CN107267794B - 一种自动化连续式发泡成型生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为一种自动化连续式发泡成型生产工艺，经一次发泡后的铝液定量转移至发泡仓内；再以氮气通入转移至发泡仓内的一次发泡铝液二次发泡；其中二次发泡铝液温度为750‑900℃，同时在铝液转移及发泡的过程中浇铸模具组进行预热处理，经预热处理后的模具组，由浇铸工位转移至输出工位时同步完成自动浇铸，完成浇铸后的模具组实现逐一、自动输出浇铸后铝锭冷却至200‑300℃输出进行下个工序；由模具的传输机构控制模具预热、一次发泡铝进行二次发泡、模具浇注、以及泡沫铝冷却多个生产工序，完全实现自动化，解决现有技术中存在的提高泡沫铝产能及提高其发泡铝、气泡均匀度的技术问题。

Description

一种自动化连续式发泡成型生产工艺

技术领域：

本发明涉及材料加工领域，特别涉及一种自动化连续式发泡成型生产工艺。

背景技术：

由于泡沫铝内部存在大量空隙，使其具有质量轻及强度高，同时具有吸收性、抗冲击性、电磁屏蔽、低热导率等优点，目前已广泛应用于轨道交通、航天航空、军事、汽车等多个领域，目前跑驴的制备方法有很多，熔体直接发泡法以及气体发泡法等，目前多以熔体直接发泡法最成熟，然而就目前生产情况而言，其存在较为严重的不足之处在于，其发泡率不足以及内部气泡不均，严重影响产品质量，同时，随着泡沫铝的广泛应用，对其需求愈来愈大。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种自动化连续式发泡成型生产工艺，由模具的传输机构控制模具预热、一次发泡铝进行二次发泡、模具浇注、以及泡沫铝冷却多个生产工序，完全实现自动化，解决现有技术中存在的提高泡沫铝产能及提高其发泡铝、气泡均匀度的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a.铝液转移部分，经一次发泡后的铝液定量转移至发泡仓内；

b.二次发泡部分，转移至发泡仓内的一次发泡铝液通过气体发泡方式进行二次发泡；

c.模具预热部分，待浇铸模具组转移至浇铸工位之前先进行预热处理；

d.浇铸部分，经预热处理后的模具组，由浇铸工位转移至输出工位时同步完成自动浇铸；

e.输出部分，完成浇铸后的模具组实现逐一、自动输出。

作为改进，所述步骤c、步骤d和步骤e中的模具组均通过输送机构带动其依序转移至下一加工工位。

作为改进，还包括废气利用部分，经一次发泡后的铝液转移至发泡仓内的过程中，其内部残余气体同步自动导入模具预热部分中的预热室内，为模具组预热提供热量。

作为改进，一次发泡铝液转移至发泡仓后，同步通入氮气对其进行二次发泡。

作为改进，还包括控制切换部分，该控制切换部分包括：

液气切换部，其用于同步控制铝液转移部分和废气利用部分的打开或关闭；以及

二次发泡切换部，其用于控制二次发泡部分的打开或关闭。

作为改进，所述输送机构上沿其传送方向依次设有浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段，该浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段分别以线性移动方式通过第一齿轮啮合传动方式、第二齿轮啮合传动方式和第三齿轮啮合传动方式控制相对应的发泡仓、液气切换部和二次发泡切换部。

作为改进，所述液气控制段和二次发泡控制段位于相邻两个浇铸段之间，且该液气控制段和二次发泡控制段沿输送机构的传输方向依次设置。

作为改进，所述浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段均设置于所述预热室内部。

作为改进，所述模具组由若干个模具通过首尾相接方式组成，且通过输送机构带动其线性传送。

作为改进，所述步骤e中经浇铸后的模具在离开浇铸部分，进行传输的过程中，自然冷却降温。

作为改进，步骤b中的发泡仓内均匀设置有多个位于一次发泡铝液中的发泡器，该发泡器于铝液内部呈多方位均匀气体导入。

作为改进，所述模具组的铝液容纳量与所述步骤a中的一次发泡铝液转移量相同。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明以沿传输机构的传输方向依次设置的浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段分别控制铝液转移、模具预热、一次发泡铝的二次发泡、模具浇注以及泡沫铝冷却多个生产工序；其中，铝液转移与模具预热采用同步控制，即在铝液转移的过程中，将发泡仓中的废气导入至预热室，从而缩短泡沫铝的生产周期；本实用新型采用传输机构控制泡沫铝的整个生产过程，实现自动化，提高泡沫铝生产效率的同时，其发泡质量。

(2)以线性移动方式通过第一齿轮啮合传动方式、第二齿轮啮合方式和第三齿轮啮合方式控制相对应的发泡仓、液气切换部和二次发泡切换部，通过位移量控制各机构上开关阀的开和时间，从而实现各工序所述的技术要求，提高本发明的性能稳定性及降低能耗。

(3)发泡仓内均匀设置有多个位于一次发泡铝液中的发泡器，该发泡器于铝液内部呈多方位均匀气体导入；铝液内均匀设置多个发泡器进行定量铝液的初步单元划分，初步提高铝液中气泡分布均匀度，气体经发泡器多方位输出，实现各单元铝液的进一步气泡均匀化。

综上所述，本发明具有工艺简单，设备结构优化，控制准确，节能减耗及环保性能高等优点。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明机械结构的第一状态示意图；

图3为本发明机械结构的俯视图；

图4为本发明机械结构的第二状态示意图；

图5为第一铝液输出组件结构示意图；

图6为图2中A放大示意图；

图7为第四流通阀结构示意图；

图8为传输机构侧视图；

图9为承接组件结构示意图；

图10为承接组件俯视图；

图11为二次发泡机构正剖视图；

图12为二次发泡机构侧剖视图；

图13为图11中B处放大示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1-2描述本发明实施例一的一种自动化连续式发泡成型生产工艺。

如图1和图2所示，一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a.铝液转移部分，经一次发泡后的铝液定量转移至发泡仓31内；其中一次发泡后的铝液温度为800-950℃；

b.二次发泡部分，转移至发泡仓31内的一次发泡铝液通过气体发泡方式进行二次发泡；其中二次发泡铝液温度为750-900℃，在本实施例中发泡气体优选为氮气，但不仅限于发泡气体为氮气；

c.模具预热部分，待浇铸模具组43转移至浇铸工位之前先进行预热处理；

d.浇铸部分，经预热处理后的模具组43，由浇铸工位转移至输出工位时同步完成自动浇铸；

e.输出部分，完成浇铸后的模具组43实现逐一、自动输出；浇铸后铝锭冷却至200-300℃输出。

进一步地，所述步骤c、步骤d和步骤e中的模具组43均通过输送机构4 带动其依序转移至下一加工工位。

进一步地，还包括废气利用部分，经一次发泡后的铝液转移至发泡仓31内的过程中，其内部残余气体同步自动导入模具预热部分中的预热室42内，为模具组43的预热提供热量；将发泡仓31内的残余废气导入预热室42，减少能耗损失，实现节能减排。

需要说明的是，本发明以沿传输机构4的传输方向依次设置的浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段分别控制铝液转移、模具预热、一次发泡铝的二次发泡、模具浇注以及泡沫铝冷却多个生产工序；其中，铝液转移与模具预热采用同步控制，即在铝液转移的过程中，将发泡仓31中的废气导入至预热室42，从而缩短泡沫铝的生产周期；本实用新型采用传输机构4控制泡沫铝的整个生产过程，实现自动化，提高泡沫铝生产效率的同时，其发泡质量。

进一步地，一次发泡铝液转移至发泡仓3后，同步通入氮气对其进行二次发泡。

进一步地，还包括控制切换部分，该控制切换部分包括：

液气切换部533，其用于同步控制铝液转移部分和废气利用部分的打开或关闭；以及

二次发泡切换部523，其用于控制二次发泡部分的打开或关闭。

进一步地，所述输送机构4上沿其传送方向依次设有浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段，该浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段分别以线性移动方式通过第一齿轮啮合传动方式、第二齿轮啮合传动方式和第三齿轮啮合传动方式控制相对应的发泡仓、液气切换部和二次发泡切换部，所述第一齿轮啮合传动方式、第二齿轮啮合传动方式和第三齿轮啮合传动方式分别为第一传动齿条4311 与第三传动齿轮543啮合、第二传动齿轮533与第二传动齿条441啮合以及第一传动齿轮与523第三传动齿条442啮合。

需要说明的是，以线性移动方式通过第一齿轮啮合传动方式、第二齿轮啮合方式和第三齿轮啮合方式控制相对应的发泡仓31、液气切换部433和二次发泡切换部423，通过位移量控制各机构上开关阀的开合时间，从而实现各工序所述的技术要求，提高本发明的性能稳定性及降低能耗。

进一步地，所述液气控制段和二次发泡控制段位于相邻两个浇铸段之间，且该液气控制段和二次发泡控制段沿输送机构4的传输方向依次设置。

进一步地，所述浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段均设置于所述预热室42内部。

进一步地，所述模具组43由若干个模具431通过首尾相接方式组成，且通过输送机构4带动其线性传送。

进一步地，所述步骤e中经浇铸后的模具431在离开浇铸部分，进行传输的过程中，自然冷却降温。

进一步地，所述模具组43的铝液容纳量与所述步骤a中的一次发泡铝液转移量相同。

需要说明的是，发泡仓内均匀设置有多个位于一次发泡铝液中的发泡器 322，该发泡器322于铝液内部呈多方位均匀气体导入；铝液内均匀设置多个发泡器322进行定量铝液的初步单元划分，初步提高铝液中气泡分布均匀度，气体经发泡器多方位输出，实现各单元铝液的进一步气泡均匀化。

实施例二

参考附图2-13描述本发明实施例二的一种发泡铝自动化生产控制系统。

如图2所示，本发明还公开了一种发泡铝自动化生产控制系统，包括发泡保温炉1、氮气供给组件2，还包括：

二次发泡机构3，所述二次发泡机构3包括用于缓存可供多个模具组43浇铸的铝液的发泡仓31，该发泡仓31分别与发泡保温炉1、氮气供给组件2相连接；铝液经发泡保温炉1间断性流入二次发泡机构3中，其中铝液流入结束后，氮气供给组件2导入发泡气体进入铝液内部进行二次发泡。

输送机构4，所述输送机构4位于所二次发泡机构3的输出端，且与其相连接；

控制机构5，所述控制机构5包括连通所述发泡保温炉1与所述二次发泡机构3的第一铝液输出组件51、连通所述氮气供给组件2与二次发泡机构3的气体输送组件52、连通所述二次发泡机构3与输送机构4的废气输出组件53以及设置于所述二次发泡机构3一端的第二铝液输出组件54；

在运转过程中，如图3所示，由输送机构4在移动过程中控制第一铝液输出组件51和废气输出组件53同步打开，进行一次发泡铝液导入发泡仓31中的同时，将处于发泡仓31中的废气排入输送机构4进行模具组43的预热；输送机构 4移动一定距离后控制第一铝液输出组件51和废气输出组件53同步关闭，气体输送组件52打开，氮气通入一次发泡铝液中进行铝液的二次发泡；输送机构4 再次移动一段距离后，一次发泡铝液的二次发泡结束，气体输送组件52关闭，输送机构4继续移动，由模具组43控制铝液输出组件54进行二次发泡铝液的定量输出，进行铝锭自动生产。

进一步地，如图4所示，所述第一铝液输出组件51包括连通发泡保温炉1 与发泡仓31的铝液流通管511、设置于该铝液流通管511上的第一流通阀512 以及与该第一流通阀512相连接且与所述废气输出组件53同步转动设置的连接轴513；在本实施例中，废气输出组件53与第一流通阀512以同步带同步设置；其中，第一流通阀512打开的同时废气输出组件53同步打开，进行一次发泡铝液导入发泡仓31的过程中，将处于其内部的高温废气进行排出。

进一步地，如图1、2所示，所述气体输送组件52包括连通所述氮气供给组件2与所述二次发泡机构3的气体输送管521、设置于该气体输送管521上的第二流通阀522以及与该第二流通阀522相连接且与所述输送机构4配合传动的二次发泡切换部523；所述第二流通阀522与所述二次发泡切换部523通过同步带方式相连接；由输送机构4带动二次发泡切换部523转动实现对发泡气体的导入控制。

进一步地，如图1、2所示，所述废气输出组件53包括连通所述发泡仓31 与所述输送机构4的废气输出管531、设置于该废气输出管531上的第三流通阀 532以及与该第三流通阀532相连接且与所述输送机构4配合传动的液气切换部 533；由输送机构4带动带动液气切换部533实现废气管道开合的同时，控制铝液进入发泡仓31的输入过程。

进一步地，如图5、6所示，所述第二铝液输出组件54包括连通固定设置于所述发泡仓31输出端的铝液流口541、转动设置于该铝液流口541上的第四流通阀542以及固定连接于该第四流通阀542上且与所述输送机构4配合传动的第三传动齿轮543；模具431上的第一传动齿条4311与第三传动齿轮543相齿合，在本实施例中，第一传动齿条4311带动第三传动齿轮543旋转一周完成第四流通阀542的一个开合过程，在其打开的过程中，铝液流入模具431中，完成一个铝锭所需铝液的输出过程。

需要说明的是，如图1所示，通过模具组43的位移量，控制单个铝锭所需的铝液量以及第四流通阀542的开闭时间，当处于发泡仓中的铝液浇铸完毕后，经承接组件44的移动实现由发泡保温炉1到发泡仓31中的铝液输送，同时将处于发泡仓31中的高温废气输送至预热室42中进行模具的预热；处于发泡保温炉 1中的铝液在流入发泡仓31的过程中将处于发泡仓中的废气进行排挤，实现废气排放；如图4所示，铝液输送入发泡仓31的过程完成的同时，结束预热室42 的废气排放；再经承接组件44控制发泡气体的导入进行铝液二次发泡；发泡完成后进行铝锭的单独自动浇铸；形成循环自动浇铸流水生产，可大幅度的提高生产效率。

进一步地，如图1、3所示，所述输送机构4包括设置于二次发泡机构3一侧的机架41、固定设置于该机架41的一端且与所述废气输出管531相连通的预热室42、设置于所述机架41上且沿其长度方向运动的承接组件44；所述模具组 43沿机架1的长度运行且设置于其上方，该模具组43与所述承接组件44以间隔排序方式设置，以铝液的间断输送入发泡仓31中的传输方式相配合，形成整个生产过程的连续运转。

进一步地，如图1、5所示，所述模具组43包括多个依次相接设置的模具 431，该模具431包括设置于其一侧且与所述第三传动齿轮543配合传动的第一传动齿条4311，该第一传动齿条4311带动所述第三传动齿轮543旋转。

需要说明的是，如图5、7所示，模具组43中的第一传动齿条4311与第二铝液输出组件54上的第三传动齿轮543相配合，模具组43在运动过程中，第一传动齿条4311带动第三传动齿轮543转动，其转动过程形成第四流通阀542的开合过程，在第四流通阀542打开的过程中，铝液流入模具431中，完成一次单独铝锭的浇铸过程；根据铝锭的规格，设置铝液流口的铝液流量，从而准确实现铝锭的标准生产，其结构简单，控制准确，易于推广。

进一步地，如图8所示，所述承接组件44包括设置于其上与所述液气切换部533相齿合的两个第二传动齿条441以及与所述二次发泡切换部523相齿合的两个第三传动齿条442，所示第二传动齿条441与所述第四传动齿条442相错设置。

需要说明的是，如图1、9所示，承接组件44上设置的第二传动齿条441 和第三传动齿条442均为两处设置，分别与第二传动齿433和二次发泡切换部 523相齿合，实现第三流通阀532、第一流通阀512和第二流通阀522的开合控制；其中，两个第二传动齿条441之间的距离为L，输送机构4的运行速度V，发泡仓31所需铝液的输入时间为T，则L＝V×T；同理，两个第三传动齿条442 之间距离为l，铝液二次发泡所述时间为t，则l＝V×t

如图10、11所示，所述二次发泡机构3还包括固定设置于所述发泡仓3上且与所述气体输送管521相连通的发泡组件32，该发泡组件32设置于发泡仓31 内部；所述发泡仓31为倒三角设置，在发泡过程中，处于铝液内部的发泡器322 进行气体发泡，配合多余气体形成气泡由其底部沿倒三角状向上运动的运动结构，促进铝液的均匀发泡，提高产品质量。

进一步地，如图10至13所示，所述发泡组件32包括与所述气体输送管521 相连通的主管道321、均布于该主管道321正下方且与其内部相连通的多个发泡器322以及对称设置于所述主管道321的内部的分流板323；该分流板323位于所述气体输送管521与主管道321接口处的两侧，所述发泡器322的端部开设于对称的发泡孔324。

需要说明的是，如图8所示，由于发泡组件32中的主管道321上设置有多个发泡器322，因此为避免各发泡器322中所导入的发泡气体量的不同而设置分流板323，其将入口处的气体进行分割，使距离气体输送管较远的发泡器322获得足够的发泡气体，从而实现各个发泡器322中的气体较为均衡，提高铝液在二次发泡过程中的发泡率的同时促进发泡的均匀性，提高产品质量。

在本发明中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a.铝液转移部分，经一次发泡后的铝液定量转移至发泡仓内；

b.二次发泡部分，转移至发泡仓内的一次发泡铝液通过气体发泡方式进行二次发泡；

c.模具预热部分，待浇铸模具组转移至浇铸工位之前先进行预热处理；

d.浇铸部分，经预热处理后的模具组，由浇铸工位转移至输出工位时同步完成自动浇铸；

e.输出部分，完成浇铸后的模具组实现逐一、自动输出。

2.如权利要求1所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，步骤c、步骤d和步骤e中的模具组均通过输送机构带动其依序转移至下一加工工位。

3.如权利要求2所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，还包括废气利用部分，经一次发泡后的铝液转移至发泡仓内的过程中，其内部残余气体同步自动导入模具预热部分中的预热室内，为模具组预热提供热量。

4.如权利要求1所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，一次发泡铝液转移至发泡仓后，同步通入氮气对其进行二次发泡。

5.如权利要求3所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，还包括控制切换部分，该控制切换部分包括：

液气切换部，其用于同步控制铝液转移部分和废气利用部分的打开或关闭；以及

二次发泡切换部，其用于控制二次发泡部分的打开或关闭。

6.如权利要求3所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，所述输送机构上沿其传送方向依次设有浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段，该浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段分别以线性移动方式通过第一齿轮啮合传动方式、第二齿轮啮合传动方式和第三齿轮啮合传动方式控制相对应的发泡仓、液气切换部和二次发泡切换部。

7.如权利要求6所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，所述液气控制段和二次发泡控制段位于相邻两个浇铸段之间，且该液气控制段和二次发泡控制段沿输送机构的传输方向依次设置。

8.如权利要求6所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，所述浇铸段、液气控制段和二次发泡控制段均设置于所述预热室内部。

9.如权利要求2所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，所述模具组由若干个模具通过首尾相接方式组成，且通过输送机构带动其线性传送。

10.如权利要求2所述的一种自动化连续式发泡成型生产工艺，其特征在于，所述步骤e浇铸后的模具在离开浇铸部分，进行传输的过程中，自然冷却降温。