怎样用压射曲线来调整压铸参数

百炼成刚

随着对压铸件质量的要求越来越高，除了提高模具制造水平外，压铸机的性能也要相应地提高。压铸机对压铸质量影响最大的就是射料过程。以前射料参数（高速发令点、增压发令点、高速手轮、增压手轮）的调整全是凭师傅的经验，具有很大的不确定性，压铸机的最佳性能得不到体现。为了减少人为因素造成的不确定性，目前，国外先进的压铸机普遍采用压射曲线来提高机器性能，使每位操作工都能方便的调整压铸参数，减少废品，提高生产效率。

　　对于三压射曲线，我们主要讨论两个问题。一是曲线是怎样产生和记录下来的。二是通过分析压射曲线来调整各种压射参数。

　　首先，压射曲线是怎样产生和记录的。

　　1、速度曲线

　　当压射杆开始动作后，它在低速阀的推动下，慢速前进，走到规定位置时，高速阀开启，速度会快速上升，在很短的时间内上升到最大值。当铝或镁料填满模具后，压射杆又会很快的停下来，直至速度为0。

　　2、压力曲线

　　在填充过程中，压射压力也会因填充产生的阻力而增加，当压射压力增加到设定值时，控制系统会打开增压阀，压射压力在很短的时间里会上升到增压压力值。

　　3、行程曲线

　　记录压射过程中行程与时间的关系，包括高速发令位置、实际高速起位置以及停止位置（料饼位置）。以上，我们知道了压射时速度、压力、行程这三个参数的大致变化趋势，下一步，就是要将这三个参数记录并显示出来。

　　在三曲线仪系统中，高速信号发令的那一刻为曲线显示的起始时间，信号由编码器和压力传感器获得，编码器记录行程及速度，压力传感器测量压力。在测量开始后，曲线仪每隔一段时间（采样时间），测出每一时刻的行程、速度和压力，整个压射过程会被完整的记录下来。然后以时间为横坐标，纵坐标上有三个参数，那就是行程、速度、压力。以不同的颜色在显示屏上描绘出这些点，就三获得了三压射曲线。

　　第二，我们讨论三压射曲线的用途。通过前面的介绍，我们了解到曲线是怎样测量和显示的，三曲线已全面地显示了压射过程中的各种参数，这为我们应用三压射曲线来指导调机提供了依据。



　　1、行程曲线（白色）

　　压射杆慢速前行时开始计行程，但显示却是从高速发令时刻开始的，在高速发令时刻前压射杆已走了一段行程（慢压射行程）。在图形的坐标原点（高速发令时刻），行程值为120mm，也就是说，调试人员已设定120mm为高速发令位置。当曲线仪通过编码器记录到压射杆前移到120mm时，编码器立即发信号给压铸机的PLC，PLC再发信号给电磁阀，电磁阀打开后，储能器的压力油泄出，推动压射杆高速前进，进行高速压射。从编码器发出信号到压射杆真正开始高速前进是有一段延迟时间的，这段延迟的时间是由PLC的扫描时间、电磁阀及插装阀的响应时间、压射油缸的填充时间等固有特性造成的，我们称它为高速延迟时间（这个时间值越小越好，此值小说明机器响应快），相应的就有高速延迟距离，高速延迟时间在曲线中可以观查到，大约为100ms，也就是说，从高速发令到压射杆真正高速动起来要用100ms，这100 ms内所走的路程为高速延迟距离（一般机器为20mm左右，下面会给出计算公式）。

　　压射杆高速动起来后，在很短的时间内走完压射过程，并停在终点位置（也称料饼位置）。料饼位置是一个很重要的参数，我们计算高速起点就要用它为基点。料饼位置与给汤机舀的料的多少有关，舀料多时，料饼位置读数会减小，舀料少时，料饼位置读数会增大。

　　总结起来，我们看行程曲线时，主要注意三个参数：

    （1）高速发令起点；

    （2）高速延迟距离；

    （3）料饼位置。

　　2、速度曲线（黄色）

　　从速度曲线上可以看到，在0-100ms时间（T）内，走的是初速度（V），这段时间走的距离为VT（高速延迟距离，由电脑自动算出），一般机器为20mm左右。100ms后速度迅速增加，并很快达到最大值。随着填充过程的结束，阻力会增加，速度又马上减为0。

　　总结起来，我们看速度曲线时主要注意初速度、最大速度以及初速转为高速那一刻的时间值（高速延迟时间）。

　　3、压力曲线（绿色）

　　从压力曲线可以看出，在慢速过程时，压力几乎为0，当高速起来的一瞬间，有一点压力出现，高速填充这段过程压力又几乎为0，直到填充完毕，压力才迅速上升到一级压力，经过一段时间，增压压力才建立，以后压力就稳定在增压压力上。注：本压力为压射杆活塞处的压力，使用中可以将此压力换算成锤头前部的压力（铸造压力）。其关系为S活塞×P压力＝S锤头×P铸造。

　　总结起来，压力曲线主要观察曲线上升到最大值所需要的时间（也就是我们通常说的建压时间）、一级压力过渡到增压压力所需的时间、一级压力值、增压压力值。

　　4、时间坐标

　　在时间坐标上，要清楚三曲线是从编码器发出高速信号时刻开始计时的，该时刻为时间坐标的0点。主要观察高速发令起点（见行程曲线）、何时何地速度开始加快、何时速度达到最大值、何时又减为0、一级压力何时开始起及何时达到最大值、增压压力何时起及何时到达最大值，一级压力转为增压压力所需时间。

　　当我们调整压射参数时，这些曲线的形状会随着起变化，使我们能够了解到参数调整后起到的效果。

　　我们需调整的参数为：

　　1、高速发令位置

　　高速发令位置的确定对能否生产出高质量铸件至关重要。

　　压铸时，当铝液倒入压室后，铝液平躺在压室底部，压射杆先是慢速（初速度）推动铝料，到一定距离后，才高速向前推进，完成填充过程。高速起得过早，铸件会产生大量气泡，高速起得过晚，会产生冷料。这两种情况都会影响到铸件的质量。高速起的最佳位置是铝液前锋到达浇口时。

　　为了铝液前锋到达浇口时高速起，需要准确调整高速发令位置，下面给出高速发令位置计算公式。

　　高速发令位置的值主要由以下几个参数决定：

    （1）工件重量W；

    （2）压室直径φ ；

    （3）料饼位置S；

    （4）高速延迟距离ｌ。

    将工件从浇口处取下（保留渣堆），称出其重量W（工件第一重量），压室直径为φ，算出与工件第一重量等重的以φ为直径的工件换算长度L1（将重量代入工件重量栏，工件换算长度L会自动显示），在所显示的曲线中读出料饼位置S和高速延迟距离ｌ以及工件换算长度L1（代入高速发令位置（最远点）：高速发令位置（最远点）＝S－L1－ｌ。

　　比如说高速发令位置的最远点为200mm，你就不能设高速发令位置为201mm，否则肯定会有冷料产生。但可以适当减少此值，比如说设为195，也就是说，实际高速可以早一点起来，但不能过多，过多了会产生气泡，究竟可提前多少呢？要依据工件进料口的形状来决定，一般可从进料口开始收缩处锯下，取为工件第二重量，此工件重量会大于从浇口处取下的工件第一重量，算出的L2值大于L1，代入高速起点（最近点）公式：

　　高速发令位置（最近点）＝S－L2－ｌ

　　就算出高速发令位置最近点的值，高速发令位置就在最远点和最近点之间选取。

　　例中，同一工件以浇口处取下的工件重量（第一重量）为2000克，在φ80的压室内L1=148mm，料饼位置S=350mm，高速延迟距离ｌ＝20，算出的高速发令最远点为182 mm。从料饼前端处B处取下的工件重量（第二重量）为2140克，在φ80的压室内L2=158mm，算出的最近点为172 mm，高速发令位置就在172-182 mm之间选取。

　　2、初速度

　　初速度是由系统比例阀中的流量阀提供的，设定不同的流量可得到不同的初速度，此初速度在不引起铝液扰动而卷入气体的情况下应尽可能的大，其值的大小在速度曲线上可读出（m/s）。

　　3、最大速度

　　最大速度值由调整速度手轮来获得，其值会直接影响工件质量。在速度曲线上可得读数（m/s），以确定是否达到规定的速度。

　　4、压射压力（一级压力）

　　压射压力由压射蓄能器的压力决定，其值在压力曲线上获得读数（MP）。

　　5、增压压力

　　增压压力由增压蓄能器的压力决定，其值在压力曲线上获得读数（MP）。当工件压得不实时，可能是增压来得太慢（表现在曲线上为从一级压力转为增压压力的时间过长）。

　　6、一级压力和增压压力转换时间

　　一级压力和增压压力转换时间可由以下两种方法来调整：

　　1、在压力触发模式时，调整触发压力；

　　2、在行程触发模式时，调整增压行程。转换时间值可在压力曲线上获得读数（ms）。

　　结论

　　三压射曲线能将压射过程中的所有参数显示出来，这对我们调整压射参数是有很大帮助的，有了三压射曲线记录仪就相当于请了一个经验丰富的师傅，一名普通操作工经简单培训就可将机器调整到最佳。