologies, no. S, pp. 157–167 [in Russian].
6. Kornysheva, I.S., Volkova, E.F. (2012). Prospects of application of magnesium and casting aluminum alloys. Aviatsionnye
materialy i tekhnologii. Aviation materials and technologies, no. 5, pp. 212–222 [in Russian].
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
форме за счет переноса прочности торможения
пресс-поршня внутрь силового цилиндра, уменьше-
ние времени рабочего цикла (повышение производи-
тельности) и использование режимов термостатиро-
вания и вакуумирования пресс-формы [6]. Например,
во время испытательных работ фирм США повыше-
ние удельного давления до 588,4 МПа (современ-
ный уровень до 245,2 МПа) приводило к повышению
прочности литья, измельчению структуры, снижению
металлоемкости детали при хранении служебных ка-
честв. В экспериментальных работах фирм Италии
при повышении скорости пресс-поршня выше 6 м/с
(современный уровень до 5 м/с) получены отливки
(радиаторы-конвекторы) с толщиной стенки 0,0008 м.
Экспериментальный образец комплекта оборудо-
вания стабильно функционирует на уровне повыше-
ния параметров технологических режимов в 1,3 раза.
Повышение параметров технологических режи-
мов в 1,6–1,8 раза привело к разрушению силовых
элементов узлов прессования и запирания, к сбо-
ям в системе управления, разрушению гидравли-
ческих уплотнений, подклинивании силовых пар
трения, выходу из строя электроприборов (элек-
тромагнитов, датчиков пути, датчиков давления,
гидронасосов и т. д).
Поступила 19.10.2018
Received 19.10.2018
59ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 9-10 (304-305)
Анотація
Т.В. Лисенко, д-р техн. наук, проф., зав. кафедри; М.П. Тур,
ст. викладач; К.О. Крейцер, аспірант; Є.М. Козішкурт, аспірант,
e-mail: igonua@gmail.com
Одеський національний політехнічний університет, м. Одеса, Україна
Удосконалення обладнання та технології лиття під тиском для отримання тонкостінних
виливків
Розглянуто можливість удосконалення машин і технології лиття під тиском з метою підвищення конкурентоспро-
можності вітчизняних виробництв на міжнародному ринку. На основі проведеного дослідження авторами пропо-
нується комплект рішень з модернізації обладнання та технології лиття під тиском складних тонкостінних та щіль-
них товстостінних виливків.
Ключові слова
Модернізація, технологічний процес, тонкостінні виливки, лиття під тиском, кольорові
метали.
Summary
The possibility of improving the injection molding machines and technology with the aim of improving the competitiveness of
domestic production in the international market is considered. Based on the study, the authors propose a set of solutions for
the modernization of equipment and technology of injection molding of complex thin-walled and thick-walled castings.
Modernization, technological process, thin-walled castings, injection molding, non-ferrous al-
loys.Keywords
T.V. Lysenko, Doctor of Engineering Sciences, Professor, Head of
Department; M.P. Tur, Senior Lecturer; K.A. Kreitser, Postgraduate;
E.N. Kozishkurt, Postgraduate, e-mail: igonua@gmail.com
Odessa National Polytechnic University, Odessa, Ukraine
Improvement of equipment and technology of injection molding for production of thin-walled
castings
|