壓鑄機(jī)實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
摘要：對(duì)當(dāng)前眾所關(guān)注的壓鑄機(jī)實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)作了較為全面的闡述和介紹。從影響鑄件質(zhì)量的主要因素出發(fā)，提出實(shí)時(shí)壓射控制思路的由來，進(jìn)一步涉及到實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，及其時(shí)壓鑄鑄件所帶來的實(shí)效。闡述了組成該系統(tǒng)的關(guān)鍵之所在，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀提出應(yīng)該注意的問題，還有如何認(rèn)定系統(tǒng)本身應(yīng)具有的精度和靈敏度指標(biāo)，以及引進(jìn)該設(shè)備中所要求提供的測(cè)試數(shù)據(jù)等。
壓鑄件的質(zhì)量在很大程度上取決于壓鑄機(jī)壓射性能的優(yōu)劣。現(xiàn)代化的壓鑄機(jī)在壓射控制方面對(duì)沖頭速度和壓力曲線能夠做到編程，但是每一次壓射過程都會(huì)與事先所設(shè)定的曲線產(chǎn)生無法避免的偏差，在壓射過程中及時(shí)去修正這些偏差，糾正壓射中的相應(yīng)數(shù)據(jù)，并在極為短暫的時(shí)間內(nèi)將其切換成修正后的數(shù)據(jù)，回到原來所設(shè)定的zui小偏差范圍之內(nèi)，這就是實(shí)時(shí)壓射控制。
1影響壓鑄件質(zhì)量的主要因素
影響壓鑄件質(zhì)量的因素是多方面的，其中zui為主要的是充型條件，鑄件中的氣孔、尺寸精度及表面質(zhì)量等這些均與充型條件有密切關(guān)系。充型過程中可變因素復(fù)雜多樣，從總體上可以劃分為靜態(tài)的、人為的和動(dòng)態(tài)的3個(gè)類別。靜態(tài)方面包括：壓鑄機(jī)本身的性能、鑄件結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)能器壓力及增壓壓力。屬于人為的有：閥、定時(shí)開關(guān)、行程開關(guān)、金屬液的溫度及液壓油的粘度等。動(dòng)態(tài)方面的可變因素眾多，也是zui難以控制的，壓室中的金屬量、沖頭運(yùn)行時(shí)所受的阻力、模具溫度以及采用真空壓鑄時(shí)的負(fù)壓曲線等，都會(huì)對(duì)施加于金屬液上的壓力和沖頭的速度產(chǎn)生巨大的影響，而這兩方面又是影響充型條件zui為重要的參數(shù)。
2實(shí)時(shí)壓射控制的基本原理
嚴(yán)格的掌握壓射中參數(shù)變化的規(guī)律，使其始終處于恒定狀態(tài)，一直是壓鑄工作者努力的方向。從當(dāng)前參數(shù)變化曲線的測(cè)定和監(jiān)控中，我們可以得到很多的啟發(fā)。由圖1可知，理想的沖頭速度，既是沖頭所處位置的函數(shù)，也與沖頭行程有關(guān)，在位置p,為慢速起始速度，在位置pz為向前運(yùn)行的速度，在位置ps為充型階段的速度以及在位置p9為瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)到零的階段。這是一條理想的速度曲線，而實(shí)際情況如圖2所示。
圖1理想的沖頭速度曲線
圖2實(shí)際的沖頭速度曲線
利用現(xiàn)代化的測(cè)試手段，再加上設(shè)計(jì)出一種*控制系統(tǒng)，使每次壓射過程中反映在曲線上的偏差zui小，有其再現(xiàn)性，使鑄件的前后質(zhì)量都能有所保證。從鑄件的實(shí)際需要出發(fā)，設(shè)置一種環(huán)繞著以速度曲線為底線的公差帶，只要使每次壓射時(shí)的速度處于公差帶范圍之內(nèi)，就能生產(chǎn)出合格的鑄件。在每次壓射過程中，如果超出了公差帶的范圍，則必須通過質(zhì)量復(fù)檢才能確定鑄件是否合格，如圖3所示。
圖3有公差帶的沖頭速度曲線
以圖3嚴(yán)密的公差帶為基礎(chǔ)，再以寬松一點(diǎn)的公差帶作為警告帶，如果速度曲線超過此警告帶時(shí)，鑄件也就被判為不合格品。此時(shí)，向操作人員發(fā)出警告，該壓鑄機(jī)正在出廢品。
前面所提到的靜態(tài)影響，在壓鑄機(jī)采用特殊措施以后都可以得到改觀。動(dòng)態(tài)因素和人為因素所產(chǎn)生的偏差，必須通過壓射控制系統(tǒng)來得到補(bǔ)償，并且通過該系統(tǒng)在壓射時(shí)對(duì)壓鑄參數(shù)進(jìn)行修正。
充型時(shí)間平均為20-80ms,為取得良好的效果，速度曲線的控制必須以充型時(shí)間的1/10即2-8ms總的反應(yīng)時(shí)間來進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整。此處總的反應(yīng)時(shí)間的定義為：“通過傳感器所確定的偏差值直至在瞬間沖頭對(duì)此作出反應(yīng)的這段時(shí)間間隔”，也就是說液壓系統(tǒng)中包括閥和驅(qū)動(dòng)油缸的響應(yīng)時(shí)間，必然包括在總的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)。這就要求系統(tǒng)阻尼小，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量輕，也就是說其響應(yīng)時(shí)間必須控制在幾u(yù)s中完成。
3實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容
實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)是快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)所組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。只有電液伺服閥，才具有這種快速響應(yīng)的能力。其他如由快速比例閥等所組成的壓鑄機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，都不具備實(shí)時(shí)壓射控制所需的快速響應(yīng)能力。所以由這種系統(tǒng)所組成的壓鑄機(jī)，也就不屬于現(xiàn)代實(shí)時(shí)控制壓鑄機(jī)。此外，單一的閉環(huán)控制不等于實(shí)時(shí)壓射控制，而實(shí)時(shí)壓射控制必須是閉環(huán)控制。
圖4所示為實(shí)時(shí)壓射控制液壓回路系統(tǒng)圖
4實(shí)時(shí)壓射控制液壓回路系統(tǒng)（行mac）
這種液壓系統(tǒng)zui為重要的條件是閥的操縱機(jī)構(gòu)的動(dòng)作超乎尋常地快，必須采用高流量增益閥，以便快速通過液壓油盡可能去驅(qū)動(dòng)活塞作快速運(yùn)動(dòng)。
4實(shí)時(shí)壓射對(duì)壓鑄生產(chǎn)帶來的實(shí)效
4.1降低鑄件廢品率
實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)，能使鑄件的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度處于*狀態(tài)，每一模次前后均
衡，保持良好的再現(xiàn)性，其廢品率降低到只有0.2%為.5%，還有可能更低。
4.2提高生產(chǎn)效率
壓射控制壓縮了循環(huán)時(shí)間而提高了生產(chǎn)率，加之制動(dòng)沖擊小，一般需要較大鎖模力的壓鑄機(jī)生產(chǎn)的壓鑄件，可以轉(zhuǎn)移到較小鎖模力，較快速的壓鑄機(jī)上生產(chǎn)。
在生產(chǎn)開始之時(shí)，模具溫度的波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致廢品的生產(chǎn)。但是控制系統(tǒng)已兼顧到了在通常操作條件下，在一定的公差帶范圍內(nèi)工藝參數(shù)的偏差，因此省掉了較長(zhǎng)的試模時(shí)間，往往在經(jīng)過1一2次試模以后，即能生產(chǎn)出合格的鑄件。
4.3節(jié)省金屬消耗量
澆注系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)以及余料的尺寸均可減少，鑄件無飛邊存在。在熔煉中金屬的損耗及能源成本皆有所下降。
4.4操作過程不受人為條件的影響
壓鑄機(jī)利用所述的壓射控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)開始之前，就按所擬定的數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的生產(chǎn)。只要模具安裝到位，就能自動(dòng)地生產(chǎn)合格的鑄件，不需要再作記憶、觀察或調(diào)整。
4.5延長(zhǎng)模具壽命
飛邊是造成模具磨損的根源，飛邊降低了鑄件的表面質(zhì)量也損壞了模具表面，增加修整鑄件的成本和修模費(fèi)用以及停機(jī)所造成的損失。實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)有利于消除飛邊，從而延長(zhǎng)模具壽命。
5結(jié)語
實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)是由電液伺服閥為主體所組成的閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。
電液伺服閥是一種變電信號(hào)為液壓信號(hào)以實(shí)現(xiàn)流量或壓力控制的轉(zhuǎn)換裝置，能充分發(fā)揮電信號(hào)傳遞快、線路連接方便的作用。適用于遠(yuǎn)距離控制，易于檢測(cè)比較和校正，且液壓動(dòng)力具有輸出力大、慣性小、反應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，這兩者的結(jié)合使電液伺服閥成為一種控制靈活、精度高、快速反應(yīng)性好，輸出功率大的控制元件。
（來源：newmaker）
KD-3000調(diào)頻串并聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)成套設(shè)備
預(yù)制鋼套鋼蒸汽保溫管方形補(bǔ)償器的安裝
吉安市管道不開挖原位CIPP紫外光固化修復(fù)
煤化工廢水處理技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用
智能恒溫恒濕箱技術(shù)詳情
壓鑄機(jī)實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
手持氣象站型號(hào)表及功能
血清自分泌運(yùn)動(dòng)因子和溶血磷脂酸在彌漫性毒性 甲狀腺腫中的表達(dá)及臨床意義
控切割機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)效電路模塊故障處理
【新品推薦】微機(jī)控制光纜箱扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)
重金屬污染土壤修復(fù)的二次污染來源分析
實(shí)驗(yàn)室雪花制冰機(jī)設(shè)置了漏電保護(hù)開關(guān),保證放心，安全使用
魏德米勒打印機(jī)插針
供應(yīng)RSC2831-618-121-201位移傳感器
液氮罐內(nèi)溫度怎么測(cè)量較為準(zhǔn)確
低溫恒溫循環(huán)泵的參數(shù)介紹
正丁烷氣體檢測(cè)模塊/4-20mA和RS485輸出信號(hào)
潤(rùn)滑油抗泡性的評(píng)定方法及測(cè)試儀器-泡沫特性測(cè)定儀
液壓閥彈簧理當(dāng)合乎以下標(biāo)準(zhǔn)
日本相馬光學(xué)SOMA農(nóng)業(yè)研發(fā)用堆肥成分測(cè)量?jī)xS-7111資料參數(shù)
壓鑄件的質(zhì)量在很大程度上取決于壓鑄機(jī)壓射性能的優(yōu)劣。現(xiàn)代化的壓鑄機(jī)在壓射控制方面對(duì)沖頭速度和壓力曲線能夠做到編程，但是每一次壓射過程都會(huì)與事先所設(shè)定的曲線產(chǎn)生無法避免的偏差，在壓射過程中及時(shí)去修正這些偏差，糾正壓射中的相應(yīng)數(shù)據(jù)，并在極為短暫的時(shí)間內(nèi)將其切換成修正后的數(shù)據(jù)，回到原來所設(shè)定的zui小偏差范圍之內(nèi)，這就是實(shí)時(shí)壓射控制。
1影響壓鑄件質(zhì)量的主要因素
影響壓鑄件質(zhì)量的因素是多方面的，其中zui為主要的是充型條件，鑄件中的氣孔、尺寸精度及表面質(zhì)量等這些均與充型條件有密切關(guān)系。充型過程中可變因素復(fù)雜多樣，從總體上可以劃分為靜態(tài)的、人為的和動(dòng)態(tài)的3個(gè)類別。靜態(tài)方面包括：壓鑄機(jī)本身的性能、鑄件結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)能器壓力及增壓壓力。屬于人為的有：閥、定時(shí)開關(guān)、行程開關(guān)、金屬液的溫度及液壓油的粘度等。動(dòng)態(tài)方面的可變因素眾多，也是zui難以控制的，壓室中的金屬量、沖頭運(yùn)行時(shí)所受的阻力、模具溫度以及采用真空壓鑄時(shí)的負(fù)壓曲線等，都會(huì)對(duì)施加于金屬液上的壓力和沖頭的速度產(chǎn)生巨大的影響，而這兩方面又是影響充型條件zui為重要的參數(shù)。
2實(shí)時(shí)壓射控制的基本原理
嚴(yán)格的掌握壓射中參數(shù)變化的規(guī)律，使其始終處于恒定狀態(tài)，一直是壓鑄工作者努力的方向。從當(dāng)前參數(shù)變化曲線的測(cè)定和監(jiān)控中，我們可以得到很多的啟發(fā)。由圖1可知，理想的沖頭速度，既是沖頭所處位置的函數(shù)，也與沖頭行程有關(guān)，在位置p,為慢速起始速度，在位置pz為向前運(yùn)行的速度，在位置ps為充型階段的速度以及在位置p9為瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)到零的階段。這是一條理想的速度曲線，而實(shí)際情況如圖2所示。
圖1理想的沖頭速度曲線
圖2實(shí)際的沖頭速度曲線
利用現(xiàn)代化的測(cè)試手段，再加上設(shè)計(jì)出一種*控制系統(tǒng)，使每次壓射過程中反映在曲線上的偏差zui小，有其再現(xiàn)性，使鑄件的前后質(zhì)量都能有所保證。從鑄件的實(shí)際需要出發(fā)，設(shè)置一種環(huán)繞著以速度曲線為底線的公差帶，只要使每次壓射時(shí)的速度處于公差帶范圍之內(nèi)，就能生產(chǎn)出合格的鑄件。在每次壓射過程中，如果超出了公差帶的范圍，則必須通過質(zhì)量復(fù)檢才能確定鑄件是否合格，如圖3所示。
圖3有公差帶的沖頭速度曲線
以圖3嚴(yán)密的公差帶為基礎(chǔ)，再以寬松一點(diǎn)的公差帶作為警告帶，如果速度曲線超過此警告帶時(shí)，鑄件也就被判為不合格品。此時(shí)，向操作人員發(fā)出警告，該壓鑄機(jī)正在出廢品。
前面所提到的靜態(tài)影響，在壓鑄機(jī)采用特殊措施以后都可以得到改觀。動(dòng)態(tài)因素和人為因素所產(chǎn)生的偏差，必須通過壓射控制系統(tǒng)來得到補(bǔ)償，并且通過該系統(tǒng)在壓射時(shí)對(duì)壓鑄參數(shù)進(jìn)行修正。
充型時(shí)間平均為20-80ms,為取得良好的效果，速度曲線的控制必須以充型時(shí)間的1/10即2-8ms總的反應(yīng)時(shí)間來進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整。此處總的反應(yīng)時(shí)間的定義為：“通過傳感器所確定的偏差值直至在瞬間沖頭對(duì)此作出反應(yīng)的這段時(shí)間間隔”，也就是說液壓系統(tǒng)中包括閥和驅(qū)動(dòng)油缸的響應(yīng)時(shí)間，必然包括在總的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)。這就要求系統(tǒng)阻尼小，運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量輕，也就是說其響應(yīng)時(shí)間必須控制在幾u(yù)s中完成。
3實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容
實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)是快速響應(yīng)的伺服系統(tǒng)所組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。只有電液伺服閥，才具有這種快速響應(yīng)的能力。其他如由快速比例閥等所組成的壓鑄機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，都不具備實(shí)時(shí)壓射控制所需的快速響應(yīng)能力。所以由這種系統(tǒng)所組成的壓鑄機(jī)，也就不屬于現(xiàn)代實(shí)時(shí)控制壓鑄機(jī)。此外，單一的閉環(huán)控制不等于實(shí)時(shí)壓射控制，而實(shí)時(shí)壓射控制必須是閉環(huán)控制。
圖4所示為實(shí)時(shí)壓射控制液壓回路系統(tǒng)圖
4實(shí)時(shí)壓射控制液壓回路系統(tǒng)（行mac）
這種液壓系統(tǒng)zui為重要的條件是閥的操縱機(jī)構(gòu)的動(dòng)作超乎尋常地快，必須采用高流量增益閥，以便快速通過液壓油盡可能去驅(qū)動(dòng)活塞作快速運(yùn)動(dòng)。
4實(shí)時(shí)壓射對(duì)壓鑄生產(chǎn)帶來的實(shí)效
4.1降低鑄件廢品率
實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)，能使鑄件的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度處于*狀態(tài)，每一模次前后均
衡，保持良好的再現(xiàn)性，其廢品率降低到只有0.2%為.5%，還有可能更低。
4.2提高生產(chǎn)效率
壓射控制壓縮了循環(huán)時(shí)間而提高了生產(chǎn)率，加之制動(dòng)沖擊小，一般需要較大鎖模力的壓鑄機(jī)生產(chǎn)的壓鑄件，可以轉(zhuǎn)移到較小鎖模力，較快速的壓鑄機(jī)上生產(chǎn)。
在生產(chǎn)開始之時(shí)，模具溫度的波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致廢品的生產(chǎn)。但是控制系統(tǒng)已兼顧到了在通常操作條件下，在一定的公差帶范圍內(nèi)工藝參數(shù)的偏差，因此省掉了較長(zhǎng)的試模時(shí)間，往往在經(jīng)過1一2次試模以后，即能生產(chǎn)出合格的鑄件。
4.3節(jié)省金屬消耗量
澆注系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)以及余料的尺寸均可減少，鑄件無飛邊存在。在熔煉中金屬的損耗及能源成本皆有所下降。
4.4操作過程不受人為條件的影響
壓鑄機(jī)利用所述的壓射控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)開始之前，就按所擬定的數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的生產(chǎn)。只要模具安裝到位，就能自動(dòng)地生產(chǎn)合格的鑄件，不需要再作記憶、觀察或調(diào)整。
4.5延長(zhǎng)模具壽命
飛邊是造成模具磨損的根源，飛邊降低了鑄件的表面質(zhì)量也損壞了模具表面，增加修整鑄件的成本和修模費(fèi)用以及停機(jī)所造成的損失。實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)有利于消除飛邊，從而延長(zhǎng)模具壽命。
5結(jié)語
實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)是由電液伺服閥為主體所組成的閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。
電液伺服閥是一種變電信號(hào)為液壓信號(hào)以實(shí)現(xiàn)流量或壓力控制的轉(zhuǎn)換裝置，能充分發(fā)揮電信號(hào)傳遞快、線路連接方便的作用。適用于遠(yuǎn)距離控制，易于檢測(cè)比較和校正，且液壓動(dòng)力具有輸出力大、慣性小、反應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，這兩者的結(jié)合使電液伺服閥成為一種控制靈活、精度高、快速反應(yīng)性好，輸出功率大的控制元件。
（來源：newmaker）
KD-3000調(diào)頻串并聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)成套設(shè)備
預(yù)制鋼套鋼蒸汽保溫管方形補(bǔ)償器的安裝
吉安市管道不開挖原位CIPP紫外光固化修復(fù)
煤化工廢水處理技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用
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壓鑄機(jī)實(shí)時(shí)壓射控制系統(tǒng)對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
手持氣象站型號(hào)表及功能
血清自分泌運(yùn)動(dòng)因子和溶血磷脂酸在彌漫性毒性 甲狀腺腫中的表達(dá)及臨床意義
控切割機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)效電路模塊故障處理
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實(shí)驗(yàn)室雪花制冰機(jī)設(shè)置了漏電保護(hù)開關(guān),保證放心，安全使用
魏德米勒打印機(jī)插針
供應(yīng)RSC2831-618-121-201位移傳感器
液氮罐內(nèi)溫度怎么測(cè)量較為準(zhǔn)確
低溫恒溫循環(huán)泵的參數(shù)介紹
正丁烷氣體檢測(cè)模塊/4-20mA和RS485輸出信號(hào)
潤(rùn)滑油抗泡性的評(píng)定方法及測(cè)試儀器-泡沫特性測(cè)定儀
液壓閥彈簧理當(dāng)合乎以下標(biāo)準(zhǔn)
日本相馬光學(xué)SOMA農(nóng)業(yè)研發(fā)用堆肥成分測(cè)量?jī)xS-7111資料參數(shù)