Р 50-123-91
Выбор оптимальных технологических режимов изготовления отливок при литье под давлением с применением стендов контроля технологических параметров

I руб. БЗ 2—91/8

РЕКОМЕНДАЦИИ

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ПРИ ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ СТЕНДОВ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Р 50-123-91

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР Москва 1992

РЕКОМЕНДАЦИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ПРИ

ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ р 50—123—91 СТЕНДОВ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ОКСТУ 3802

Дата введения 01.07.92

Настоящие рекомендации устанавливают порядок проведения работ по поиску оптимальных технологических режимов литья под давлением отливок из цветных металлов и сплавов как с применением стендов или приборов для контроля параметров, так и при их отсутствии.

В рекомендации не рассматривается выбор параметров технологического процесса изготовления отливок литьем под давлением и процесса проектирования пресс-формы.

Рекомендации по выбору скорости первой фазы прессования и. расчету вентиляционных каналов даны в приложениях 1, 2.

Перечень буквенных обозначений дан в приложении 6.

© Издательство стандартов, 1992

Настоящие рекомендации не могут быть полностью или частично воспроизведены, тиражированы и распространены без разрешения Госстандарта СССР.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Качество деталей, изготавливаемых литьем под давлением (ЛПД), зависит от большого числа технологических параметров — скорости первой и второй фаз прессования, времени нарастания давления подпрессовки, температуры металла и пресс-формы, смазки, вентиляции и т. д.

Для получения деталей требуемого качества необходимо найти оптимальные значения этих параметров и их допустимые интервалы отклонения от оптимальных значений.

1.2.    Технологический процесс ЛПД при оптимальных параметрах и при одновременной стабилизации этих параметров в пределах допустимых интервалов отклонений позволяет улучшить качество деталей, ликвидировать брак и повысить производительность на 10—15 %. Необходимо добиваться сохранения оптимальных значений параметров в каждом цикле работы машины.

1.3.    Стабилизация параметров возможна при строгой технологической дисциплине и применении приборов (стендов) контроля технологических параметров.

1.4.    Следует учитывать, что поиск оптимальных технологических параметров проводится для единого конкретного комплекса, состоящего из машины, пресс-формы и околомашинного оборудования. Перестановка пресс-формы на другую машину такого же типа может вызвать- необходимость уточнения оптимальности параметров.

1.5.    При проведении экспериментальных работ необходимо строго выполнять все требования, регламентируемые ГОСТ 15595 и ГОСТ 23800.

2. КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ

2.1.    Приборы и стенды, применяемые для контроля технологических параметров ЛПД, должны соответствовать требованиям ГОСТ 23800.

2.2.    Метрологические характеристики датчиков и приборов должны соответствовать следующим требованиям:

основная допустимая погрешность контроля и регистрации параметров по любому каналу не должна быть более ±2,5 %;

рабочий диапазон частот каналов контроля должен быть не менее чем на порядок выше собственной частоты контролируемого параметра;

нелинейность по любому каналу контроля не должна быть более 2 %;

гистерезис канала контроля не более 2 %;

P 50—123—91 С. 3

дрейф нуля не более 5 %. Каналы контроля должны иметь устройство для корректировки выходного сигнала при нулевом значении контролируемого параметра;

датчики должны быть устойчивы к воздействию температуры и обеспечивать нормируемые метрологические характеристики во всем диапазоне рабочих температур, при которых контролируется параметр;

датчики должны иметь следующие пределы измерения: датчики усилия — 30%, датчики положения (перемещения) — на 10% больше номинальных значений; предел измерения датчиков температуры металла в печи — от 0 до 800 °С, температуры пресс-формы — от 0 до 600°С, температурный фон пресс-формы от 0 до 400 °С; предел измерения датчиков скорости — от 0 до 10 м/с, датчиков давления в гидросистеме от 0 до 3 номинальных давлений, датчиков давления расплава в пресс-форме — от 0 до 300 МПа.

2.3.    Применяемые методы контроля параметров должны соответствовать требованиям ГОСТ 26689.

2.4.    К основным технологическим параметрам ЛПД относятся: положение (ход) прессующего поршня 5, мм;

скорость первой t»i и второй v₂ фаз прессования, м/с; время нарастания давления подпрессовки t_n0l, с; давление подпрессовки р_пол , МПа; усилие запирания пресс-формы Рз, кН; время выдержки отливки в пресс-форме t,, с; температура пресс-формы на расстоянии 20 мм от формообразующей поверхности (температурный фон пресс-формы) Г₂о, °С; температура расплава в печи Т_м , °С.

2.5.    К вспомогательным технологическим параметрам относятся: давление рабочей жидкости в поршневой р„ и штоковой р_ш полостях цилиндра прессования, МПа;

давление расплава в пресс-форме рф , МПа;    \

усилие прессования Р_пр, кН;

усилие выталкивания отливки Р₀ , кН;

длительность первой фазы прессования t_{, с;

длительность второй фазы прессования t₂, с;

длительность третьей фазы прессования t₃, с;

длительность цикла с;

время заполнения пресс-формы металлом *₃,_п, с; температура формообразующей поверхности пресс-формы (температура пресс-формы) Тф , °С.

2.6.    Контроль параметров может осуществляться непрерывным и дискретным методами.

2.6.1. При непрерывном методе на осциллограмме фиксируют изменения параметров в течении одного цикла машины (за исклю-

чением времени выдержки отливки в пресс-форме и длительности цикла).

2.6.2. При дискретном методе регистрирующими приборами фиксируют значения параметров в заданной точке или заданном интервале.

2.7.    Методика разделения процесса ЛПД на три фазы прессования и методика обработки осциллограмм — по ГОСТ 26689.

2.8.    Определение значений параметров в данном цикле

2.8.1.    Для оптимизации технологического режима изготовления какой-либо отливки определяют перечень контролируемых параметров, методы их контроля и определения в каждом цикле, сос- ' тавляют план проведения экспериментальных работ, проводят эксперименты, обрабатывают полученные данные.

2.8.2.    Все контролируемые параметры должны регистрироваться в каждом цикле по одной методике, т. е. каждый параметр должен определяться в заранее выбранных точке или интервале цикла.

2.8.3.    Рекомендуется определять параметры в следующих точках или интервалах цикла.

Параметры фаз прессования Vi ,.р_Ш1 , р„, , р_пр| (где i — индекс фазы прессования) — определяют как среднее значение параметра при прохождении прессующим поршнем баз определенной длины S1 б и S 2Б , расположенных в центрах соответствующих (первой и второй) фаз прессования, или как среднее значение параметра на временных отрезках <ib и *2б , расположенных в центрах соответствующих фаз прессования, при этом

или как мгновенное значение параметра в точках, соответствующих-«центрам фаз прессования, определяемых по величине хода прессующего поршня или по времени прохождения им соответствующей фазы прессования;

t „од при непрерывном методе контроля определяется от момента окончания заполнения пресс-формы расплавом до момента пересечения кривой давления в поршневой полости цилиндра прессования с прямой, проведенной на уровне 95 % установившегося давления в этой полости. При дискретном методе контроля определяют как время, за которое давление в поршневой полости цилиндра прессования возрастет от заданного p_nmin (Ра >Pnmin >0,75р_а ) до заданного р„ _mix (р„ _тах =0,95 р_п0й), где р_а — давление в аккумуляторе машины, используемого во второй фазе прессования;

рпол следует определять как установившееся давление расплава в пресс-форме или как установившееся давление в поршневой полости цилиндра прессования после окончания в них переходного процесса, но не позднее трех секунд после остановки прессующего

P 50—123—91 С. 5

поршня, вызванной окончанием заполнения пресс-формы расплавом;

Р₃ определяют после полного запирания пресс-формы и до начала прессования;

Р₀ , кН, определяют по максимальному давлению в поршневой полости цилиндра в момент начала выталкивания (выхода) отливки из пресс-формы.

Ро-*ТГ- -&_Я-Р._тш    (1)

где D_B — диаметр поршня цилиндра выталкивания, М}

р в та» — максимальное давление, МПа;

Т'ф , Гм, Т_м определяют между подачами команд «Запирание» и «Прессование»;

t_B определяют как время от подачи команды «Прессование» до подачи команды «Раскрытие пресс-формы»;

t_a определяют как время между командами «Запирание» соседних циклов.

2.8.4. Нарушение правил регистрации параметров в каком-либо цикле или нескольких циклах могут привести к выводам, которые не соответствуют истинному влиянию параметров процесса на качество отливок, и вся проделанная работа может оказаться бесполезной.'Регистрируют параметры в каждом цикле строго в соответствии с выбранной методикой.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ

3.1.    При подготовке к экспериментам по оптимизации технологических параметров необходимо выяснить:

тип машины ЛПД, околомашинного оборудования и пресс-формы;

какие параметры и с помощью каких датчиков и приборов контролируются;

какие методы контроля параметров используются;

какие параметры можно регулировать и как;

инерционность регулируемых параметров.

Эти сведения позволят классифицировать параметры процесса и выяснить возможности эксперимента, а затем и порядок его проведения.

3.2.    Множество параметров, от которых зависит процесс ЛПД, можно разделить на следующие группы:

по принадлежности — на параметры, зависящие' от машины ЛПД и ее привода, от околомашинного оборудования (раздаточная печь, дозатор, смазчик) и от пресс-формы;

по возможности контроля — на контролируемые и неконтролируемые;

2 Зах. 2076

по методу контроля — непрерывный, дискретный; по возможности регулирования — на регулируемые и нерегулируемые;

по типу регулирования — ручное и автоматическое регулирование;

по скорости регулирования — быстро регулируемые, когда значения параметра можно изменять в требуемых пределах перед каждым циклом, и медленно регулируемые, когда параметр можно изменить в требуемых пределах в течение нескольких циклов.

3.3. Результаты анализа следует оформить в виде таблицы (табл. 1). В таблицу следует вносить только те параметры, которые могут быть определены в процессе эксперимента.

, 3.4. Классификация параметров может быть продолжена; по стабильности — на стабильные и нестабильные; по влиянию друг на друга — зависимые и независимые; по влиянию на качество отливок — сильно и слабо влияющие. Такое разделение параметров может быть сделано только по результатам экспериментов.

Анализ параметров процесса

Таблица 1

Тип оборудо ••ИИя

Параметр

Возможность

контрола

Метод

контроля

Возможность

регулирования

Тип

регулирования

(Скорость регулирования

Я*

нет

и

А

Ч

даек-

ретмый

А»

иат

автомати

ческий

ручной

быстро

медленно

Машина типа

Р|

«...

Р.ОД

р«

Рш

РФ

Рш

Рш,

Ро

1ш

и

Печь типа

Т_ы

Дозатор типа

Масса дозы

•

Смазчик типа

Доза смазки

Время обдува

Поесе&опмя

т_к

и

С. 8 P 50—123—91

Ч. СТАБИЛЬНОСТЬ ПАРАМЕТРОВ И КАЧЕСТВО ОТЛИВОК

4.1.    Методика оценки стабильности технологических параметров

4.1.1.    Стабильность (нестабильность) параметра определяют степенью отклонения параметра в процессе работы от его среднего-значения.

4.1.2.    Стабильность параметра х следует оценивать по среднему квадратическому отклонению S* или интервалу отклонения Ах^ полученным не менее чем из 5 экспериментов.

4.1.3.    Сравнение стабильности одного и того же параметра в-различных сериях наблюдений xt и Xj проводят по соотношениям Sx[: 5 _Xj или А х.'. A _Xj ,

где Ах_: — отношение интервала Дх,- к среднему значению параметра х t , выраженное в процентах

Ах= 4^- -100 %.    (2>

4.1.4.    Статистическую обработку последовательности из п наблюдений параметра проводят при едином доверительном уровне всех оценок критериев и интервалов 0,95 по стандартным программам математического обеспечения ЭВМ.

4.2. Влияние стабильности параметров на качество отливок

4.2.1.    Понятия .«стабильность технологических параметров» и «влияние стабильности параметров на качество отливок» имеют смысл только тогда, когда изготовление конкретной отливки ведется по оптимальному технологическому процессу.

4.2.2.    В установившемся процессе производства качество отливок есть результат комплексного взаимного влияния параметров процесса ЛПД, их стабильности.

4.2.3.    На качество отливок, наибольшее влияние оказывают: скорость прессования, температура расплава в печи и вентиляция пресс-формы. Стабильность этих параметров определяет качество отливок. В меньшей степени на качество отливок влияют стабильность температуры пресс-формы и массы заливаемой дозы.

4.2.4.    Стабильность скорости прессования, при которой сохраняется качество отливок, зависит прежде всего от стабильности работы механизма прессования, если отклонения других параметров процесса не выходят за данные оптимальные пределы.

4.2.5.    Закономерности влияния конструктивных параметров привода механизма прессования на стабильность скорости прессования являются общими для механизмов прессования различного типа. При возрастании средней скорости холостого хода в 10 раз интервал ее отклонения увеличивается приблизительно в 3 раза.

P 50—123—91 С. 9

При увеличении интервала отклонения температуры рабочей жидкости до 10 °С интервал отклонения скорости холостого хода увеличивается в 3,3 раза.

4.2.6.    Стабильность скорости прессования одинаково зависит от стабильности параметров привода механизма прессования и от стабильности технологических параметров. Наибольшее влияние на отклонение скорости прессования оказывают отклонения температуры расплава, реальная площадь вентиляционной системы и температура рабочей жидкости в баке машины. Уменьшение нестабильности скорости прессования возможно за счет стабилизации указанных параметров.

4.2.7.    Закономерности влияния нестабильности технологических параметров и нестабильности параметров привода механизма прес^ сования и пресс-формы на качество отливок являются общими для различных отливок, независимо от их типа и сложности.

4.2.8.    Для получения отливок заданного качества необходим» поддерживать от цикла к циклу оптимальные параметры процесса со следующей допустимой погрешностью:

скорость прессования — ±2,65 %;

длительность цикла — ±10 %;

температура расплава в печи — ±1,75%;

масса заливаемой дозы — ±3 %;

давление в аккумуляторе машины — ±5 %;    ^—

температура рабочей жидкости в баке машины — ±7 %;

время нарастания давления подпрессовки — ±5 %.

4.2.9.    Нестабильность некоторых технологических параметров, ведущая к ухудшению качества отливок, может быть компенсирована повышением стабильности других параметров с сохранением требуемого качества отливок, независимо от их типа и сложности:

стабилизация скорости прессования расширяет допустимый интервал отклонения температуры расплава в печи в 1,5 раза;

стабилизация температуры расплава в печи позволяет расширить допустимый интервал отклонения скорости прессования в 1,5—2 раза;

стабилизация скорости прессования и температуры расплава в печи позволяет расширить допустимое отклонение дозы заливаемого расплава для тонкостенных отливок в 3 раза.

4.2.10.    На практике всегда необходимо придерживаться правила, что все параметры процесса необходимо поддерживать в заданных оптимальных значениях от цикла к циклу, а также в заданных (минимально возможных) интервалах их отклонения.

■С. 10 Р 50—123—91

5. ПОДГОТОВКА К ЭКСПЕРИМЕНТАМ

5.1.    Определение качества отливок

5.1.1.    Установить требования, предъявляемые к отливке в технических условиях или чертеже детали, т. е. перечень показателей качества, допустимые интервалы их значений, по которым отливка считается годной или бракованной.

5.1.2.    Определить методику оценки качества отливок. При этом необходимо максимально использовать сложившуюся на предприятии процедуру контроля качества отливок.

5.1.3.    Все показатели качества должны иметь числовые значения для упрощения процедуры оптимизации процесса.

Рекомендуется для оценки качества отливок применять определение их массы после отделения литниковой системы или плотности гидровзвешиванием, оценку качества поверхности — по процен-*. ту поверхности с дефектами, а также применять различные балльные оценки качества.

5.1.4.    Все отливки данной партии по каждому параметру должны контролироваться одним лицом (лицами), на одном и том же оборудовании и по единой методике.

5.2. Подготовка стенда, .приборов контроля к работе

5.2.1.    Установку датчиков, подготовку стендов (приборов) для контроля параметров необходимо осуществлять в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

5.2.2.    В соответствии с инструкцией по эксплуатации производят тарировку каналов контроля. Порядок тарировки каналов контроля — по ГОСТ 26689. Строят тарировочные графики по каждому каналу контроля.

5.2.3.    Определить порядок записи в журнал наблюдений всех контролируемых параметров в каждом цикле и маркировки осциллограмм, графиков самописцев, распечаток, отливок.

5.3.    Тарировка регуляторов параметров машины

5.3.1. При наличии каналов контроля скорости первой (c/_t) и второй (с/г) фаз прессования, времени нарастания давления подпрессовки (Рпод) произвести тарировку соответствующих регуляторов машины. Изменяя положение регулятора в каждом опыте на 10%. фиксировать значение параметра. В каждом опыте провести не менее 5 измерений. Построить тарировочный график: параметр — положение регулятора (обороты, градусы). Эксперименты провести на холостом ходу машины без заливки расплава, установив в камеру прессования амортизатор. Тарировочные графики позволят определить рабочие области и эффективность регуляторов машины.

P 50—123—91 С. II

5.3.2.    Определить зависимость температуры рабочей жидкости в баке машины (Т_р._ж) от длительности непрерывной работы (t_p ). Фиксировать Гр._ж через каждые 15 мин до достижения постоянной температуры. Построить график зависимости Т_р._ж—t_p. Необходимо учитывать наличие системы охлаждения рабочей жидкости и время года.

5.3.3.    Определить интервал отклонения при заданном среднем значении температуры расплава в печи. Определить нестабильность Ат_м по формуле (2). Длительность испытаний — не менее трех: перерегулирований.

5.3.4.    По десяти заливкам в камеру прессования определить соответствие среднего значения массы заливаемой заданной дозы и интервал ее отклонения. Определить нестабильность А_т по

З.Д

формуле (2).

6. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ

6.1.    Целью проведения предварительных экспериментов является установление границ изменения параметров, зон, в которых целесообразно проводить поиск оптимальных значений параметров, а также выявление параметров, значения которых не будут меняться в процессе поиска.

6.2.    Предварительные эксперименты можно проводить, применяя стенды контроля параметров или применяя только приборы, входящие в комплект машины (индикаторы для настройки усилия запирания, приборы контроля и регулирования температуры расплава в раздаточной печи).

6.3.    Определить в соответствии с приложением 1 скорость первой фазы прессования щ.

6.4.    Выяснить расчетные значения параметров (Р₃ , и₂, I _под, Рид. t_e, t_a, Т_ф , Г₂₀, Т_и, /Пз.д ), определяемые при разработке конструкции пресс-формы.

6.5.    Порядок проведения предварительных

экспериментов    _    .

6.5.1.    Установить пресс-форму, провести ее предварительный подогрев, настроить машину на требуемое усилие запирания.

6.5.2.    Установить регуляторы параметров машины и околома-шинного оборудования на расчетные значения.

6.5.3.    Подключить и прогреть в соответствии с инструкцией по эксплуатации стенд или имеющиеся в наличии приборы контроля, а также привод машины.

6.5.4.    Настроить приборы контроля. Провести несколько (5—6) запрессовок расплава для вывода пресс-формы на рабочую температуру.

6.6.5.    Установить 10 значений изменения скорости второй фазы прессования о,/ от о, _m/n до о, _т>х через равные интервалы. При наличии тарировочного графика v₂—N_ftr определить для каждого значения v_ti соответствующее положение регулятора N_p„_t . При отсутствии графика определить 10 положений регулятора N_tKri от

■^рег min ДО N per max •

6.5.6.    Произвести при каждом значении и_г,- или N_ptri по 3—5 запрессовок, сохраняя при этом значения остальных параметров (vi, t_n0l, t_a, t_a, Т _и, Т₂₀, т₃._а, Т_ф и т. д.) на уровне расчетных.

6.5.7.    Провести разбраковку получаемых 10 групп отливок, определить значения показателей качества (например: масса отливок, плотность, процент дефектной поверхности и т. д.) и показатели качества, которые не имеют числовых значений (наличие раковин, недоливов элементов отливок, неспаи, негерметичность и т. д.).

6.5.8.    При наличии стендов и приборов определить для каждой отливки значения всех контролируемых параметров.

6.5.9.    Построить график зависимости качества отливки (по одному-двум показателям качества, имеющим числовые значения) от скорости второй фазы прессования или от положения регулятора скорости. (Например график зависимости m отливок от v₂, процент дефектной поверхности D от v₂ и т. д.). Пример такого графика приведен в приложении 3.

~6.5.10. Рекомендуется на график нанести условные обозначения качества отливки в виде прямоугольников или квадратов, отображающих тот или иной уровень качества. Пример приведен в приложении 3.

6.5.11.    Нанести на график вертикальными линиями зоны, в которых наблюдались дефекты, не имеющие числовых значений.

6.5.12.    Провести анализ полученных результатов и определить интервал и среднее значение скорости v₂ (N _per), при которой получились отливки наилучшего качества.

6.5.13.    Установить 4—5 значений изменения температуры расплава в печи T_Hi от Г*mm ДО Гитах через равные интервалы.

6.5.14.    Произвести при каждом значении Т „/ по 3—5 запрессовок, сохраняя при этом значения остальных параметров на уровне расчетных, а регулятор скорости прессования установить в положение, соответствующее найденному в п. 6.5.12.

6.5.15.    Выполнить работы по пп. 6.5.7—6.5Л2 и определить среднее значение температуры расплава в печи Т„ и интервал отклонения, при котором получились отливки наилучшего качества.

6.5.16.    Аналогично, если это требуется, произвести поиск наилучшего значения какого-то другого параметра при фиксирован-

P 50-123-91 С. 13

ных значениях ранее определенных экспериментально и предварительно параметрах (например t_под , Г_ф).

6.5.17.    Время выдержки отливки в пресс-форме t_B и длительность цикла t _ц определяют, исходя из обеспечения заданных температур пресс-формы в момент раскрытия и перед началом нового цикла. При этом должны отсутствовать затруднения при съеме отливки со стержней или при извлечении последних и должна быть обеспечена нормальная работа толкателей без внедрения их в тело отливки.

Температуру пресс-формы контролируют термопреобразователями, .установленными на глубине 20 мм (температурный фок пресс-формы Т₂о) или (и) не более 2 мм (температура пресс-формы Тф) от формообразующей поверхности. Цикл должен начинаться после достижения заданного значения Т_ф. Удобнее контролировать показатель 7_Ф чем Т₂р, т. к. интервал изменения 7_Ф на порядок больше интервала изменения 7₂₀ и поэтому увеличивается точность контроля длительности цикла <_ц.

Эксперименты проводят при фиксированных средних значениях параметров, определенных в предварительных экспериментах.

6.5.18.    При наличии стенда длительность времени t_B можно контролировать по заданной температуре извлечения отливки из пресс-формы Ти.зад. При 7’_Ф =Т_И ,за_д автоматически должна подаваться команда на раскрытие пресс-формы. Длительность цикла при этом контролируют по достижению Т _ф заданного значения Т'ф.ззд. При Тф = Тф.зад подается сигнал, разрешающий начало нового цикла. При этих условиях изготавливается партия отливок и при достижении установившихся от цикла к циклу значениях Тф = Ти.зад и длительности цикла t _ц , соответствующей 7’_ф = Гф._зад , проверяют условия съема и выталкивания отлицок. При затрудненном съеме отливок со стержней уменьшают t_B, а при внедрении толкателей в тело отливки t_B увеличивают. После нахождения минимальной длительности t„ уточняют соответствующее ей значение Т _ф и устанавливают его на датчике прибора.

6.5.19.    При отсутствии стенда устанавливают на реле времени . машины расчетные (или опытные) значения t_B и t_a. Проводят на

предварительно разогретой пресс-форме (5—8 запрессовок) серию запрессовок (заливок), постоянно уменьшая длительности t_B до появления затруднений с выталкиванием отливки. Увеличивают t_B на 30—50 % и устанавливают это значение на реле машины.

6.5.20.    Устанавливают заведомо меньшую длительность /_ц и определяют, на какой отливке возникают затруднения с извлечением стержней или выталкиванием отливки. Увеличивают t_u на 10— 20 % и после 2—5-минутного перерыва повторяют запрессовки до> определения отливки, на которой возникают затруднения. Заливки

С. 14 Р 60—123—91

партий ^повторяют до тех пор, пока не будет установлена длительность цикла, при которой не наступает затруднений с извлечением стержней и выталкиванием отливки при достаточно длительной непрерывной работе. Следует учитывать; что любой длительности цикла соответствует своя температура пресс-формы перед началом нового цикла. Оптимальная длительность цикла не ведет к постепенному повышению температуры пресс-формы и обеспечивает непрерывную работу машины в течение требуемого времени и постоянное качество отливок.

6.5.21.    Эксперименты по оптимизации длительности t_B и необходимо проводить при включенной системе охлаждения пресс-формы, плит машины и прессующего поршня.

6.5.22.    Часть информации по оптимизации t _в и t _ц может быть получена при проведении предварительных экспериментов. На этой стадии могут возникнуть затруднения с извлечением стержней и выталкиванием отливок.

6.6.    Если предварительные эксперименты однозначно показывают, что наилучшее качество получается при данном значении какого-то параметра (например: наибольшая плотность отливок получается только при минимальном значении времени нарастания давления подпрессовки * под), то в дальнейших экспериментах принимают это значение параметра и не меняют его. Необходимо при нять меры по стабилизации этого (этих) параметра.

Учитывая, что наиболее сильное воздействие на качество любых отливок имеют v_{, v_2t t_nод, Г_м, Г_ф, t_Bt t _ц, смазка, т₃._д, вентиляция, что V\, т₃._д, вентиляция выбираются на предварительном этапе и в дальнейшем не изменяются, что Т_ф выступает как комплексный параметр, зависящий от    и    7_М    ,    а    /_Под,    как    правило,

имеет одно, заведомо наилучшее значение, особенно для тонкостенных отливок, то дальнейший поиск оптимальных значений параметров может быть сведен к нахождению зависимости показателей качества от нескольких (2—3) основных параметров при постоянных стабильных значениях остальных параметров. Например, от v₂ и Т_м -или от v_2t Т_м и третьего параметра (t_noi * Т_ф, *_ц смазКи) . Это позволяет резко сократить количество опытов.

6.7.    Если предварительные эксперименты не позволили получить удовлетворительного качества отливок и выяснить возможные зоны поиска оптимальных параметров, то необходимо провести анализ конструкции пресс-формы (расположение отливки, место подвода расплава, сечение питателя, конфигурация литниковой системы, вентиляция пресс-формы и т. п.). После устранения замеченных недостатков эксперименты повторяют.

P 50—123—91 С. 15

7. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ

7.1.    На основе требований, предъявляемых к отливке, выбрать показатели качества отливок, которые будут контролироваться, при проведении эксперимента, и методику их оценки. Показатели качества должны иметь числовые значения.

7.2.    Выбрать 2—3 параметра процесса, наиболее сильно влияющих на качество отливок (например: t»₂, Т_м, Т_ф, Гэд, t _под ). Параметры должны быть регулируемыми и желательно контролируемыми. При наличии стенда или приборов контроля в дальнейших расчетах используют истинные значения параметров. При отсутствии приборов в качестве значения параметра используют соответствующее положение регулятора в единицах его шкалы (градусы, обороты и т. д.).

7.3.    Выбрать основной уровень параметров xi₀ и интервалы их варьирования Дxt . Основной уровень выбирают из условий предварительных экспериментов в центре найденного наилучшего интервала. Интервал варьирования рекомендуется выбирать в пределах предварительно найденного интервала, но не более ±20 % значения основного уровня.

Определить верхний и нижний уровни параметра:

х;.=Х|о+^д*ь    (3)

Xt_H=Xi₀-bxi,    (4)

где i — номер параметра.

Результаты занести в табл. 2.

Таблица 2

Основные уровни и интервалы варьирования параметров

Параметр

^Х1

*1

**

Основной уровень

Xio

Интервал варьирования

A XI

•

Верхний уровень

XI»

Нижний уровень

X 1Н

7.4. Значения параметра в /-м эксперименте рассчитывают по формуле:

Xtj-*x_io+z_tj-Axi,    (5f

где i= 1, 2, 3 ... номер параметра;

/= 1, 2, 3 ... номер эксперимента;

Zij — кодированное значение i-ro параметра в /-м эксперииен-

С 16 р 60—123—91

те. (См. табл. 3 для двух и табл. 5 для трех варьируемых параметров).

Результаты расчета занести в табл. 4 для двух и табл. 6 для трех варьируемых параметров.

7.5. Установить на машине ЛПД регулирующие органы в положение, когда технологические параметры соответствуют значениям, указанным по эксперименту № 1 в табл. 4 и 6.

Пробными запрессовками добиться полного соответствия всех параметров xi значениям, указанным в табл. 4 и 6.

7.6.. Провести после выхода на режим 10 запрессовок. При каждой запрессовке контролировать и фиксировать значения параметров. В этой серии запрессовок все контролируемые параметры не должны изменяться от заданного в табл. 4 и 6 значения более чем на 2,5%.

Таблица 3

Кодированные значения для двух варьируемых параметров

Номер эксперимента /

²1/

²*у

^г\ Г *4

1

—1

—1

+1

2

+ 1

—1

—1

3

—1 *

+ 1

—1

4

+1 .

' +1

+1

Таблица 4

Условия проведения экспериментов для двух варьируемых параметров

Номер \ эксперимента J

Значения параметра 1

^xtJ

\^:

2

3

А

X С V' '

P 50—123—91 С. 17

Таблица 5

Кодированные значения для трех варьируемых параметров

Номер

эксперимента /

*17

**7

*з7

*17**7

*17*37

**7*зу

*i7’**7’**7

1

— 1

— 1

—1

+i

+ 1

4-1

—1

2

-И

—1

—1

—1

—1

4-1

4-1

3

—1

+ 1

—1

—1

4-1

—1

4-1

4

+1

4-1

—1

4-1

—1

—1

—1

5

—1

—1

+ 1

+ 1

—1

—1

4-1

6

+ 1

—1

+ 1

—1

4-1

—1

—1

7

—1

+ 1

+ 1

—1

—1

4-1

—1

8

+1

+ 1

+ 1

4-1

4-1

+1

4-1

Таблица 6

Условия проведения экспериментов для трех варьируемых параметров

Номер эксперимента /

Значения параметра i

*17

**7

^хз7

1

2

3

—

4

5

6

7

8

7.7. Определить погрешность эксперимента б/ по каждому параметру Х( :

б,= 4?^' - too %,

*11

(6)

С. 18 Р 50—123—91

(xtju—xtj) ■‘ф-1)    >

(7)

где *</= -г- 2 Xi_y„

*    Л=1

х iju — значение i-го параметра в у-м эксперименте, в и — опыте^_

Xij — среднее значение i-го параметра в у-м эксперименте;

л — число отливок в эксперименте, л= 10;

t{P, f) — коэффициент СТЬЮДЕНТА для вероятности Р = 0,95 и/=п-1, t(P, f) =2,26.

Если бj <5 %, то можно принять, что в у'-м эксперименте значение параметра xi_Ju =х^ = const.

7.8.    Провести контроль качества отливок первого эксперимента и результаты занести в табл. 7, где Y_Jn — показатель качества.

Если качество отливок контролировалось по нескольким показателям, имеющим числовые значения, то по каждому показателю качества заполняется табл. 7. Дальнейшие расчеты ведутся отдельно по каждому показателю качества.'

7.9.    Выполнить требования пп. 7.5—7.8 для второго и последующего экспериментов. Внести в табл. 7 результаты контроля качества отливок по всем экспериментам.

7.10.    Определить значение функции отклика по Y j по формуле

У«>

(8)

результаты внести в табл. 7.

7.11. Для проверки корректности проведения экспериментов необходимо проверить однородность выборочных дисперсий по критерию Кохрена. Для этого вычислить дисперсию у-го эксперимента Si по формуле

..    ;    S5=    -i-    £    (Y_ja-Yj)\    (9)

Результаты занести в табл. 7.

7.12. Определить сумму дисперсий по формуле

S² =

сум

т

2 Sj, l-i ¹

(10)

где т — количество экспериментов.

Таблица 7

Результаты контроля качества отливок

/

. 'j. ..

^У7.

^YJt

^У/»

^YH

^Yfi

^Yfi

^Yh

^YJ.

^Y*

^YJ

Л

^YJ

1

2

3

4

,

5

6

7 ¹

•

8

Таблица 8

Коэффициенты регрессии

Коэффициенты регрессии

Ь.

ь,

Ь,

' Ь,

ь,ш

ь,п

Коэффициенты регрессии при расчете

•

Коэффициенты регрессии после оценки значимости

•

«I О 16—£21—OS d