RU2026769C1 - Method to cast pistons for internal combustion engines and a device to implement it - Google Patents
Method to cast pistons for internal combustion engines and a device to implement it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026769C1 RU2026769C1 SU5036426A RU2026769C1 RU 2026769 C1 RU2026769 C1 RU 2026769C1 SU 5036426 A SU5036426 A SU 5036426A RU 2026769 C1 RU2026769 C1 RU 2026769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engines
- pneumatic cylinder
- mold
- pressing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Casting Devices For Molds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности способам и устройствам для литья поршней двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to foundry, in particular to methods and devices for casting pistons of internal combustion engines.
Известен способ изготовления поршней для двигателей внутреннего сгорания [1] , где в нагретую до 300-400оC пресс-форму со стержнем заливают расплав и охлаждают его до температуры эвтектического превращения, затем накладывают давление в 70-75 МПа нагретым пуансоном. Предусмотрен другой вариант технологии: заливку расплава ведут в полужидком состоянии.Known piston manufacturing method for an internal combustion engine [1] where heated to about 300-400 C with a rod mold the melt is poured and cooled down until its eutectic temperature and then applied a pressure of 70-75 MPa heated punch. Another technology option is provided: the melt is cast in a semi-liquid state.
Второй вариант по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому, но обладает тем недостатком, что предусматривает заливку металла, а следовательно и более высокие значения температуры заливаемого металла и, как следствие, удлинение цикла литья, что снижает продолжительность процесса и ограничивает прирост свойств литого металла от наложения давления. The second option, by technical nature, is the closest to the proposed one, but it has the disadvantage that it involves pouring metal, and therefore higher temperatures of the cast metal and, as a consequence, lengthening of the casting cycle, which reduces the duration of the process and limits the increase in the properties of cast metal from pressure overlay.
Наиболее близким по технической сущности является устройство [2], состоящее из шестипозиционного карусельного стола с размещенными на позициях разъемными формами и стержнями. The closest in technical essence is the device [2], consisting of a six-position rotary table with detachable forms and rods placed at the positions.
Недостатком этого устройства является то, что в нем осуществляют заливку жидкого металла гравитационным методом, что снижает производительность процесса и качество литого металла. The disadvantage of this device is that it is filled with liquid metal by the gravitational method, which reduces the productivity of the process and the quality of the cast metal.
Целью изобретения является повышение производительности и качества литья. The aim of the invention is to increase the productivity and quality of casting.
Цель достигается тем, что время рабочего хода прессующего пуансона при заполнении полости формы выбирают не более 0,02 с, и устройство снабжено позицией запрессовки металла в форму, прессующим механизмом с пневмоприводом ударного действия, запорным пневмоцилиндром центрального стержня и пружинным механизмом сближения боковых стержней, при этом на нижних торцах боковых стержней в верхнем торце центрального выполнены скосы, а установка снабжена распылительной головкой, выполненной в виде системы трубок с радиальными отверстиями и механизмом ее подъема и опускания, пневмопривод ударного действия выполнен в виде совмещенных пневмоцилиндра и ресивера с промежуточным шиберным запорным устройством. The goal is achieved in that the working time of the pressing punch when filling the mold cavity is selected no more than 0.02 s, and the device is equipped with a position for pressing metal into the mold, a pressing mechanism with pneumatic actuator of shock action, a locking pneumatic cylinder of the central rod and a spring mechanism for closing the side rods, at the lower ends of the side rods in the upper end of the central bevels are made, and the installation is equipped with a spray head made in the form of a system of tubes with radial holes and a mechanical In addition to raising and lowering it, the shock pneumatic actuator is made in the form of combined pneumatic cylinder and receiver with an intermediate gate locking device.
На фиг. 1 представлена карусель, вид сверху; на фиг.2 - пресс-форма в сборе, вертикальный разрез; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - устройство на позиции запрессовки, вертикальный разрез; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.6 - сечение В,Г,Д,Е на фиг.1
В расположенные на карусели 1 комплекты пресс-форм (состоящие из половинок 2, стержней 3 под боковые отверстия, центрального стеpжня 4, боковых продольных стержней 5, сжатых пружинным механизмом 6; центральный стержень снабжен запорным 7 пневмоцилиндром и выдвижным 8) размещают в шести позициях: подготовительной (сборка пресс-формы) I, заливочной II, запрессовочной III, раскрытия пресс-формы IV, снятия отливки V и опрыскивания стержней и полости краской VI (фиг.1) и в указанном порядке размещения поршень-отливку размещают днищем кверху, а стержни 4 и 5 размещают с возможностью смещения (вытяжки) стержня 4 вниз; в приемную чашу 9 (фиг.5) кладут мерную дозу кашеобразного металла ("каши"), полученного за счет того, что начальную температуру его предварительно снижают до температуры, меньшей точки ликвидуса (у силуминов с Тс = 580оС и Тл = 630оС при содержании 20% твердой фазы он имеет нулевую жидкотекучесть), далее пуансоном 10 пневмоцилиндра 11 ударного действия осуществляют запрессовку "каши" (ручья 12) в полость. При этом за счет связи пневмоцилиндра 11 через расширенный канал 13 (закрываемый конусообразной пробкой-шибером 14) с ресивером 15 повышенного давления добиваются регулируемой достаточно большой скорости движения пуансона 10, а следовательно, быстродействия прессового узла. Этого добиваются увеличением (уменьшением) длины выхода пробки-шибера 14, а следовательно, изменением площади поперечного сечения соединительного канала между ресивером 15 и пневмоцилиндром 11 ударного действия.In FIG. 1 shows a carousel, top view; figure 2 is a complete mold, a vertical section; figure 3 is a section aa in figure 2; figure 4 - the device at the insertion position, a vertical section; figure 5 is a section bB in figure 1; figure 6 - section B, D, D, E in figure 1
Mold sets located on the carousel 1 (consisting of
Скорость движения пуансона 10 задают из того расчета, чтобы время заполнения ручья 12 металлом было не более 0,02 с. С соблюдением этого условия добиваются того, что металл в течение периода заполнения ручья 12 сохранял незначительное изменение реологического состояния, что позволяет при невысоких удельных нагрузках добиться полной запрессовки металла. Например, при давлении в ресивере Р = 20 атм и коэффициенте мультипликации n ≈4 получают давление на металл 80 атм. Как показали расчеты на базе рассмотрения уравнения теплового баланса за время 0,02 с усредненная температура кашеобразного металла ("каши") снизится всего на 0,16оС, т.е. практически неизменным остается его реологическое состояние. При этом твердожидкий поток по полости ручья пресс-формы идет сверху вниз вязкой неразрывной сплошной массой, вытесняя вниз воздух из пресс-формы.The speed of movement of the
Расчеты велись для поршня высотой 0,06 м, т.е. скорость движения пуансона ≈3 м/с и время движения пуансона 10 ≈0,02 с. При таких значениях скорости движения вязкой кашеобразной массы успешно проходит вытеснение воздуха из пресс-формы в промежуток между стержнями 4 и 5 и половинками 2 и захвата воздуха не происходит. В известных процессах литья под давлением металлическая струя по ручью движется со скоростью, доходящей до 15 м/с, и занимает меньше половины площади, в то время как в данном случае струя занимает всю площадь поперечного сечения пресс-формы, что является причиной захвата воздуха. При больших размерах высоты поршня при той же скорости время будет больше. Например, при высоте 0,12 и 0,24 м время будет 0,04 и 0,08 с, а потеря температуры ≈0,16 и 0,32оС. Таким образом, предлагается способ жидкой штамповки для литья поршней.The calculations were carried out for a piston with a height of 0.06 m, i.e. the speed of movement of the punch ≈3 m / s and the time of movement of the
По окончании запрессовки расчетным путем определяют временной интервал выдержки отливки под давлением. At the end of the press fit, the time interval for holding the injection molding is determined by calculation.
Далее после срабатывания пневмоцилиндра 11 в обратном направлении производят смену позиций и на позиции IV осуществляют следующее: одновременно включают пневмоцилиндры 7 и 16, производят открытие пресс-формы и вытяжку центрального стержня 4 (параллельно во времени проводимые операции), после чего за счет действия пружинного механизма 6 сближают стержни 5 и одновременно производят смену позиций карусели 1. На позиции V с помощью механической руки 17 (используется известная ее конструкция) снимают отливку. Then, after operating the
На позиции VI осуществляют следующее: (фиг.6) с помощью пневмоцилиндра 18 опускают гребенку 19 (система трубок с радиальными отверстиями) и производят охлаждение и опрыскивание краской поверхности стержней 3, 4, 5 и внутренней полости пресс-формы. At position VI, the following is carried out: (6) using a
П р и м е р. Заливаемый сплав-силумин марки АК18 с Тл = 630оС, Тс = 580оС, Тзаполн. = = Тл - 0,2 ΔТкр = 620оС, τзал. = 0,02 с, Рв ресив. = 20 атм, Рв пресс-ф. = 80 атм.PRI me R. Fill silumin alloy-mark AK18 T L = 630 ° C, Tc = 580 C, T is filled. = = Т л - 0.2 ΔТ кр = 620 о С, τ hall = 0.02 s, P in the receiver. = 20 atm, P in the press. = 80 atm.
В соответствии с расчетами для поршня высотой 0,06 м при времени запрессовки 0,02 с скорость впуска запрессовки ≈3 м/с, металл теряет в среднем 0,16оС, то есть теплосодержание его остается практически неизменным.In accordance with the calculations for the piston at a height of 0.06 m to 0.02 time pressing inlet velocity pressing ≈3 m / s, the metal loses an average of 0.16 C, i.e. its enthalpy remains substantially unchanged.
Расчеты показывают, что цилиндрическая часть (юбка) поршня, имеющая приведенную толщину ≈1 мм, затвердевает за 1,3 с, днище поршня с приведенной толщиной 2,1 мм затвердевает за 2,8 с в условиях направленного теплоотвода. Calculations show that the cylindrical part (skirt) of the piston, having a reduced thickness of ≈1 mm, hardens in 1.3 s, the piston bottom with a reduced thickness of 2.1 mm hardens in 2.8 s under conditions of directional heat sink.
Цикл литья назначают 4 с. Время под давлением 3,5 с. Производительность ≈900 отл/ч. The casting cycle is prescribed for 4 s. Time under pressure 3.5 s. Productivity ≈900 exl / h.
К моменту выбора отливки из пресс-формы средняя температура цилиндрической части поршня (снятие осуществляется на следующей + IV позиции) ≈300оС, а верхней части ≈400оС.By the time of choosing a casting from the mold, the average temperature of the cylindrical part of the piston (removal is carried out at the next + IV position) ≈300 о С, and the upper part ≈400 о С.
При данных температурах металл уже достаточно прочен для того, чтобы не деформироваться при дальнейших транспортных перемещениях. At these temperatures, the metal is already strong enough so as not to deform during further transport movements.
Последовательность операций способа: собирают пресс-формы - позиция I, 1,5 с, смена позиций 0,5 с; заливают "кашу" - позиция II механической рукой 1,5 с; запрессовывают - позиция III быстродействующим механизмом 1 с (включая начало движения прессующего пуансона с учетом инерции), продолжительность рабочего хода пуансона не более 0,02 с; раскрывают пресс-форму и вытягивают стержень одновременно, сближение боковых стержней производится в момент смены позиции - позиция IV; снимают отливки механической рукой - позиция V; опрыскивают элементы пресс-формы краской - позиция VI; продолжительность операций VI-VI 1,5 с. The sequence of operations of the method: molds are assembled - position I, 1.5 s, change of position 0.5 s; pour "porridge" - position II with a mechanical arm 1.5 s; pressed in - position III by a quick-acting mechanism 1 s (including the beginning of the movement of the pressing punch taking into account inertia), the duration of the working stroke of the punch is not more than 0.02 s; open the mold and pull the rod at the same time, the approach of the side rods is done at the moment of changing position - position IV; castings are removed with a mechanical hand - position V; spray the mold elements with paint - position VI; the duration of operations VI-VI is 1.5 s.
Конструкция пресс-формы: шток пневмоцилиндра 8 снабжен запорным пневмоцилиндром двухстороннего действия, при срабатывании которого выдвигаются упоры 20 в пазы направляющих 21. Для фиксации половинок строго по центральной оси симметрии служат упоры 22, а параллельности хода рычагов 23 - направляющие 24 (фиг.4). Mold design: the rod of the
К конструкции прессующего механизма: изменяя длину обратного хода пневмоцилиндра 25, увеличивают или уменьшают проходное сечение канала 13, связанного с ресивером 15 и пневмоцилиндром 11. To the design of the pressing mechanism: by changing the length of the return stroke of the pneumatic cylinder 25, increase or decrease the passage section of the
К механизму впрыскивания: в трубопровод 26 подают непрерывно перемешиваемую водоэмульсионную краску. Здесь операцию охлаждения и покрытия совмещают. To the injection mechanism: a continuously mixed aqueous emulsion ink is supplied to the
Технико-экономические преимущества: сокращен цикл сборки и разборки пресс-форм, что повышает производительность устройства; возможность использования "каши" за счет особенностей конструкции прессующего узла позволяет существенно уменьшить время затвердевания и охлаждения отливки, что способствует повышению производительности; использование "каши" и наложение давления позволяет радикально бороться с дефектами усадочного происхождения и повысить качество поршней. Technical appraisal and economic benefits: reduced assembly and disassembly of molds, which increases the productivity of the device; the possibility of using "porridge" due to the design features of the pressing unit can significantly reduce the solidification and cooling time of the casting, which helps to increase productivity; the use of "porridge" and the application of pressure allows you to radically deal with defects of shrinkage origin and improve the quality of the pistons.
Изложенные преимущества позволяют с эффектом использовать предлагаемое изобретение на моторостроительных заводах. The stated advantages make it possible to use the proposed invention in engine-building plants with effect.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036426 RU2026769C1 (en) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | Method to cast pistons for internal combustion engines and a device to implement it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5036426 RU2026769C1 (en) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | Method to cast pistons for internal combustion engines and a device to implement it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2026769C1 true RU2026769C1 (en) | 1995-01-20 |
Family
ID=21601412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5036426 RU2026769C1 (en) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | Method to cast pistons for internal combustion engines and a device to implement it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2026769C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674543C1 (en) * | 2018-02-22 | 2018-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СофтАвтоматик" | Internal combustion engines from aluminum alloys pistons manufacturing method |
-
1992
- 1992-01-29 RU SU5036426 patent/RU2026769C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство ЧССР N 251638, кл. B 22D 27/09, 1988. * |
2. Кнолле Б.В. Основы проектирования литейных цехов. М.: Машгиз, 1970, рис.162. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674543C1 (en) * | 2018-02-22 | 2018-12-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СофтАвтоматик" | Internal combustion engines from aluminum alloys pistons manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2181157A (en) | Method and apparatus for pressure casting | |
US3106002A (en) | Die-casting method | |
CA2119566C (en) | Casting process | |
CN113084119B (en) | Use method of light alloy vacuum high-pressure casting flexible loading casting-forging composite forming device | |
US5839497A (en) | Vertical die-casting method and apparatus | |
CN106623856B (en) | A kind of method and apparatus improving extrusion casint Piston Casting quality | |
JPS6453755A (en) | Low pressure casting method for light alloy casting | |
US4562875A (en) | Die-casting method and apparatus | |
RU2026769C1 (en) | Method to cast pistons for internal combustion engines and a device to implement it | |
US5207264A (en) | Vertical die casting machine | |
US5595236A (en) | Vertical squeeze casting apparatus | |
CN208728661U (en) | A kind of two-way injection rapid forming mold | |
CA1251616A (en) | Casting process | |
CN2892325Y (en) | Aluminium alloy linking liquid die forging metal mould cavity structure | |
CN203751307U (en) | Die-casting die capable of preventing shrinkage cavity of casting | |
CN1009173B (en) | Continuous casting process and mould for metal ball | |
CN204912714U (en) | Large -scale aluminum alloy squeeze casting's piston | |
CN221087212U (en) | Mould material flying prevention structure | |
DE19830025A1 (en) | Die-casting of light-metal alloys | |
KR100354625B1 (en) | Two-stages cylinder of verticality squeeze machine | |
CN203304526U (en) | Die-casting die for shock absorber inner core | |
RU51919U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING CASTINGS | |
CN207746374U (en) | A kind of aluminum alloy chassis rear axle support metal gravity casting die | |
SU1734940A1 (en) | Device for production of castings by squeezing with crystallization under pressure | |
JPS5519443A (en) | Filling method of molten metal in vertical die-casting machine |