RU2026144C1

RU2026144C1 - Method of controlling casting machine and apparatus embodying same

Info

Publication number: RU2026144C1
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Церковницкий; Владимир Святославович Богушевский; Игорь Леонидович Лигоцкий; Валентина Семеновна Скороходова
Original assignee: Государственное предприятие N 36 "Асу Термо"; Научно-производственное объединение "Киевский институт автоматики"
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1995-01-09

Abstract

FIELD: foundry practice. SUBSTANCE: the operating principle is based on controlling the composition of the lubricant depending on the effort needed to eject the casting and the density of the withdrawn casting. A lubricant of controlled composition provides for stabilizing the technique of removing the casting and improving its quality owing to a reduced porosity. A simultaneous control of the gap between the mould halves prevents the splashing of metal from the mould. EFFECT: improved quality of castings. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к смазке форм при литье под давлением. The invention relates to foundry, namely to the lubrication of molds during injection molding.

Целью изобретения является повышение качества отливок. The aim of the invention is to improve the quality of castings.

На фиг. 1 представлена схема устройства для смазки форм литья под давлением; на фиг.2 - схема блока определения плотности отливки. In FIG. 1 is a diagram of a device for lubricating injection molds; figure 2 is a block diagram for determining the density of the casting.

Устройство содержит систему 1 подготовки смазки различного состава, включающую резервуары 2 и 3 соответственно для смазывающего материала и разбавителя, соединенные посредством трубопроводов 4 с насосами 5 и через электроуправляемые дроссели 6 с баком 7, соединенным через электроуправляемый клапан 8 с пневматической сетью 9. Кроме того, устройство содержит систему 10 нанесения смазки на поверхность формы, включающую форсунки 11, соединенные с пневматической сетью 9 через электроуправлемый клапан 12, а трубопроводами через электроуправляемый клапан 13 и насос 14 с баком 7. Датчики 15 усилий, установленные на выталкивателях 16, соединены с входами блока 17 управления, другие входы которого соединены с датчиком 18 контроля зазора между полуформами, датчиком 19 начального запуска, датчиком 20 момента раскрытия формы, датчиком 21 момента смыкания полуформ и выходом блока 22 определения плотности отливки, соответствующие входы которого соединены с датчиком 23 массы отливки, датчиком 24 положения пресс-поршня и датчиком 25 конца кристаллизации отливки. Выходы блока 17 управления соединены с электроуправляемыми дросселями и клапанами. The device comprises a lubricant preparation system 1 of various compositions, including reservoirs 2 and 3 for lubricant and diluent, respectively, connected through pipelines 4 to pumps 5 and through electrically controlled chokes 6 to a tank 7 connected via an electrically controlled valve 8 to a pneumatic network 9. In addition, the device comprises a system 10 for applying lubricant to the surface of the mold, including nozzles 11 connected to the pneumatic network 9 through an electrically operated valve 12, and pipelines through an electrically controlled a valve 13 and a pump 14 with a tank 7. The force sensors 15 mounted on the ejectors 16 are connected to the inputs of the control unit 17, the other inputs of which are connected to the gap control sensor 18 between the half-molds, the initial start-up sensor 19, the mold opening moment sensor 20, the sensor 21 the moment of closing the half-molds and the output of the unit 22 for determining the density of the casting, the corresponding inputs of which are connected to the sensor 23 of the mass of the casting, the sensor 24 of the position of the press piston and the sensor 25 of the end of crystallization of the casting. The outputs of the control unit 17 are connected to electrically controlled chokes and valves.

Блок 22 определения плотности отливки содержит последовательно соединенные блок 26 памяти, цифроаналоговый преобразователь 27, блок 28 вычислительных операций и блок 29 сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком 30 плотности, а выход - с блоком 17 управления и является выходом блока 22. Второй вход блока 28 вычислительных операций соединен с датчиком 23 массы отливки и является первым входом блока 22. Первый и второй входы блока 26 памяти соединены соответственно с датчиком 24 положения пресс-поршня и датчиком 25 конца кристаллизации и являются соответственно вторым и третьим входами блока 22. Block 22 determining the density of the casting contains a series-connected memory block 26, a digital-to-analog converter 27, a computational operations block 28 and a comparison unit 29, the second input of which is connected to the density setter 30, and the output - to the control unit 17 and is the output of block 22. The second input of the block 28 computing operations connected to the sensor 23 of the mass of the casting and is the first input of the block 22. The first and second inputs of the block 26 of the memory are connected respectively to the sensor 24 of the position of the press piston and the sensor 25 of the end of crystallization and I are respectively the second and third inputs of block 22.

Датчики 15 усилий выталкивания отливки представляют собой датчики усилий типа ДСТБ-С-060, установленные на выталкивателях 16. The sensors 15 of the ejection forces of the casting are force sensors of the type DSTB-S-060 mounted on the ejectors 16.

В качестве датчика 18 контроля зазора между полуформами может быть использован датчик усилий типа ДСТБ-С-060, установленный на неподвижной полуформе и снабженный стержнем, соприкасающимся с подвижной полуформой при их смыкании. As the sensor 18 for monitoring the gap between the half-forms, a force sensor of the type DSTB-S-060 mounted on a fixed half-form and provided with a rod in contact with the moving half-form when they are closed can be used.

В качестве блока 17 управления может быть использована, например, ЭВМ СМ-1800, снабженная соответствующим УСО. As the control unit 17 can be used, for example, a computer SM-1800, equipped with the appropriate USO.

Датчик 19 начального запуска представляет собой электромеханическую кнопку. Датчик 20 момента раскрытия формы представляет собой контактное реле типа РПУ, запитываемое параллельно с электромагнитом включения гидропривода на раскрытие формы. Датчик 21 момента смыкания полуформ представляет собой, например, бесконтактный датчик положения типа ВТП101-24. Датчик 23 массы отливки представляет собой электронные весы, снабженные аналоговым выходом. Датчик 24 положения пресс-поршня выполнен, например, в виде щелевой линейки, жестко связанной с штоком пресс-поршня и снабженной выключателем импульсов ДФ-4УI. Датчик 25 конца кристаллизации отливки представляет собой контакты электромагнита блокирования смыкания плит. The initial start sensor 19 is an electromechanical button. The sensor 20 of the moment of opening the form is a contact relay of the RPU type, energized in parallel with the electromagnet switching on the hydraulic actuator to open the form. The sensor 21 of the moment of closing of the half-form is, for example, a non-contact position sensor of the type VTP101-24. The sensor 23 of the mass of the casting is an electronic balance equipped with an analog output. The sensor 24 of the position of the press piston is made, for example, in the form of a slit ruler rigidly connected to the rod of the press piston and equipped with a pulse switch DF-4UI. The sensor 25 of the end of the crystallization of the casting is the contacts of the electromagnet blocking the closure of the plates.

Блок 26 памяти может быть выполнен, например, на базе микросхемы типа К155 ТМ5, а цифроаналоговый преобразователь 27 - на базе микросхемы типа К5 72 ПА2. The memory block 26 can be performed, for example, on the basis of a chip type K155 TM5, and the digital-to-analog converter 27 - on the basis of a chip type K5 72 PA2.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В начале работы литейной машины приготавливают смазку с повышенным содержанием смазочного материала в разбавителе путем подачи сигнала от датчика 19 начального запуска в блок 17 управления. Блок 17 управления задает временные управляющие воздействия на электроуправляемые дроссели 6 на приготовление смазки требуемого состава в баке 7. Перемешивание смазки в баке 7 производится открытием электроуправляемого клапана 8 пневматической сети 9. At the beginning of the operation of the casting machine, grease is prepared with a high content of lubricant in the diluent by supplying a signal from the initial start sensor 19 to the control unit 17. The control unit 17 sets the temporary control actions on the electrically controlled chokes 6 to prepare the lubricant of the required composition in the tank 7. The lubricant is mixed in the tank 7 by opening the electrically controlled valve 8 of the pneumatic network 9.

В момент смыкания полуформ (регистрируемый датчиком 21 момента смыкания полуформ) перед заливкой металла в пресс-камеру литейной машины сигнал, характеризующий величину зазора между полуформами (d), от датчика 18 контроля зазора между полуформами поступает в блок 17 управления. При превышении величина зазора технологически допустимого значения (d > 1˙10^-6 м) за счет наличия облоя в разъеме формы блок 17 управления выдает сообщение о необходимости останова цикла литейной машины для удаления облоя. После удаления облоя смазка формы производится вручную. В противном случае цикл продолжается, и в момент получения сигнала блоком 17 управления от датчика 20 момента раскрытия формы после окончания кристаллизации отливки аналогично определяется наличие облоя в разъеме формы. Ввиду возникновения дополнительных усилий выталкивания отливки при наличии облоя, в этом случае состав смазки формы на следующий цикл не изменяют, оставляя прежним.At the moment of closing the half-molds (detected by the sensor 21 of the moment of closing the half-molds) before pouring the metal into the press chamber of the casting machine, a signal characterizing the size of the gap between the half-forms (d) from the sensor 18 for controlling the gap between the half-forms enters the control unit 17. When exceeding the gap technologically permissible value (d> 1˙10 ^-6 m) due to the presence of a flash in the mold connector, the control unit 17 issues a message about the need to stop the cycle of the casting machine to remove the flash. After removing the flake, the mold is lubricated manually. Otherwise, the cycle continues, and at the time of receipt of the signal by the control unit 17 from the sensor 20 of the moment of opening the mold after the crystallization of the casting is completed, the presence of a flash in the mold connector is likewise determined. Due to the occurrence of additional forces of pushing out the casting in the presence of a flash, in this case the composition of the lubricant does not change the mold for the next cycle, leaving it the same.

При отсутствии облоя блок 17 управления в течение времени 1-5 с от момента начала раскрытия формы, достаточного для подрыва и удаления отливки, периодически измеряет сигналы от датчиков 15 усилия выталкивания отливки, определяет наибольшее суммарное значение измеренных усилий (F_i) на выталкивателях и сравнивает их с максимально допустимым значением усилий (F_imax) и наибольшим предыдущим суммарным значением усилий (F_(i-1)). Кроме того, определяют соответствие плотности отливки допустимому значению. При этом в момент, соответствующий концу кристаллизации отливки (снятие блокировки смыкания плит) по сигналу от датчика 25 производится сброс-запись в блок 26 памяти значения длины L, м, пресс-остатка, соответствующего положению пресс-поршня, регистрируемого датчиком 24 положения пресс-поршня. С выхода блока 26 памяти через цифроаналоговый преобразователь 27 сигнал, соответствующий L, поступает на первый вход блок 28 вычислительных операций, на второй вход которого от датчика 23 массы отливки поступает сигнал, соответствующий массе отливки с пресс-остатком m, кг. Сигнал с выхода блока 28 вычислительных операций соответствует значению плотности отливки ρ_отл, кг/м³, определенной по формуле
ρ_отл=

= K₁m - K₂L - K₃, (I) где ρ- плотность металла, кг/м³;
D - диаметр камеры прессования, м;
V_g - суммарный объем литниковой системы и питателей, м³;
V - объем отливки, м³;
К₁, К₂, К₃ - числовые коэффициенты.In the absence of a flash, the control unit 17 for a period of 1-5 s from the start of the opening of the mold, sufficient to undermine and remove the casting, periodically measures the signals from the sensors 15 of the extrusion force of the casting, determines the highest total value of the measured forces (F _i ) on the ejectors and compares them with the maximum allowable value of efforts (F _imax ) and the largest previous total value of efforts (F _(i-1) ). In addition, determine whether the density of the casting is acceptable. At the same time, at the moment corresponding to the end of the crystallization of the casting (unlocking the locking of the plates), a signal from the sensor 25 resets / writes to the memory unit 26 the value of the length L, m, of the press balance corresponding to the position of the press piston registered by the sensor 24 of the press position piston. From the output of the memory unit 26 through a digital-to-analog converter 27, a signal corresponding to L is fed to the first input of the computational operations unit 28, to the second input of which a signal corresponding to the weight of the casting with a press balance of m, kg, is received from the cast mass sensor 23. The signal from the output of block 28 of the computing operations corresponds to the value of the density of the casting ρ _ex , kg / m ³ determined by the formula
ρ _exc =

= K ₁ m - K ₂ L - K ₃ , (I) where ρ is the density of the metal, kg / m ³ ;
D is the diameter of the pressing chamber, m;
V _g - the total volume of the gating system and feeders, m ³ ;
V is the volume of the casting, m ³ ;
K ₁ , K ₂ , K ₃ are numerical coefficients.

Этот сигнал в блоке 29 сравнения сравнивается с сигналом, поступающим от задатчика 30, соответствующим допустимой плотности отливки ρ_доп, кг/м³. В случае ρ_отл≥ρ_доп с выхода блока 29 сравнения в блок 17 управления поступает сигнал о том, что данный состав смазки обеспечивает качество отливки по пористости. Этот состав смазки, который устанавливает фактическое необходимое начальное содержание смазочного материала и разбавителя, в блоке 17 управления принимается как начальный. В случае, если F_i > F_imax, то состав смазки для него на следующий цикл выбирают соответствующим начальному. При отсутствии предыдущего значения F_(i-1) состав смазки на следующий цикл не изменяют. В противном случае состав смазки не изменя- ют при

> 0,05 и выбирают состав смазки с большим содержанием разбавите- ля при

≅ 0,05
После проведения измерений и определения состава смазки на следующий цикл блок 17 управления выдает управляющие воздействия на электроуправляемый клапан 13 для подачи смазки к форсункам 11, с одновременным включением электроуправляемого клапана 12 пневматической сети 9. Производится смазка формы, по окончанию которой блок 17 управления выдает управляющее воздействие на приготовление уже определенного состава смазки для следующего цикла машины литья под давлением.This signal in block 29 comparison is compared with the signal from the setter 30, corresponding to the allowable density of the casting ρ _add , kg / m ³ . In the case of ρ _ex ≥ ≥ _additional from the output of the comparison unit 29, a signal is received in the control unit 17 that this lubricant composition ensures the quality of the porosity of the casting. This lubricant composition, which sets the actual required initial content of the lubricant and diluent, in the control unit 17 is taken as the initial. If F _i > F _imax , then the lubricant composition for it for the next cycle is chosen corresponding to the initial one. In the absence of the previous value of F _{(i-1), the} composition of the lubricant for the next cycle does not change. Otherwise, the composition of the lubricant does not change when

> 0.05 and choose a lubricant composition with a high diluent content at

≅ 0.05
After taking measurements and determining the composition of the lubricant for the next cycle, the control unit 17 gives control actions to the electrically controlled valve 13 for supplying lubricant to the nozzles 11, while turning on the electrically controlled valve 12 of the pneumatic network 9. The mold is lubricated, at the end of which the control unit 17 gives out a control action to prepare an already defined lubricant composition for the next injection molding machine cycle.

Порядок функционирования блока 17 управления на последующих циклах сохраняется. Останов машины литья под давлением при раскрытии формы для удаления облоя не производится, так как возможно его удаление вместе с отливкой. The functioning order of the control unit 17 in subsequent cycles is maintained. The injection molding machine is not stopped when the mold is removed to remove the flake, since it can be removed together with the casting.

П р и м е р. Смазка форм литья под давлением производится установкой, включающей смазчик из комплекта КОМ 1,25Э, смонтированной на машине литья под давлением модели 711Б08 с усилием запирания 2,5 МН, диаметр камеры прессования D = 0,1 м, при изготовлении крышки редуктора из алюминиевого сплава с ρ= 3 ^.10³ кг/м³, рассчитанный по геометрическим размерам формы объем отливки V = 1,1^.10^-4 м³, суммарный объем литниковой системы и питателей V_g = 0,6 ^. 10^-5 м³. Таким образом, для данной отливки К₁ =9091 кг/м³; К₂= 21,4 x x10⁴ кг/м⁴, К₃ = 163,6 кг/м³. После нагрева формы до 230-250^оС приготавливают смазку путем смешивания четырех частей смазочного материала и одной части разбавителя. Измеряют усилие выталкивания отливки, которое составило 9,8 кН. Затем измеряют массу отливки m = 0,48 кг и длину пресс-остатка L = 6,5 ^.10^-3 м, определяют по формуле (1) плотность отливки ρ_отл = 2,81^.10^-3 кг/м³ и сравнивают с допустимой плотностью ρ_доп = 2,85 ^. 10³ кг/м³ (ρ_отл<ρ_доп). Затем постепенно увеличивают количество разбавителя в смазке, замеряя при этом усилия выталкивания. При получении смазки путем смешивания трех частей смазочного материала и одной части разбавителя усилие выталкивания составило 10,7 кН, при этом m = 0,49 кг; L = 6,6 ^. 10^-3 м и ρ_отл= 2,88 ^. 10³ кг/м³(ρ_отл>ρ_доп) .Таким образом, последний состав смазки в дальнейшем используется как начальный. Продолжают далее увеличивать количество разбавителя в смазке, замеряя при этом усилие выталкивания. Разбавление ведут до значений, при которых не происходит надежного выталкивания отливки (это предельное значение соответствует усилию выталкивания 29 кН). Максимальное усилие выталкивания составляет 0,8 от предельного - 23,2 кН. Дальнейшую смазку формы ведут в соответствии с приведенным порядком.PRI me R. Lubrication of injection molds is carried out by an installation that includes a lubricator from the KOM 1.25E kit mounted on a model 711B08 injection molding machine with a locking force of 2.5 MN, a diameter of the pressing chamber D = 0.1 m, when manufacturing the gearbox cover from aluminum alloy with ρ = 3 ^. 10 ³ kg / m ³ calculated on the geometric dimensions of the mold casting volume V = 1,1 ^. 10 ^-4 m ³ , the total volume of the sprue system and feeders V _g = 0.6 ^. 10 ^-5 m ³ . Thus, for a given casting, K ₁ = 9091 kg / m ³ ; K ₂ = 21.4 x x ⁴ kg / m ⁴ , K ₃ = 163.6 kg / m ³ . After heating the mold to 230-250 ^C. grease prepared by mixing four parts of lubricant to one part diluent. The pushing force of the casting is measured, which is 9.8 kN. Then measure the mass of the casting m = 0.48 kg and the length of the press residue L = 6.5 ^. 10 ^-3 m, determined by the formula (1), the density of the casting ρ _ex = 2.81 ^. 10 ^-3 kg / m ³ and compared with an allowable density ρ _add = 2.85 ^. 10 ³ kg / m ³ (ρ _ex <ρ _add ). Then gradually increase the amount of diluent in the lubricant, while measuring the ejection forces. Upon receipt of the lubricant by mixing three parts of the lubricant and one part of the diluent, the ejection force was 10.7 kN, with m = 0.49 kg; L = 6.6 ^. 10 ^-3 m and ρ _ex = 2.88 ^. 10 ³ kg / m ³ (ρ _ex > ρ _extra ). Thus, the last lubricant composition is used as the initial one. Continue to further increase the amount of diluent in the lubricant, while measuring the ejection force. Dilution is carried out to values at which reliable ejection of the casting does not occur (this limit value corresponds to an ejection force of 29 kN). The maximum pushing force is 0.8 from the limit - 23.2 kN. Further lubrication of the mold is carried out in accordance with the above procedure.

Испытание макета, реализующего предлагаемое техническое решение, показало, что использование предлагаемого способа и реализующего его устройства для смазки форм литья под давлением позволяет повысить производительность на 5%, стойкость формы на 10%, снизить затраты на ремонт и эксплуатацию литейного оборудования на 2%, снизить брак отливок на 5%. Testing the layout that implements the proposed technical solution showed that the use of the proposed method and its device for lubricating injection molds can increase productivity by 5%, mold resistance by 10%, reduce the cost of repair and maintenance of foundry equipment by 2%, reduce rejects castings by 5%.

Claims

METHOD FOR MANAGING A PRESSURE CASTING MACHINE AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION.

1. A method of controlling an injection molding machine, including the preparation of a lubricant of various compositions, applying it to the surface of a mold, measuring the force to push the casting out of the mold, measuring the gap between the half-molds at the moments of opening the mold and closing the half-molds respectively, determining the size of the gap in the mold connector and regulation of the composition of the lubricant depending on the measured forces and the presence of a flash, and the regulation of the composition of the lubricant begins from the maximum content of lubricant in it by increasing the diluent content, while the diluent content is kept the previous one in the presence of a burr at the time of opening the mold, it decreases with increasing force of pushing the casting out of the mold above the technologically permissible value and the absence of burr, and if there is a burr at the moment of closing the half-molds, it is removed, characterized in that , in order to improve the quality of castings, the mass of the casting with a press residue is additionally measured, the position of the press piston at the time of casting crystallization, the density of the casting is determined, the fact nical desired initial quantity of lubricant and a diluent to be lubricated, in which the casting density is not less than the predetermined and the content of diluent increases ejection force from the casting mold above technologically permissible value and no burr is reduced to set the actual primary content.

2. A device for controlling an injection molding machine, comprising a control unit connected to a lubricant preparation system of various compositions, a lubricant deposition system on the mold surface, sensors for controlling the gap between the half-molds, casting pushing forces, initial start-up, the moment the mold opens and the half-mold closes, characterized in that, in order to improve the quality of the castings, it further comprises a cast mass sensor, a pressure piston position sensor and a cast crystallization end sensor connected through the block determining the density of the casting to the control unit.