專利名稱：壓鑄機(jī),調(diào)整鑄造條件的方法及評(píng)價(jià)鑄造物質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓鑄機(jī)、調(diào)整鑄造條件的方法以及評(píng)價(jià)鑄造物質(zhì)量的方法。
背景技術(shù)：
壓鑄機(jī)是在將一對金屬鑄模對合到一起的狀態(tài)下，通過射出裝置把金屬熔液射出并充填到金屬鑄模間形成的鑄腔內(nèi)，然后讓充填到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的壓力(鑄造壓力)增加而完成鑄造物的鑄造。
提高鑄腔內(nèi)注入的金屬熔液施加鑄造壓力是由于隨著壓縮鑄腔內(nèi)的金屬熔液，金屬熔液內(nèi)溶入的氣體會(huì)排放出來，因而是用來防止鑄造物的內(nèi)部出現(xiàn)缺陷的。因此若不給鑄腔內(nèi)的金屬熔液施加適當(dāng)?shù)蔫T造壓力則有可能會(huì)降低鑄造物的質(zhì)量。
發(fā)明要解決的問題然而如何評(píng)價(jià)射出裝置產(chǎn)生的充填到鑄腔內(nèi)的金屬熔液鑄造壓力是否適當(dāng)，則是通過對鑄造物的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)際分析來進(jìn)行的。
另一方面，由射出裝置射出到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的鑄造壓力的傳送效率會(huì)受金屬熔液溫度，金屬鑄模溫度，射出裝置的運(yùn)作條件等各種鑄造條件的影響。因此在分析鑄造物的質(zhì)量的過程中，必須利用這一結(jié)果對熔液溫度，金屬鑄模溫度和射出裝置的運(yùn)作條件等各種鑄造條件進(jìn)行調(diào)整，但這樣的調(diào)整需要花很長的時(shí)間才能夠完成。而且很難利用鑄造物的質(zhì)量分析結(jié)果定量調(diào)整鑄造條件，從而使精密地調(diào)整鑄造條件受到阻礙。
此外，因?yàn)闊o法對成型的鑄造物的整個(gè)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此可能不完全保證鑄造物的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，提供一種能夠精密地調(diào)整鑄造條件而提高鑄造物的質(zhì)量的壓鑄機(jī)、鑄造條件的調(diào)整方法以及鑄造物的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。
本發(fā)明的第一種壓鑄機(jī)具有一對金屬鑄模、將金屬熔液射出并填充到上述一對金屬鑄模之間形成的鑄腔內(nèi)并對該金屬熔液施加鑄造壓力的射出裝置。其中，它還具有檢測上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)、檢測作用于注入到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液上的壓力的模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)、依據(jù)上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力的檢測機(jī)構(gòu)檢測出的壓力來計(jì)算在上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力下充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果的傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)以及將上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的傳送特性的結(jié)果進(jìn)行輸出的輸出機(jī)構(gòu)。
上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)最好計(jì)算出作為傳送特性的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力與模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測到的模內(nèi)壓力之比的時(shí)間變化(數(shù)據(jù)時(shí)系數(shù)據(jù))，而上述顯示機(jī)構(gòu)則顯示出上述壓力之比的時(shí)間變化圖。
本發(fā)明的第二種壓鑄機(jī)具有一對金屬鑄模、將金屬熔液射出并填充到上述一對金屬鑄模之間形成的鑄腔內(nèi)并對該金屬熔液施加鑄造壓力的射出裝置。其中，它還具有檢測上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)、檢測作用于注入并充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液上的壓力的模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)、依據(jù)上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力的檢測機(jī)構(gòu)檢測出的壓力來計(jì)算在上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力下充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果的傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)和根據(jù)上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的傳送特性的結(jié)果來調(diào)整上述腔內(nèi)形成的鑄造物的鑄造條件的鑄造條件調(diào)整機(jī)構(gòu)。
上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)最好計(jì)算出作為傳送特性的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力與模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測到的模內(nèi)壓力之比的時(shí)間變化(時(shí)系數(shù)據(jù))，而數(shù)據(jù)鑄造條件調(diào)整機(jī)構(gòu)判斷上述壓力之比在預(yù)先設(shè)定范圍內(nèi)維持的時(shí)間是否與預(yù)先設(shè)定時(shí)間相等，若發(fā)現(xiàn)不相等則調(diào)整鑄造條件。
本發(fā)明的第三種壓鑄機(jī)具有一對金屬鑄模、將金屬熔液射出并填滿到上述一對金屬鑄模之間形成的鑄腔內(nèi)并對該金屬熔液鑄造裝置施加鑄造壓力的射出裝置。其中，它還具有檢測上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)、檢測作用于注入到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液上的壓力的模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)、依據(jù)上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力的檢測機(jī)構(gòu)檢測出的壓力來計(jì)算在上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力下充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果的傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)以及根據(jù)上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的上述傳送特性的結(jié)果來評(píng)價(jià)形成于鑄腔內(nèi)的鑄造物的質(zhì)量的質(zhì)量評(píng)價(jià)價(jià)機(jī)構(gòu)。
它最好還帶有將上述傳送特性的數(shù)據(jù)與鑄造物的評(píng)價(jià)質(zhì)量相對應(yīng)來進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，上述傳送特性是上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力與模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測到的模內(nèi)壓力之比的時(shí)間變化。上述質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)判斷所述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的傳送特征和所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)所存儲(chǔ)的傳送特征是否相近，若發(fā)現(xiàn)接近的話則作出成型于鑄腔內(nèi)的鑄造物的質(zhì)量與所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)存儲(chǔ)的傳送特性對應(yīng)的質(zhì)量相一致的評(píng)價(jià)。
本發(fā)明鑄造條件的調(diào)整方法是調(diào)整將金屬熔液射出充填到一對金屬鑄模之間形成的鑄腔之后，對充填到上述鑄腔的金屬熔液施加鑄造壓力，從而成型的鑄造物的鑄造條件的調(diào)整方法，它檢測上述鑄造壓力和充填到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的壓力，根據(jù)上述檢測出的鑄造壓力和上述鑄腔內(nèi)金屬熔液的壓力來計(jì)算上述鑄造壓力下充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果，進(jìn)而根據(jù)計(jì)算出的上述傳送特性結(jié)果來調(diào)整鑄腔內(nèi)成型的鑄造物的鑄造條件。
本發(fā)明對鑄造物進(jìn)行評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)方法是評(píng)價(jià)將金屬熔液射出充填到一對金屬鑄模之間形成的鑄腔之后，對充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液施加鑄造壓力來成型的鑄造物質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的鑄造物質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，它檢測上述鑄造壓力和充填到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的壓力，根據(jù)檢測到的上述鑄造壓力以及充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液壓力來計(jì)算上述鑄造壓力下充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果，進(jìn)而根據(jù)計(jì)算出的上述傳送特性結(jié)果來對上述鑄造腔內(nèi)形成的鑄造物的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在本發(fā)明中，檢測出射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力和作用于鑄腔內(nèi)充填的金屬熔液上的壓力，據(jù)此計(jì)算在鑄造壓力下充填到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性。根該傳送特性，掌握充填到鑄腔內(nèi)的金屬熔液上作用的鑄造壓力是否適當(dāng)。依據(jù)這一傳送特性就能從與各種鑄造條件相關(guān)所獲得的傳送特性推斷出目前的的鑄造條件。而且鑄造壓力的傳送功效率越高金屬熔液越高效地受到擠壓，因此很難使鑄造物內(nèi)部產(chǎn)生缺欠，根據(jù)檢測出的目前的傳送特性調(diào)整鑄造條件以成為高的傳送效率，進(jìn)而可以定量的調(diào)整鑄造條件，提高鑄造物的質(zhì)量。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明能夠精密地調(diào)整鑄造條件，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明還能夠不對鑄造物進(jìn)行分析便對其質(zhì)量做出評(píng)價(jià)。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓鑄機(jī)的整體結(jié)構(gòu)；圖2是控制器50的功能方框圖；圖3是由壓鑄機(jī)1進(jìn)行的鑄造工藝的一例的工序圖；圖4(a)、(b)、(c)、(d)是表示射出速度、鑄造壓力、鑄腔內(nèi)壓力、壓力傳送率的波形的一例的曲線圖；圖5(a)、(b)、(c)、(d)是表示鑄造條件不合適情況下的射出速度、鑄造壓力、鑄腔內(nèi)壓力、壓力傳送率的波形的一例的曲線圖；圖6表示的是調(diào)整鑄造條件的方法的一例；圖7表示的是傳送率波形的一例。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓鑄機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。
壓鑄機(jī)1由一對移動(dòng)金屬鑄模2，固定金屬鑄模3，射出裝置4，控制器50，顯示裝置51，輸入裝置52等組成。
移動(dòng)金屬鑄模2和固定金屬鑄模3由圖中未示的鑄模對合裝置來保持，通過該鑄模對合裝置來開閉及對合金屬鑄模。
對合狀態(tài)下的固定金屬鑄模3和移動(dòng)金屬鑄模2之間形成有鑄腔C，通過將鋁合金或鎂合金熔液射出并充填到鑄腔C內(nèi)來形成鑄造物。
移動(dòng)金屬鑄模2的供給口附近設(shè)有檢測充填到鑄腔C內(nèi)的金屬熔液壓力的壓力檢測器30，該壓力檢測器30是本發(fā)明模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。
射出裝置4由套管5、柱塞6、射出缸體10、液壓回路20、蓄壓器25組成。
套管5由圓筒狀的部件構(gòu)成，與鑄腔C相連通，設(shè)在固定金屬鑄模3的背面。套管5的后端側(cè)還設(shè)有用于供給金屬熔液ML的供給口5a。例如，用澆包100計(jì)量的金屬熔液ML通過供給口5a注入到套管5內(nèi)。
柱塞6由鑲嵌于套管5內(nèi)壁的柱塞板6a和柱塞桿6b組成，而柱塞桿6b的頂端與柱塞板6a相連。隨著柱塞6往前移動(dòng)，供給到套管5中的金屬熔液ML被射出并充填到鑄腔里。
柱塞6設(shè)有位置檢測器35，位置檢測器35用于檢測柱塞6的位置Ps，并將其輸出到控制器50。控制器50則根據(jù)柱塞6的位置Ps計(jì)算出射出的速度。
射出缸體10設(shè)有互通的射出缸室11和升壓缸室14。升壓缸室14的直徑大于射出缸室11的直徑。
射出缸室11內(nèi)設(shè)有射出活塞12，該射出活塞12通過連桿13以及聯(lián)軸器8與柱塞桿6b相連。
升壓缸室14內(nèi)有直徑大于射出活塞12的升壓活塞15。
液壓回路20通過管路與射出缸室11和升壓缸室14相連。另外，在液壓回路20上還連接著液壓源26和蓄壓器25。油壓源26為了驅(qū)動(dòng)射出活塞12，而將預(yù)定壓力的液壓油供給液壓回路20，蓄壓器25則將用于驅(qū)動(dòng)升壓活塞15的預(yù)定壓力的液壓油供給到液壓回路20中。
液壓回路20接收控制器50的控制指令50s后，調(diào)整油壓源26提供的液壓油的流量來供給到射出缸室11中，從而控制射出活塞12的射出速度。液壓回路20還接收控制器50發(fā)出的控制指令50s，將蓄壓器25提供的液壓油供給到缸室14，來驅(qū)動(dòng)升壓活塞15。這樣供給到升壓缸室14的液壓油壓力成為了本發(fā)明的鑄造壓力。
升壓缸室14的受壓側(cè)設(shè)有壓力檢測器31，而壓力檢測器31是用來檢測供應(yīng)給升壓缸室14的液壓油的壓力，即檢測鑄造壓力Pcy的，并將其輸出到控制器50。
控制器50通過對液壓回路20的控制來綜合控制壓鑄機(jī)1。
顯示裝置51與控制器50相連接，例如由液晶板構(gòu)成，顯示出來自控制器50的各種數(shù)據(jù)。顯示裝置51(顯示機(jī)構(gòu))是本發(fā)明輸出機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。輸出機(jī)構(gòu)可以是打印或存儲(chǔ)裝置。
輸入裝置52與控制器50連接，由例如鍵盤等構(gòu)成，用來向控制器50輸入各種數(shù)據(jù)。
圖2表示的是控制器50功能的方框圖。而且圖2僅表示的是本發(fā)明的重要部分的功能。
如圖2所示，控制器50由鑄造壓力輸入部60、鑄腔內(nèi)壓力輸入部61、傳送特性計(jì)算部62、鑄造條件調(diào)整部63、數(shù)據(jù)庫64、鑄造條件保持部65、控制部66、質(zhì)量評(píng)價(jià)部67以及數(shù)據(jù)庫68構(gòu)成。
控制器50由處理器和存儲(chǔ)器等硬件和所需的軟件構(gòu)成，圖2所示的各種功能正是通過這些硬件和軟件來實(shí)現(xiàn)的。
而且傳送特性計(jì)算部62是本發(fā)明的傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)，鑄造條件調(diào)整部63和數(shù)據(jù)庫64是鑄造條件調(diào)整機(jī)構(gòu)，質(zhì)量評(píng)價(jià)部67以及數(shù)據(jù)庫68是本發(fā)明質(zhì)量的評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。存儲(chǔ)器則是本發(fā)明的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。
鑄造壓力輸入部60對壓力檢測器31檢測出的鑄造壓力Pcy取樣，保持住取樣的鑄造壓力Pcy的時(shí)系數(shù)據(jù)。
鑄腔內(nèi)壓力輸入部61對壓力檢測器30檢測出的鑄腔內(nèi)的壓力Pca取樣，保持住取樣的壓力Pca的時(shí)系數(shù)據(jù)。
傳送特性計(jì)算部62根據(jù)鑄造壓力Pcy的時(shí)系數(shù)據(jù)和鑄腔內(nèi)的壓力Pca的時(shí)系數(shù)據(jù)計(jì)算出射出裝置4產(chǎn)生的鑄造壓力下充填到鑄腔C內(nèi)的金屬熔液的傳送特性Inf，然后把結(jié)果傳給鑄造條件調(diào)整部63或質(zhì)量評(píng)價(jià)部67。
傳送特性Inf例如是由各各樣時(shí)間內(nèi)的鑄造壓力Pcy與鑄腔內(nèi)的壓力Pca的比(K＝Pca/Pcy)(即將該K作為傳輸率)構(gòu)成。
后面將會(huì)描述有關(guān)傳送特性計(jì)算部62的具體處理。
鑄造條件維持部65保有由壓鑄機(jī)1完成鑄造物成形所需的鑄造條件。鑄造條件包括例如金屬熔液量、金屬熔液的溫度、金屬鑄模的溫度、鑄模緊固力、射出裝置的動(dòng)作條件(例如射出速度、鑄造壓力、鑄造壓力開始時(shí)間等)等，是鑄造物成形所需的有關(guān)質(zhì)量方面的必要條件。
控制部66根據(jù)鑄造條件保持部65保有的各種鑄造條件來控制壓鑄機(jī)1的射出裝置4和圖中未示的鑄模對合裝置等。
鑄造條件調(diào)整部63根據(jù)傳送特性計(jì)算部62算出來的傳送特性Inf來調(diào)整在鑄腔C內(nèi)成型的鑄造物的鑄造條件。在鑄造條件維持部65保持的各種鑄造條件中，將影響射出裝置4產(chǎn)生的鑄造壓力Pcy下充填到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的ML的鑄造條件，例如金屬熔液的溫度、金屬鑄模的溫度、射出速度、鑄造壓力開始時(shí)間等條件中的至少一部分調(diào)整為很難在在鑄造物內(nèi)部產(chǎn)生缺陷，提高鑄造物質(zhì)量的鑄造條件。
數(shù)據(jù)庫64里存有鑄造條件調(diào)整部63調(diào)整鑄造條件所需的各種數(shù)據(jù)。
后面將描述有關(guān)鑄造條件調(diào)整部63的具體鑄造條件調(diào)整方法。
質(zhì)量評(píng)價(jià)部67根據(jù)傳送特性計(jì)算部62算出來的Inf來評(píng)價(jià)鑄造物的質(zhì)量。傳送特性Inf具有射出裝置4產(chǎn)生的鑄造壓力Pcy流入到鑄腔C內(nèi)的金屬熔液ML的傳送效率以及其變化信息，因此能夠從傳送特性Inf得知壓縮鑄腔C內(nèi)的金屬熔液ML的壓縮情況，從而，質(zhì)量評(píng)價(jià)部67從傳送特性Inf掌握壓縮鑄腔C內(nèi)的金屬熔液ML的壓縮情況來評(píng)價(jià)成形式的鑄造物的質(zhì)量。
數(shù)據(jù)庫68里存有質(zhì)量評(píng)價(jià)部67評(píng)價(jià)質(zhì)量所需的必要數(shù)據(jù)。
后面敘述有關(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)部67的具體鑄造條件調(diào)整方法。
下面參照圖3對壓鑄機(jī)1的鑄造工藝的一例進(jìn)行說明。
首先，作為前期準(zhǔn)備工作，將移動(dòng)金屬鑄模2與固定金屬鑄模3閉合，將移動(dòng)金屬鑄模2和固定金屬鑄模3對合在一起，把柱塞6定位于預(yù)定的退后位置，等等，即進(jìn)行鑄造前的準(zhǔn)備工作(流程PR1)。
然后，在控制部分50一側(cè)，對壓力檢測器30和31檢測出的壓力開始取樣(流程PR2)。由此能夠檢測出鑄造壓力Pcy和充填到鑄腔C內(nèi)的金屬熔液的ML的壓力Pca.。
然后，通過射出裝置4將金屬熔液射出、充填到鑄腔C內(nèi)(流程PR3)。
金屬熔液朝鑄腔C內(nèi)的射出和充填是首先通過套管5的供給口5a把預(yù)定量的金屬熔液ML供給到套管5內(nèi)。
接著，將柱塞6慢慢向前推，當(dāng)柱塞6到達(dá)預(yù)定速度切換位置的時(shí)候，切換成高速。速度切換位置是供應(yīng)給到套管5中的金屬熔液ML前部大致到達(dá)金屬鑄模供給口時(shí)的柱塞6位置。
一旦柱塞6高速推進(jìn)，套管5里面的金屬熔液ML便被射出到鑄腔C內(nèi)。射出到鑄腔C里面的金屬熔液ML將氣體卷入到鑄腔C內(nèi)。隨著柱塞6向前移動(dòng)，鑄腔C內(nèi)會(huì)充入金屬熔液ML直到充滿。
柱塞6例如以圖4(a)的射出速度v從時(shí)間t0到時(shí)間t1慢慢移動(dòng)，到t1時(shí)速度切換到快速，即快速加速和快速減速。
在這種狀態(tài)下，一旦設(shè)在移動(dòng)金屬鑄模2內(nèi)的壓力檢測器30的檢測面與金屬熔液的ML相接觸，便會(huì)檢測出作用于金屬熔液的ML上的壓力。根據(jù)壓力檢測器30的不同設(shè)置點(diǎn)情況會(huì)有所不同對于壓力檢測器30檢測出的壓力，其值也比較低，而變化會(huì)很大。
一旦處于金屬熔液ML充填到鑄腔C內(nèi)的狀態(tài)，柱塞6便迅速減速。在這個(gè)階段，射出裝置4把速度控制切換為壓力控制，使充填到鑄腔C內(nèi)金屬熔液ML的壓力上升(流程PR4)。升壓工序是給充填到鑄腔C內(nèi)的帶入了氣體的金屬熔液ML增加鑄造壓力，通過壓縮來防止鑄造物內(nèi)部因氣體出現(xiàn)砂眼等而產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。
供給到射出缸體10的升壓用活塞15背面的缸室中的液壓油會(huì)產(chǎn)生鑄造壓力。如圖4(b)所示，壓力檢測器31檢測的鑄造壓力Pcy在上升，從開始升壓時(shí)刻t3經(jīng)過預(yù)定時(shí)間Tm之后達(dá)到了預(yù)定值。
另一方面，產(chǎn)生于射出缸體10中的鑄造壓力Pcy傳送到充填到鑄腔C內(nèi)的金屬熔液ML上，如圖4(c)所示，壓力檢測器30檢測出的壓力Pa隨著鑄造壓力Pcy的上升也在上升。
此外，在圖4(c)中表示出了壓力檢測器30檢測的壓力Pa伴隨鑄造壓力Pcy的上升也在上升的情況，但是與移動(dòng)金屬鑄模2上所設(shè)的壓力檢測器30相接觸的附近金屬熔液ML卷起很多的氣體，或是在該金屬熔液ML已經(jīng)開始凝固的情況下，壓力檢測器30檢測的壓力Pca與射出缸體10一側(cè)產(chǎn)生的鑄造壓力Pcy的值不相等。
升壓工序完成后，控制器50一側(cè)壓力檢測器30和31檢測出的壓力也完成了取樣。(流程PR5)。這時(shí)控制器50的鑄造壓力輸入部60、鑄腔內(nèi)壓力輸入部61內(nèi)開始存入有關(guān)升壓工序的鑄造壓力Pcy以及作用于鑄腔C內(nèi)金屬熔液的壓力Pca等時(shí)系數(shù)據(jù)。
之后，相對于固定金屬鑄模3將移動(dòng)金屬鑄模2的打開，取出鑄造物，進(jìn)行金屬鑄模清掃，給金屬鑄模吹上離型劑等后續(xù)工作(流程PR6)，這樣就完成了一個(gè)鑄造周期。在反復(fù)進(jìn)行鑄造周期的情況下，上述流程便反復(fù)進(jìn)行。
傳送特性的計(jì)算下面說明控制器50的傳送特性計(jì)算部62中進(jìn)行的處理。
通過上述的鑄造周期，如圖4(b)和(c)所示，在鑄造壓力輸入部60和鑄腔內(nèi)壓力輸入部61內(nèi)存儲(chǔ)了升壓工序的鑄造壓力Pcy和作用于充填到鑄腔C內(nèi)金屬熔液壓力Pca的時(shí)系數(shù)據(jù)。
傳送特性計(jì)算部62計(jì)算出鑄造壓力Pcy和鑄腔C內(nèi)的壓力Pca的比(K＝Pca/Pcy)。如圖4(d)所示，這個(gè)傳輸率K例如在表示0～1范圍內(nèi)的變化。傳輸率K為零的情況下，表示在射出缸體10中產(chǎn)生的鑄造壓力Pcy并沒完全傳送到鑄腔C內(nèi)壓力檢測器30附近的金屬熔液中，傳輸率K等于1的時(shí)候則表示100％傳輸?shù)搅恕?br> 而且傳輸率K可以從Pcy、Pca的原始數(shù)據(jù)計(jì)算出來，也可以從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)過過濾等預(yù)定處理后所得的數(shù)據(jù)中計(jì)算出來。例如從Pcy、Pca的原始數(shù)據(jù)中除去高頻率的振動(dòng)成分(雜音)后計(jì)算出傳送率K。
如圖4(d)所示傳輸率K的波形受各種鑄造條件的影響。
在圖4(d)所示的例子中，隨著在時(shí)刻t3鑄造壓力Pcy開始增加，傳輸率K也在增加，達(dá)到1再經(jīng)過一定時(shí)間后又減少到0。這個(gè)例子表示的是從時(shí)刻t3時(shí)100％的鑄造壓力Pcy傳送到鑄腔C內(nèi)的金屬熔液中，以與鑄造壓力Pcy相等壓力壓縮某段時(shí)間之后，在時(shí)刻t4附近開始凝固。金屬熔液凝固和壓力的下降是因?yàn)閴毫z測器30很難接收到作用于金屬熔液上的壓力。
可以推測在某段時(shí)間傳輸率K能夠維持在1，鑄造壓力Pcy將100％地傳輸，壓縮能充分進(jìn)行。
如圖4所示，傳送特性計(jì)算部62將包括傳輸率K的各種波形數(shù)據(jù)在顯示裝置51上顯示。壓鑄機(jī)1的操作者通過觀察到顯示在顯示裝置51上的傳送率K的波形數(shù)據(jù)，便能夠定量地掌握目前的鑄造條件下的狀態(tài)。
圖4所示的各種波動(dòng)數(shù)據(jù)是鑄造壓力Pcy適當(dāng)傳送到金屬熔液中的情況下的一例，而圖5則是表示變更(延長)作為鑄造條件的鑄造壓力Pcy開始時(shí)間Tm情況。
如圖5(b)所示，一旦后延鑄造壓力Pcy開始時(shí)間Tm到Tm’時(shí)，如圖5(c)所示鑄腔C內(nèi)的壓力Pa隨著鑄造壓力Pcy的產(chǎn)生而上升，但不隨鑄造壓力Pcy保持上升，卻在下降。因此，傳輸率K從0到1上升后達(dá)不到1而是變回了0。這是因?yàn)檠娱L了鑄造鑄造壓力Pcy的開始時(shí)間Tm，在經(jīng)過開始時(shí)間Tm’前，即鑄造壓力Pcy未達(dá)到指定之前，金屬熔液就已經(jīng)開始凝固。在這種鑄造條件下，壓力檢測器30附近的金屬熔液就會(huì)在沒有充分壓縮的情況下凝固，鑄造物內(nèi)產(chǎn)生砂眼等缺陷的可能性就非常高。
如上所述，傳輸率K的值或傳輸率K的時(shí)間變化例如都隨鑄造壓力Pcy的開始時(shí)間等鑄造條件的變化而變化。影響傳輸率K的鑄造條件不只是鑄造壓力Pcy的開始時(shí)間Tm，還有很多原因。
這樣，由于壓鑄機(jī)1的操作者是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來把握傳輸率K和各種鑄造條件以及有關(guān)鑄造物質(zhì)量之間的相互關(guān)系，可以在察看傳輸率K的波形的同時(shí)將鑄造條件調(diào)整到滿足鑄造物要求的質(zhì)量。即把調(diào)整傳輸率K的值或時(shí)間的變化作為調(diào)整鑄造條件時(shí)的指標(biāo)之一，這樣調(diào)整鑄造條件的工作會(huì)變得很容易，并能通過定量調(diào)整進(jìn)行精密調(diào)整。
鑄造條件的調(diào)整下面說明處理鑄造條件調(diào)整部63的一例。
如上所述，傳輸率K與鑄造物的質(zhì)量之間是有聯(lián)系的，而且傳輸率K跟鑄造條件之間也相關(guān)。因此，能夠定量化有關(guān)傳輸率K的值或傳輸率K隨時(shí)間的變化等傳送特性，鑄造物的質(zhì)量和鑄造條件之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫64則存儲(chǔ)定量化這些關(guān)系的數(shù)據(jù)。
鑄造條件調(diào)整部63可以對每一次鑄造的鑄造條件進(jìn)行調(diào)整，也可以通過先判斷是否滿足預(yù)定條件，若判斷出滿足的話再來調(diào)整鑄造條件。比如鑄造條件調(diào)整部63比較傳送特性計(jì)算部62計(jì)算出的傳輸率K維持在預(yù)先設(shè)定好的范圍(例如0.9以上)的時(shí)間和預(yù)先設(shè)定好的設(shè)定時(shí)間，當(dāng)判斷維持時(shí)間和設(shè)定時(shí)間不一致時(shí)可以在以后的鑄造中調(diào)整鑄造條件。而且設(shè)定范圍或設(shè)定時(shí)間會(huì)保存在例如控制器50的存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)裝置中?？紤]到測定誤差和能夠允許的時(shí)間差等，設(shè)定時(shí)間允許有一定的幅度。
鑄造條件調(diào)整部63從數(shù)據(jù)庫64存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)中能夠探索或者計(jì)算出例如提高鑄造物質(zhì)量的鑄造條件。例如若傳輸率K維持在設(shè)定范圍內(nèi)的時(shí)間短于設(shè)定時(shí)間，便可以探索或者計(jì)算出提高金屬熔液溫度的條件、提高金屬鑄模溫度的條件、在升壓工序中更快速地加大升壓用活塞15的油壓等條件。
例如，圖6表示鑄造條件調(diào)整部63新要求的各種鑄造條件，這也可以顯示在顯示裝置51上。操作者看到這種情況的同時(shí)就能夠通過調(diào)整鑄造條件調(diào)整部63來進(jìn)行調(diào)整后的各種鑄造條件的修正等。
這樣，鑄造條件的調(diào)整工作變得自動(dòng)化或半自動(dòng)化，由此能夠縮短調(diào)整鑄造條件所需的時(shí)間，另外還能夠提高調(diào)整精度。
而且，通過將從多個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的關(guān)系數(shù)據(jù)化并存放在數(shù)據(jù)庫64中，可以把操作員積累的用壓鑄機(jī)1制造鑄造物的經(jīng)驗(yàn)定量化。操作員以傳輸率K的值或時(shí)間變化等傳送特性來作為改變鑄造條件的指標(biāo)，可以在觀察的同時(shí)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，雖然更換操作員后調(diào)整鑄造條件的方法都會(huì)有所不同，但是通過數(shù)據(jù)化，可以抑制鑄造條件的調(diào)整偏差。
下面說明質(zhì)量評(píng)價(jià)部67進(jìn)行處理的一例。
如上所述，傳輸率K的值或傳輸率K的時(shí)間變化等傳送特性跟鑄造物的質(zhì)量有一定的關(guān)系。數(shù)據(jù)庫68存儲(chǔ)有將這些關(guān)系定量化的數(shù)據(jù)。
質(zhì)量評(píng)價(jià)部67例如參照存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫68中的傳輸率K的值或傳輸率K的時(shí)間變化等傳送特性與鑄造物質(zhì)量之間的關(guān)系數(shù)據(jù)，根據(jù)每次鑄造所獲得的傳送率K來評(píng)價(jià)鑄造物的質(zhì)量。質(zhì)量評(píng)價(jià)部67把評(píng)價(jià)結(jié)果在顯示裝置51中顯示。
例如在同一鑄造條件下進(jìn)行鑄造，在圖7表示的曲線圖(1)中，獲得了鑄造物內(nèi)部無缺陷的合格品，而在曲線圖(2)和(3)的傳輸率K波形中，產(chǎn)品內(nèi)部則產(chǎn)生了砂眼。數(shù)據(jù)庫68存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，將每次鑄造的傳輸率K的波形跟曲線圖(1)～(3)進(jìn)行比較，若接近曲線圖(1)就是合格品，而接近曲線圖(2)和(3)的產(chǎn)品則可判為次品。
判定是否近似是從傳輸率K的絕對值以及傳輸率K的變化樣式的觀點(diǎn)上來進(jìn)行判斷的。從傳輸率K的絕對值上來判斷，是將例如預(yù)定時(shí)刻(例如圖4的時(shí)刻t3)作為基準(zhǔn)，計(jì)算出同一時(shí)刻的每次鑄造所得的傳輸率K與曲線圖(1)～(3)的傳送率K的差是否跨越了預(yù)定時(shí)間長度，通過其差的最大值或者平均值是否超過指定的閾值來進(jìn)行判定。而且從傳輸率K的變化樣式進(jìn)行的判定是以例如預(yù)定時(shí)刻(圖4的時(shí)刻t3)為基準(zhǔn)，以同一時(shí)刻每次鑄造的傳輸率K和曲線圖(1)～(3)的傳輸率K作為相互對應(yīng)的兩個(gè)變量判斷這兩個(gè)變量的相關(guān)系數(shù)是否超過預(yù)定的閾值。
而且質(zhì)量評(píng)價(jià)部67的評(píng)價(jià)方法并不限于這種方法，它可以采取多種方式。例如傳輸率K在上述設(shè)定范圍內(nèi)所保有的時(shí)間比預(yù)定的時(shí)間短或不一致的情況下也可以判定為次品。
通過從傳輸率K的波形數(shù)據(jù)來評(píng)價(jià)每次鑄造的質(zhì)量，不實(shí)際分析鑄造物就能評(píng)價(jià)質(zhì)量可提高保證鑄造物質(zhì)量的精度。即判斷鑄造物內(nèi)部是否存在缺陷不進(jìn)行實(shí)際的檢查就能夠知曉，從每次鑄造的傳輸率K的波形數(shù)據(jù)有無異常情況可事先防止不良品出庫。
而且通過在數(shù)據(jù)庫68中存儲(chǔ)傳輸率K的值或時(shí)間變化等傳送特性與質(zhì)量的相關(guān)數(shù)據(jù)，還能夠提高評(píng)價(jià)的精度。
本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例。
上述實(shí)現(xiàn)例說明的是單個(gè)壓力檢測器30設(shè)在移動(dòng)金屬鑄模2上的情況，也可以在移動(dòng)金屬鑄模2或固定金屬鑄模3的不同位置設(shè)置多個(gè)壓力檢測器。從多個(gè)壓力檢測器檢測出的傳輸率K的波形數(shù)據(jù)會(huì)有所不同，但可以利用全部傳輸率K來調(diào)整鑄造條件或進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。
權(quán)利要求
1.一種壓鑄機(jī)，其具有一對金屬鑄模、將金屬熔液射出并充填到所述一對金屬鑄模間形成的鑄腔內(nèi)并施加鑄造壓力的射出裝置，其包括檢測上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)，檢測充填于上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液壓力的模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的壓力計(jì)算上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力下填充到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果的傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)，輸出上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的傳送特性結(jié)果的輸出機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)，其特征在于上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算作為上述傳送特性的上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測到的模內(nèi)壓力之比的時(shí)間變化，上述顯示機(jī)構(gòu)表示上述壓力比的時(shí)間變化的曲線圖。
3.一種壓鑄機(jī)，其具有一對金屬鑄模、將金屬熔液射出并充填到一對金屬鑄模間形成的鑄腔內(nèi)并施加鑄造壓力的射出裝置，其包括檢測上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)，檢測射出、充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液壓力的模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的壓力計(jì)算上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力下填充到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果的傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的上述傳送特性的結(jié)果來調(diào)整上述鑄腔內(nèi)形成的鑄造物的鑄造條件的鑄造條件調(diào)整機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的壓鑄機(jī)，其特征在于上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算作為上述傳送特性的上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和所述模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測到的模內(nèi)壓力之比的時(shí)間變化，上述鑄造條件調(diào)整機(jī)構(gòu)判斷上述壓力的比維持在預(yù)定的設(shè)定范圍內(nèi)的時(shí)間是否與預(yù)定的設(shè)定時(shí)間相等，若判定為不相等時(shí)則調(diào)整上述鑄造條件。
5.如權(quán)利要求3或4所述的壓鑄機(jī)，其特征在于上述鑄造條件包括上述金屬熔液溫度、所述金屬鑄模溫度以及所述射出裝置動(dòng)作條件中的任意一種。
6.一種壓鑄機(jī)，其具有一對金屬鑄模、將金屬熔液射出并充填到所述一對金屬鑄模間形成的鑄腔內(nèi)并施加鑄造壓力的射出裝置，其包括檢測上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力的鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)，檢測充填于上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液壓力的模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的壓力計(jì)算上述射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力下填充到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性結(jié)果的傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)算出的上述傳送特性的結(jié)果來評(píng)價(jià)上述鑄腔內(nèi)形成的鑄造物質(zhì)量的質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的壓鑄機(jī)，其特征在于其還帶有把上述傳送特性數(shù)據(jù)與鑄造物的質(zhì)量相對應(yīng)而存儲(chǔ)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，上述傳送特性是上述鑄造壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測出的鑄造壓力和模內(nèi)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測到的模內(nèi)壓力之比的時(shí)間變化，上述質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)判斷上述傳送特性計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算的傳送特性與上述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)存儲(chǔ)的傳送特性是否相近，若發(fā)現(xiàn)接近便將形成于鑄腔內(nèi)的鑄造物的質(zhì)量與上述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)存儲(chǔ)的傳送特性相對應(yīng)的質(zhì)量一致的評(píng)價(jià)。
8.一種鑄造條件調(diào)整方法，其調(diào)整鑄造物的鑄造條件，該鑄造物是將金屬熔液射出、充填到一對金屬鑄模間形成的鑄腔之后，通過對充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液中施加鑄造壓力形成，其特征在于，檢測上述鑄造壓力和作用到充填在所述鑄腔內(nèi)的金屬熔液上的壓力，根據(jù)檢測出的上述鑄造壓力和上述鑄腔內(nèi)金屬熔液上作用的壓力來計(jì)算上述鑄造壓力下填充到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性的結(jié)果，根據(jù)計(jì)算出的上述傳送特性的結(jié)果來調(diào)整形成于上述鑄腔內(nèi)的鑄造物的鑄造條件。
9.一種鑄造物的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其對鑄造物的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，該鑄造物是將金屬熔液射出、充填到一對金屬鑄模間形成的鑄腔之后，通過對充填到上述鑄腔內(nèi)的金屬熔液中施加鑄造壓力形成，其特征在于，檢測上述鑄造壓力以及作用到充填在所述鑄腔內(nèi)的金屬熔液上的壓力，根據(jù)檢測出的上述鑄造壓力和上述鑄腔內(nèi)金屬熔液上作用的壓力來計(jì)算上述鑄造壓力下填充到鑄腔內(nèi)的金屬熔液的傳送特性的結(jié)果，根據(jù)計(jì)算出的上述傳送特性的結(jié)果來對上述鑄腔內(nèi)形成的鑄造物的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種精密地調(diào)整鑄造條件，提高鑄造物質(zhì)量的壓鑄機(jī)。其具有檢測射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力Pcy的壓力檢測器(31)、檢測鑄腔內(nèi)金屬熔液的壓力Pca的壓力檢測器(30)、根據(jù)鑄造壓力Pcy和金屬熔液壓力Pca計(jì)算射出裝置產(chǎn)生的鑄造壓力Pcy傳送到充入鑄腔內(nèi)的熔液中的傳送特性的傳送特性計(jì)算部(62)及根據(jù)傳送特性計(jì)算部(62)計(jì)算的傳送特性Inf，調(diào)整鑄腔內(nèi)成型的鑄造物的鑄造條件的鑄造條件調(diào)整部(63)。
文檔編號(hào)B22D46/00GK1647872SQ20051005420
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月28日
發(fā)明者加藤高明 申請人:東芝機(jī)械株式會(huì)社