鋅合金壓鑄件的質(zhì)量在很大程度上取決于壓鑄機壓射性能的優(yōu)劣?,F代化的壓鑄機在壓射控制方面對沖頭速度和壓力曲線(xiàn)能夠做到精確編程,但是每一次壓射過(guò)程都會(huì )與事先所設定的曲線(xiàn)產(chǎn)生無(wú)法避免的偏差,在壓射過(guò)程中及時(shí)去修正這些偏差,糾正壓射中的相應數據,并在極為短暫的時(shí)間內將其切換成修正后的數據,回到原來(lái)所設定的最小偏差范圍之內,這就是實(shí)時(shí)壓射控制。
1.影響鋅合金壓鑄件質(zhì)量的主要因素
影響鋅合金壓鑄件質(zhì)量的因素是多方面的,其中最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(guò)程中可變因素復雜多樣,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(lèi)別。
靜態(tài)方面包括:壓鑄機本身的性能、鋅合金壓鑄件結構、壓鑄模具結構、儲能器壓力及增壓壓力。
屬于人為的有:閥、定時(shí)開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)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,也是最難以控制的,壓室中的金屬量、沖頭運行時(shí)所受的阻力、壓鑄模具溫度以及采用真空壓鑄時(shí)的負壓曲線(xiàn)等,都會(huì )對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最為重要的參數。
2.實(shí)時(shí)壓射控制的基本原理
嚴格的掌握壓射中參數變化的規律,使其始終處于恒定狀態(tài),一直是壓鑄工作者努力的方向。
利用現代化的測試手段,再加上設計出一種最佳控制系統,使每次壓射過(guò)程中反映在曲線(xiàn)上的偏差最小,有其再現性,使鋅合金壓鑄件的前后質(zhì)量都能有所保證。從鑄件的實(shí)際需要出發(fā),設置一種環(huán)繞著(zhù)以速度曲線(xiàn)為底線(xiàn)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,就能生產(chǎn)出合格的鑄件。在每次壓射過(guò)程中,如果超出了公差帶的范圍,則必須通過(guò)質(zhì)量復檢才能確定鑄件是否合格。
以圖紙嚴密的公差帶為基礎,再以寬松一點(diǎn)的公差帶作為警告帶,如果速度曲線(xiàn)超過(guò)此警告帶時(shí),鋅合金壓鑄件也就被判為不合格品。此時(shí),向操作人員發(fā)出警告,該壓鑄機正在出廢品。
前面所提到的靜態(tài)影響,在壓鑄機采用特殊措施以后都可以得到改觀(guān)。動(dòng)態(tài)因素和人為因素所產(chǎn)生的偏差,必須通過(guò)壓射控制系統來(lái)得到補償,并且通過(guò)該系統在壓射時(shí)對壓鑄參數進(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(xiàn)的控制必須以充型時(shí)間的1/10即2-8ms總的反應時(shí)間來(lái)進(jìn)行進(jìn)行調整。此處總的反應時(shí)間的定義為:“通過(guò)傳感器所確定的偏差值直至在瞬間沖頭對此作出反應的這段時(shí)間間隔”,也就是說(shuō)液壓系統中包括閥和驅動(dòng)油缸的響應時(shí)間,必然包括在總的反應時(shí)間內。這就要求系統阻尼小,運動(dòng)部件質(zhì)量輕,也就是說(shuō)其響應時(shí)間必須控制在幾ms中完成。
3.實(shí)時(shí)壓射控制系統的實(shí)質(zhì)性?xún)热?/p>
實(shí)時(shí)壓射控制系統是快速響應的伺服系統所組成的閉環(huán)控制系統。只有電液伺服閥,才具有這種快速響應的能力。其他如由快速比例閥等所組成的壓鑄機閉環(huán)控制系統,都不具備實(shí)時(shí)壓射控制所需的快速響應能力。所以由這種系統所組成的壓鑄機,也就不屬于現代實(shí)時(shí)控制壓鑄機。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。
4實(shí)時(shí)壓射控制液壓回路系統
這種液壓系統最為重要的條件是閥的操縱機構的動(dòng)作超乎尋常地快,必須采用高流量增益閥,以便快速通過(guò)液壓油盡可能去驅動(dòng)活塞作快速運動(dòng)。
5.實(shí)時(shí)壓射對壓鑄生產(chǎn)帶來(lái)的實(shí)效
5.1降低鋅合金壓鑄件廢品率
實(shí)時(shí)壓射控制系統,能使鑄件的內在質(zhì)量和尺寸精度處于最佳狀態(tài),每一模次前后均衡,保持良好的再現性,其廢品率降低到只有0.2%為.5%,還有可能更低。
5.2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生產(chǎn)的壓鑄件,可以轉移到較小鎖模力,較快速的壓鑄機上生產(chǎn)。
在生產(chǎn)開(kāi)始之時(shí),模具溫度的波動(dòng),會(huì )導致廢品的生產(chǎn)。但是控制系統已兼顧到了在通常操作條件下,在一定的公差帶范圍內工藝參數的偏差,因此省掉了較長(cháng)的試模時(shí)間,往往在經(jīng)過(guò)1~2次試模以后,即能生產(chǎn)出合格的鋅合金壓鑄件。
5.3節省金屬消耗量
澆注系統、溢流排氣系統以及余料的尺寸均可減少,鋅合金壓鑄件無(wú)飛邊存在。在熔煉中金屬的損耗及能源成本皆有所下降。
5.4操作過(guò)程不受人為條件的影響
壓鑄機利用所述的壓射控制系統,在生產(chǎn)開(kāi)始之前,就按所擬定的數據進(jìn)行下一步的生產(chǎn)。只要壓鑄模具安裝到位,就能自動(dòng)地生產(chǎn)合格的鋅合金壓鑄件,不需要再作記憶、觀(guān)察或調整。
5.5延長(cháng)壓鑄模具壽命
飛邊是造成壓鑄模具磨損的根源,飛邊降低了鋅合金壓鑄件的表面質(zhì)量也損壞了壓鑄模具表面,增加修整鑄件的成本和修模費用以及停機所造成的損失。實(shí)時(shí)壓射控制系統有利于消除飛邊,從而延長(cháng)壓鑄模具壽命。
6.結語(yǔ)
實(shí)時(shí)壓射控制系統是由電液伺服閥為主體所組成的閉環(huán)液壓控制系統。
電液伺服閥是一種變電信號為液壓信號以實(shí)現流量或壓力控制的轉換裝置,能充分發(fā)揮電信號傳遞快、線(xiàn)路連接方便的作用。適用于遠距離控制,易于檢測比較和校正,且液壓動(dòng)力具有輸出力大、慣性小、反應快的優(yōu)點(diǎn),這兩者的結合使電液伺服閥成為一種控制靈活、精度高、快速反應性好,輸出功率大的控制元件。