低壓鑄造機液面懸浮加壓控制方法技術

本發明專利技術涉及低壓鑄造技術，尤其是指一種低壓鑄造機液面懸浮加壓裝置。按照本發明專利技術的設計方案，其方法為：ａ．確認初始值：確定升液管內某一設定的懸浮液面高度ｈ↓［０］所對應的壓力Ｐ↓［氣］值；ｂ．儲存：將獲得的Ｐ↓［氣］初始值儲存在可編程控制器ＰＬＣ內，作為基準值；ｃ．設定補償量：先計算出兩次澆注間的壓力補償系數ΔＨ，再計算出兩次澆注間的壓力補償量ΔＰ，并記憶儲存；ｄ．再進行卸壓控制：使卸壓后，在坩堝內的氣體壓力值等于初始值Ｐ↓［氣］值加第ｎ個補償量ΔＰ。本發明專利技術可以提高鑄件質量，降低生產成本，提高生產率。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及低壓鑄造技術，尤其是指一種低壓鑄造機液面懸浮加壓裝置。
技術介紹
在低壓鑄造中采用的澆注系統是將溶池即坩堝內的液態金屬在壓力作用下經升液管由下而上運動，充填鑄型。坩堝內的熔融金屬需要在高溫下保持2～7小時之多，期間可能會經過近百次地加壓、排氣過程，因此而引起的液面波動，會在液面產生相當厚的氧化物層；液態金屬在升液管內長距離的升降回落，會使產生強烈的擾動，將位于液面的氧化物帶至坩堝底部，而且使某些升液管內外壁的涂層沖刷剝落，在壓鑄機充型時，被帶入型腔內，使鑄件產生氧化夾雜與涂料夾雜，影響到鑄件的內在質量；同時，這種大距離的升降回落，會對升液管造成劇烈的沖刷，降低升液管的壽命。對于那種無須金屬液面懸浮的加壓裝置而言，由于其需要耗用大量的壓縮空氣，因此成本比較高，尤其對那些必須采用惰性氣體作介質的低壓澆注來說，成本更高，以致影響到其在實際使用中的價值。
技術實現思路
本專利技術的目的在于設計一種，以提高鑄件質量，降低生產成本，提高生產率。按照本專利技術的設計方案，其方法為a、確認初始值確定升液管內某一設定的懸浮液面高度h0所對應的壓力P氣值；b、儲存將獲得的P氣初始值儲存在可編程控制器PLC內，作為基準值；c、設定補償量PLC根據所提供的坩堝橫截面積S、液態金屬比重γ、加工零件的毛坯重量mg，計算出兩次澆注間的壓力補償系數ΔHΔH=mgS*γ]]>該補償系數經過PLC內設定的程序計算出兩次澆注間的壓力補償量ΔP，并記憶儲存；再根據已設定于PLC內的低壓澆注控制程序，對每1次低壓澆注過程進行補償；d、在完成低壓澆注過程中的升壓與保壓工序后，再進行卸壓控制使卸壓后，在坩堝內的氣體壓力值等于初始值P氣值加第n個補償量ΔP，使此時的液面高度正好處于前面設定的懸浮液面高度h0處，其中，n為正整數，指低壓澆注過程的循環次數。在確認初始值時，可以先設定升液管內的液面高度，再利用PLC內設定線性升壓程序，使升液管內的熔融金屬液面逐步上升，達到前面設定的高度，再模擬計算出對應于該高度的P氣值。在確認初始值時，也可以先設定升液管內的液面高度所對應的最低的P氣安全值，再利用PLC內設定的線性遞增升壓程序，使升液管內的熔融金屬液面逐步上升，達到最低的P氣安全值時，暫停，利用PLC內設定的點動補償程序，進行點動補償，從而使升液管內的熔融金屬再次緩慢上升，直至液面上升到前面設定的高度h0為止，此時，PLC內進行點動補償功能所對應的壓力值即為P氣值。在卸壓控制工序中，利用PLC內設定的線性遞減降壓程序，進行卸壓，當卸壓后，坩堝內的氣體壓力值等于初始值P氣值加第n個補償量ΔP時，停止卸壓，此時，升液管內的金屬液面高度正好處于初始設定的液面高度h0處。可編程控制器PLC的輸出與模擬量模塊的輸入端連接，模擬量模塊的輸出端與電氣比例閥的輸入端連接，可編程控制器PLC又與輸入終端人機界面觸摸屏互相連，構成通訊連接回路。電氣比例閥為一個閉環控制回路，其中，控制回路的輸出分別與供氣電磁閥及排氣電磁閥的輸入端連接，供氣電磁閥與排氣電磁閥的輸出端再與膜片連接，膜片的輸出端再與先導閥連接，先導閥的輸出端利用管道與坩堝連接，在先導閥的輸出端與控制回路的輸入端間連接壓力傳感器，供氣電磁閥與先導閥分別與外接供氣管道連接。本專利技術的特點是由于確定了升液管內某一設定的懸浮液面高度h0所對應的壓力P氣值，將影響P氣壓力值的眾多因素，轉化成一個可以確定的基準值，從而為準確地控制懸浮液面高度奠定了基礎，而在此以前的各種方法，都無法全面考慮到這些影響因素，也就無法真正地準確控制懸浮液面的高度；在國外雖然能夠控制液面懸浮高度，但他們所用設備是一種非常昂貴的裝置，這無疑會增加生產成本。附圖說明圖1為液面懸浮機理圖。圖2為低壓澆注工藝曲線圖。圖3為控制系統方框圖。具體實施例方式a、確認初始值確定升液管內某一設定的懸浮液面高度h0所對應的壓力P氣值；b、儲存將獲得的P氣初始值儲存在可編程控制器PLC內，作為基準值；c、設定補償量PLC根據所提供的坩堝橫截面積S坩、液態金屬比重γ、加工零件的毛坯重量mg，計算出兩次澆注間的壓力補償系數ΔH 該補償系數經過PLC內設定的程序計算出兩次澆注間的壓力補償量ΔP，并記憶儲存；再根據已設定于PLC內的低壓澆注控制程序，對每1次低壓澆注過程進行補償；d、在完成低壓澆注過程中的升壓與保壓工序后，再進行卸壓控制使卸壓后，在坩堝內的氣體壓力值等于初始值P氣值加第n個補償量ΔP，使此時的液面高度正好處于前面設定的懸浮液面高度h0處，其中，n為正整數，指低壓澆注過程的循環次數。圖1反映了一種液態金屬在升液管內的受力狀況，從圖中可以看出，所謂懸浮，是指升液管內的金屬液面高于坩堝內的金屬液面，升液管內的金屬液面呈懸浮狀。圖中的各個符號所代表的含義如下P氣指坩堝內空氣介質所提供的壓力；P浮是指金屬懸浮液面在h0高度處所受的壓力；H0指金屬液在坩堝內的液面高度；h0指金屬液在升液管內的懸浮高度；當金屬液面在h0高度處，其所受的力P浮與反作用力P氣相平衡時，液面就停留在高度h0處。從而可以得出結論P氣值的大小決定了金屬液面在升液管中懸浮的高度值h0，對P氣值的定值控制也就達到了對懸浮高度值h0的定值控制。影響P氣值的因素大致有以下幾種a、加壓裝置周圍的大氣壓力變化情況；b、升液管的內截面積變化情況；c、坩堝的內截面積變化情況；d、新的冷空氣介質進入坩堝內后，遇到高溫所產生的突然膨脹，對坩堝內P氣的影響；e、坩堝的漏氣現象對P氣值的影響；f、每次添加金屬液時，其液面高度的不同。在以往的控制技術中，由于沒有找到一種能綜合考慮這些因素的方法，因此，無法精確控制液面的壓力，本專利技術通過設定一個初始懸浮狀態，即設定P氣的方法，將上述各種因素化解為一個可以精確控制的參數，從而為精確控制低壓鑄造過程奠定了基礎。在確認初始值時，我們先介紹低壓澆注的工藝過程，如圖2所示1、OA段曲線為初始懸浮工序；2、AB段為充型結殼工序；3、BC段為升壓保壓工序；4、CD段為泄放排氣工序；5、懸浮工序。在上面我們討論了受力分析中影響P氣壓力的多種因素，為了消化這些變化因素，本技術設置了初始懸浮狀態，所謂初始懸浮狀態是指在每一次坩堝內添加完金屬液后，要使金屬液面懸浮在規定的高度位置上所要控制的P氣值是永不相同的，因此必須進行初始懸浮高度的認定。在確認初始懸浮值時，可以采用下述兩種方法第一種方法可以先設定升液管內的液面高度h0，再利用PLC內設定線性升壓程序，使升液管內的熔融金屬液面逐步上升，達到前面設定的高度h0，計算出對應于該高度的P氣懸浮初始壓力基準值。即將手扶式有觸點檢測裝置放置在升液管內的上方，其觸點位置對應于設定的金屬液面懸浮高度h0處，啟動P氣值的線性供氣電路與氣路，P氣值隨線性加大，金屬液面逐漸上升，當金屬液面和探測點處的觸點相遇時，控制系統自行停止線性加壓裝置，此時的P氣值被記憶在控制系統中，一則作為控制系統P氣懸浮初始壓力基準值，同時也將此值定位為懸浮高度的保壓起始值。第二種方法在確認初始值時，也可以先設定升液管內的液面高度h0所對應的最低的P氣安全值，再利用PLC內設定的線性遞增升壓程序，使升液管內的熔融金屬液面逐步上升，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
低壓鑄造機液面懸浮加壓控制方法，其特征是：ａ、確認初始值：確定升液管內某一設定的懸浮液面高度ｈ↓［０］所對應的壓力Ｐ↓［氣］值；ｂ、儲存：將獲得的Ｐ↓［氣］初始值儲存在可編程控制器ＰＬＣ內，作為基準值；ｃ、設定補償量：ＰＬＣ根據所提供的坩堝橫截面積Ｓ、液態金屬比重γ、加工零件的毛坯重量ｍｇ，計算出兩次澆注間的壓力補償系數ΔＨ：ΔＨ＝ｍｇ／Ｓ↑［＊］γ該補償系數經過ＰＬＣ內設定的程序計算出兩次澆注間的壓力補償量ΔＰ，并記憶儲存；再根據已設定于ＰＬＣ內的低壓澆注控制程序，對每１次低壓澆注過程進行補償；ｄ、在完成低壓澆注過程中的升壓與保壓工序后，再進行卸壓控制：使卸壓后，在坩堝內的氣體壓力值等于初始值Ｐ↓［氣］值加第ｎ個補償量ΔＰ，使此時的液面高度正好處于前面設定的懸浮液面高度ｈ↓［０］處，其中，ｎ為正整數，指低壓澆注過程的循環次數。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸仁志，
申請(專利權)人：陸仁志，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]