CN103624236B - 一种挤压铸造定量浇注装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挤压铸造定量浇注装置，包括挤压缸，所述挤压缸通过传输管道依次与浇注装置及熔炉相连接，所述挤压缸的成型腔内设置有活塞式的冲头，所述冲头下方通过螺钉固定连接有由铸造机的压射机构驱动的推杆，所述冲头及推杆的中心上下贯通地设置有阶梯孔，位于冲头内的阶梯孔设置有压力传感器，传感器导线穿过推杆内的阶梯孔将所述压力传感器与控制装置电连接，所述控制装置与浇注装置通过浇注装置导线电路连接，本发明还提供了一种应用所述的挤压铸造定量浇注装置进行定量浇注的方法。本发明结构简单，便于实现，同时大大提高了定量精度，提高了铸件的质量，降低了废品率。
Description
技术领域
本发明涉及挤压铸造，具体是指一种利用压力传感器及控制装置对挤压铸造浇注金属熔液进行定量控制，以及这种方法可以实现对挤压铸造冲头压力进行实时检测。
背景技术
挤压铸造是指将一定的液态或半固态金属浇入模具型腔，通过挤压冲头以一定的挤压力作用于液态金属上，使之充分结晶、凝固和成形，从而获得所需形状零件的一种材料净精确成形的方法。这种工艺方法使液态金属在较高压下凝固，能获得可热处理的高致密铸件。
在现行的挤压铸造成形的方法中，主要采用人工浇注或简单浇注装置进行浇注，在这样无反馈的浇注方法之下，无法精确控制金属熔液的重量。实践证明，金属熔液过多，虽然能够成形零件，但是铸件会多出一部分留在挤压缸内，不利于自动取件系统取件，且浪费材料。如果金属熔液过少，无法成形合格的零件。针对以上缺点以及挤压铸造工艺发展的趋势，需要一种能够定量，且自动化程度高的浇注方法。
冲头压力，即比压，是挤压铸造的关键工艺参数。现在挤压铸造工艺过程中通常利用检测驱动冲头的油压来间接测量冲头压力。由于压射过程中金属熔液、挤压缸以及冲头之间的复杂的热-力耦合作用，油压与冲头压力之间实际存在较大差距，这大大影响了检测的精度，也不利用挤压铸造过程中冲头压力的控制。为了提高挤压铸造铸件的质量，需要一种能够精确、直接检测冲头压力的方法。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
本发明的一个目的是提供一种挤压铸造定量浇注装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下措施：
一种挤压铸造定量浇注装置，包括挤压缸，所述挤压缸通过传输管道依次与浇注装置及熔炉相连接，所述挤压缸的成型腔内设置有活塞式的冲头，所述冲头下方通过螺钉固定连接有由铸造机的压射机构驱动的推杆，所述冲头及推杆的中心上下贯通地设置有阶梯孔，位于冲头内的阶梯孔设置有压力传感器，传感器导线穿过推杆内的阶梯孔将所述压力传感器与控制装置电连接，所述控制装置与浇注装置通过浇注装置导线电路连接。
进一步地，所述阶梯孔内、位于压力传感器的上方设置有直达成型腔金属探测杆，这样，由于压力传感器无需与高温液态金属直接接触，可选用相对便宜的压力传感器，节约成本。
本发明的另一个目的在于提供一种应用挤压铸造定量浇注装置进行定量浇注的方法，并采用如下技术方案：
一种应用所述的挤压铸造定量浇注装置进行定量浇注的方法，包括步骤：
a、在控制装置中设定金属溶液压力参数及冲头压力参数，同时预热挤压缸和传输管道至所需温度，预热模具至所需温度
b、开启浇注装置向挤压缸浇注金属熔液，压力传感器将检测到的压力信号传输给控制装置，根据设定好的金属溶液压力参数，得出已浇注的金属熔液的重量，当压力传感器的检测值达到预定值时，表明已浇注金属熔液达到预定量，控制装置向浇注装置发出控制信号，浇注装置停止浇注；
c、模具闭合，随后冲头上行，将挤压缸中的金属熔液压射到模具的模腔中，冲头在推杆的作用下，对模腔中的金属熔液施加一定的压力并保持一定时间，在这一过程中，位于冲头中的压力传感器直接或通过金属探测杆实时检测冲头的压力值，并将信号传输给控制装置，控制装置将检测值与冲头压力参数相比较，并根据比较的结果对冲头压力进行调节；
d、保压完成后，冲头下行，模具打开，取出铸件，同时控制装置保存压力传感器的历史数据，用于根据所述历史数据与铸件的质量参数进行比较，以便于对工艺参数的优化。
进一步地，步骤c中所述根据比较的结果对冲头压力进行调节具体包括：
当检测值小于工艺要求的冲头压力参数时，则控制装置发出相应的信号，增加冲头的压力值，当检测值大于冲头压力参数时，则控制装置发出相应的信号，减少冲头压力值。
本发明与现有的技术相比具有以下突出特点：
1、本发明方法利用了压力传感器直接检测压室中的金属熔液方式来对浇注进行定量控制，大大提高了定量精度，有效地避免了金属熔液无法精确定量带来的一系列问题，同时也提高了铸件的质量，降低了废品率。
2、本发明方法在冲头中心安装了一个压力传感器，其在挤压铸造过程中可以实时检测冲头压力；这是一种直接检测冲头压力的方法，与传统的冲头压力检测方法相比精度更高。
3、由于本发明装置结构简单，各部分之间连接也较为简便，不需要较多的机械部件，便于实现。
附图说明
图1为本发明实施例1的压力传感器的安装示意图；
图2为本发明实施例1的总装结构示意图；
图3为本发明实施例2的压力传感器的安装示意图；
图4为本发明实施例2的总装结构示意图；
其中：1—挤压缸；2—冲头；3—压力传感器；4—推杆；5—螺钉；6—熔炉；7—控制装置；8—浇注装置；9—传感器导线；10—浇注装置导线；11—传输管道；12—金属探测杆。
具体实施方式
通过如下实例结合说明书附图读本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
如图1至图2所示，本实施例所使用的铸造机为250吨的卧式挤压铸造机生产铝合金阶梯板，所使用的浇注装置为EMPS-LC型的电磁泵。如图二所示，一种挤压铸造定量浇注装置，包括挤压缸1，所述挤压缸1通过传输管道11依次与浇注装置8及熔炉6相连接，所述挤压缸1的成型腔内设置有活塞式的冲头2，所述冲头2下方通过螺钉5固定连接有由铸造机的压射机构驱动的推杆4，所述冲头2及推杆4的中心上下贯通地设置有阶梯孔，位于冲头2内的阶梯孔设置有压力传感器3，传感器导线9穿过推杆4内的阶梯孔将所述压力传感器3与控制装置7电连接，所述控制装置7与浇注装置8通过浇注装置导线10电路连接。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述阶梯孔内、位于压力传感器3的上方设置有直达成型腔金属探测杆，这样，由于压力传感器3无需与高温液态金属直接接触，可选用相对便宜的压力传感器，节约成本。
实施例3
一种应用所述的挤压铸造定量浇注装置进行定量浇注的方法，包括步骤：
a、在控制装置7中设定金属溶液压力参数及冲头压力参数，同时预热挤压缸(1)和传输管道11至280℃，预热模具至280℃；
b、开启浇注装置8向挤压缸1浇注金属熔液，压力传感器3将检测到的压力信号传输给控制装置7，根据设定好的金属溶液压力参数，得出已浇注的金属熔液的重量，当压力传感器3的检测值达到预定值时，表明已浇注金属熔液达到预定量，控制装置7向浇注装置8发出控制信号，浇注装置8停止浇注；
c、模具闭合，随后冲头2上行，将挤压缸1中的金属熔液压射到模具的模腔中，冲头2在推杆4的作用下，对模腔中的金属熔液施加一定的压力并保持一定时间，在这一过程中，位于冲头2中的压力传感器3直接或通过金属探测杆12实时检测冲头2的压力值，并将信号传输给控制装置7，控制装置7将检测值与冲头压力参数相比较，并根据比较的结果对冲头压力进行调节；
d、保压完成后，冲头2下行，模具打开，取出铸件，同时控制装置7保存压力传感器3的历史数据，用于根据所述历史数据与铸件的质量参数进行比较，以便于对工艺参数的优化。
步骤c中所述根据比较的结果对冲头压力进行调节具体包括：
当检测值小于工艺要求的冲头压力参数时，则控制装置7发出相应的信号，增加冲头2的压力值，当检测值大于冲头压力参数时，则控制装置7发出相应的信号，减少冲头2的压力值。
本实施例挤压铸造定量浇注控制的装置设定合金铝熔液的质量为2kg，电磁泵的流量为（5~0.5）L/h,质量误差范围（0~0.05）kg。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种挤压铸造定量浇注装置，包括挤压缸(1)，所述挤压缸(1)通过传输管道(11)依次与浇注装置(8)及熔炉(6)相连接，所述挤压缸(1)的成型腔内设置有活塞式的冲头(2)，所述冲头(2)下方通过螺钉(5)固定连接有由铸造机的压射机构驱动的推杆(4)，其特征在于：所述冲头(2)及推杆(4)的中心上下贯通地设置有阶梯孔，位于冲头(2)内的阶梯孔设置有压力传感器(3)，传感器导线(9)穿过推杆(4)内的阶梯孔将所述压力传感器(3)与控制装置(7)电连接，所述控制装置(7)与浇注装置(8)通过浇注装置导线(10)电路连接。
2.根据权利要求1所述的挤压铸造定量浇注装置，其特征在于：所述阶梯孔内、位于压力传感器(3)的上方设置有直达成型腔的金属探测杆(12)。
3.一种应用如权利要求1或2所述的挤压铸造定量浇注装置进行定量浇注的方法，其特征在于，包括步骤：
a、在控制装置(7)中设定金属溶液压力参数及冲头压力参数，同时预热挤压缸(1)和传输管道(11)至所需温度，预热模具至所需温度；
b、开启浇注装置(8)向挤压缸(1)浇注金属熔液，压力传感器(3)将检测到的压力信号传输给控制装置(7)，根据设定好的金属溶液压力参数，得出已浇注的金属熔液的重量，当压力传感器(3)的检测值达到预定值时，表明已浇注金属熔液达到预定量，控制装置(7)向浇注装置(8)发出控制信号，浇注装置(8)停止浇注；
c、模具闭合，随后冲头(2)上行，将挤压缸(1)中的金属熔液压射到模具的模腔中，冲头(2)在推杆(4)的作用下，对模腔中的金属熔液施加一定的压力并保持一定时间，在这一过程中，位于冲头(2)中的压力传感器(3) 直接或通过金属探测杆(12)实时检测冲头(2)的压力值，并将信号传输给控制装置(7)，控制装置(7)将检测值与冲头压力参数相比较，并根据比较的结果对冲头压力进行调节；
d、保压完成后，冲头(2)下行，模具打开，取出铸件，同时控制装置(7)保存压力传感器(3)的历史数据，用于根据所述历史数据与铸件的质量参数进行比较，以便于对工艺参数的优化。
4.根据权利要求3所述的定量浇注的方法，其特征在于，步骤c中所述根据比较的结果对冲头压力进行调节具体包括：
当检测值小于工艺要求的冲头压力参数时，则控制装置(7)发出相应的信号，增加冲头(2)的压力值，当检测值大于冲头压力参数时，则控制装置(7)发出相应的信号，减少冲头(2)压力值。
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