Устройство для управления пресс-поршнем машины литья под давлением

(21) (22) ремени кр ивки и вы с блоками держк изации о очк сст 7 ский инлитьяельман тут (72) (53) (56) У 10 ство СССР /32, 1983. стности к может быть литья под нно для пол отливокЦель изобретенияотливок и .повышение ение массыводительвлением. прессавлениемания, блокета временьш ои ности ма Устройст ны лить д да ения о для упра ашины лить нем одсов анизм ержи прессования, сист ы литья по ст производител авлением. Изобретени литеинотносит ит ос в ч му производствупод давлением,зовано в машина йство для ашины лиазано устр с в поршн ем, на ф)п ройства, и пок На фиг.1управления птья под давлпрессованиясистема расч может быть испол.2 - бл а фиг.3 стройст пр еимуще с еталлическ например,ов, звукоелью изобре массы отлнием пено вре качестве теплоизои виброгасителей. ения является умень лято Ц шениия прессля управл литья под троиство д ем машины давлени ( Фнг. 1 по одержит пресс-по вок и повышение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 4297605/23-0217,08.8730.03.89. Ьюл. Р 12Научно-исследователпециальных способовА.Б.Ремнев и Д.Н.Пе621.74.043 (088.8)Авторское свидетель8874, кл. В 22 П 17 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕССОРШНЕМ МАШИНЫ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ57) Изобретение относится к литейому производству, в ч итью под давлением, и спользовано в машинах давлением, преимуществчения пенометаллических литья под давлевенно для получения х отливок, применяедержки времени затвердевания преостатка, гидрораспределитель, дачики исходного положения пресс-поршня и параметров технологическогопроцесса, входы "Перекрытие заливочного окна", 13 апрессовка", "Подпрессовка" и выход "Раскрытие прессформы". Новым в устройстве являетсяоборудование 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 образоммежду собой и подключенным к системе расчета времени, датчикам положения пресс-поршня, блоку прессованияи электромагнитам гидрораспределителя, обеспечивая работу устройствапри получении пенометаллических отливок в автоматическом цикле с учетом параметров технологического процесса 3 илмеханизм 2 прессования, снабженный гидроцилиндром 3 прессования и муль" типликатором 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 вре. мени и блок 16 логики.25Блок 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 под 40 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 гидро 45 распределителю 30 с электромагни-. том 31. Система 15 (фиг.1 и 3) расчета времени предназначена для; расчета50 времени кристаллизации оболочки отливки с учетом температуры прессформы и температуры заливаемого металла, расчета времени затвердевания пресс-остатка с учетом температуры заливаемого металла и величины прессостаткаф формирования сигнала на отвод пресс-.поршня в заданное положение по истечении времени кристалли-зации оболочки отливки для снижения давления газа в полости прессформы и образования в отливке повышенной пористости или пустоты,"формирования сигнала на раскрытиепресс-формы и выталкивание отливкипосле затвердевания пресс-остатка.Система 15 расчета времени содержит первый, второй и третий блоки32, 33 и 34 (фиг.З) памяти, первыйи второй функционально решающие блоки 35 и 36, блок 37 вьдержки времени кристаллизации оболочки отливкии блок 38 вьдержки времени затвердевания пресс-остатка, соединенные соответственно через первый и второйфункционально решающие блоки 35 и36 с первым и вторым блоками 32 и33 памяти, Входы первого и второгоблоков 32 и 33 памяти подключены линиями 39 и 40 к датчику 10 температуры пресс-формы и датчику 8 положения пресс-поршня. Вход управлениявторого блока 33 памяти соединен линиями 41 и 42 с датчиком 11 давления прессования. Вход третьего блока34 памяти подсоединен линией 43 к датчику 12 температуры заливаемогометалла, выход - к входам первого ивторого функционально решающих блоков 35 и 36. Входы управления первого и третьего блоков 32 и 34 памяти соединень 1 линией 44 с выходомсистемы управления машины литья под давлением "Заливка". Выход блока 38 выдержки времени затвердеванияпресс-остатка соединен линией 45 свходом системы управления машины литья под давлением "Раскрытие прессформы". Вход управления блока 37 вьдержки времени кристаллизации оболочки отливки подключен линией 42 к датчику 11 давления прессования, выход - к входу управления блока 38 выдержки времени затвердевания пресс- остаткаБлок 16 (фиг. 1) логики содержит два элемента 46, 47 ИЛИ, таймер 48, нормально замкнутый ключ 49, блок 50 сравнения, задатчик 51 хода пресс- поршня, четыре элемента 52-55 И и инвертор 56. Входы первого элемента 46 ИЛИ соединены линиями 57, 58 и 59 с блоком 38 (фиг.З) вьдержки времени затвердевания пресс-остатка, входящим в состав системы 15 (фиг. 1) расчета времени, и линиями 60, 618648 6 55 5 146 и 62 - с блоком 37 (фиг.З) 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 52- 55 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,З) 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 пресс" поршнем 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 давле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 нием блоки 32 и 34 (фиг.З) 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 температуры заливаемого металла. Указанные значения температур поступают из блоков 32 и 34 (фиг,З) 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 пресс- стакан 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 отсистемы управления машины литья под1468648 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 гидроцилиндра 3 прессования и на расплавленный металл в полости пресс-формы 13. При повыше нии давления в поршневой полости гидроцилиндра 3 прессования датчик 11 давления прессования дает команду по линиям 42 и 97 (фиг.З) 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 пресс- остатка, а также значение температуры .заливаемого металла от датчика 12 (фиг.1) температуры заливаемого металла поступают по линии 43 через ЗО третий блок 34 (фиг.З) 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 кристалли" зации оболочки отливки на выходе блока 37 выдержки времени кристаллизации оболочки отливки появляется команда, поступающая по линиям 62, 61, 60 (фиг.1 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 50 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. Пресс- поршень 1 начинает движение назад. На выходе датчика 8 положения пресс- поршня появляются импульсы, поступающие по линиям 40 и 65 на сравнивающий вход блока 50 сравнения, другой сравнивающий вход которого подключен к задатчику 51 хода пресс- поршня. Разрешение на сравнение чисел импульсов поступает на управляющий вход блока 50 сравнения от блока 37 (фиг.З) 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 пресс- стакан 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, применениесмазочных материалов для пресс-формы с повышенной газотворной 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 времениформируется команда "Раскрытие прессформы", поступающая по линии 45(фиг.1) в систему управления машины литья под давлением. Одновременно эта команда поступает по линиям59, 58 на управляющий вход таймера48 и по линии 80 - на вход второгоэлемента 4 ИЛИ, разрешая включениепервого электромагнита 71 первогогидрораспределителя 6. Пресс-поршень1 движется вперед, выталкивая прессостаток. По окончании работы таймера 48 с его выхода на вход первогоэлемента 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. Первыйэлектромагнит 71 (фиг.1) первогогидрораспределителя 6 выключается,пресс-поршень 1 останавливается.Указанная команда проходит по линиям 83 и 82 через инвертор 56 на1вход четвертого элемента 55 И, разрешая включение второго электромагнита 72 первого гидрораспределителя6. В результате пресс-поршень 1 движется назад и останавливается в положении, контролируемом датчиком 9исходного положения пресс-поршня,поскольку с выхода этого датчикана вход четвертого элемента 55 И полинии 81 поступает сигнал, выключающий второй электромагнит 72 первогогидрораспределителя 6,Цикл работы устройства для управления пресс-поршнем машины литья поддавлением закончен,Преимущество устройства в сравнении с прототипом состоит н. том, что 50оно позволяет получать пенометалли,ческие отливки с меньшей массой засчет снятия усилия с пресс-поршня иотвода его назад, как только в прессформе образуется тонкая оболочка, 55удовлетворяющая. требованиям прочности и жесткости в готовой отливке, стем, чтобы она имела максимально возможный пр/оцент пористости,Поскольку 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 изобретенияУстройство для управления пресс- поршнем 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 Подпрессовка", 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, оно10 снабжено блоком логики, содержащимдва элемента ИЛИ, таймер, нормальнозамкнутый ключ, блок сравнения,задатчик хода пресс-поршня; четыреэлемента И и инвертор, причем входыпервого элемента ИЛИ соединены свыходами "Раскрытие пресс-формы"и блока выдержки времени кристаллизации оболочки отливки соответственно через .таймер и нормально замкнутый ключ, параллельно которому подсоединен управляющий вход блока сравнения, выход и сравнивающие входыэтого блока соединены с входом управления нормально замкнутого ключа,датчиком положения пресс-поршня изадатчиком хода пресс-поршня, однимииз двух входов первые три элемента И соединены соответственно с выходомвторого элемента ИЛИ, входами Запрессовка" и "Подпрессовка", другиевходы трех элементов И подсоединенык выходу первого элемента ИЛИ, а ихвыходы подсоединены к электромагнитам первого, второго и третьегогидрораспределителей, входы второгоэлемента ИЛИ соединены с входомПерекрытие заливочного окна" и выходом "Раскрытие пресс-формы, приэтом входы четвертого элемента Иподсоединены к датчику исходногоположения пресс-поршня и через инвертор - к выходу первого элементаИЛИ, выход четвертого элемента Иподсоединен к второму электромагнитупервого гидрораспределителя,1468648 орректор Л,Патай Подписн аказ 1286/11 Тираж 7 НИИПИ н ниэводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород,Гагарина, 1 Составитель А.Абросидактор А.Долинич Техред М.Ходанич сударствеиного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Р тениям и открытиям прн ГКНТ ССС ская наб., д. 4/5