камера прессования горизонтальной машины литья под давлением (гмлпд)

Формула изобретения

Камера прессования горизонтальной машины литья под давлением, содержащая трубу с заливочным окном, отделенным от заднего торца перемычкой, кожух с наружным кольцевым упором у переднего торца, выполненный из двух скрепленных между собой половин, отличающаяся тем, что на наружной поверхности трубы и на внутренней поверхности кожуха выполнены кольцевые канавки, в которых размещены выступы, выполненные в виде полуколец, прикрепленных к кожуху, а верхняя половина кожуха выполнена с заднего торца короче его нижней половины минимум на сумму длин заливочного окна и перемычки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно в ГМЛПД как один из элементов оснастки для получения отливок из сплавов.

Известна неохлаждаемая камера прессования (дальше упоминаемая просто камера) в виде цилиндра с наружным кольцевым упором у переднего торца и заливочным окном у заднего торца (см. книгу М.Б.Беккера. Литье под давлением. - М.: Машиностроение, 1985, с.95, рис.3.41).

Ее недостаток: размыв заливаемым сплавом внутренней поверхности камеры напротив заливочного окна.

Известна камера прессования, содержащая трубу с заливочным окном, отделенным от заднего торца перемычкой, кожух с наружным кольцевым упором у переднего торца, выполненный из двух скрепленных между собой половин, охватывающих трубу, и имеющих каналы охлаждения на внутренней поверхности (см. авт. св-во SU 1743682 A1. 30.06.1992 г.).

Такая камера имеет недостатки: конструктивная сложность из-за наличия искусственного охлаждения трубы и корытообразных крышек, размещенных в продольных наружных канавках половин кожуха с канавками на внутренней поверхности для циркуляции хладагента, верхняя часть трубы в зоне заливочного окна имеет такую же толщину стенки, что и нижняя часть ее там, что нерационально и приводит к неоправданному расходу металла на ее изготовление и повышению ее трудоемкости, а также неравномерному нагреву там по периметру.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что камера прессования ГМЛПД содержит трубу с заливочным окном, отделенным от заднего торца перемычкой, кожух с наружным кольцевым упором у переднего торца, выполненный из двух скрепленных между собой половин, на наружной поверхности трубы и на внутренней поверхности кожуха выполняются кольцевые канавки, в которых размещаются выступы, выполненные в виде полуколец, прикрепленных к кожуху, а верхняя половина последнего выполняется с заднего торца короче его нижней половины минимум на сумму длин заливочного окна и перемычки.

Отсутствием внутренних канавок под хладагент у половин кожуха повышается теплоотвод к последним от трубы благодаря максимальной площади контакта между их сопрягаемыми поверхностями, исключающей локальный перегрев трубы в зоне расположения этих канавок, что положительно влияет на стойкость ее внутренней поверхности.

Выполнением верхней половины кожуха укороченной с заднего торца как минимум на сумму длин заливочного окна и перемычки уменьшаются масса верхней части камеры, перепад температур между нижней и верхней частями ее и продольный изгиб задней части камеры от термонапряжений в ее стенках, вследствие чего со стороны ее внутренней поверхности снижается сопротивление перемещению пресс-поршня, что положительно влияет на их стойкости.

Отсутствием у этих половин кожуха продольных канавок под корытообразные крышки, а также вместо нескольких канавок на внутренних поверхностях наличие одной канавки под полукольца, зафиксированные в каждой из этих канавок, прикрепленные к своей половине кожуха, существенно упрощается их конструкция и изготовление.

Эти показатели еще больше улучшаются при использовании указанной выше укороченной верхней половины кожуха. Эти половины его разной длины получают так: изготавливают укороченный и удлиненный кожуха, которые разрезают на половины, а короткой и длинной половинами комплектуют две трубы и, в итоге, получают две камеры.

Приведенное выше свидетельствует об устранении локального перегрева по длине трубы, уменьшении перепада температур между верхней и нижней частями камеры в зоне заливочного окна и сведения к минимуму продольного изгиба от тепловых напряжений в ее стенках задней части, что приводит к повышению стойкости и пресс-поршня, и внутренней поверхности трубы с одновременным снижением стоимости и материалоемкости такой камеры.

Приведенное выше свидетельствует о новизне предлагаемого решения, а сравнение его с указанным выше решениями показывает, что оно обладает и существенными отличиями и соответствует критерию изобретения.

Предлагаемая камера представлена на чертеже.

На чертеже приведено продольное сечение предлагаемой камеры. Она содержит трубу 1 с наружной кольцевой канавкой 2 у переднего торца и заливочным окном 3 у заднего торца. Эта труба охватывается верхней 4 и нижней 5 половинами кожуха, причем первая не имеет заливочное окно 3, т.к. выполняется укороченной с заднего торца как минимум на сумму длин заливочного окна и перемычки по сравнению к нижней половине 5 кожуха. Заливочное окно трубы отделено от заднего торца ее перемычкой 6. В зоне наружного кольцевого упора 7 на внутренней поверхности каждой из половин 4 и 5 кожуха образована канавка под свое полукольцо 8, выполненное отдельно и соединенное с каждой из них крепежом 9, а сами половины между собой соединены другим крепежом 10 через прокладки 11.

Предлагаемая камера, закрытая с переднего торца через литниковую втулку пресс-формой, а с заднего торца пресс-поршнем, не показанным на фиг.1 и 2, контактирует с заливаемым сплавом так. Он воздействует на нижнюю часть внутренней поверхности трубы 1 и растекается по ней к переднему торцу с подъемом уровня до ее середины и даже выше и не контактирует с ней в зоне перемычки 6, т.к. у задней стенки заливочного окна 3 расположен передний торец пресс-поршня, не показанного на чертеже.

При этом уровень нагрева камеры определяется продолжительностью контакта сплава с трубой 1: он максимален в ее нижней части в зоне заливочного окна и перед ней и убывает к переднему торцу и к верхней части ее.

За промежуток времени между соседними заливками сплава в трубу 1, аккумулированное металлом ее внутренней поверхности тепло устремляется к наружной поверхности и далее к внутренней поверхности каждой из половин 4 и 5 кожуха, перераспределяясь при этом также в окружном и осевом направлениях с выравниванием температур по толщине стенок камеры.

Так как внутренняя поверхность любой из половин 4 и 5 кожуха непрерывна (на ней нет канавок под хладагент), то этим исключается локальный перегрев отдельных зон трубы 1 и поэтому у нее монотонно убывает уровень нагрева в осевом и окружном направлениях, но с одной закономерностью: нижняя часть трубы 1, как и у кожуха, нагрета больше верхней части и поэтому перепад температур между ними доходит до несколько десятков градусов, вызывая разные по величине термонапряжения в металле стенок трубы 1 и кожуха, приводящие к продольному изгибу задней части камеры, расположенной за торцем плиты ГМЛПД. Остальная часть камеры находится в гнезде плиты ГМЛПД и у нее также есть продольный изгиб, но в пределах максимальных зазоров между этим гнездом и ее наружной поверхностью, равных 0,10÷0,12 мм.

До начала вытеснения пресс-поршнем в пресс-форму сплава из трубы 1 тепло, аккумулированное ее нижней частью в зоне заливочного окна 3, начинает перетекать в осевом направлении и к ее холодному заднему торцу, перераспределяясь также в радиальном и окружном направлениях и затем поступая в половины 4 и 5 кожуха.

Это перераспределение его уменьшает и уровень нагрева камеры в зоне заливочного окна как минимум на одну треть (например, длина перемычки равна 30 мм, а окна - 80 мм у чешских ГМЛПД).

После возвращения в исходное положение холодной пресс-поршень с температурой нагрева не более 40°C (это обеспечивается решением патента РФ на изобретение № 2179907 от 22.05.2000 г.) охлаждает нижнюю часть трубы 1 до момента очередной заливки сплава в камеру. Поэтому в зоне перемычки 6 камеры перепад между нижней и верхней частями ее не более 10-20° и сюда же продолжает поступать тепло зоны заливочного окна 3, где этот перепад в несколько раз больше.

При выполнении верхней половины 4 кожуха с заднего торца короче нижней половины 5 как минимум на сумму длин заливочного окна и перемычки уменьшается масса верхней части камеры не менее чем на 12,5% (у чешских МЛПД). Следовательно, уровень нагрева верхней части трубы в зоне этого окна увеличивается на указанную величину, а перепад температур между нижней и верхней частями также уменьшается. Его понижение приводит к уменьшению термонапряжений в стенках трубы и кожуха и продольного изгиба камеры в целом, выступающей из плиты ГМЛПД.

При уменьшении этого изгиба внутренняя поверхность камеры оказывает меньшее сопротивление перемещающемуся по ней пресс-поршню, что положительно влияет на их стойкость.

Таким образом, предлагаемой камерой с укороченной верхней половиной кожуха уменьшаются перепад температур между ее нижней и верхней частями и продольный изгиб ее части, расположенной вне плиты ГМЛПД, что увеличивает ее стойкость и снижает ее трудоемкость и металлоемкость. Последние показатели улучшаются также за счет выполнения у половин кожуха внутренних кольцевых выступов в виде полуколец, размещенных и зафиксированных крепежом в кольцевой канавке каждой из них.