瑞士布勒冷室压铸机

　　一种新型的锁模力为1100-1250t的冷室压铸机，通过长时间的生产考验后得到了开发。该机在控制系统、调节系统以及监控系统等方面，皆达到了当代的各种要求。

　　—通过现代的计算机数控系统(CNC)，将生产过程的控制系统及监控系统联成一体，以便高效率地生产出优质压铸件;

　　—辅助时间短暂、生产节奏快;

　　—高度稳定地生产及就绪进行生产;

　　—容易操作;

　　—拥有周密的人身保护和设备防护措施。

　　1合模系统的设计

　　1 .1机械设计

　　拥有安装在坚实机架上的、具有特色的、最大开模行程及较大模具开档的、液压驱动的曲肘系统。对各铰结点、曲肘座板、拉杠以及动定模墙板等机器受力元件，均按最高强度进行设计，使机器达到高度的可靠性和长的使用寿命。由于零件遭到破坏(如拉杠断裂)所造成的停机损失，事关重大，不可低估。

　　采用合适的防护罩，并且精心地设计关键的承载部位，可以有效地防护在恶劣的铸造环境中、使承载处避免遭受污染和锈蚀。考虑到模具运动时所产生的速度和推力，对曲肘机构的几何尺寸，按最佳方案进行设计，动模安装板在开合时，其动作尤为快速、平稳。

　　所选择的思路，包括：模具高度调节机构、液压紧固拉杠，以及在定模安装板上液压驱动拉杠螺母、抽出或送进一根或两根上部拉杠等，皆按快速全自动化原则来进行设计。考虑到抽出拉杠的方案是为了明显地减少模具的安装时间，到目前为止，也的确大大地节约了换模时间。另一方面，不可低估的附带的好处是同时可以避免在拆卸和再紧固极为沉重的拉杠螺母时所存在的危险。

　　模具高度的快慢调整，取用两种速度，容许迅速、精确地调整模具高度。对于大偏心的模具而言，有可能(在一定范围内)采用后部位的拉杠螺母，来个别地调整拉杠的予加载荷。

　　1.2安全

　　多方面的安全装置，符合当代所制订的、严格的安全规范。所要注意的一个现实情况，即在曲肘系统的危险工作范围内，都由顶部护板及两侧护门围护着，使在其周围进行确有实效的防护。设在两侧的安全栅网，包括固定的和活动的两个部分组成。活动安全栅网，确保完全贴近推出部位。活动安全栅网，是借助一种特殊的电气一机械键盘所操纵的安全开关进行连锁;换言之，即除非机器停下，否则就无法打开此安全门。

　　模具范围内的防护，是通过两道侧面的安全门。气动安全门控制系统，可使安全门快速移动。特别是当安全断路杆受到推动时，即可迅速完成安全门的关闭动作。

　　当模具采用抽芯油缸时，必然突出在外部，但是安全门仍在周围移动。此外，上部安全门的导杆可以快速抽出，以便更换模具。采用可以相互监控的限位开关，以校正安全门的位置。

　　2液压系统

　　机器液压系统的特点是设计简单明了，而且易于维修，具备了高度的可靠性。设计时己考虑采用不燃液压油HFC:PIHFD进行运转。

　　2. 1油箱

　　油箱与机器底板分开安装。为了排除振动与噪声，油箱承托在橡皮底座上。有鉴于此，油箱是可以移动的。为了液压油的稳定，要求有长的回油管路。油箱内装有导向板隔板，还带有较大横截面积的、处于下部位置的吸油管滤油器和低压检测系统，以对泵的吸油腔室，起到保护作用。油箱是根据德意志联邦共和国铸造专家协会(VDG)所发表的6322所规定的指标进行设计。

　　2.2泵组：压力和流量的控制系统

　　液压系统的心脏部分，包括一对安装在两个侧面上的驱动系统。每台驱动系统，皆配备有一对内啮合齿轮泵，这些泵以设计简洁、高的效率和长的寿命而著称于世。

　　每台泵可以以两种不同的流量进行运转。随着每台泵的开动或停顿以及液压油无压流回油箱等等，最多可选用15种流量，以便能够最佳地控制模具合模结束时所有的动作(其中包括抽芯系统的动作在内)，以适应各方面的需求。

　　回路图(图1)设计简单，但是绝对保证压力不存在相互干扰。保证稳定的液压油的流量，也从而保证了生产中的稳定性。这种类型的回路，之所以具有极高的效率乃是由于流量直接由泵产生，不存在由于流量控制阀(包括比例控制阀)在能量转换时所产生的无效热量所带来的损耗。

　　图1数字式的速度控制系统及比例压力控制阀

　　冲头直接受来自蓄能器系统压力的驱动(冲头的回程运动除外)，这就是说，各种泵的作用，只用作蓄能器的充压之用，这就清楚地表明了，采用高压泵是有利于蓄能器快速充压的。

　　对于个别动作所要求的压力级别，实质上受控于一种无磁滞的比例压力控制阀。因此，一定的流量和压力是按每个动作的需要而定。

　　2 .3过滤器和热交换回路

　　为了保证液压系统的顺利运转，特别要注意液压油的过滤和冷却。当采用二次回路作液压油的冷却和过滤时，可以获得以下的优点：

　　—液压油通过最佳状态下、连续精细地过滤，所产生的故障少，并延长液压系统元件的使用寿命。

　　—连续的液流要通过热交换器，因此，可用较小的水量来达到较好的冷却效率。

　　—如果操作条件差，有可能加接外部加热系统。

　　此外，这种系统的特色，是对过滤元件采用了有受到污染的防护措施;油箱油位探针(予报警及最低油位);以及液压油温度监控系统。根据所采用的液压油粘度一温度特性，有可能总的安排7个温度测定点。

　　2 .4合模控制系统

　　动模安装板运动过程中各个阶段，如开始动作、快速运动、模具的保护动作、合拢、缓冲、中停、模具停止运动等等，皆由双通阀作最佳控制。液压合模系统的特色、按标准化设计，.以一种电一液停止合模的安全装置，作为阻止非常规合模运动的安全保护。

　　2. 5抽芯装置的液压系统

　　对于抽芯装置而言，由于考虑了某些技术上的要求，现已发展了一种按标准型号设计的液压系统，可以实现多样化的配置方案。根据实际生产要求，可以采用不同种类阀的尺寸。此外，抽芯装置的程序也可以随意编排(图2)。

　　图2具备各种特色的抽芯装置，根据需要采用阀的大小尺寸

　　3新型的压射装置

　　新型的经过通盘重新设计的卧式冷室压射装置的性能，具备以下各种特色：

　　3.1机械设计方面

　　新型的压射系统，紧凑、简明，拥有一种先进的液压系统模块以及快速接通的垂直式压力增压器。压室由一架坚固的导滑支架所支撑，根据压射位置的需要，可在垂直方向进行调整。压室的确可以紧固在所选定的位置上。此外，锁紧装置也使压室不致有任何错位。供垂直调整压室的导滑轨道，全部由一只移动式护罩所覆盖，并与独立的中心润滑系统相连接。当压室由于磨损而需要更换，有必要将压室从压射系统中移开时，可以不必拆卸定模，由此可以显著地减少停机时间。此外，在冲头杆上有一种快换接头，可以进一步缩短安装时间。另外，在压射系统中配备有一套在各种转换点中、供作检测冲头行程和监控冲头运动的装置。

　　3. 2液压系统

　　压射装置的液压系统，按照当前技术发展水平的设计思想，采用全部集中在模块内的双通道内装式控制阀，并且与一种新型的压力增压控制系统相结合。特别值得强调的优点是采用了比例控制阀，使阀快速接通，使操作简单而方便。此外，按照最佳尺寸设计横截面积，以达到最大的压射能量。活塞式蓄能器和压力增压器中，装置有一个充液制动装置，并且当充液完成后，有一个开关使泵断开。为安全计，凡是存在于蓄能器的压力，在机器停止运转时，处于卸载状态。

　　3. 3新型的压力增压系统

　　压力增压器最初直接用氮气充气。为了达到快速建立压力而无压力峰值出现的要求，增压器的活塞按最轻的重量进行设计，并由适当的并经表面处理过的新材料所制成。

　　基本的受压力控制的增压系统(图3)，带有分开的、独立的压力蓄能器装置，其用意乃是为了使最终增压阶段的压力值，在增压时，气体的压 力能得到适当地控制。

　　图3基本上受压力所控制的增压系统

　　气体的压力是通过活塞式蓄能器、按一定容积气体的压缩和膨胀来进行控制。所要求的压力，受到设在活塞式蓄能器液压一侧的比例压力控制阀所控制。气体温度的波动，可能引起有害的压力波动会自动地消失，其结果是达到了高度的生产过程的稳定性。

　　为了使增压器在动作之前，要求有稳定的压力值，则要求消除压力峰值。此外，在有决定性的、最后建压阶段的压力，不会受到由于有任何压力控制阀、处于波动状态下所带来的影响。

　　按照自然规律，在高速运动的系统中，压力冲击峰是无法避免的，然而，可以通过减轻增压器件的质量、在气体的直接作用下，可以大大地降低到最小值。

　　3. 4操作程序

　　所有的受到速度调节的各种动作(除增压外)，都会受到压射阀某一阶段动作的影响，这种阀直接受控于蓄能器。某些主要动作，依靠分开设置的先导控制阀来起作用，以取得最佳的工作状态。各个压射级别产生的步骤如下：

　　第一级：以抛物线压射(Parashot)作为开始压射阶段、借助比例流量控制阀、作递增地或部分递增地先导控制，其动作系在微型计算机内，根据数字控制信号，采用步进电动机控制。

　　第二级：从第一级向第二级转换是可以调节的，即可中断，也可以均衡地按等加速度进行。实现速度控制系通过一个电一液比例执行机构，它是直接在微处理机内，根据先进的信号数据处理进行设计的。操作过程中参数的变化，如冲头磨擦阻力增加、液压油的温度波动等等，都可能导致所预定的第二级速度的变化，皆可立即由微机记录，并且纠正下一阶段的循环动作。

　　第三级：压力增压的加载大小，根据需要，或者通过压力或者通过行程启动，其操作方式可以在控制屏上进行预选。以行程位置作为三级压射启动时，通过行程测量系统，从所预定的行程位置上，可以得出清晰的启动信号。然而，也可以用压力来控制进行启动，它们处于交接状态，也就是说，如果行程的选点不够准确，或者在浇注时，熔融金属的容量过大的情况下，则在启动时，可用压力控制信号，产生三级增压，反应则可更快些。

　　此外，通过一种辅助阀来实现行程控制，有可能起到节流作用，这种动作状态，存在下列优点：

　　(1)增压器系在慢速的、受控状态下向前运行，其所允许的由于勺料的定量不够准确所出现的误差，较之在全部接通状态下会更大。

　　(2)增压器的向前运行，发生在加速运动之中，因此，对第二级速度的影响是微小的。

　　在这里不用说也明白，从采用增压器这一点上，总会由于时间延时阀而受到滞后。此外，最终的挤压压力，可在液压控制箱上，按1：2.2的比例迅速地进行调节，而不需要变化氮气的充气。

　　推出余料：

　　速度和推出压力可以分别调节，使余料从模具中平稳地推出。

　　4控制系统

　　现代的、复杂的压铸生产系统，导致于需要现代化的控制系统，这里不仅是对于机器和周围的设备而言，而且也是对于压铸过程及其监控而言，皆属如此。这些控制系统必须具有某些特征，如可靠性、安全性、容易操作以及连续地进行监控，其中也包括联机过程中误差的识别，以保证生产厂有最大的适用性。

　　新近开发的计算机数控(CNC)，调节系统及监控系统，实质上包括两个部分，称之为：

　　—有实效的"Datacess”控制系统，连同机器以及外围设备的控制屏。

　　一“Processtrol”压铸过程检测及监控系统。

　　4. 1 "Datacess”控制系统

　　这种控制系统的主要特点如下：

　　(1)采用最佳的现代电子控制硬件，以满足复杂的压铸系统的要求;

　　(2)把最新的压铸技术考虑在内的软件集成化;

　　(3)使操作人员容易了解、简化的操作系统，通过直观的显示装置，取得生产中的信息;

　　(4)诊断装置系统的集成化，以简单明了的文本、指出95%所有的可能的误差根源。

　　以快速的数据存取系统，通过控制柜的屏幕来进行操作，其原理及特点如下：

　　a)从实用观点设计而成的清晰的代号键盘(金属薄片型)，允许快速存取数据(无编码输入);

　　b)全盘程控的、带有生产和误差显示的直观显示装置;

　　c)供储存和编制程序和生产参数的盒式数据磁带：

　　d)供打印机交接(可控连接);用电传打印机以简单的文本提供数据记录;检测仪器(阴极射线示波器、紫外线打印机等等)用于标定曲线;以及将来自每班的数据输向数据中心;

　　e)借用操纵钥匙开关，用于防护编程和数据被修改;

　　f)有压铸工艺曲线援助编程。

　　键盘的组合、直观的显示装置以及控制系统的智能化，提供给操作者与系统之间简单的对话。此外，它提供综合信息给机器，便于操作和生产。

　　操作，校验和监控由以下几方面辅助进行：

　　一一标定的调整，

　　—光标回路，

　　—输入数据的奇偶校验，

　　—以清晰的文句指出差错，并指出如何排除故障，

　　—选择固定数据和个别数据的读数，

　　—标准或以字母增倍显示。

　　对于人与机械控制的设计以及对于人工操作板的型式，己经给予特殊地注意。这种操作板的特点是代码独立，其操作选择开关、用于机器个别动作的以及附属设备的人工控制开关，具有清晰的以及操作时的逻辑线路。

　　4·2 "Processtrol”检测及监控系统

　　另一种新的开发项目，亦即所设计的检测及监控系统，用之于最优的产品质量。该系统及软件皆汇集在"Datacess"控制系统之中，具体说明如下：

　　—影响质量的压射参数的检测、储存、记录及计算;

　　—操作皆通过控制系统的荧光屏控制屏幕;

　　—建立整个生产过程记录的可能性;

　　—通过自动计算以及实际工艺数据的显示，达到最佳过程中的清晰程度;

　　—通过单独的程序可控的容差，以及在一旦产生偏差时，通过相应的下一道动作，来保证质量;也就是说，可作出在循环结束时，停止生产、推出铸件、显示在荧光屏上等等，皆有所保证。

　　5结语

　　采用这种现代化的压铸机，为压铸工作者提供了新时代的生产工具。这种机器建立在己被证实的某些观点的基础上，并且再加上配备有新式的冷室压射系统，并以新式的液压系统、高的压射能量和结构紧凑等等，都成为其特征而体现出来。

　　新式的"Datacess”为计算机数控、调节和监控系统，再结合“Processtrol”，允许更佳地和更为明确地进行过程控制，以精密的公差，生产出质量更为一致的铸件。高度的可靠性和生产的灵敏度、较短的装配时间、再结合容易操作等等，成为本机的固有特点而立足于世界先进行列。