Устройство для управления пресс-поршнем машины литья под давлением

 

Изобретение относится к литейному производству, п частности к литью под давлением, и может быть использовано в машинах литья под давлением, преимущественно для получения пенометаллических отливок. Цель изобретения - уменьшение массы отливок и повышение производительности машины литья под давлением. Устройство для управления пресспоршнем машины литья под давлением содержит механизм прессования, блок прессования, систему расчета времени с блоками выдержки времени кристаллизации оболочки отливки и выдержки времени затвердевания прессостатка, гидрораспределитель, датчики исходного положения пресс-поршня и параметров технологического процесса, входы Перекрытие заливочного окна, Запрессовка, Подпрессовка и выход Раскрытие прессформы. Новым в устро11стве является оборудование его блоком логики, содержащим два элемента ИЛИ, таймер, нормально замкнутьй ключ, блок сравнения , задатчик хода пресс-поршня, четьфе элемента И и инвертор, которые соединены определенньм образом между собой и подключенным к системе расчета времени, датчикам положения пресс-поршня, блоку прессования и электромагнитам гидрораспределителя , обеспечивая работу устройства при получении пенометаллических от- . ливок в автоматическом цикле с учетом параметров технологического процесса. 3 ил. 4 О5 00 о оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 48 А1 (51) 4 В 22 D 17/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ производительности машины литья под давлением.

На фиг.1 показано устройство для управления пресс-поршнем машины литья под давлением, на ф п .2 — блок прессования устройства, на фиг.3 система расчета времени устройства.

Устройство для управления пресспоршнем машины литья под давлением содержит пресс-поршень I (фиг. 1), ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ Оса (21) 4297605/23-02 (22) 17.08.87 (46) 30.03.89. Ьюл. У 12 (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (72) А.Б.Ремнев и Д.Н.Перельман (53) 621.74.043 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1088874, кл. В 22 D 17/32, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕССПОРШНЕМ МАШИНЫ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к .литью под давлением, и может быть использовано в машинах литья под давлением, преимущественно для получения пенометаллических отливок.

Цель изобретения — уменьшение массы отливок и .повышение производительности машины литья под давлением.

Устройство для управления пресспоршнем машины литья под давлением содержит механизм прессования, блок прессования, систему расчета времеИзобретение относится к литейному производству, в частности к литью под давлением, и может быть использовано в машинах литья под давлением, преимущественно для получения пенометаллических отливок, применяемых, например, в качестве теплоизоляторов, звуко- и виброгасителей.

Целью изобретения является уменьшение массы отливок и повышение ни с блоками выдержки времени кристаллизации оболочки отливки и выдержки времени затвердевания прессостатка, гидрораспределитель, датчики исходного положения пресс-поршня и параметров технологического процесса, входы "Перекрытие заливочного окна", "Запрессовка", "Подпрессовка" и выход "Раскрытие прессформы". Новым в устройстве является оборудование его блоком логики, содержащим два элемента ИЛИ, таймер, нормально замкнутый ключ, блок сравнения, задатчик хода пресс-поршня, четыре элемента И и инвертор, которые соединены определенным образом между собой и подключенным к системе расчета времени, датчикам положения пресс-поршня, блоку прессования и электромагнитам гидрораспределителя, обеспечивая работу устройства при получении пенометаллических отливок в автоматическом цикле с учетом параметров технологического процесса. 3 ил °

1468648 механизм 2 прессования, снабженный гидроцилиндром 3 прессования и мультипликатором 4, входы "Перекрытие заливочного окна", "Запрессовка", "Подпрессовка", "Заливка" и выход

"Раскрытие пресс-формы", которые соединены с системой управления машины литья под давлением (на фиг. 1, 2 и 3 не показана); клапан 5 слива, первый гидрораспределитель

6, блок 7 прессования, датчик 8 положения пресс-поршня, датчик 9 исходного положения пресс-поршня и датчики параметров технологического 15 процесса литья под давлением . датчик

10 температуры пресс-формы, датчик

11 давления прессования и датчик 12 температуры заливаемого металла, установленные соответственно на прессформе 13,поршневой полости гидроцилиндра 3 прессования и пресс-стакане

14. Кроме того, предлагаемое устройство содержит систему 15 расчета времени и блок 16 логики.

Блок 7 (фиг.2) прессования содержит клапан 17 прессования, подключенный трубопроводами 18, 19 и 20 к поршневой полости гидроцилиндра 3 прессования и через трубопровод 21 к нижней полости газогидравлического аккумулятора 22, снабженного поршневым разделителем сред. Верхняя полость аккумулятора 22 сообщена с баллоном 23, наполненным сжатым газом (азотом) . Полость управления клапана 17 прессования подключена к второму гидрораспределителю 24 с электромагнитом 25. Блок 7 прессования содержит также клапан 26 под40 прессовки, соединенный трубопроводами 27 и 28 с поршневой полостью мультипликатора 4 и трубопроводами 29 и

18 — с клапаном 17 прессования. Полость управления клапана 26 подпрессовки подключена к третьему гидро45 распределителю 30 с электромагни-. том 31

Система 15 (фиг.1 и 3) расчета времени предназначена для: расчета

50 времени кристаллизации оболочки отливки с учетом температуры прессформы и температуры заливаемого металла, расчета времени затвердевания пресс-остатка с учетом температуры заливаемого металла и величины прессостатка, формирования сигнала на отвод пресс-.поршня в заданное положение по истечении времени кристаллизации оболочки отливки для снижения давления газа в полости прессформы и образования в отливке повышенной пористости или пустоты," формирования сигнала на раскрытие пресс-формы и выталкивание отливки после затвердевания пресс-остатка.

Система 15 расчета времени содержит первый, второй и третий блоки

32, 33 и 34 (фиг.3) памяти, первый и второй функционально решающие блоки 35 и 36, блок 37 вьдержки времени кристаллизации оболочки отливки и блок 38 вьдержки времени затвердевания пресс-остатка, соединенные соответственно через первый и второй функционально решающие блоки 35 и

36 с первым и вторым блоками 32 и

33 памяти. Входы первого и второго блоков 32 и 33 памяти подключены линиями 39 и 40 к датчику 10 температуры пресс-формы и датчику 8 положения пресс-поршня. Вход управления второго блока 33 памяти соединен линиями 41 и 42 с датчиком 11 давления прессования. Вход третьего блока

34 памяти подсоединен линией 43 к датчику 12 температуры заливаемого металла, выход — к входам первого и второго функционально решающих блоков 35 и 36. Входы управления первого и третьего блоков 32 и 34 памяти соединены линией 44 с выходом системы управления машины литья под давлением "Заливка". Выход блока

38 выдержки времени затвердевания пресс-остатка соединен линией 45 с входом системы управления машины литья под давлением "Раскрытие прессформы". Вход управления блока 37 выдержки времени кристаллизации оболочки отливки подключен линией 42 к датчику 11 давления прессования, выход — к входу управления блока 38 выдержки времени затвердевания прессостатка

Блок 16 (фиг. 1) логики содержит два элемента 46, 47 ИЛИ, таймер 48, нормально замкнутый ключ 49, блок

50 сравнения, задатчик 51 хода пресспоршня, четыре элемента 52-55 И и инвертор 56. Входы первого элемента 46

ИЛИ соединены линиями 57, 58 и 59 с блоком 38 (фиг.3) вьдержки времени затвердевания пресс-остатка, входящим в состав системы 15 (фиг. 1) расчета времени, и линиями 60, 61

8648 6

5 146 и 62 — с блоком 3 7 (фиг . 3) выдержки времени кристаллизации оболочки отливки соответственно через таймер 48 и нормально замкнутый ключ 49, параллельно которому линией 63 подключен управляющий вход блока 50 сравнения .

Выход и сравнивающие входы блока 50 сравнения соединены линией 64 с входом управления нормально замкнутого ключа 49, линиями 65 и 40 с датчиком 8 положения пресс-поршня и линией 66 с задатчиком 51 хода пресс,— поршня 1. Выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов 5255 И подключены-линиями 67-70 соответственно к первому электромагниту

71 первого гидрораспределителя 6, к электромагнитам 25, 3 1 второго и третьего гидрораспределителей 24, 30 и к второму электромагниту 72 первого гидрораспределителя 6. Входы первого, второго и третьего элементов

52, 53, 54 И соединены линиями 73, 74 и 75 соответственно с выходом второго элемента 47 ИЛИ, выходами "Запрессовка" и Подпрессовка системы управления машины литья под давлением. Другой вход каждого из элементов 52, 53 и 54 И подключен линиями

76, 77 и 78 к выходу первого элемента 46 ИЛИ. Входы второго элемента

47 ИЛИ подсоединены линией 79 к выходу Перекрытие заливочного окна" системы управления машины литья под давлением и линиями 80, 59 к выходу блока 38 (фиг.3) выдержки времени затвердевания пресс-остатка системы

15 расчета. времени. Входы четвертого элемента 55 И соединены линией 8 1 с датчиком 9 исходного положения пресс-поршня и линиями 82, 83 через инвертор 56 с выходом первого элемента 46 ИЛИ.

Кроме того, устройство содержит дроссели 84 и 85 (фиг.1 и 2), обратные клапаны 86-89, манометр 90 и вентили 91 и 92 (фиг.2).

Устройство для управления пресспоршнем машины литья под давлением работает следующим образом.

В исходном положении предлагаемого устройства пресс-поршень 1 (фиг.1) находится в крайнем правом положении, электромагниты 71, 72, 25 и 31 (фиг.1 и 2) гидрораспределителей 6, 24 и 30 выключены.

По команде "Заливка" от системы управления машины литья под давле5

50 нием блоки 32 и 34 (фиг.3) памяти системы 15 расчета времени запоминают текущие значения температур пресс-формы 13 (фиг.1) и заливаемого металла, поступающие соответственно от датчика 10 температуры пресс-формы и датчика 12 -.емпературы заливаемого металла. Указанные значения температур поступают из блоков 32 и 34 (фиг.3) памяти в первый функционально решающий блок 35, который рассчитывает по заранее установленной зависимости необходимое время кристаллизации оболочки отливки в пресс-форме 13. Результат вычисления времени поступает в блок 37 выдержки времени кристаллизации оболочки отливки.

По окончании процесса выпива дозы расплавленного металла в прессстакан 14 (фиг.1) на выходе второго элемента 47 ИЛИ, второго элемента 53

И и третьего элемента 54 И от системы управления машины литья под давлением последовательно поступают команды "Перекрытие заливочного окна", "Запрессовка" и "Подпрессовка".

По команде "Перекрытие заливочного окна" включается первый электромагнит 71 первого гидрораспределителя 6 и рабочая жидкость (масло) поступает от напорной магистрали 93 машины литья под давлением через первый гидрораспределитель 6 по трубопроводам 94 и 20 в поршневую полость гидроцилиндра 3 прессования.

Штоковая полость этого гидроцилиндра по линии 95 через клапан 5 слива сообщается со сливом 96. Пресс-поршень 1 движется вперед (влево) перекрывает заливочное окно пресс-стакана 14.

При подаче команды "Запрессовка включается электромагнит 25 (фиг.2) второго гидрораспределителя 24. При этом масло поступает от аккумулятора

22 через клапан 17 прессования, трубопроводы 18, 19 и 20 (фиг.1 и 2) в поршневую полость гидроцилиндра 3 прессования. Пресс-поршень 1 разгоняется до заданной скорости и после заполнения пресс-формы 13 расплавленным металлом останавливается, давление масла в поршневой полости гидроцилиндра 3 прессования возрастает.

На вход третьего элемента 54 И от системы управления машины литья под

1468648

45 давлением поступает команда "Подпрессовка", включается электромагнит

31 (фиг.2) третьего гидрораспределителя 30. При этом масло поступает через клапан 26 подпрессовки по трубопроводам 29, 27 и 28 в поршневую полость мультипликатора 4, который по-. вышает конечное давление в поршневой полости гидропилиндра 3 прессования и на расплавленный металл в полости пресс-формы 13. При повышении давления в поршневой полости гидроцилиндра 3 прессования датчик 11 давления прессования дает команду по линиям 42 и 97 (фиг.3) блоку 37 выдержки времени кристаллизации оболочки отливки на отработку расчетного времени кристаллизации в реальном масштабе, Одновременно команда от патчика 11 давления прессования поступает по линиям 42 и 41 на второй блок 33 памяти, который запоминает величину пресс-остатка по показанию датчика 8 положения пресс-поршня. 25

Указанное значение величины прессостатка, а также значение температуры .заливаемого металла от датчика

12 (фиг.1) температуры заливаемого металла поступают по линии 43 через 3р третий блок 34 (фиг.3) памяти во второй функционально решающий блок

36, который рассчитывает время, необходимое для полного затвердевания пресс-остатка и вносит результат в блок 38 выдержки времени затвердевания пресс-остатка.

По истечении времени кристаллизации оболочки отливки на выходе блока 37 выдержки времени кристаллизации оболочки отливки появляется команда, поступающая гю линиям 62, 61, 60 (фиг.I и 3) на вход первого элемента 46 ИЛИ через нормально замкнутый ключ 49, по линиям 62, 63— на управляющий вход блока 50 сравнения, по линии 98 — на вход управления блока 38 выдержки времени затвердевания пресс-остатка, включая этот блок на отработку времени, необходимого для полного эатвердевания пресс-остатка. На выходе первого элемента 46 ИЛИ появляется сигнал, запрещающий работу первого, второго и третьего элемента 52, 53, 54 И. В результате электромагниты 71, 25 и

3 1 (фиг. 1 и 2) гидрораспределителей

6, 24 и 30 выключаются. Указанный сигнал, пройдя по линиям 83 и 82 через инвертор 56, поступает на вход четвертого элемента 55 И, как разрешающий включение по линии 70 второго электромагнита 72 первого гидрораспределителя 6. При этом поршневые полости гидроцилиндра 3 прессования и мультипликатора 4 сообщаются по трубопроводам 20, 94 и 28, 99 соответственно через первый и третий гидрораспределители б, 30 со сливами 100 и 101, а их штоковые полости— по линиям 95 и 102 через клапан 5 слива и первый гидрораспределитель 6 с напорной магистралью 93. Пресспоршень 1 начинает движение назад.

На выходе датчика 8 положения пресспоршня появляются импульсы, поступающие по линиям 40 и 65 на сравнивающий вход блока 50 сравнения, другой сравнивающий вход которого подключен к задатчику 51 хода пресспоршня. Разрешение на сравнение чисел импульсов поступает на управляющий вход блока 50 сравнения от блока

37 (фиг.3) выдержки времени кристаллизации оболочки отливки по линиям

63 и 62 (фиг.1). Когда число импульсов, приходящее от датчика 8 положения пресс-поршня, станет равным числу, заданному на задатчике 51 хода пресс-поршня, с выхода блока 50 сравнения по линии 64 поступает команда на размыкание нормально замкнутого ключа 49. При этом с входа первого элемента 46 ИЛИ снимается команда, разрешающая включение второго электромагнита 72 первого гидрораспределителя 6. В результате пресс-поршень 1 останавливается на отрезке пути, заданном с помощью задатчика 51 хода пресс-поршня. По мере отвода пресс-поршня 1 незатвердевшая часть металла выдавливается избытком давления в газовых порах из отливки через питатель в прессстакан 14,. давление газа в объеме залитого металла падает. Величина хода пресс-поршня определяется в процессе отработки технологии получения пенометаллической отливки.

Пористость пенометаллической отливки увеличивается с повышением количества воздуха и газа, замешанных в расплавленном металле при заполнении пресс-формы, чему способствуют увеличение свободного объема пресс-стакана и скорости заполнения пресс-формы металлом, применение

1468648 смазочных материалов для пресс-формы с повышенной газотворнай способностью, исключение вентиляции рабочей полости пресс-формы.

По истечении времени, необходимого для полного затвердевания прессостатка, на выходе блока 38 (фиг.3) выдержки времени затвердевания прессостатка системы 15 расчета времени формируется команда "Раскрытие прессформы", поступающая по линии 45 (фиг.1) в систему управления машины литья под давлением. Одновременно эта команда поступает по линиям

59, 58 на управляющий вход таймера

48 и по линии 80 — на вход второго элемента 4? ИЛИ, разрешая включение первого электромагнита 71 первого гидрораспределителя 6. Пресс-поршень

1 движется вперед, выталкивая прессостаток. По окончании работы таймера 48 с его выхода на вход первого элемента 46 ИЛИ поступает команда, запрещающая работу первого электромагнита 71 первого гидрораспределителя 6, а также электромагнитов 25, 31 (фиг.2) второго и третьего гидрораспределителей 24, 30. Первый электромагнит 71 (фиг.1) первого гидрораспределителя 6 выключается, пресс-поршень 1 останавливается.

Указанная команда проходит по линиям 83 и 82 через инвертор 56 на

1 вход четвертого элемента 55 И, разрешая включение второго электромагнита 72 первого гидрораспределителя

6. В результате пресс-поршень 1 движется назад и останавливается в положении, контролируемом датчиком 9 исходного положения пресс-поршня, поскольку с выхода этого датчика на вход четвертого элемента 55 И по линии 81 поступает сигнал, выключающий второй электромагнит 72 первого гидрораспределителя 6.

Цикл работы устройства для управления пресс-поршнем машины литья под давлением закончен.

Преимущество устройства в сравнении с прототипом состоит в. том, что 50 оно позволяет получать пенометалли,ческие отливки с меньшей массой за счет снятия усилия с пресс-поршня и отвода его назад, как только в прессформе образуется тонкая оболочка, 55 удовлетворяющая. требованиям прочности и жесткости в готовой отливке, с тем, чтобы она имела максимально возможный пр/оцент порис тости . Пос кольку формирование пенометаллической отливки происходит при пониженном давлении газа в полости пресс-формы, появляется возможность термообработки отливки.

Преимущество устройства состоит в том, что оно увеличивает производительность машины литья под давлением за счет реализации технологического процесса получения пенометаллических отливок в автоматическом цикле.

Кроме того, предлагаемое устройство дает возможность получать массивные отливки с внутренними полостями без стержней, если конфигурация и качество поверхности этих полостей не регламентированы.

Формула и з обретения

Устройство для управления пресспоршнем машины литья под давлением, преимущественно для получения пенометаллических отливок, содержащее пресс-поршень, датчик исходного положения пресс-поршня, механизм прессования и подсоединенные к нему трубопроводами клапан слива, первый гидрораспределитель с электромагнитом, соединенным с входом "Перекрытие заливочного окна", и блок прессования с вторым и третьим. гидрораспределителями, электромагниты которых соединены с входами "Запрессовка" и "Dop,прессовка", систему расчета времени, содержащую вход "Заливка", блок выдержки времени кристаллизации оболочки отливки, блок выдержки времени затвердевания пресс-остатка, причем входы управления и выходы этих блоков подсоединены соответственно к датчику давления прессования и к выходу "Раскрытие прессформы", а также первый, второй и третий блоки памяти, подсоединенные входами соответственно к датчикам температуры пресс-формы, положения пресс-поршня и температуры заливаемого металла, при этом вход управления второго блока памяти соединен с датчиком давления прессования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения массы отливок и повышения производительности машины литья под давлением, оно

1468648

10 снабжено блоком логики, содержащим два элемента ИЛИ, таймер, нормально замкнутый ключ, блок сравнения,задатчик хода пресс-поршня; четыре элемента И и инвертор, причем входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами "Раскрытие пресс-формы" и блока выдержки времени кристаллизации оболочки отливки соответственно ерез .таймер и нормально замкнутый ключ, параллельно которому подсоединен управляющий вход блока сравнения, выход и сравнивающие входы этого блока соединены с входом управления нормально замкнутого ключа, датчиком положения пресс-поршня и задатчиком хода пресс-поршня, одними из двух входов первые три элемента

И соединены соответственно с выходом второго элемента ИЛИ, входами "Запрессовка" и "Подпрессовка, другие входы трех элементов И подсоединены к выходу первого элемента ИЛИ, а их выходы подсоединены к электромагнитам первого, второго и третьего гидрораспределителей, входы второго элемента ИЛИ соединены с входом

"Перекрытие заливочного окна" и выходом "Раскрытие пресс-формы, при этом входы четвертого элемента И подсоединены к датчику исходного положения пресс-поршня и через инвертор — к выходу первого элемента

ИЛИ, выход четвертого элемента И подсоединен к второму электромагниту первого гидрораспределителя.

1468648

Фиа. 2

Составитель А.Абросимов

Редактор А.Долинич Техред М. Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 1286/11 Тираж 710 П.одписиое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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