Устройство для охлаждения пресс-поршня машины литья под давлением

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХПАЛЦЩНИЯ ПРЕСС-ПОРШНЯ МАШИНЫ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, содержащее пресс-поршень клапан подачи охлаждающей жидкости датчик температуры, вход Заливка, выход Раскрытие пpecc-фop ы и системы расчета времени кристаллизации отливки, включающий первый блок пажити , вход управления которого соединен с входом Заливка, первый функционал ьно-решаюв ий блок и первый блок выдержки времени, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности машины литья под давлением и улучшения качества отливок путем оптимизации времени охлаждения пресс-поршня, оно дополнительно содержит клапан подачи сжатого воздуха, датчик давления прессования, датчик положения пресспоршня , датчик температуры заливаемого металла, два нормально-закрытых ключа, таймер и систему расчета времени отверждения пресс-остатка, содержащую второй и третий блоки памяти, второй функционально-решающий блок, второй блок выдержки времени, причем клапан подачи сжатого воздуха подсоединен к пресс-поршню параллельно клапану подачи охлаждающей жидкости, выход первого блока выдержки времени системы расчета времени кристаллизации отливки соединен с входом управления клапана подачи охлаждающей жидкости через первый нормально закрытый ключ и с входом управления второго блока выдержки времени систему расчета времени отверждения пресс-остатка, датчик давления прессования и датчик положеI ния пресс-поршня соединены соответственно с входом управления и с (Л входом третьего блока памяти, выход которого подсоединен к входу второго функционально-решающего блока, выход которого соединен с входом второго блока выдержки времени , выход которого соединен с входом управления клапана подачи ежатого воздуха через второй нормально закрытый ключ, с выходом Раск00 рытие пресс-фор1Ф1, с входом управ00 ления первого нормально-закрытого 00 ключа и с входом управления первого нормально-закрытого ключа и с вхо дом таймера, выход таймера подсоединен к входу управления второго нормально-закрытого ключа, при этом вход управления второго блока памяти соединен с входом Заливка параллельно входу управления первого блока памяти Системы расчета времени кристаллизации отливки, вход второго блока памяти подсоединен к датчику температуры заливаемого металла, а его выход - к входам функциональ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) В 22 D 17/32 а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

40tr

1 1

Н ABTOPCHOMY СВИДБ П=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3563018/22-02 (22) 23.12.82 (4 6) 30.04 ° 84. Бюл. Â 16 (72) А.А. Крейцер, А.Б.Реипев, И.И.Бурбело, Г.Б.Дятленко, Л.Е.Щиголь-Шенделис и М.С.Шевчук (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (53) 621.746.04 (088,8) . (56) 1.Руководство по эксплуатации.

Кишинев,"Тимпул", 1978, с.25,рис,4.

Commande avtomatique du eyclede travail du monle теСа1ligue раг

prise de temperature. — "Fondvlr жцоогйЬсп", 1975, Р 226. (Я ) (52) .1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРЕСС-ПОРШНЯ МАШИНЫ ЛИТЬЯ ПОД

ДАВЛЕНИЕМ, содержащее пресс-поршень, клапан подачи охлаждающей жидкости, датчик температуры, вход "Заливка", выход "Раскрытие" пресс-формы н системы расчета времени кристаллизации отливки, включающий первый блок памяти, вход управления которого соединен с входом Заливка", первый функционально»решающий блок и первый блок выдержки времени, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности машины литья под давлением и улучшения качества отливок путем оптимизации времени охлаждения пресс-поршня, оно дополнительно содержит клапан подачи сжатого воздуха, датчик давления прессования, датчик положения пресспоршня, датчик температуры заливаемого металла, два нормально-закрытых ключа, таймер и систему расчета времени отверждения пресс-остатка, содержащую второй и третий блоки памяти, второй функционально-решающий блок, второй блок выдержки времени, причем клапан подачи сжатого воздуха подсоединен к пресс-поршню параллельно клапану подачи охлаждающей жидкости, выход первого блока выдержки времени системы расчета времени кристаллизации отливки соединен с входом управления клапана подачи охлаждающей жидкости через первый нормально закрытый ключ и с входом управления второго блока выдержки времени систему расчета времени отверждения пресс-остатка, датчик давления прессования и датчик положения пресс-поршня соединены соответ- Е

O ственно с входом управления и с входом третьего блока памяти, выход которого подсоединен к входу С: второго функционально-решающего блока, выход которого соединен с входои второго блока выдержки времени, выход которого соединен с входом управления клапана подачи сжа- - того воздуха через второй нормаль- (, ) но закрытый ключ, с выходом "Раск- (;ф рытие пресс-формы, с входом управ- Qô ления первого нормально-закрытого 00 ключа и с входом управления первого нормально-закрытого ключа и с вхо° 1 дом таймера, выход таймера подсоединен к входу управления второго нормально-saicpbtroro ключа, при этои вход управления второго блока памяти соединен с входом "Заливка" параллельно входу управления первого блока памяти системы расчета времени кристаллизации отливки, вход второго блока памяти подсоединен к датчику температуры заливаемого металла, а его выход — к входам функциональI088874

2 но-решанщих блоков систем расчета времени кристаллизации отливки и отверждения пресс-остатка.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к конструкциям машин литья под давлением.

Известно устройство для охлажде- 5 ния пресс-поршня машины литья под давлением. Пресс-поршень содержит полость охлаждения, подключенную к клапану подачи охлаждающей жидкости, который в процессе получения отливок открыт, постоянно пропускает охлаждающую жидкость в пресс-поршень и закрывается оператором только в случаях остановки машины на длительное время. При этом охлаждение 15 пресс-поршня производится без учета фактических значений параметров процесса получения отливок. Время нахождения отливок в пресс-форме задаг.. ется реле времени fl)

Недостатком данного устройства является то, что охлаждеиие пресспоршня производится в нем непрерывно.

При получении же отливок способом литья под давлением требуется, что- 25 бы в период кристаллизации отливки пресс-остаток оставался в жидком состоянии и подпитывал жидким металлом собственно отливку. По окончании процесса кристаллизации отлив- qp ки для уменьшения времени цикла получения отливки пресс-остаток должен быть быстро переведен в твердое состояние и после этого раскрыта пресс-форма.

Поэтому подача охлаждающей жидкости в пресс-поршень должна начинаться только после окончания процесса кристаллизации отливки и заканчиваться сразу после отверждения пресс-остат", 4О

У ка.

Кроме того, устройство не может обеспечить указанный режим охлаждения пресс-поршня, так как не содержит систем, производящих расчет 4 времени кристаллизации отливки и отверждения пресс-остатка по параметрам технологического процесса. При

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пресс-поршень выполнен в виде тепловой трубы. этом в устройстве не может быть использовано интенсивное охлаждение пресс-поршня, поскольку быстрое охлаждение пресс-поршня до окончания процесса кристаллизации отливки может привести к преждевременному отверждению пресс-остатка и браку отливки.

Перечисленные недостатки приводят к увеличению времени цикла получения отливок и повышению уровня брака отливок, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система расчета времени кристаллизации отливки, включающая датчик температуры кокиля, вход "Заливка", выход

"Раскрытие кокиля", блок памяти, функционально-решающий блок и блок выдержки времени. При этом вход блока памяти подключен к датчику температуры кокиля, выход — к входу

"Заливка". Выход функционально-решающего блока соединен с входом блока выдержки времени, выход которого подключен к выходу "Раскрытие кокиля". Известная система расчитывает необходимое время кристаллизации отливки в зависимости от фактической температуры кокиля по заданному закону и может быть использована для формирования сигнала на включение охлаждения литнжа отливки j2)

Недостаток известной системы состоит в том, что при расчете времени кристаллизации отливки предусмотрено использование только одного параметра процесса получения отливок— гемпературы металлической формы, и, не учитывается другой важдый параметр — температура заливаемого металла, которая в процессе получения серии отливок существенно изменяет1 ся. Другой недостаток состоит в том, что известная система не приспособлена для расчета времени отверждения пресс-остатка при получении отливок способом литья под давлением и поэто1088874 му не может выдать сигнал на прекращение подачи охлаждающей жидкости в пресс-поршень, что необходимо для сохранения пресс-поршня в нагретом состоянии перед очередной заливкой 5 жидкого металла, Цель изобретения — повьш ение производительности машины литья под давлением и улучшение качества отливок путем оптимизации времени охлаж,дения пресс-поршня.

Поставленная цель достигается . тем, что устройство для охлаждения пресс-поршня машины литья под дав- 15 лением, содержащее пресс-поршень, клапан подачи охлаждающей жидкости, датчик температуры, вход "Заливка", выход "Раскрытие пресс-формы" и системы расчета времени кристаллизации 20 отливки, включающий первый блок памяти, вход управления которого соединен с входом "Заливка", первый функционально-решающий блок и первый блок выдержки времени содержит 25 клапан подачи сжатого воздуха, датчик давления прессования, дат чик положения пресс-поршня датчик температуры заливаемого металла„ два нормально-закрытых ключа, таймер и систему расчета времени отверждения пресс-остатка, содержащую второй и третий блоки памяти, второй функционально-решающий блок и второй блок выдержки времени, причем кла35 пан подачи сжатого воздуха подсоеди-. нен к пресс-поршню параллельно клапану подачи охлаждающей жидкости, выход первого блока выдержки времени системы расчета времени кристаллизации отливки соединен с входом управления клапана подачи охлаждающей жидкости через первый нормальнозакрытый ключ н с входом управления второго блока выдержки времени сис- 45 темы расчета времени отверждения пресс-остатка, датчик давления прессования и датчик положения пресспоршня соединены соответственно с входом управления и с входом третье50 го блока памяти, выход которого подсоединен к входу функционально-решаю щего блока, выход которого соединен с входом второго блока выдержки времени, выход которого соединен с вхо"5 дом управления клапана подачи сжатого воздуха через второй нормально-закрытый ключ, с выходом "Раскры- тие пресс-формы, с входом управле" ния первого нормально-закрытого ключа и с входом таймера подсоединен к входу управленн» второго нормальнозакрытого ключа, при этом вход управления второго блока памяти соединен с входсм "Заливка" параллельно входу управления первого блока памяти системы расчета времени кристалх.иэации отливки, вход второго. блока памяти подсоединен к датчику температуры заливаемого металла, а его выход — к входам функционально-ре; шающих блоков систем расчета времени кристаллизации отливки и отверждения пресс-остатка.

Пресс-поршень выполнен в виде тепловой трубы.

Устройство обеспечивает расчет времени кристаллизации отливки с учетом температуры пресс-формы и температуры заливаемого металла, расЧет времени отверждения пресс-остатка с учетом температуры заливаемого метапла и величины пресс-остатка, . открытие клапана подачи. охлаждающей жидкости по истечении времени. кристаллизации отливки, закрывшие этого клапана по истечении времени огверждения пресс-остатка и включение клапана подачи сжатого воздуха для удаления остатков охлаждающей жидкости из пресс-поршня. Путем расчета времени кристаллизации отливки и времени отверждения пресс-остатка, учета этих времен для своевременНого включения охлаждающей жидкости, подаваемой в пресс-поршень, достигается оптимизация времени охлаждения пресс-поршня и, как следствие, повышение производительности труда и улучшение качества отливок.

На фиг.1 показано устройство для охлаждения пресс-поршня машины литья под дав;:ением; на фиг.2 — примерпресс-поршня, выполненного в виде тепловой трубы.

Предлагаемое устройство для охлаждения пресс-поршня машины литья под давлением содержит пресс-поршень 1 (фнг.1) с полостью 2 охлаждения (фиг.2 ), клапан 3 подачи охлаждающей жидкости фиг.1 и клапан 4 подачи сжатого воздуха, подключенные к подводу 5 полости 2 охлаждения пресс-поршня 1, соединенные между собой параллельно четыре датчика параметров процесса получения отливки: датчик 6 температуры, уста- >

1088874

Датчик 10 давления прессования и датчик 12 положения пресс-поршня связаны соответственно с входом упо равления и с входом блока 20 памяти.

Выход блока 20 памяти подключен к входу функционально-решающего блока 21, выход которого соединен с входом блока 22 выдержки времени.

Выход блока 22 выдержки времени связан с входом управления клапана 4 подачи сжатого воздуха через нормально-закрытый ключ 14, а также с выходом "Раскрытие пресс-форьы", с входом управления нормально" закрытого ключа 13 и с входом таймера 15.

Выход таймера 15 подключен к входу управления нормально-закрытого ключа 14.

Вход управления блока 19 памяти системы расчета времени отверждения пресс-остатка соединен с входом

"Заливка" параллельно входу управле-. новленный на пресс-форме 7; датчик 8 температуры заливаемого металла, установленный на пресс-стакане 9, датчик 10 давления прессования, установленный на полости цилинда 11 прессования и датчик 12 положения .пресс-поршня. Кроме того, устройство оборудовано системой расчета времени кристаллизации отливки, системой расчета времени от- I0 верждения пресс-остатка, нормальнозакрытыми ключами 13 и 14, таймером 15. Система расчета времени кристаллизации отливки имеет блок 16 памяти, функционально-решакищкй блок 17 и блок 18 выдержки времени.

Система расчета времени пресс-остатка имеет два блока 19 и 20 памяти функционально-решающий блок 21 и блок 22 выдержки времени. 20

Вход блока 16 памяти системы расчета времени кристаллизации отливки соединен с датчиком 6 температуры, вход управления блока )6 памяти " с входом "Заливка", а вы- Zg ход этого блока - с функциональнорешающим блоком 17, выход которого подключен к входу блока 18 выдержки времени. При этом выход блока IS выдержки времени соединен с входом управления клапана подачи охлаждающей жидкости 3 через нормальнозакрытый ключ 13 и с входом управ-. ления блока 22 выдержки времени сис". темы расчета времени отверждения

3 5 пресс-остатка. ния блока 16 памяти расчета времени кристаллизации отливки, вход блока 19 памяти — с датчиком 8 температуры заливаемого металла.

Выход блока 19 памяти подключен к входу функционально-решакицего бло-. ка 17 системы расчета времени кристаллизации отливки к входу функционально-решающего блока 2 1 системы расчета времени отверждения прессостатка.

Для повышения интенсивности охлаждения пресс-поршня его конструкция выполнена в виде тепловой трубы 23 (фиг.2). При этом прессующая . .поверхность 24 пресс-поршня 1, контактирующая с расплавленным металлс в пресс-стакане 9, является одновременно теплоотводящей частью тепловой трубы 23, охлаждаемая ° часть 25 которой расположена в полости 2 охлаждения пресс-поршня

Для уменьшения износа пресс-поршень 1 снабжен нзносостойкой втулкой 26, образующей направляющую поверх-, ность 27 пресс-поршня 1.

Предлагаемое устройство для охлаждения пресс-лоршня машины литья под давлением работает следующим образом.

По команде "Заливка" от внешнего управляющего устройства (на фиг.l не показано) блоки памяти 16 и 19 запоминают текущие значения температур пресс-формы 7 и заливаемого металла, поступающие соответственно от датчика 6 температуры н датчика 8 температуры заливаемого металла.

Указанные значения температур поступают из блоков 16 и 19 памяти в функционально-решающий блок 17 который расчитывает по заранее установленно зависимости необходимое время кристаллизации отливки в прессформе 6 до полного ее отверждения.

Результат вычисления времени кристаллизации отливки поступает в блок 17 выдержки времени.

После окончания процесса запрессовки расплавленного металла в прессформу 7 пресс-поршень 1 останавливается, давление масла в цилиндре 11 прессования резко увеличивается и датчик 10 давления прессования дает команду блоку 18 выдержки времени на отработку расчетноro времени кристаллизации отливки в реальном масшта 7

1088874 бе.Одновременно по команде датчика 10 давления прессования блок 20 памяти запоминает величину пресс-остатка по показанию датчика 12 положения пресс-поршня. укаэанное эна- 5 чение величины пресс-остатка, а так-. же значение температуры заливаемого металла от датчика 8 температуры заливаемого металла поступает в функционально-решающий блок 21, который рассчитывает время, необходимое для полного отверждения пресс-остатка и вносит результат в блок 22 выдержки времени.

По истечении отрезка времени . 15 кристаллизации отливка полностью затвердевает и блок 18 выдержки времени посылает сигнал через нормально-закрытый ключ 13 на вход уп равления клапана 3 подачи охлаж- 20 дающей жидкости, который открывается и охлаждающая жидкость, например вода, поступает в полость 2 охлаждения пресс-поршня 1 и затем в слив 28 ° Пресс-поршень 1 25 н соприкасающийся с ним прессостаток интенсивно охлаждаются.

Одновременно блок 18 выдержки времени включает блок 22 выдержки вре мени на отработку времени, необходимого для полного отверждения пресс-остатка. По истечении этого времени пресс-остаток полностью эатвердевает и блок 22 выдержки времени дает команду на раскрытие пресс-формы 7, включает таймер 15, через нормально-закрытый ключ 13 отключает клапан 3 подачи охлаждающей жидкости в пресс-поршень i.

Одновременно выходной сигнал бло- 40 ка 22 выдержки времени через нормально-закрытый ключ 14 включает клапан 4 подачи сжатого воздуха. При этом сжатый воздух поступает через клапан 4 подачи сжатого воздуха в пресс-поршень 1, вытесняя в слив 28 остатки охлаждающей жидкости иэ полости 2 охлаждения пресс-поршня 1.

По истечении времени, заданного таймером 15, последний отключает нормально-закрытый ключ 14. Как следствие, клапан 4 подачи сжатого воздуха возвращается в исходное состояние, отсекая подачу сжатого воздуха в пресс-поршень I.

За счет учета системой расчета времени кристаллизации отливки фактической температуры заливаемого

Ю металла повышается точность выбора момента включения охлаждения пресспоршня, что исключает как преждевременное включение клапана подачи охлаждающей жидкости, приводящее к браку отливок, так и включение с запаздыванием, иэ-эа которого увеличивается продолжительность цикла машины литья под давлением.

Применение системы расчета времени отверждения пресс-остатка позволяет с достаточной точностью определять момент подачи сигнала на раскрытие пресс-формы, что также сокращает продолжительность цикла машины литья под давлением.

Применение клапана подачи сжатого воздуха и включение его сразу после выключения клапана подачи охлаждающей жидкости быстро прекращает процесс отвода теплоты от пресспоршня, предохраняя последний от переохлаждения.

При получении отливок в прессформах со стержнями сигнал с выхода блока выдержки времени системы расчета времени кристаллизации отливки может быть использован для команды на снятие усилия прессования„ воздействующего на пресс-поршень в период кристаллизации отливки, и последующий подрыв стержней.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным оптимизирует время охлаждения пресспоршня, повышая производительность машины литья под давлением и качество отливок.

Ожидаемый экономический эффект от использования устройства на одной машине литья под давлением составляет 10 тыс.руб. в год.

1088874

Pll8. g

ДИ

ВНИИ „1 фщ ал щщ патент", г. ужгород, ул.Проектная,