CN103817310A - 一种智能化合金液态挤压铸造成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，包括锤头(1)、浇口堵(2)、料杯(3)、电加热器(4)、A液位传感器(5)、B液位传感器(51)、C液位传感器(52)、温度传感器(6)和气压升液熔炉(7)。本发明采用全封闭的气压升液熔炉，电加热器设在熔炉的供料管处，温度传感器设在料杯处，锤头和浇口堵分别设在料杯的右部和左部的内腔中，A、B、C液位传感器分别设在模具的浇料位、充型中间位、充型过盈位的位置，工作时，压缩空气将气压升液熔炉内的液料压入料杯内，锤头将料杯内的液料注入模腔中，由A、B、C液位传感器和温度传感器将液料的位置和温度信号回馈至电脑控制器进行自动操控的技术方案，使合金液态挤压铸造成型生产，达到了减轻工作强度、提高效率、提高制品品质的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金液态挤压铸造成型机，具体是指采用将合金料液注入模腔，通过高压挤压成型合金铸件制品的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置。
背景技术
现有技术合金液态挤压铸造成型的卧式压机，简称压铸机，采用适时控制和抛物线压射超低速的方法，由人工喂料操控，即，由人工用料勺从熔炉中将炽热液态的合金料舀出，浇入料杯，再由人工操控压铸机的液压驱动的锤头(即注射活塞)将料杯中的液态合金料挤压充入模具的模腔，液态合金料简称液料，液料在模腔内经冷却成型为合金铸件制品，简称制品；由于自上而向下浇入料杯，料杯的充满度只能达到百分之80％以下，并存在裹气、料冷和成型可靠性低的问题；此外，人工喂料操控的工作强度大，效率低，由于操作者的熟练程度，工作疲劳等因素，致使制品易产生冷隔、欠铸、组织疏松、含气，晶粒粗大，品质难以一致等缺陷，因此，现有技术存在工作强度大、效率低、制品品质差的问题与不足。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采用由锤头、浇口堵、料杯、电加热器、A液位传感器、B液位传感器、C液位传感器、温度传感器、气压升液熔炉构成的装置，其中，气压升液熔炉为设有升液管、供料管、气压接口的全封闭的电热熔炉；设有温度传感器的料杯水平固定于压机的固定工作台的下部，锤头滑动位于料杯的右部内腔中，料杯的左部内腔中设有油缸拖动可伸缩的浇口堵；A液位传感器、B液位传感器、C液位传感器分别设置在动模的浇料位、充型中间位、充型过盈位的位置，在定模与动模分型面的上方设有抽气道和抽气接口，进料口设置在定模与动模分型面的下方且与料杯的左端上面相通；设有电加热器的供料管与料杯右部内腔的下面相通，所述油缸的缸体与压机的 活动工作台固定连接；应用时，外设配套压缩空气源、真空源，由可编程的电脑控制器控制；工作时，受电脑控制器控制，开启压缩空气，压缩空气经所述气压接口进入气压升液熔炉，气压将炉内液料经所述升液管、供料管压入料杯至进料口，称为进料；由锤头施压，液料从料杯向上注入由动模与定模合型围成的模腔中，称为充型；在进料和充型的过程中，电加热器加热，保持进入料杯的液料的温度；液料充至所述浇料位时，A液位传感器回馈信号，开启真空，向模腔内抽真空排气；液料充至所述充型中间位时，B液位传感器回馈信号，关闭压缩空气，并使气压接口与大气相通，锤头向左运动，高压将料杯中的液料推入模腔中充型，同时，随着锤头的向左运动，油缸拖动浇口堵同步向左回缩；锤头的向左运动，锤头杆与料杯之间的间隙使供料管与大气相通，存留在升液管和供料管内的液料在重力的作用下回落至气压升液熔炉内；液料充至所述充型过盈位时，C液位传感器回馈信号，锤头停止并保压；液料在模腔中冷凝成型为制品后，关闭真空，动模与定模分型取出制品的技术方案，提供一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，旨在通过智能自动化进料充型操控，使合金液态挤压铸造成型生产，达到减轻工作强度、提高效率和提高制品品质的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，包括锤头、浇口堵、料杯、电加热器、A液位传感器、B液位传感器、C液位传感器、温度传感器、气压升液熔炉，其中：所述的锤头为左大右小的圆柱台阶形杆状的钢质构件，锤头左部的圆柱直径大于右部的圆柱直径，锤头的右部称为锤头杆；
所述的浇口堵为横截面呈缺口圆形的柱杆状钢质构件；配合浇口堵还设有堵头座、油缸和调节螺杆，所述堵头座为中心设有与浇口堵滑动配合的缺口圆形通孔的块状钢质构件，所述油缸为由缸体和活塞杆构成的液压伸缩执行元件，所述调节螺杆为由螺杆与并紧螺帽构成的可调节连接距离的连接元件；
所述的料杯为圆柱管形的厚壁钢质构件，料杯内腔的内径大于浇口堵的外径；
所述的电加热器为圆筒状的电磁感应加热元件；
所述的A液位传感器、B液位传感器或C液位传感器为外部设有陶瓷绝缘套的铬镍合金棒；
所述的温度传感器为外部设有陶瓷绝缘套的热电偶；
所述的气压升液熔炉为设有升液管、供料管、气压接口的全封闭的电热熔炉；熔融的液料盛装于气压升液熔炉内腔的中下部；所述升液管为圆柱管形的钢质构件，升液管的上部固定于气压升液熔炉的上面中心，升液管的下端悬于气压升液熔炉内腔底部的上方，升液管的上端与竖直凸出设在气压升液熔炉外上面的供料管连接相通，所述供料管为外壁设有电加热器和保温层的圆柱钢质管道；所述气压接口设在气压升液熔炉项部的外侧面且与气压升液熔炉的内腔相通；
气压升液熔炉位于压机的下方，料杯水平固定于压机的固定工作台的下部，温度传感器连接在料杯的上面，锤头滑动位于料杯的右部内腔中，锤头的所述锤头杆的右端与压机的锤头油缸连接；浇口堵滑动穿过堵头座的所述缺口圆形通孔，浇口堵的左端经所述调节螺杆与油缸的活塞杆连接，浇口堵的右部位于料杯的左部内腔中，所述堵头座的右侧面与料杯的左端接触连接，所述堵头座与所述油缸的缸体与压机的活动工作台固定连接；由动模与定模合型围成的模型腔室称为模腔，定模与动模分型面的上方设有抽气道和抽气接口，所述抽气道为设在定模侧面的凹槽，所述抽气接口为与所述抽气道相通用于连接真空源的钢质连接管；进料口设置在定模与动模分型面的下方且与料杯左端的上面相通，所述供料管的上端与料杯右部内腔的下面连接相通；所述A液位传感器、B液位传感器、C液位传感器分别设置在动模的浇料位、充型中间位、充型过盈位的位置；其中，所述浇料位为所述模腔与所述进料口的连接部，所述充型中间位为所述模腔内宽窄腔室的结合部；所述充型过盈位为所述模腔与所述抽气道的结合部。
工作原理及有益效果
应用时，配套外设压缩空气源、真空源，由可编程的电脑控制器控制；
工作时，受电脑控制器控制，开启压缩空气，压缩空气经所述气压接口进入气压升液熔炉，气压将炉内液料经所述升液管、供料管压入料杯至进料口，称为进料；之后启动锤头，锤头向左运动，高压将料杯中的液料经进料口向上推入所述模腔内称为充型；
在所述进料和充型的过程中，液料至所述浇料位时，A液位传感器回馈信 号，开启真空，向模腔内抽真空排气；液料充至所述充型中间位时，B液位传感器回馈信号，关闭压缩空气，并切换使所述气压接口与大气相通，同时，随着锤头的向左运动，油缸拖动浇口堵同步向左缩入所述堵头座；锤头向左运动后，锤头杆与料杯内腔之间形成的间隙使供料管与大气相通，存留在升液管和供料管内的液料在重力的作用下回落至气压升液熔炉内；液料充至所述充型过盈位时，C液位传感器回馈信号，锤头停止并保压；液料在模腔中冷凝成型为制品后，关闭真空，动模与定模分型取出制品；
浇口堵的设置，用于通过调节螺杆调整浇口堵伸入料杯内的长短，准确调节料杯内腔的实际容积，确保液料的定量进料和充型，以防止并避免充型不足或冷料头过大问题；
温度传感器的设置，用于实时检测，将料杯内的液料温度回馈至电脑控制器，电脑控制器依据预设程序控制电加热器执行加热；
电磁感应式的电加热器的设置，用于向流经供料管而热量损耗的液料提供温度补偿，以确保进入料杯内的液料温度；同时还对流经的液料进行电磁搅拌。
A液位传感器的设置，用于向电脑控制器回馈料杯内的液料已注满的信号，电脑控制器依据预设程序控制及时控制锤头施压充型，将料杯内的液料压入所述模腔；
B液位传感器的设置，用于向电脑控制器回馈液料已充至模腔的所述充型中间位的位置信号，即，液料已充满了模腔的宽腔部，即制品的厚壁部，电脑控制器依据预设程序控制锤头增压，高压慢速使液料随后充满模腔的狭窄部，即制品的薄壁部，以防止并避免制品产生冷隔、欠铸缺陷，有利于加工壳壁厚薄变化较大的制品；
C液位传感器的设置，用于向电脑控制器回馈液料已充至模腔的所述充型过盈位的位置信号，即，模腔已全部充满，电脑控制器依据预设程序控制控制锤头停止移动并保压，直至液料在模腔中冷凝成型为制品；
抽气道和抽气接口的设置，用于在整个充型过程中，通过真空源向模腔内抽真空排气，使模腔内保持负压，有利于液料充满模腔，并消除制品组织含气缺陷。
本装置对于厚壁的制品，还可采用由气压升液熔炉直接将液料充满模腔， 再由锤头提供充型压力的快速成型工艺；本装置通过智能自动化进料充型操控，使合金液态挤压铸造成型生产，减轻了工作强度、提高了效率、提高了制品品质。此外，本装置还可用于生产需要热处理和焊接的高强度铸件制品。
上述，本发明采用由锤头、浇口堵、料杯、电加热器、A液位传感器、B液位传感器、C液位传感器、温度传感器、气压升液熔炉构成的装置，其中，气压升液熔炉为设有升液管、供料管、气压接口的全封闭的电热熔炉；设有温度传感器的料杯水平固定于压机的固定工作台的下部，锤头滑动位于料杯的右部内腔中，料杯的左部内腔中设有油缸拖动可伸缩的浇口堵；A液位传感器、B液位传感器、C液位传感器分别设置在动模的浇料位、充型中间位、充型过盈位的位置，在定模与动模分型面的上方设有抽气道和抽气接口，进料口设置在定模与动模分型面的下方且与料杯的左端上面相通；设有电加热器的供料管与料杯右部内腔的下面相通，所述油缸的缸体与压机的活动工作台固定连接；应用时，外设配套压缩空气源、真空源，由可编程的电脑控制器控制；工作时，受电脑控制器控制，开启压缩空气，压缩空气经所述气压接口进入气压升液熔炉，气压将炉内液料经所述升液管、供料管压入料杯至进料口，称为进料；由锤头施压，液料从料杯向上注入由动模与定模合型围成的模腔中，称为充型；在进料和充型的过程中，电加热器加热，保持进入料杯的液料的温度；液料充至所述浇料位时，A液位传感器回馈信号，开启真空，向模腔内抽真空排气；液料充至所述充型中间位时，B液位传感器回馈信号，关闭压缩空气，并使气压接口与大气相通，锤头向左运动，高压将料杯中的液料推入模腔中充型，同时，随着锤头的向左运动，油缸拖动浇口堵同步向左回缩；锤头的向左运动，锤头杆与料杯之间的间隙使供料管与大气相通，存留在升液管和供料管内的液料在重力的作用下回落至气压升液熔炉内；液料充至所述充型过盈位时，C液位传感器回馈信号，锤头停止并保压；液料在模腔中冷凝成型为制品后，关闭真空，动模与定模分型取出制品的技术方案，克服了现有技术存在工作强度大、效率低、制品品质差的问题与不足，所提供的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，通过智能自动化进料充型操控，使合金液态挤压铸造成型生产，达到了减轻工作强度、提高效率、提高制品品质的目的。
附图说明
图1是本发明的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，工作在气压将液料04压入料杯3至进料口026时态的主视剖视结构示意图；
图2是本发明的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置的浇口堵2和堵头座21部件的侧视配合示意图；
图3是本发明的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，工作在液料04充至所述充型中间位022时态的原理示意图；
图4是本发明的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，工作在液料04充至所述充型过盈位023时态的原理示意图；
图5是本发明的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，采用由气压升液熔炉7直接将液料04充满模腔，再由锤头1提供充型压力的快速成型工艺的原理示意图。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的任何限制。
图中：锤头1、锤头杆11、浇口堵2、堵头座21、油缸22、调节螺杆23、料杯3、电加热器4、A液位传感器5、B液位传感器51、C液位传感器52、温度传感器6、气压升液熔炉7、升液管71、供料管711、气压接口72、定模01、抽气道011、抽气接口012、动模02、浇料位021、充型中间位022、充型过盈位023、进料口026、压机03、活动工作台031、固定工作台032、液料04、电子标尺05。
具体实施方式
参阅图1～图5，本发明的一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，包括锤头1、浇口堵2、料杯3、电加热器4、A液位传感器5、B液位传感器51、C液位传感器52、温度传感器6、气压升液熔炉7，其中：所述的锤头1为左大右小的圆柱台阶形杆状的钢质构件，锤头1左部的圆柱直径大于右部的圆柱直径，锤头1的右部称为锤头杆11；
所述的浇口堵2为横截面呈缺口圆形的柱杆状钢质构件；配合浇口堵2还设有堵头座21、油缸22和调节螺杆23，所述堵头座21为中心设有与浇口堵2 滑动配合的缺口圆形通孔的块状钢质构件，所述油缸22为由缸体和活塞杆构成的液压伸缩执行元件，所述调节螺杆23为由螺杆与并紧螺帽构成的可调节连接距离的连接元件；
所述的料杯3为圆柱管形的厚壁钢质构件，料杯3内腔的内径大于浇口堵2的外径；
所述的电加热器4为圆筒状的电磁感应加热元件；
所述的A液位传感器5、B液位传感器51或C液位传感器52为外部设有陶瓷绝缘套的铬镍合金棒；
所述的温度传感器6为外部设有陶瓷绝缘套的热电偶；
所述的气压升液熔炉7为设有升液管71、供料管711、气压接口72的全封闭的电热熔炉；熔融的液料04盛装于气压升液熔炉7内腔的中下部；所述升液管71为圆柱管形的钢质构件，升液管71的上部固定于气压升液熔炉7的上面中心，升液管71的下端悬于气压升液熔炉7内腔底部的上方，升液管71的上端与竖直凸出设在气压升液熔炉7外上面的供料管711连接相通，所述供料管711为外壁设有电加热器4和保温层的圆柱钢质管道；所述气压接口72设在气压升液熔炉7顶部的外侧面且与气压升液熔炉7的内腔相通；
气压升液熔炉7位于压机03的下方，料杯3水平固定于压机03的固定工作台032的下部，温度传感器6连接在料杯3的上面，锤头1滑动位于料杯3的右部内腔中，锤头1的所述锤头杆11的右端与压机03的锤头油缸连接；浇口堵2滑动穿过堵头座21的所述缺口圆形通孔，浇口堵2的左端经所述调节螺杆23与油缸22的活塞杆连接，浇口堵2的右部位于料杯3的左部内腔中，所述堵头座21的右侧面与料杯3的左端接触连接，所述堵头座21与所述油缸22的缸体与压机03的活动工作台031固定连接；由动模02与定模01合型围成的模型腔室称为模腔，定模01与动模02分型面的上方设有抽气道011和抽气接口012，所述抽气道011为设在定模01侧面的凹槽，所述抽气接口012为与所述抽气道011相通用于连接真空源的钢质连接管；进料口026设置在定模01与动模02分型面的下方且与料杯3左端的上面相通，所述供料管711的上端与料杯3右部内腔的下面连接相通；所述A液位传感器5、B液位传感器51、C液位传感器52分别设置在动模02的浇料位021、充型中间位022、充型过盈位023 的位置；其中，所述浇料位021为所述模腔与所述进料口026的连接部，所述充型中间位022为所述模腔内宽窄腔室的结合部；所述充型过盈位023为所述模腔与所述抽气道011的结合部。
工作原理及有益效果
应用时，配套外设压缩空气源、真空源，由可编程的电脑控制器控制；
工作时，受电脑控制器控制，开启压缩空气，压缩空气经所述气压接口72进入气压升液熔炉7，气压将炉内液料04经所述升液管71、供料管711压入料杯3至进料口026，称为进料；之后启动锤头1，锤头1向左运动，高压将料杯3中的液料04经进料口026向上推入所述模腔内称为充型；
在所述进料和充型的过程中，液料04至所述浇料位021时，A液位传感器5回馈信号，开启真空，向模腔内抽真空排气；液料04充至所述充型中间位022时，B液位传感器51回馈信号，关闭压缩空气，并切换使所述气压接口72与大气相通，同时，随着锤头1的向左运动，油缸22拖动浇口堵2同步向左缩入所述堵头座21；锤头1向左运动后，锤头杆11与料杯3内腔之间形成的间隙使供料管711与大气相通，存留在升液管71和供料管711内的液料04在重力的作用下回落至气压升液熔炉7内；液料04充至所述充型过盈位023时，C液位传感器52回馈信号，锤头1停止并保压；液料04在模腔中冷凝成型为制品后，关闭真空，动模02与定模01分型取出制品；
浇口堵2的设置，用于通过调节螺杆23调整浇口堵2伸入料杯3内的长短，准确调节料杯3内腔的实际容积，确保液料04的定量进料和充型，以防止并避免充型不足或冷料头过大问题；
温度传感器6的设置，用于实时检测，将料杯3内的液料04温度回馈至电脑控制器，电脑控制器依据预设程序控制电加热器4执行加热；
电磁感应式的电加热器4的设置，用于向流经供料管711而热量损耗的液料04提供温度补偿，以确保进入料杯3内的液料04温度；同时还对流经的液料04进行电磁搅拌。
A液位传感器5的设置，用于向电脑控制器回馈料杯3内的液料04已注满的信号，电脑控制器依据预设程序控制及时控制锤头1施压充型，将料杯3内的液料04压入所述模腔；
B液位传感器51的设置，用于向电脑控制器回馈液料04已充至模腔的所述充型中间位022的位置信号，即，液料04已充满了模腔的宽腔部，即制品的厚壁部，电脑控制器依据预设程序控制锤头1增压，高压慢速使液料04随后充满模腔的狭窄部，即制品的薄壁部，以防止并避免制品产生冷隔、欠铸缺陷，有利于加工壳壁厚薄变化较大的制品；
C液位传感器52的设置，用于向电脑控制器回馈液料04已充至模腔的所述充型过盈位023的位置信号，即，模腔已全部充满，电脑控制器依据预设程序控制控制锤头1停止移动并保压，直至液料04在模腔中冷凝成型为制品；
抽气道011和抽气接口012的设置，用于在整个充型过程中，通过真空源向模腔内抽真空排气，使模腔内保持负压，有利于液料04充满模腔，并消除制品组织含气缺陷。
本装置对于厚壁的制品，还可采用由气压升液熔炉7直接将液料04充满模腔，再由锤头1提供充型压力的快速成型工艺；本装置通过智能自动化进料充型操控，使合金液态挤压铸造成型生产，减轻了工作强度、提高了效率、提高了制品品质。此外，本装置还可用于生产需要热处理和焊接的高强度铸件制品。
Claims (1)
1.一种智能化合金液态挤压铸造成型装置，包括锤头(1)、浇口堵(2)、料杯(3)、电加热器(4)、A液位传感器(5)、B液位传感器(51)、C液位传感器(52)、温度传感器(6)、气压升液熔炉(7)，其特征在于：所述的锤头(1)为左大右小的圆柱台阶形杆状的钢质构件，锤头(1)左部的圆柱直径大于右部的圆柱直径，锤头(1)的右部称为锤头杆(11)；
所述的浇口堵(2)为横截面呈缺口圆形的柱杆状钢质构件；配合浇口堵(2)还设有堵头座(21)、油缸(22)和调节螺杆(23)，所述堵头座(21)为中心设有与浇口堵(2)滑动配合的缺口圆形通孔的块状钢质构件，所述油缸(22)为由缸体和活塞杆构成的液压伸缩执行元件，所述调节螺杆(23)为由螺杆与并紧螺帽构成的可调节连接距离的连接元件；
所述的料杯(3)为圆柱管形的厚壁钢质构件，料杯(3)内腔的内径大于浇口堵(2)的外径；
所述的电加热器(4)为圆筒状的电磁感应加热元件；
所述的A液位传感器(5)、B液位传感器(51)或C液位传感器(52)为外部设有陶瓷绝缘套的铬镍合金棒；
所述的温度传感器(6)为外部设有陶瓷绝缘套的热电偶；
所述的气压升液熔炉(7)为设有升液管(71)、供料管(711)、气压接口(72)的全封闭的电热熔炉；熔融的液料(04)盛装于气压升液熔炉(7)内腔的中下部；所述升液管(71)为圆柱管形的钢质构件，升液管(71)的上部固定于气压升液熔炉(7)的上面中心，升液管(71)的下端悬于气压升液熔炉(7)内腔底部的上方，升液管(71)的上端与竖直凸出设在气压升液熔炉(7)外上面的供料管(711)连接相通，所述供料管(711)为外壁设有电加热器(4)和保温层的圆柱钢质管道；所述气压接口(72)设在气压升液熔炉(7)顶部的外侧面且与气压升液熔炉(7)的内腔相通；
气压升液熔炉(7)位于压机(03)的下方，料杯(3)水平固定于压机(03)的固定工作台(032)的下部，温度传感器(6)连接在料杯(3)的上面，锤头(1)滑动位于料杯(3)的右部内腔中，锤头(1)的所述锤头杆(11)的右端与压机(03)的锤头油缸连接；浇口堵(2)滑动穿过堵头座(21)的所述缺口圆形通孔，浇口堵(2)的左端经所述调节螺杆(23)与油缸(22)的活塞杆连接，浇口堵(2)的右部位于料杯(3)的左部内腔中，所述堵头座(21)的右侧面与料杯(3)的左端接触连接，所述堵头座(21)与所述油缸(22)的缸体与压机(03)的活动工作台(031)固定连接；由动模(02)与定模(01)合型围成的模型腔室称为模腔，定模(01)与动模(02)分型面的上方设有抽气道(011)和抽气接口(012)，所述抽气道(011)为设在定模(01)侧面的凹槽，所述抽气接口(012)为与所述抽气道(011)相通用于连接真空源的钢质连接管；进料口(026)设置在定模(01)与动模(02)分型面的下方且与料杯(3)左端的上面相通，所述供料管(711)的上端与料杯(3)右部内腔的下面连接相通；所述A液位传感器(5)、B液位传感器(51)、C液位传感器(52)分别设置在动模(02)的浇料位(021)、充型中间位(022)、充型过盈位(023)的位置；其中，所述浇料位(021)为所述模腔与所述进料口(026)的连接部，所述充型中间位(022)为所述模腔内宽窄腔室的结合部；所述充型过盈位(023)为所述模腔与所述抽气道(011)的结合部。
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