CN103273039A - 液压合模锁模液态模锻挤压铸造机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，机架上沿水平方向依次安装前座、动模板和后座，前座上安装有定模，动模板上安装有动模，后座安装有合模立柱塞油缸，合模立柱塞直接或者间接和动模板连接后推着动模和定模合模，动模或者定模的上端面安装有能将铸造腔体抽真空的真空系统，机架旁安装有注料系统，注料系统的注料端能液态金属注入铸造腔体内，合模立柱塞油缸、真空系统和注料系统的工作状态均由设置在机架旁的控制台自动控制，通过设置合模立柱塞油缸实现液压锁模，锁模力恒定，并可以通过合模立柱塞油缸在凝固期瞬时补偿、增加锁模力，通过安装真空系统将铸造腔体内的空气抽出，充型时减少工件卷气，提升产品质量和成品率。

Description

液压合模锁模液态模锻挤压铸造机

技术领域

本发明涉及一种挤压铸造机，特别是涉及一种液压合模锁模液态模锻挤压铸造机。

背景技术

液态模锻指是将熔炼合格的液态金属直接注入高强度的压室或模腔内，然后持续施以机械静压力，使熔融态金属在压力作用下发生流变充型、结晶凝固和流变补缩，最终获得内部致密、外观光洁、尺寸精确的制件的材料成型方法。液态模锻主要应用于汽车金属零配件或者大型铝合金件的生产，其一般在挤压铸造机上实现，根据铸件受力方向的不同，有立式挤压铸造机和卧式挤压铸造机。

早期的挤压铸造机设备多采用摩擦压力机，后改用通用油压机和普通挤压铸造机。目前，国际市场的挤压铸造压铸机技术，属日本宇部较为领先，压铸机规格已经系列化，特别是运用于汽车轮毂生产的大吨位（22㎏/件及以上）设备，产品质量优异达国际领先水平，设备性能完全符合产品生产工艺要求，产品品质优良。但日本设备价格比国产同类型高出1.5～2.5倍，进口设备需要大量的外汇，企业投资大，回收期长市场风险大。进口设备对操作人员理论水平要求很高，对设备安装环境要求严格，发达国家用技术垄断的方法，设置种种障碍限制我国进口。在国内，我国在挤压铸造方面大多采用普通油压机的方式，此种方式劳动强度大，效率低。现有市面上还有一种利用曲肘机构机械锁模的普通油压机，在压铸过程，工艺参数不能实时闭环控制；采用曲肘机构机械锁模，锁模力不稳定，没有自动补偿锁模力的功能，铸造工艺参数变化大，机械磨损和工艺条件影响锁模力的稳定性和可靠；充型时容易卷气，造成工件内部组织缺陷，并且设备多为350KN、550KN，多为生产中小型铝合金结构件（0.6～5㎏/件）。而对于大吨位机型（1000KN及以上）的挤压铸造机，有关键部位的技术难题需要解决，如液压系统设计不完善，二次压射速度受限制，达不到瞬间升压要求（压铸理论0.1秒拐点），实时工艺参数难以控制，故产品质量不稳定，成型率不理想，产能效果不佳。以上原因都导致挤压铸造的优势难于发挥，使得挤压铸造技术难于推广。并且，采用曲肘机构机械合模的挤压铸造机设备还存在以下缺点：1）不同厚度的模具要调整曲肘机构的行程，这个调整比较困难，耗时间；2）曲肘机构在使用过程中，由于受热膨胀的影响，合模框架的预应力是变化的，这样容易引起拉杆过载；3）肘杆精度要求高，使用时其铰链内会出现高的表面压力，有时因油膜破坏而产生强烈的摩擦，易磨损难以维护。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种液压合模锁模液态模锻挤压铸造机。

本发明解决其技术问题的解决方案是：液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其包括机架，所述机架上沿水平方向依次安装前座、动模板和后座，所述前座、动模板和后座依次被格林柱贯穿，所述前座上安装有定模，所述动模板上安装有动模，所述后座的中央位置安装有合模立柱塞油缸，所述合模立柱塞油缸的合模立柱塞直接或者间接和动模板连接后平稳地推着动模板沿着格林柱往定模方向移动并使得动模和定模合模后形成一个封闭的铸造腔体，所述动模或者定模的上端面安装有能将铸造腔体抽真空的真空系统，所述机架旁安装有注料系统，所述注料系统的注料端能液态金属注入铸造腔体内，所述合模立柱塞油缸、真空系统和注料系统的工作状态均由设置在机架旁的控制台自动控制。

作为上述技术方案的进一步改进，所述合模立柱塞的末端端面安装顶杆连接块，所述顶杆连接块上安装有顶杆，所述顶杆的两端分别设有第一阶梯凸块和第二阶梯凸块，所述第一阶梯凸块镶嵌在顶杆连接块的安装槽内，所述第二阶梯凸块镶嵌在动模板的安装槽内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述合模立柱塞油缸两侧对称安装有贯穿后座的合模侧油缸，所述合模侧油缸的输出端固定连接在顶杆连接块上。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述注料系统包括注料机座、安装在注料机座上的压射油缸、与压射油缸同轴线安装有料筒，所述料筒的出口位于铸造腔体内，料筒的出口为注料系统的注料端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述真空系统包括固定在动模或者定模上的第一机架、安装在第一机架下方的第二机架和和安装在注射系统内的压射锤头位移传感器，所述第一机架上安装有执行油缸，所述执行油缸的输出轴与第二机架连接并驱使第二机架在竖直方向移动，所述第二机架的侧面安装有能连通真空泵的抽真空口，第二机架内安装有控制抽真空口开启和闭合的芯杆。

作为上述技术方案的进一步改进，所述芯杆的上端面安装有第一活塞，所述第一活塞能驱动芯杆在竖直方向移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述芯杆的中部位置套有第二活塞，所述第二活塞能驱动芯杆在竖直方向移动。

本发明的有益效果是：本发明通过设置合模立柱塞油缸实现液压锁模，锁模力恒定，并可以通过合模立柱塞油缸在凝固期瞬时补偿、增加锁模力，通过安装真空系统将铸造腔体内的空气抽出，充型时减少工件卷气，提升产品质量和成品率。

附图说明

下面结合附图及实例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的侧视图；

图4是图3中A-A向的剖视图；

图5是本发明中的真空系统的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明的应用。

参照图1～图5， 液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其包括机架1，所述机架1上沿水平方向依次安装前座4、动模板3和后座2，所述前座4、动模板3和后座2依次被格林柱9贯穿，所述前座4上安装有定模6，所述动模板3上安装有动模7，所述后座2的中央位置安装有合模立柱塞油缸5，所述合模立柱塞油缸5的合模立柱塞50直接或者间接和动模板3连接后平稳地推着动模板3沿着格林柱9往定模6方向移动并使得动模7和定模6合模后形成一个封闭的铸造腔体，所述动模7或者定模6的上端面安装有能将铸造腔体抽真空的真空系统8，所述机架1旁安装有注料系统，所述注料系统的注料端能液态金属注入铸造腔体内，所述合模立柱塞油缸5、真空系统8和注料系统的工作状态均由设置在机架1旁的控制台（在图中没有标示出来）自动控制。

通过设置合模立柱塞油缸5实现液压锁模，锁模力恒定，并可以通过合模立柱塞油缸5在凝固期瞬时补偿、增加锁模力，通过安装真空系统8将铸造腔体内的空气抽出，充型时减少工件卷气，提升产品质量和成品率。

进一步作为优选的实施方式，所述合模立柱塞50的末端端面安装顶杆连接块51，所述顶杆连接块51上安装有顶杆52，所述顶杆52的两端分别设有第一阶梯凸块和第二阶梯凸块，所述第一阶梯凸块镶嵌在顶杆连接块51的安装槽内，所述第二阶梯凸块镶嵌在动模板3的安装槽内，通过第一阶梯凸块提高顶杆52与顶杆连接块51间的镶嵌连接方式提高两者的连接稳定性，通过通过第二阶梯凸块提高顶杆52与动模板3间的镶嵌连接方式提高两者的连接稳定性。

进一步作为优选的实施方式，所述合模立柱塞油缸5两侧对称安装有贯穿后座的合模侧油缸10，所述合模侧油缸10的输出端固定连接在顶杆连接块51上，合模侧油缸10使得动模7和定模6合模更稳定，并在挤压铸造过程中增加锁模力，使得锁模力稳定，进而使得挤压铸造成型的金属结晶凝固和流变补缩，最终获得内部致密、外观光洁、尺寸精确的制品。

进一步作为优选的实施方式，所述注料系统包括注料机座13、安装在注料机座13上的压射油缸11、与压射油缸11同轴线安装有料筒12，所述料筒12的出口位于铸造腔体内，料筒12的出口为注料系统的注料端，压射油缸11的料筒12的同轴线安装，使得金属液体或半固态金属受到的压力平稳并且顺利压射进铸造腔体内。

进一步作为优选的实施方式，所述真空系统8包括固定在动模7或者定模6上的第一机架80、安装在第一机架80下方的第二机架81和安装在注射系统内的压射锤头位移传感器，所述第一机架80上安装有执行油缸82，所述执行油缸82的输出轴与第二机架81连接并驱使第二机架81在竖直方向移动，所述第二机架81的侧面安装有能连通真空泵的抽真空口86，第二机架81内安装有控制抽真空口86开启和闭合的芯杆85，在挤压铸造过程中，通过安装真空系统8将铸造腔体内的空气抽出，充型时减少工件卷气，提升产品质量和成品率。

空压铸是利用辅助设备将压铸模型腔内的空气抽除而形成真空状态，并在真空状态下将金属液压铸成型的方法，有以下特点：

1）消除或显著减少压铸件中的气孔，增大压铸件的致密度，提高压铸件的力学性能和表面质量，改善镀复性能，对压铸件能进行热处理。

2）从压铸模型腔抽出的空气，显著地降低了充填反压力，可采用较低的压射压力（较常用的压射压力约低10%～15%），可在提高强度的条件下，使压铸件壁厚减小25%～50%。

3）因压铸模型腔中反压力的减小，增大了压铸件的结晶速度，缩短了压铸件在压铸模中停留的时间，因此可提高生产率10%～20%。

进一步作为优选的实施方式，所述芯杆85的上端面安装有第一活塞83，所述第一活塞83能驱动芯杆85在竖直方向移动。

进一步作为优选的实施方式，所述芯杆85的中部位置套有第二活塞84，所述第二活塞84能驱动芯杆85在竖直方向移动，将第二活塞84设置在芯杆85的中部位置，结合第一活塞83的作用，使得芯杆85的运动更平稳。

当然，本发明中在前座4和定模6上安装有本领域技术人员所熟悉的顶出机构，如顶出油缸、顶针等，在本发明中就不一一详细描述。

下面是本发明的一个实施例：

在机架1旁的控制台中输入相关的参数后，开始工作，合模立柱塞油缸5将的合模立柱塞50沿水平方向推出，推动动模板3水平移动，动模7和定模6合模后形成一个封闭的铸造腔体，执行油缸82工作，驱动第二机架81往下运动，使得抽真空口86伸入铸造腔体内，第一活塞83和第二活塞84驱动芯杆85往下运动，使得抽真空口86、真空泵和铸造腔体连通，真空泵工作开始抽真空；同时，压射油缸11工作，压迫金属液体或半固态金属从料筒12射进铸造腔体内，通过压射锤头位移传感器检测到金属注入量，并反馈到控制台，控制第一活塞83和第二活塞84驱动芯杆85往上运动，关闭抽真空孔86，停止真空泵。在真空系统的相互作用下，实现金属液态或半固态金属的低压充填、高速起压挤压铸造。合模立柱塞油缸5和合模侧油缸10按控制台的指令，平稳地保持锁模力，使得挤压铸造成型的金属结晶凝固和流变补缩，最终获得内部致密、外观光洁、尺寸精确的制品。合模立柱塞油缸5以及合模侧油缸10反向运行，打开动模7，顶出油缸工作，通过顶针将制品顶出。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其特征在于：其包括机架（1），所述机架（1）上沿水平方向依次安装前座（4）、动模板（3）和后座（2），所述前座（4）、动模板（3）和后座（2）依次被格林柱（9）贯穿，所述前座（4）上安装有定模（6），所述动模板（3）上安装有动模（7），所述后座（2）的中央位置安装有合模立柱塞油缸（5），所述合模立柱塞油缸（5）的合模立柱塞（50）直接或者间接和动模板（3）连接后平稳地推着动模板（3）沿着格林柱（9）往定模（6）方向移动并使得动模（7）和定模（6）合模后形成一个封闭的铸造腔体，所述动模（7）或者定模（6）的上端面安装有能将铸造腔体抽真空的真空系统（8），所述机架（1）旁安装有注料系统，所述注料系统的注料端能液态金属注入铸造腔体内，所述合模立柱塞油缸（5）、真空系统（8）和注料系统的工作状态均由设置在机架（1）旁的控制台自动控制。

2.根据权利要求1所述的液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其特征在于：所述合模立柱塞（50）的末端端面安装顶杆连接块（51），所述顶杆连接块（51）上安装有顶杆（52），所述顶杆（52）的两端分别设有第一阶梯凸块和第二阶梯凸块，所述第一阶梯凸块镶嵌在顶杆连接块（51）的安装槽内，所述第二阶梯凸块镶嵌在动模板（3）的安装槽内。

3.根据权利要求2所述的液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其特征在于：所述合模立柱塞油缸（5）两侧对称安装有贯穿后座的合模侧油缸（10），所述合模侧油缸（10）的输出端固定连接在顶杆连接块（51）上。

4.根据权利要求1所述的液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其特征在于：所述注料系统包括注料机座（13）、安装在注料机座（13）上的压射油缸（11）、与压射油缸（11）同轴线安装有料筒（12），所述料筒（12）的出口位于铸造腔体内，料筒（12）的出口为注料系统的注料端。

5.根据权利要求1所述的液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其特征在于：所述真空系统（8）包括固定在动模（7）或者定模（6）上的第一机架（80）、安装在第一机架（80）下方的第二机架（81）和安装在注射系统内的压射锤头位移传感器，所述第一机架（80）上安装有执行油缸（82），所述执行油缸（82）的输出轴与第二机架（81）连接并驱使第二机架（81）在竖直方向移动，所述第二机架（81）的侧面安装有能连通真空泵的抽真空口（86），第二机架（81）内安装有控制抽真空口（86）开启和闭合的芯杆（85）。

6.根据权利要求5所述的液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其特征在于：所述芯杆（85）的上端面安装有第一活塞（83），所述第一活塞（83）能驱动芯杆（85）在竖直方向移动。

7.根据权利要求5或6所述的液压合模锁模液态模锻挤压铸造机，其特征在于：所述芯杆（85）的中部位置套有第二活塞（84），所述第二活塞（84）能驱动芯杆（85）在竖直方向移动。

Images