Способ штамповки из жидкого металла и устройство для его осуществления

 

Сущность изобретения: доза металла заливается в полость 9 неподвижной матрицы 7 через канал 31, пуансон 10 перемещается вниз для создания давления и распределения металла по всей полости 9. Затем металл в полости 9 подвергают сжатию под высоким давлением и поддерживают его до полного затвердевания металла. При этом пуансон 10 частично извлекают из неподвижной матрицы для отделения его от отливки до окончательного удаления пуансона из матрицы 7 и извлечения изделия. 2 с. и 14 з.п.ф-лы, 2 ил. J I (Л С с 00 00 о 4 W 00

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)З В 22 О 18/02

Г УДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

BE МСТВО СССР (ГО ПАТЕНТ СССР) - " - » ч s Ai л ,, ",, 1@ (К АТЕНТУ (21 (22 (46 (31 (32 (3

Р1 (7 (73 (5 та

4830818l02

23,08,90

30.08.93. Бюл. ЬЬ 32

21546 А/89

24.08.89

1Т

Тва Холдинг С.п.А. (Щ

Клаудио Фрулла (IT)

Тва Холдинг С.п.А. (IT)

Батышев А.И. Штамповка жидкого мела. М.: Машиностроение, 1979, с.87-88, .62, (54} СПОСОБ ШТАМПОВКИ ИЗ ЖИДКОГО

МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЯ (57) Сущность изобретения: доза металла заливается в полость 9 неподвижной матрицы 7 через канал 31, пуансон 10 перемещается вниз для создания давления и распределения металла по всей полости 9.

Затем металл в полости 9 подвергают сжатию под высоким давлением и поддерживают его до полного затвердевания металла.

При этом пуансон 10 частично извлекают иэ неподвижной матрицы для отделения его от отливки до окончательного удаления пуансона из матрицы 7 и извлечения иэделия. 2 с. и 14 з.п.ф-лы, 2 ил.

1838043

Изобретение относится к штамповке жидких металлов, s частности сплавов легких металлов: алюминия и магния.

Задачей изобретения является создание способа, который позволит равномерно заполнять все зоны литьевой полости и получить отливки с гладкой поверхностью в любом случае и даже с очень сложными полостями пресс-форм, например, для изготовления автомобильных колес, а также устройства более простой конструкции для получения изделий с правильными и точными геометрическими размерами, обеспечивающими легкое извлечение отливок из пресс-формы, На фиг.1 представлено устройство для литья 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 подвижная рама 4, причем так, что может свободно перемещаться вертикально по колоннам 2 и осуществлять ходы на определенном расстоянии посредством групп поршней 5 двойного действия, которые перемещаются внутри цилиндров, прикрепленных к неподвижной верхней раме 3, причем шток каждого поршня 5 своим концом жестко соединен с подвижной рамой 4.

Горизонтальная плита 6 прикреплена к неподвижной опорной конструкции 1, а неподвижная матрица 7, точнее ее центральная часть, прикреплена к ней. Пресс-форма закрывается по периферии двумя 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, литьевая полость образуется 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.

Наружная поверхность двух полуформ 8 коническая с небольшим основанием, направленным вверх так, чтобы соединяться с конической опорой, образованной кольцевым элементом 11, который жестко соединен с подвижной рамой 4, причем функция кольцевого элемента 11 заключается в исключении открывания полуформ во время запрессовки металла внутри литьевой полости.

Горизонтальная плита 12 соединена с неподвижной опорой конструкцией 1 и может перемещаться возвратно-поступательно относительно неподвижной части матрицы 7 пресс-формы посредством нижнего поршня 13 двойного действия, причем плита 12 и связанный с ней поршень 13

10 пересекаются штоком поршня 14 двойного действия, Шток может перемещаться в уплотнительной связи внутри седла, которое перпендикулярно пересекает горизонтальную плиту 6 и центральную часть матрицы 7

15 и оканчивается элементом 15, направленным в сторону штока 16.

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

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

25 верхнему концу цилиндрических элементов

19, которые, в свою очередь, прикреплены к плите 12, приводимой в действие поршнем

13 двойного действия, и которые перемещаются внутри плиты 6, 30 Функция прессующих элементов 18 заключается в запрессовке металла внутри литьевой полости во время стадий кристаллизации и отделении изделия от пресс-формы, когда полуформы 8 пресс-формы

35 открываются в конце процесса литья.

Подвижная матрица или пуансон 10 установлена так, чтобы вертикально перемещаться соосно с полуформами 8 посредством рамы 20, которая установлена

40 с возможностью скольжения с заданным ходом, определенным соответствующими фланцами 21, 22, которые упираются в верхнюю поверхность подвижной рамы 4 и в нижнюю плиту 23 во время стадии открыва45 ния и закрывания машины.

В центре пуансона 10 образован канал

24, причем он соединен в нижнем его положении с литьевой полостью и в нем вертикально перемещается шток 16, который расположен внутри цилиндра 25 двойного действия, жестко соединенного с рамой 20 и предназначенногодля привода в действие штока N по каналу 24. Над цилиндром 25 установлен вал 26, верхняя часть которого

55 перемещается внутри поршня 27 двойного действия, перемещаемого внутри цилиндра

28 двойного действия, жестко соединенного с верхней неподвижной рамой 3.

Верхний конец вала 26 оканчивается головкой. которая упирается в поршень 21.

1838043

15

25

35

50

Кольцевая канавка 29 (фиг.2) расположена по еречно валу 26, и болты 30 установлены та, чтобы входить в канавку и выводиться из нее. Ввод болтов возможен только тогда, ко да головка вала 26 находится в контакте с ерхней поверхностью поршня 27. После вв да болтов верхний поршень 27 может то кать вал 26, раму 20 и пуансон 10 вниз с движением, которое допускается его ходом в утри цилиндра 28.

В пуансоне 10 предусмотрен канал 31 д я подачи жидкого металла, ведущий в кан л 24, внутри которого скользит шток 16, и ичем выходной конец 32 канала отсекается штоком 16 после подачи жидкого металла в итьевую камеру.

Из описанного ясно, что подача отмер нного количества жидкого металла для и готовления .автомобильного колеса, как и казано на фигурах в качестве примера, о уществляется в центре пресс-формы с р спределением металла внутри центральн и полости неподвижной матрицы 7, откуд металл с помощью пуансона 10 может и лностью заполнять всю литьевую полость

9 особенно ее периферическую зону, Данное программирование с известным средствами воздействия различных порш ей и прессующих элементов позволяет о еспечить полное и равномерное заполнен е всей литьевой полости и, следовательн, получение отливки.

Таким образом. с учетом фиг.1 и 2 работ описанного устройства можно суммиров ть следующим образом, Начиная с позиции, в которой прессф рма открыта, как показано на фиг.2, а и движная рама 4 удерживается в поднят м положении плунжерами, поршень 27 т кже поднимается до его верхнего предела б агодаря подаче гидравлической жидкости в ижнюю камеру цилиндра 28, вал 26 перем щается до его верхнего предела, а болты

3 удаляются, полуформы 8 закрываются н ружными поперечными плунжерами, зат м приводятся в действие поперечные и унжеры для опускания подвижной рамы 4 д тех пор, пока пуансон 10 не переместится в олуформы 8, а кольцевой элемент 11 зак оется на полуформах 8. Во время хода р мы 4 вниз пуансон 10 останавливается до е полного закрытия на неподвижной мэтр це посредством упора головки вала 26 в

s рхний поршень 27. Таким образом, пуанс н 10 остается в поднятом положении отн сительно ее закрытого положения на з данную величину.

Затем болты 30 входят в канавку 29 для в аимного жесткого. соединения во время и ступательного движения вниз поршня 27 с валом 26, который жестко соединен с пуансоном 10, После этого отмеренное количество жидкого металла заливают в центральную зону литьевой полости, вводя его через питающий канал 31, и затем посредством плунжера шток 16 опускается для закрытия выпускного отверстия 32 питающего канала 31. Затем приводится в действие поршень 27 с ходом вниз для полного закрытия пуансона внутри неподвижной матрицы 7 и образования таким образом рабочей литьевой полости 9, причем опускание поршня 27 заставляет жидкий металл, присутствующий в центральной зоне литьевой полости, равномерно распределяться по всей литьевой полости, включая поперечные эоны, без его возврата в питающий канал 31.

Следует отметить, что движение штока

16, которое приводит к закрытию питающеro канала 31. осуществляется посредством подачи гидравлической жидкости под низким давлением в цилиндр 25, таким образом во время стадии закрытия пуансона и неподвижной матрицы любое избыточное количество жидкого металла может подниматься по каналу 24, даже если перемещается вверх шток 16 и устраняется давление, создаваемое на шток 16.

Затем приводятся 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, содержащегося в литьевой полости, при этом на металл также создается высокое давление снизу вверх посредством прессующих элементов, расположенных по периферии. Запрессовка металла под высоким давлением поддерживается до тех пор, пока отливка не затвердеет.

Такое давление преимущественно создается согласно установленному правилу в функции температуры металла в литьевой полости, в частности максимальное давление создается после того, как будет достигнуто отверждение, После отверждения срабатывает поршень 27 для отделения пуансона от отливки, при этом шток 16 поддерживается благодаря действию поршня 33 s прижатом к отливке положении для исключения ее деформации во время подьема пуансона 10.

В этот момент посредством привода в действие плунжеров подъем пресс-формы и штока 16 завершается до тех пор, пока ее подвижная часть не возвратится в положение, показанное на фиг,2.

Когда пуансон отводится назад и останавливается снаружи неподвижной матри1838043 цы, приводятся в действие поперечные плунжеры для открывания полуформ 8, перемещая их поперечно в сторону неподвижной матрицы.

Наконец, для извлечения отлитой дета-. ли приводят в действие плунжер и прессовые элементы 19 и увеличивают силу действия, которая отделяет отливку из полости пресс-формы, причем зто действие в различных точках, распределенных по периферии и в центре отливки, упрощает удаление отливки без ее деформации.

На практике было обнаружено, что данная последовательность рабочих стадий способа согласно изобретению, который можно осуществлять с устройством для литья типа, описанного и показанного на фигурах, позволяет получать изделие с механическими и поверхностными характеристиками, которые являются равномерными по всему изделию и не могут достигаться известными способами, причем преимуществом является то, что не требуются операции чистовой обработки. Другим преимуществом, которое достигается в реэ;льтате применения прессовых элементов в пресс-форме, является то, что можно прилагать высокое давление к отливке, которое определяется в нескольких точках согласно конфигурации отливки.

Формула изобретения

1. Способ штамповки иэ жидкого металла, в частности легких сплавов алюминия и магния, включающий заливку дозы расплава в литейную полость неподвижной матрицы по крайней мере через один литниковый канал, смыкание пуансона с матрицей и создание давления, необходимого для распределения металла по всей литейной полости, прессование металла под высоким давлением и сохранение этого давления до полного затвердевания металла, отвод пуансона от матрицы и извлечение отливки из матрицы, отличающийся тем,чтопередэаливкой дозы расплава пуансон размещают внутри матрицы для образования литейной полости с объемом, превышающим объем отливки, а после эатвердевания отливки осуществляют частичный отвод пуансона от матрицы для отделения его от отливки перед извлечением ее иэ матрицы.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что во время смыкания пуансона с матрицей излишки металла отводят в предусмотренную для этого зону, 3. Способ.по и 1, отличающийся тем, что жидкий металл подают в центральную зону литейной полости.

4, Способ поп1,отл ичающийся тем, что прессование металла под высоким перемещаемое своим штоком в централь50 ном канале пуансона для регулируемого воздействия на металл в литейной. полости.

10.Устройствопоп,9,отличаю щеес я тем, что в пуансоне выполнен канал для подачи металла в литейную полость, соеди55 ненный с центральным каналом, причем шток плунжерного устройства двойного действия выполнен с возможностью регулируемого перекрытия канала для подачи металла

11. Устройство по п,8, о т л и ч а ю щ е ес я тем,.что оно снабжено вторым прессую15

45 давлением осуществляют с помощью первого прессующего средства в центральной зоне отливки в направлении к матрице.

5. Способпоп.1,отличающийся тем, что прессование металла под высоким давлением осуществляют с помощью второro прессующего средства вокруг центральной зоны отливки в направлении к пуансону.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время частичного отвода пуансона от матрицы отливку удерживают в матрице с помощью первого прессующего средства, которым давят на отливку в направлении к матрице, 7. Способ по и 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что отливку из матрицы извлекают при помощи второго прессующего средства, воздействующего на отливку е направлении к пуансону, 8. Устройство: для штамповки из жидкого металла, s ч аaсoтTнHоoсcтTи, легких сплавов алюминия и магния, содержащее формодержатели, пресс-форму с литейной полостью, образуемой неподвижной матрицей, установленной на неподвижной конструкции, и пуансоном, закрепленным на подвижной конструкции, установленной с возможностью перемещения относительно неподвижной конструкции, средстводля передачи движения пуансону в обоих направлениях с заранее установленными ходжами, обеспечивающее закрывание матрицы и поднятие пуансона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено первым прессующим средством. размещенным с возможностью скольжения в центральном канале, выполненном в пуансоне и соединенном с литейной полостью, а средство для передачи движения пуансону содержит первое и второе средства, обеспечивающие частичное и полное перемещение пуансона для закрывания матрицы, 9. Устройство по п,8, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что первое прессующее средство представляет собой плунжерное устройство двойного действия, размещенное с возможностью. перемещения в камере, соединенной с подвижной конструкцией, и

1838043 щи ст на но

Щ от ю ко

Фиг. 2 тель А.Кузнецова

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

) средством, размещенным с возможною скольжения в матрице и воздействия металл вокруг центральной зоны литейполости, 12. Устройство по п.8, о т л и ч а ю щ е етем, что оно снабжено средством для лечения отливки из матрицы.

13. Устройство по п.12, о т л и ч а юе с я тем, что средством для извлечения ивки из матрицы служит второе прессуее средство, приводимое в действие, да матрица открыта.

14. Устройство по п.8, о т л и ч а ю щ е етем, что оно снабжено средством для ржания отливки в матрице во время ота пуансона от матрицы.

15. Устройство по п.14, отл и ч à ющ е е с я тем, что средством для удержания отливки в матрице служит первое прессующее средство, 5

16.Устройство поп.8,отл ича ющеес я тем, что матрица включает в себя по крайней мере одну пару боковых стенок, выполненных с возможностью соединения

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

15 стенок после закрывания матрицы для их запирания,