Способ определения момента раскрытия пресс-формы машины литья под давлением

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для управления машинами литья под давлением и литьевыми машинами. Цель - повышение производительности литейной машины. В основу технического решения положены операции, включающие введение расплавленного металла в полость пресс-формы, его кристаллизацию, измерение температуры в точке объема пресс-формы и удаление затвердевшей отливки при снижении температуры на 5 - 10°С ниже температуры фазового превращения сплава. Новым является контроль момента кристаллизации отливки, например, по усилию на толкатели. Дополнительный контроль момента кристаллизации отливки позволяет учесть влияние слоя смазки, а также системы охлаждения на процессы кристаллизации и охлаждения отливки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 В 22 0 17/32

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714590/02 (22) 05.07,89 (46) 07.08.91. Бюл. ¹ 29 (71) Киевский институт автоматики им, XXV съезда КПСС (72) В.С. Богушевский, Н.А. Сорокин, Н.С.Церковницкий и И,Л.Лигоцкий (53) 621 74.043.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 473562, кл. В 22 0 17/00, 1974, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

РАСКРЫТИЯ ПРЕСС-ФОРМЫ МАШИНЫ

ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для управления машинами литья поддавлеИзобретение относится к технологическим процессам машин литья под давлением и может быть использовано для управления литьевыми машинами

Целью изобретения является повышение производительности литейной машины.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг, 2 — блок-схема алгоритма работы устройства.

Устройство (фиг. 1) состоит из вычислительного блока 1, выполненного на базе микро ЭВМ, например СМ-1810.31, включающего модули 2 и 3 ввода аналоговых и дискретных сигналов, например CM1800.9201 и CM-1800 9301, а также модуль 4 вывода дискретных сигналов, например

CM-1800.9303, К одному иэ входов модуля 2 ввода аналоговых сигналов подключен датчик 5 температуры пресс-формы, например термопара ТХК-0529, установленный в отверстии пресс-формы на расстоянии 0,2-0,5. Ж 1668024 А1 нием и литьевыми машинами. Цель — повышение производительности литейной машины. В основу технического решения положены операции, включающие введение расплавленного металла в полость прессформы, его кристаллизацию, измерение температуры в точке объема пресс-формы и удаление затвердевшей отливки при снижении температуры на 5-10 С ниже температуры фазового превращения сплава, Новым является контроль момента кристализации отливки, например, по усилию на толкатели. Дополнительный контроль момента кристаллизации отливки позволяет учесть влияние слоя смазки, а также системы охлаждения на процессы кристаллизации и охлаждения отливки, 2 ил. мм от рабочей поверхности, к другому входу — датчик 6 измерения усилий на толкатели, например ДСТБ-С-060. К входу модуля ввода дискретных сигналов подключен датчик

7 перехода к второй фазе прессования, например контакт электромагнита в цепи подачи рабочей жидкости в поршневую полость цилиндра прессования. Первый выход модуля 4 ввода дискретных сигналов подключен в цепь включения электромагнита 8 клапана подачи рабочей жидкости в механизм перемещения подвижной части пресс-формы.

Второй выход модуля 4 подключен в цепь подачи сигнала об аварийной ситуации„например, сирены 9.

В момент впуска металла основную тепловую нагрузку несет лишь очень тонкий слой пресс-формы (до 1 мм). Запаздывание наступления максимальной температуры на, данной глубине по сравнению с колебаниями температуры на границе определяется по формуле

1668024

hT =-05хУТ: та где Ж1 — запаздывание температурной волны в пресс-форме на уровне горячего спея, с; 20 дс((толщина смазки, м; ас(— температуропроводность смазки, м /с; д — расстояние от границы поверхности пресс-формы до горячего спея термопары е направлении, перпендикулярном к поверхности,м, Значение ht > определяется идентификацией экспериментальных данных: это момент выхода на максимум показаний термопары, отсчитанный от момента конца заливки металла в пресс-форму и принятый эа начало операции контроля температурного режима отливки.

Изменение во времени температуры точки активного слоя пресс-формы можно описать формулой для инерционного звена первого порядка с чистым запаздыванием:

t„ф = т (1 — kiAti)exp(— Аф — At )), (3) где tQ — температура заливаемого металла 40 по показаниям термопары погружения, С;

А — коэффициент, зависящий от постоянной времени переходного процесса, определяемый геометрической координатой и

-1. системой охлаждения пресс-формы, с

Изменение температуры отливки можно выразить формулой

tpgл = tMexp(- А t), (4) где А — коэффициент;, зависящий от постоянной времени переходного процесса, опоеделяемый системой охлаждения пресс- формы, с, -1

Учитывая, что (5) 55

A1 = » i A=k2A, -Cp можно записать тлф = 1отл (1 — k1At1)exPA(— k t+k2At>+t). (6) где At — запаздывание температурной волны,с; х — линейная координата е напраеле- 5 нии, перпендикулярном к поверхности стенки пресс-формы, м; го — и родол жител ь ность цикла, с; а — температуропроводность стальной пресс-формы, м /с

С учетом слоя смазки, который приведен к эквивалентному слою с теплофизическими характеристиками стальной пресс-формы, запаздывание температурной волны на глубине заделки горячего спея термопары равно 15

Ь =О,5(а,. +а(т 1, (2)

zz a ла где А, il> — теплопроеодность соответственно металла отливки и стальной пресс-формы, Вт/(м оС), С, C> — средние удельные теплоемкости соответственно отливки и пресс-формы, Дж/(кг С); р,p> — плотности соответственно отливки и пресс-формы, кг/м, Величина А изменяется при производстве каждой отливки, так как охлаждение отливки и пресс-формы определяется толщиной слоя смазки при каждом смазывании преСС-формы. Определение ее производится в момент кристаллизации отливки, определяемый по падению показаний датчика усилия, установленного на выталкиеателе: тпфк

tn—

»отлк %Л 1) (7) — 2tk+ 2 1+tk

ГДЕ Т(тфк, Тотлк СООТВЕТСТВЕННО ЗНаЧЕНИЕ температуры пресс-формы и отливки в момент кристаллизации последней, С;

t((— момент начала кристаллизации отливки, с, Дальнейший контроль температуры отливки до момента ее охлаждения на 5-10 С ниже температуры фазового превращения производят по формуле (6), подставив значение A,îïðåäåëåííîå в момент начала кристаллизации.

Определение момента раскрытия пресс-формы согласно алгоритму (фиг, 2) начинается при поступлении сигнала "2 фаза прессования". Запускается таймер Т1 на период извлечения отливки, и осуществляются последовательные опросы датчика температуры пресс-формы. Последующие значения температуры пресс-формы сравниваются с предыдущими и при получении максимального значения определяют величины gati и k1 формулы (3). При этом коэффициент 1 определяется в момент максимального значения по зависимости

k1 11 (1 tp ) (8)

Последовательные опросы датчика температуры продолжают и при получении сигнала о начале кристаллизации (снижение усилий на плиту выталкивателей до нуля), фиксируют значения т(тфк, гк и по формуле (7) определяют величину А. Значение величины температуры кристаллизации опрсделяется сплавом, иэ которого производят отливки. Дальнейший контроль температуры отливки до момента, когда ее температура станет на 5-10 С ниже температуры фазового превращения, производят по формуле (6), подставив значение А, определенное е момент кристаллизации отливки. При дости1668024 жении температурой отливки заданного значения выдается управляющее воздействие на раскрытие пресс-формы. Если температура отливки не достигает заданного значения в течение времени, равного мак- 5 симально возможному, выдается сигнал об аварийной ситуации и производится раскрытие пресс-формы.

Испытание устройства, реализующего способ, показало, что использование спосо- 10 ба по сравнению с прототипом позволяет увеличить производительность литейной машины на 11, Формула изобретения 15

Способ определения момента раскрытия пресс-формы машины литья под давлением преимущественно при производстве деталей из сплавов, имеющих фазовые превращения при температурах ниже темпера- 20 туры солидуса, включающий введение расплавленного металла известной температуры в полость пресс-формы, кристаллизацию его, измерение температуры в точке пресс-формы и удаление затвердевшей от- 25 ливки при снижении температуры на 5-10 С ниже температуры фазового превращения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, дополнительно контролируют момент кристаллизации отливки по усилию на толкатели и определяют температуру отливки по формуле

1отл

МгЖ1+г где tarn, 1пф сооТ88ТсТВ8ННо температура отливки и пресс-формы, С:

hei — запаздывание температурной волны в пресс-форме на уровне горячего спая термопары, с;

r — текущее время, отсчитываемое от момента конца заливки металла в прессформу, с;

А — коэффициент, зависящий от,постоянной времени переходного процесса, определяемый геометрической координатой и системой охлаждения пресс-формы, с-1;

k1, k2 — коэффициенты.

1668024 Ьг 2

Составитель А. Абросимов

Редактор О, Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М. КУчеРЯвав

Зэкээ 2607 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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