Спосіб визначення моменту розкриття прес-форми машини лиття під тиском

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для управления машинами литья под давле нием 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 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. Изобретение 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 СМ1800.9201 и СМ-1800.9301, а также модуль 4 вывода дискретных сигналов, например, СМ-1800.Э303. К одному из 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 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 фале 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 апуска 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 00 1668024 Аг - 0,5х/Л" ла (1) где А г - запаздывание температурной волны, с; х - линейная координата в направлении, перпендикулярном к поверхности стенки пресс-формы, м; г 0 - продолжительность 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 спая термопары равно тс Эсм я а где Я ,Лі -теплопроводность соответственно металла отливки и стальной пресс-формы, Вт/(м.°С). С, Сі -- средние удельные теплоемкости соответственно отливки и пресс-формы, Дж/{кг-°С); р,р\плотности соответственно отливки и пресс-формы, кг/м 3 , 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, опре15 деляемый по падению показаний датчика усилия,установленного на выталкивателе: где Аг і - запаздывание температурной волны в пресс-форме на уровне горячего спая, с; 20 < с - толщина смазки, м; 5м аСм -температуропроводность смазки, ; д ~ расстояние от границы поверхно25 сти пресс-формы до горячего спая термопары в направлении, перпендикулярном к поверхности, м. Значение Д г і определяется идентификацией экспериментальных данных: это момент - \п (7) где т.пфк, Ьтпк - соответственно значение температуры пресс-формы и отливки в момент кристаллизации последней, °С; Гк - 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 А,определенное в момент начала криЗО сталлизации. выхода на максимум показаний термопары, Определение момента раскрытия отсчитанный от момента конца заливки мепресс-формы согласно алгоритму (фиг. 2) наталла в пресс-форму и принятый за начало чинается при поступлении сигнала "2 фаза операции контроля температурного режима прессования". Запускается таймер Ті на пеотливки. Изменение во времени температуры 35 риод извлечения отливки, и осуществляются последовательные опросы датчика точки активного слоя пресс-формы можно температуры пресс-формы. Последующие описать формулой для инерционного звена значения температуры пресс-формы сравпервого порядка с чистым запаздыванием: ниваются с предыдущими и при получении t-пф = t M (1 ЧсіДґі)ехр{-Аі(т-Дгі)3, (3) 40 максимального значения определяют величигде їм - температура заливаемого металла ны An и ki формулы (3). При этом коэффиципо показаниям термопары погружения, °С; ент^ определяется в момент максимального Ai - коэффициент, зависящий от постозначения по зависимости янной времени переходного процесса, определяемый геометрической координатой и 45 системой охлаждения пресс-формы, с" ; Изменение температуры отливки можПоследовательные опросы датчика темно выразить формулой пературы продолжают и при получении сигт.отл = Тмехр( -Ат), (4) нала о начале кристаллизации (снижение где А - коэффициент;, зависящий от поусилий на плиту выталкивателей до нуля), стоянной времени переходного процес- 50 фиксируют значения tnK, т* и по формуле са, определяемый системой охлаждения (7) определяют величину А. Значение велипресс-формы, с . чины температуры кристаллизации определяется сплавом, из которого производит Учитывая, что отливки. Дальнейший контроль температуры (5) 55 отливки до момента, когда ее температура станет на 5-10°С ниже температуры фазового превращения, произзодят по формуле (5), можно записать подставив значение А, определенное в моД6) мент кристаллизации отливки. При дости 1668024 жении температурой отливки заданного значения выдается управляющее воздействие на раскрытие пресс-формы, Если температура отливки не достигает заданного значения в течение времени, равного максимально 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%. ливки при снижении температуры на5-10°С ниже температуры фазового превращения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, дополнительно контролируют момент кристаллизации отливки по усилию на толкатели и определяют температуру отливки по формуле ЇОТЛ — 71 • • ' ^— где to™. тл - соответственно температура .ф отливки и пресс-формы, °С; Дгі - запаздывание температурной 15 волны в пресс-форме на уровне горячего Формула изобретения Способ определения момента раскрыспая термопары, с; тия пресс-формы машины литья под давлег - текущее время, отсчитываемое от нием преимущественно при производстве момента конца заливки металла в прессдеталей из сплавов, имеющих фазовые преформу, с; вращения при температурах ниже темпера- 20 А - коэффициент, зависящий от,постотуры солидуса, включающий введение янной времени переходного процесса, опрасплавленного металла известной темпеределяемый геометрической координатой и ратуры в полость пресс-формы, кристаллисистемой охлаждения пресс-формы, с-1; зацию его, измерение температуры в точке (о, кг - коэффициенты. ,..,'. ,, пресс-формы и удаление затвердевшей от- 25 1668024 f Ноиало j бьшислете torn/} к-=о Mem Запуск таймера ж период изЗяецетя Си?нал_ об аварийной ситуации Qnpoc&amwi ко температурь/ rrpecc Ujf/рщего воз {раскрытие тресс-фар ( /Сомец j Щиг. 2 Редактор О. Юрковецкая Составитель А. Абросимов Техред М Моргентал Корректор Заказ 2607 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101