CN106180644B - 串缸立式挤压铸造机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种串缸立式挤压铸造机，包括合模组件、由上往下依次相对布置的第一模板、动模板和第二模板、及固定于第一模板上的主驱动缸和固定于动模板上的副驱动缸，合模组件包括上模具、与第二模板连接的下模具，上模具包括与动模板连接的第一挤压部、及与副驱动缸的活塞杆连接的第二挤压部，主驱动缸的活塞杆与副驱动缸相串连。通过该串缸立式挤压铸造机实现对铸件在竖直同方向的二次挤压，在铸件凝固过程中，根据铸件不同部位的凝固先后顺序，分阶段进行二次挤压，使挤压压力在合金凝固的过程中合理分布，提高了局部挤压比压和压力有效作用时间，有利于厚度大的部位的成型和铸件整体性能的提高；且该铸造机的驱动缸采用串联联动的方式，使整体更小更紧凑。
Description
技术领域
本发明涉及挤压铸造技术领域，特别涉及一种串缸立式挤压铸造机。
背景技术
挤压铸造是将一定量熔融金属液直接注入金属模膛，随后合模实现金属液充填流动，并在机械静压力作用下发生高压凝固和少量塑性变形，从而获得毛坯或零件的一种金属加工方法。目前，普通的立式直接挤压铸造机已用来大量生产合金铸件，带来了铸件品质的大幅提高，但普通的立式直接挤压铸造机只能提供一次直接挤压压力，在压制结构复杂的铸件时，这一压力并不能均匀地分布在挤压面上，无法保证整个铸件在有效挤压比压下凝固。特别是当铸件的不同部位在垂直方向上的厚度相差较大时：在直接挤压铸造过程中，厚度较小部位先于厚度较大部位凝固，从而导致挤压压力主要分布在厚度较小处，而需要在持续高压下凝固的厚大部位只能分配到较少压力，这种情况不利于厚度大的部位的成型和铸件整体性能的提高，特别随着铸件厚度差的增大，这一不利因素将更加明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种串缸立式挤压铸造机，能够在竖直方向进行二次加压，有利于厚度大的部位的成型和铸件整体性能的提高。
为实现本发明的目的，采取的技术方案是：
一种串缸立式挤压铸造机，包括合模组件、由上往下依次相对布置的第一模板、动模板和第二模板、及固定于第一模板上的主驱动缸和固定于动模板上的副驱动缸，合模组件包括上模具、与第二模板连接的下模具，上模具包括与动模板连接的第一挤压部、及与副驱动缸的活塞杆连接的第二挤压部，主驱动缸的活塞杆与副驱动缸相串连。
合模组件的第一挤压部对应铸件厚度较薄的位置，第二挤压部对应铸件的厚度较厚的位置，在铸造时，将合金熔体浇入合模组件内，主驱动缸通过活塞杆带动副驱动缸和动模板向下运动，同时带动上模具向下移动与下模具合模，上模具的第一挤压部和第二挤压部同时挤压铸件，合模后主驱动缸增压并保压，使铸件整体在高压下凝固，实现对铸件的第一次挤压；主驱动缸保压一定时间后，副驱动缸通过活塞杆带动第二挤压部向下挤压铸件厚度较厚的位置，副驱动缸增压并保压，使铸件厚度较厚的凝固部位仍在高压下凝固，实现对铸件的第二次挤压。通过该串缸立式挤压铸造机实现对铸件在竖直同方向的二次挤压，在铸件凝固过程中，根据铸件不同部位的凝固先后顺序，分阶段进行二次挤压，使挤压压力在合金凝固的过程中合理分布，提高了局部挤压比压和压力有效作用时间，有效地解决了厚度大的部位不及厚度小的部位的组织致密和晶粒粗大等问题，有利于厚度大的部位的成型和铸件整体性能的提高，提高产品质量和成品率；且该铸造机的驱动缸采用串联联动的方式，使整体体积小、结构更紧凑。
下面对技术方案进一步说明：
进一步的是，串缸立式挤压铸造机还包括顶板，顶板与副驱动缸的活塞杆连接，第二挤压部与顶板连接。副驱动缸的活塞杆通过顶板与第二挤压部连接，便于安装和维护。
进一步的是，第一模板和第二模板之间连接有导柱，动模板设有与导柱配合的导向孔。导柱对动模板的移动起导向作用，使动模板在上下移动过程中更稳定，避免发生偏移，也使合模精度更高。
进一步的是，串缸立式挤压铸造机还包括驱动动模板上下移动的驱动机构，驱动机构设于第一模板上。开模时，驱动机构驱动动模板向上运动开模，副驱动缸带动顶板顶出铸件，使开模更方便，且使串缸立式挤压铸造机的整体结构更紧凑。
进一步的是，驱动机构为升降液压缸，升降液压缸的活塞杆与动模板连接。
进一步的是，第一挤压部为上模芯，第二挤压部为围绕上模芯布置的上模环。使适应于中心厚度小，外圈厚度大的铸件的铸造，特别适用于涡轮的铸造，解决涡轮的外圈部位不及肋板部位的组织致密和晶粒粗大的问题。
进一步的是，上模具还包括上模架，上模架与动模板连接，上模芯固定于上模架上。
进一步的是，下模具包括固定于第二模板上的下模套、及固定于下模套上的下模芯，下模芯设有与上模芯和上模环配合的型腔。
进一步的是，主驱动缸的最大挤压力大于副驱动缸的最大挤压力。
进一步的是，主驱动缸和副驱动缸为液压缸。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过该串缸立式挤压铸造机实现对铸件在竖直同方向的二次挤压，在铸件凝固过程中，根据铸件不同部位的凝固先后顺序，分阶段进行二次挤压，使挤压压力在合金凝固的过程中合理分布，提高了局部挤压比压和压力有效作用时间，有效地解决了厚度大的部位不及厚度小的部位的组织致密和晶粒粗大等问题，有利于厚度大的部位的成型和铸件整体性能的提高，提高产品质量和成品率；且该铸造机的驱动缸采用串联联动的方式，使整体体积小、结构更紧凑。
附图说明
图1是本发明实施例串缸立式挤压铸造机的结构示意图；
图2是本发明实施例合模组件的结构示意图。
附图标记说明：
10.第一模板，20.动模板，30.第二模板，40.主驱动缸，410.主驱动杆活塞杆，50.副驱动缸，510.顶板，520.副驱动缸活塞杆，610.上模具，611.第一挤压部，612.第二挤压部，613.上模架，620.下模具，621.下模套，622.下模芯，623.型腔，70.导柱，80.驱动机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
如图1和图2所示，一种串缸立式挤压铸造机，包括合模组件、由上往下依次相对布置的第一模板10、动模板20和第二模板30、及固定于第一模板10上的主驱动缸40和固定于动模板20上的副驱动缸50，合模组件包括上模具610、与第二模板30连接的下模具620，上模具610包括与动模板20连接的第一挤压部611、及与副驱动缸活塞杆520连接的第二挤压部612，主驱动缸活塞杆410与副驱动缸50相串连。
合模组件的第一挤压部611对应铸件厚度较薄的位置，第二挤压部612对应铸件的厚度较厚的位置，第一挤压部611和第二挤压部612可上下相对运动。在铸造时，将合金熔体浇入合模组件内，主驱动缸40通过活塞杆带动副驱动缸50和动模板20向下运动，同时带动上模具610向下移动与下模具620合模，上模具610的第一挤压部611和第二挤压部612同时挤压铸件，合模后主驱动缸40增压并保压，使铸件整体在高压下凝固，实现对铸件的第一次挤压；主驱动缸40保压一定时间后，副驱动缸50通过活塞杆带动第二挤压部612向下挤压铸件厚度较厚的位置，副驱动缸50增压并保压，使铸件厚度较厚的凝固部位仍在高压下凝固，实现对铸件的第二次挤压。该串缸立式挤压铸造机实现竖直同方向二次大压力直接挤压铸造，以确保厚度不均铸件在有效挤压比压作用下实现顺序凝固，从而提高产品质量和成品率。同时，由于采用两个大压力挤压驱动缸采用串联联动的方式，使铸造机整体结构紧凑、体积小，制造成本低、便于安装和维护。同理，当铸件厚度差异较大部分有n个，该利是挤压铸造机则根据实际需要设置n个驱动缸，动模板20根据实际需要设置n-1个，根据铸件不同部位的凝固先后顺序，分阶段依次进行挤压。
在本实施例中，如图2所示，第一挤压部611为上模芯，第二挤压部612为围绕上模芯布置的上模环，上模具610还包括上模架613，上模架613与动模板20连接，上模芯固定于上模架613上，下模具620包括固定于第二模板30上的下模套621、及固定于下模套621上的下模芯622，下模芯622设有与上模芯和上模环配合的型腔623，使适应于中心厚度小，外圈厚度大的铸件的铸造，特别适用于涡轮的铸造，解决涡轮的外圈部位不及肋板部位的组织致密和晶粒粗大的问题。合模组件还可以根据铸件的形状设置为其他形式。
如图1所示，串缸立式挤压铸造机还包括顶板510，顶板510与副驱动缸50的活塞杆连接，第二挤压部612与顶板510连接。副驱动缸50的活塞杆通过顶板510与第二挤压部612连接，便于安装和维护。
如图1所示，第一模板10和第二模板30之间连接有导柱70，动模板20设有与导柱70配合的导向孔(附图未标识)。导柱70对动模板20的移动起导向作用，使动模板20在上下移动过程中更稳定，避免发生偏移，也使合模精度更高。
在本实施例中，导柱70有两组，两组导柱前后布置，每组导柱包括有两根导柱70，使动模板20在上下移动过程中更平衡稳定。
如图1所示，串缸立式挤压铸造机还包括驱动动模板20上下移动的驱动机构80，驱动机构80设于第一模板10上。开模时，驱动机构80驱动动模板20向上运动开模，副驱动缸50带动顶板510顶出铸件，使开模更方便，且使串缸立式挤压铸造机的整体结构更紧凑。
在本实施例中，驱动机构80为升降液压缸，升降液压缸的活塞杆与动模板20连接。主驱动缸40和副驱动缸50也为液压缸，主驱动缸40、副驱动缸50和驱动机构80还可以根据实际需要采用其他驱动形式。
主驱动缸40的最大挤压力大于副驱动缸50的最大挤压力，在实施例中，主驱动缸40的最大挤压力为1000吨，副驱动缸50的最大挤压力为800吨。
以铸造涡轮为例，该立式铸造挤压机的铸造工艺包括以下步骤：
(1)、ZA27合金熔炼，打渣、除气，保温温度为630℃；
(2)、预热合模组件型腔至200℃；
(3)、将30Kg合金熔体注入合模组件的型腔；
(4)、主驱动缸40驱动动模板20，动模板20带动上模芯和上模环向下合模，下降速度为8mm/s；
(5)、合模后主驱动缸40增压并保压，对整个蜗轮进行第一次挤压，蜗轮在压力下凝固，挤压比压为65MPa；
(6)、主驱动缸40保压50s后，副驱动缸50增压驱动顶板510，顶板510带动上模环向下挤压，蜗轮外圈的挤压比压为90MPa，保压时间为60s；
(7)、副驱动缸50保压结束后卸压，然后主驱动缸40卸压；
(8)、升降液压缸驱动动模板20向上运动开模；
(9)、副驱动缸50顶出铸件并回位。
本发明通过该串缸立式挤压铸造机实现对铸件在竖直同方向的二次挤压，在铸件凝固过程中，根据铸件不同部位的凝固先后顺序，分阶段进行二次挤压，使挤压压力在合金凝固的过程中合理分布，提高了局部挤压比压和压力有效作用时间，有效地解决了厚度大的部位不及厚度小的部位的组织致密和晶粒粗大等问题，有利于厚度大的部位的成型和铸件整体性能的提高，提高产品质量和成品率；且该铸造机的驱动缸采用串联联动的方式，使整体体积小、结构更紧凑。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种串缸立式挤压铸造机，其特征在于，包括合模组件、由上往下依次相对布置的第一模板、动模板和第二模板、及固定于所述第一模板上的主驱动缸和固定于所述动模板上的副驱动缸，所述合模组件包括上模具、与所述第二模板连接的下模具，所述上模具包括与所述动模板连接的第一挤压部、及与所述副驱动缸的活塞杆连接的第二挤压部，所述第一挤压部对应铸件厚度较薄的位置，所述第二挤压部对应铸件厚度较厚的位置，所述第一挤压部和所述第二挤压部可上下相对运动，所述第一挤压部为上模芯，所述第二挤压部为围绕所述上模芯布置的上模环，所述上模具还包括上模架，所述上模架与所述动模板连接，所述上模芯固定于所述上模架上，所述下模具包括固定于所述第二模板上的下模套、及固定于所述下模套上的下模芯，所述下模芯设有与所述上模芯和所述上模环配合的型腔，所述主驱动缸的活塞杆与所述副驱动缸相串连，所述主驱动缸通过活塞杆带动副驱动缸和动模板向下运动，同时带动上模具向下移动与下模具合模，上模具的第一挤压部和第二挤压部同时挤压铸件，所述副驱动缸通过活塞杆带动第二挤压部向下挤压铸件厚度较厚的位置。
2.根据权利要求1所述的串缸立式挤压铸造机，其特征在于，还包括顶板，所述顶板与所述副驱动缸的活塞杆连接，所述第二挤压部与所述顶板连接。
3.根据权利要求1所述的串缸立式挤压铸造机，其特征在于，所述第一模板和所述第二模板之间连接有导柱，所述动模板设有与所述导柱配合的导向孔。
4.根据权利要求3所述的串缸立式挤压铸造机，其特征在于，还包括驱动所述动模板上下移动的驱动机构，所述驱动机构设于所述第一模板上。
5.根据权利要求4所述的串缸立式挤压铸造机，其特征在于，所述驱动机构为升降液压缸，所述升降液压缸的活塞杆与所述动模板连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的串缸立式挤压铸造机，其特征在于，所述主驱动缸的最大挤压力大于所述副驱动缸的最大挤压力。
7.根据权利要求1至5任一项所述的串缸立式挤压铸造机，其特征在于，所述主驱动缸和所述副驱动缸为液压缸。
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Denomination of invention: Cylinder tandem vertical-type extrusion casting machine Effective date of registration: 20191211 Granted publication date: 20181116 Pledgee: CITIC Bank Co., Ltd. Guangzhou Branch Pledgor: Guangdong Guangdong Joaquin Polytron Technologies Inc Registration number: Y2019440000262 |
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