壓鑄機是在壓力作用下把熔融金屬壓射到模具中冷卻成型，開(kāi)模后得到固體金屬鑄件的一系列工業(yè)鑄造機械，包含各種不同型號規格的冷式和熱式壓鑄機。本文講述的三模板冷室臥式壓鑄機，采用了國內外普遍推廣的液壓驅動(dòng)—曲肘機械擴力式合模機構，具有運動(dòng)合理、鎖�？煽�、結構緊湊、節省能耗和便于維護等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛使用。機器鎖模力的產(chǎn)生，依賴(lài)曲肘擴張時(shí)拉伸 4 根哥林柱，達到#大拉伸力度，從而保證模具表面貼合后，能承受住金屬液壓射過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊，不被脹開(kāi)的#大抱緊力，是壓鑄機選型及生產(chǎn)中#重要的參數之一，是決定機器性能的關(guān)鍵。

 

實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常由于模具熱膨脹、機器位置發(fā)生變化或者模具夾鋁皮鋁渣原因，導致機器無(wú)法鎖緊，同時(shí)鎖模力出現偏差，繼而出現飛料現象。多次強行合模生產(chǎn)時(shí)，會(huì )損害模具，影響產(chǎn)品質(zhì)量，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度，甚至出現飛鋁傷人等安全事故。沒(méi)有鎖模力指導或者鎖模力偏差，由此而付出的代價(jià)，只會(huì )變得更大。必須時(shí)刻關(guān)注壓鑄機生產(chǎn)中的鎖模力，保證鎖模力達到機器配置的鎖模大小，這樣才能發(fā)揮#佳性能。同時(shí)，擁有準確的鎖模力顯示，對更換模具前后，調整機器參數也是很重要的指導。我車(chē)間從 2009 年起使用深圳某公司生產(chǎn)的三模板壓鑄機，機器原配時(shí)自帶鎖模力檢測裝置還有屏幕顯示，而且這是購機時(shí)的一個(gè)選配項。該檢測裝置通過(guò)套在一根哥林柱上的應力環(huán)，檢測一根哥林柱拉伸時(shí)形變量，換算成整機的鎖模力大小。由于頻繁的開(kāi)合模生產(chǎn)，使用時(shí)間在 2 年左右就出現偏差，無(wú)法達到正常精度指示，采購新配件，代價(jià)大，且使用中偏差率較大，不能很好地起到指示意義�，F提供一種簡(jiǎn)便有效、價(jià)格合理的檢測方法，用于壓鑄機單元的鎖模力指示實(shí)踐。

 

1 可行性分析

1.1 雙曲肘合模機構的工作特點(diǎn)

1）合模機構有增力作用。圖 1 為合模裝置結構圖，開(kāi)合模液壓缸動(dòng)作，推動(dòng)曲肘組件的連桿中心，作用在連桿的多關(guān)節鑄板上，通過(guò)力矩放大，將#終的作用力傳遞到圖中的動(dòng)模板，在合模后期模具表面貼合后，持續擠壓動(dòng)模板，由于頭板螺母及尾板螺母都抱緊哥林柱，所以擠壓力反作用傳遞給了4 根哥林柱，依靠拉伸哥林柱，將模具表面貼合嚴緊，直到#后曲肘伸直，哥林柱拉力達到#大，此時(shí)的模具貼合力就是機器拉伸哥林柱的鎖模力大小，理論上可以將動(dòng)力源—合模液壓缸的推力放大16～26 倍（設備性能參數）。由于曲肘伸直長(cháng)度一定，安裝不同的模具時(shí)，通過(guò)圖 1 中的調模大齒輪使尾板向前向后移動(dòng)，保證#終合模時(shí)曲肘能伸直，鎖模力能達到#合理狀態(tài)。

2）當肘桿伸直成一直線(xiàn)時(shí)，此時(shí)曲肘組件徑向不存在夾角，這樣的機構就處于自鎖狀態(tài)，此時(shí)，可以撤去合模液壓缸的推力，合模系統仍然會(huì )處于合緊狀態(tài)，而且鎖緊力不會(huì )變化。

 

1.2 液壓鎖模中液壓油路特點(diǎn)

圖 2 所示為整個(gè)鎖模油缸動(dòng)作的所有油閥和壓力油流向圖，圖中在前后腔下方油路中都有溢流閥、電磁換向閥、插裝閥等，這些油閥相互配合作用，控制著(zhù)開(kāi)合模的整個(gè)過(guò)程，包含慢速、快速、低壓以及高壓幾個(gè)階段。

圖 3 是高壓鎖模過(guò)程時(shí)，高壓油及控制油流向圖，高壓鎖模作用在鎖模動(dòng)作的后段位置，由于關(guān)斷卸荷作用，此時(shí)后腔供給的油壓達到系統#大，前腔無(wú)阻力直接排回油箱。

1.3 鎖模力產(chǎn)生分析

1）由曲肘增力特性可知，鎖模力產(chǎn)生在模具合緊，模面貼合的位置處，此時(shí)肘桿持續作用力直到伸直，通過(guò)曲肘的各關(guān)節鑄板作用在模具上的力矩放大，將鎖模油缸向前的推力放大 16~26 倍。在產(chǎn)生鎖模力過(guò)程時(shí)，如果鎖模油缸給定的油壓值不變，肘桿連接的壓鑄機尾板位置不變化，即就是曲肘能完全達到鎖緊伸直狀態(tài)時(shí)，油壓放大倍數在肘桿伸直位置處應是一個(gè)基本恒定的倍數值。

 

2）結合壓鑄機油路圖（圖 3），高壓鎖緊液壓油路產(chǎn)生在曲肘即將伸直的后期，是鎖模油缸產(chǎn)生推力的動(dòng)力源。此時(shí)壓鑄機系統高壓油直接作用于后腔，產(chǎn)生大的向前推力，持續推動(dòng)過(guò)程中，遇到模具模面接觸時(shí)，活塞產(chǎn)生很大的背壓，此時(shí)鎖模后腔形成一個(gè)建壓過(guò)程，持續推動(dòng)曲肘移動(dòng)放大作用力，擠壓動(dòng)模產(chǎn)生形變量，使模具的貼合力變大，直至曲肘伸直，反作用在哥林柱上使形變量達到#大，此時(shí)模具抱緊也達到#大值。鎖模機構在完成以上動(dòng)作后，會(huì )觸碰到一個(gè)鎖模到位限位開(kāi)關(guān)，油泵泄壓，卸掉油缸推力。

 

3）壓鑄機模具鎖模整個(gè)過(guò)程中，液壓缸的推力是一個(gè)變化的量值，但只在#終高壓鎖模位置時(shí)，產(chǎn)生推動(dòng)曲肘放大的動(dòng)力。選取鎖模油缸后腔油壓壓力值，通過(guò)一個(gè)壓力變送裝置，將油壓值轉化成模擬量輸入信號，通過(guò)一定的公式比例換算，在#終鎖模位置處，采集建壓過(guò)程中所產(chǎn)生的#大輸入量，轉換為壓鑄機曲肘伸直狀態(tài)下的大杠應力值，也就是壓鑄機的#大鎖模力。通過(guò)以上分析，方案可行。

 

2 方案實(shí)施

2.1 實(shí)施過(guò)程流程

實(shí)施過(guò)程流程如圖 4 所示。

2.2 具體實(shí)施過(guò)程

1）采集鎖模油缸后腔壓力，輸入一個(gè)量程 250bar的壓力變送器單元（圖 5、圖 6、圖 7、圖 8）.

2)將輸出（0 V~10V）模擬量信號輸入壓鑄機主機 PLC 模擬量模塊的備用空點(diǎn)處，編輯并確認模擬量模塊輸入地址值。編輯 PLC 程序，在特定程序功能中編輯程序段，采集模擬量模塊輸入數據，通過(guò)專(zhuān)用的鎖模力檢測儀器（圖 9）配合進(jìn)行調校數據，獲得在鎖模到位時(shí)，采集的#大油壓轉換值（圖 10、圖 11），再將該轉換值通過(guò)比例換算，得到與檢測儀器基本一致的數據輸出（圖 12），將輸出結果傳送到工控畫(huà)面中其中一項輸出地址處輸出（圖 13）.實(shí)際操作中，編輯如下程序段：

L PIW520

ITD

L250

*D

L L#**** (* 處取 27648 為調校取值 )

/D

L0

- D

T DB100.DBD4

 

設置合適的位置數據，將油壓轉換數據傳送給比例特定輸出，暫存于臨時(shí)變量。

LDBD100.DBD0

L1000

*D

L15000

+D

L10

/D

T#TEMPO

將該傳送輸出的臨時(shí)變量，賦給工控機某輸出畫(huà)面的一個(gè)地址值，輸出顯示的就是該機器鎖模力數據。

 

3)調試完成后，需要在后續多模次生產(chǎn)中進(jìn)行效果驗證，通過(guò)機器屏幕上顯示數值與鎖模力測試儀檢測數值比對，測試開(kāi)合模及正常生產(chǎn)超過(guò) 200模次，屏幕顯示數據基本與檢測儀器測量數據基本一致（圖 14、圖 15），表 1 為屏幕顯示數據與檢測儀器測量數據對比情況統計，從表 1 可以看出偏差率小于 2%，達到顯示實(shí)際壓鑄機鎖模力的目的，改造完成。

鎖模力是壓鑄機選型的關(guān)鍵參數，壓鑄機的鎖模力在實(shí)際生產(chǎn)中需要根據模具的情況進(jìn)行調整，鎖模力的大小直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量與模具的壽命，所以鎖模力的正確顯示就非常重要。如果設備所顯示的鎖模力與實(shí)際鎖模力偏差太大，就可能無(wú)法使機器發(fā)揮出自身#大的性能，要么鎖模力調整太大，損傷模具，長(cháng)期如此可能壓塌模具或者出現局部飛料，同時(shí)加速曲肘磨損，損害 4 根哥林柱（哥林柱是根據機器#大鎖模力進(jìn)行配置的）；要么太小，模具鎖不緊，出現飛料、充填不到位等情況，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

 

3 結 論

經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明通過(guò)壓力變送器輸出油壓值等效轉化為壓鑄機鎖模力來(lái)測量鎖模力大小的方法，重復測試符合率超過(guò) 99%，完全能夠用于指導生產(chǎn)實(shí)際，可向工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行推廣。

 

相關(guān)產(chǎn)品tuijian：LH3851GP3STM2 0-10MPa壓力變送器、小型壓力變送器