CN108580832A - 一种挤压压铸机及其挤压压铸工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挤压压铸机及其挤压技术与压铸技术相融合的挤压压铸工艺。所述挤压压铸机还包括安装在定模座板外侧的一小行程挤压油缸，小行程挤压油缸的活塞运动，推动挤压杆，直接挤压储存在挤压杆前部储存空间内的金属成型材料，使金属成型材料进入模具型腔中，对模具型腔内已形成半固态铸件的厚度方向进行局部挤压成型。本挤压压铸机既具有压铸机生产效率高的特点，同时又具有挤压机通过挤压的方法减少或消除铸件厚大部位缩松缩孔的功能；明显改善了铸件性能，特别适用于大型压铸件的制造。本发明结构简单，生产成本较低，稳定可靠；工艺方法操作方便，通用性强，易于在行业内推广应用，市场应用前景广泛。
Description
技术领域
本发明属于挤压铸造、压力铸造技术领域，更具体地说，涉及一种明显改善铸件性能的挤压压铸机及其挤压压铸工艺。
背景技术
随着压铸技术的不断发展，对铸件的力学性能、复杂程序、铸件外观都提出了更高的要求，在压铸中，特别是对于大型的压铸件，在模腔内充型的金属液较多，比较容易出现缩孔和疏松的现象，虽然在压铸的工艺中有增压过程，但对于大型铸件而言，由于模腔内厚大部位的金属液积存的热量较多，该部位金属液凝固比其它部位慢，周围的近模腔壁的部位先固化，中心厚区形成一个封闭的液池，因而该部位在凝固时得不到周围金属液的补充；又由于周围的部位基本上已经固化，仍然采用压射缸的增压动作补缩的效果较小，局部材料可能比较疏松，达不到组织致密性的要求。
挤压铸造可以提高铸件致密性、增加铸件的强度，将挤压技术与压铸技术结合起来，可以减少或消除压铸件的缩松、缩孔缺陷，提高压铸件的质量。而压铸机上只有合模结构和动模座上的卸件油缸，无法挤压铸件。中国专利申请号201110246091.3公开了一种新型压铸机，在压铸机静型板和动型板之间安装挤压压铸模具，挤压压铸模具由定模、动模两部分组成，定模芯与定模板连接，在定模板上安装斜销、楔紧块，动模芯与动模板连接，动模芯上设有侧滑块、挤压芯，动模板与支架连接，支架位于侧滑块的外侧，在支架上安装挤压油缸及挤压活塞，在压铸机动型板上安装挤压换向阀；在压铸机的压射架和压射活塞连接板上安装旋转编码器和光栅尺，旋转编码器与压铸机原有的可编程控制器连接。当压铸机挤压压铸模具处于合模状态时，楔紧块与侧滑块之间均留有4～6毫米的间距。当挤压油缸的挤压活塞前移，楔形侧滑块推动挤压芯实时对模具型腔内已形成半固态的铸件进行局部挤压成型。其实质是在普通压铸机上增加了挤压压铸模具，对普通压铸工艺制作的压铸件的缺陷部位，进行局部挤压补缩，实现普通压铸充型，挤压压铸补缩的目的。其不足之处是挤压油缸活塞推动侧滑块、再推动挤压芯，挤压力不是直接挤压到铸件上，力的方向进行了90度角改变后才作用到铸件的厚度方向；另外其结构较复杂，每套模具上都必须单独在定模板上安装斜销、楔紧块，动模芯、侧滑块、挤压芯、支架、挤压油缸，因此模具成本较高、通用性差。中国专利申请号201110032095.1一种挤压压铸机及其挤压压铸方法，挤压压铸与普通压铸机的分别在于，铸件在充型之后，挤压压铸增加了一个主缸动力向前推进进行补缩的工步，可用主缸动力对全零件投影面积进行挤压补缩，挤压补缩比最低是50Mpa，最高为100Mpa以上，充型比压从0～150Mpa。但只能通过模具对被成型的零件进行整体加压，当零件投影面积很大时，需要的挤压力就很大，如果采用设备吨位不够，挤压效果则不显著，或者无法消除气孔、缩孔、缩松等铸造缺陷；如果采用很大吨位的设备，需要消耗额外的能源，会增加制造成本；并且合模时的预留间隙难以准确控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种具有压铸机生产效率高的特点，同时又具有挤压机能减少或消除铸件厚大部位缩松缩孔的功能，明显改善铸件性能的结构可靠，制造成本低的一种挤压压铸机；
本发明的另一个目的在于优化挤压技术与压铸技术相融合的挤压压铸工艺。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种挤压压铸机，包括机座、定模座板、动模座板、尾板、定模、动模、屈肘扩力合模机构、液压控制系统,其特征在于：
所述挤压压铸机还包括一小行程挤压油缸，所述小行程挤压油缸安装在定模座板外侧，并部分沉入定模座板；
所述定模座板的内侧固定安装有定模板，垫板支撑在定模板和定模套板之间，定模镶块镶嵌在定模套板内，料筒、浇口、浇口套、导流块位于定模的下部；
小行程挤压油缸的活塞与挤压推板固定连接，挤压杆通过挤压杆固定板固定在挤压推板上，挤压推板和挤压杆固定板固定为一体，小导套垂直镶嵌在挤压推板和挤压杆固定板内，小导柱安装在定模板上，小导柱的导向部分套在小导套中；给挤压推板限位的挤压推板限位钉安装在定模板表面。
所述挤压推板上设有分别与铸件需要挤压补缩位置相对应的若干个挤压杆。
优选地，所述小行程挤压油缸的油缸活塞行程为6～10毫米。
一种挤压压铸机的挤压压铸工艺，包括合模、压铸充型、挤压、开模取件工序，其特征在于：该挤压压铸工艺是挤压技术与压铸技术相融合的工艺，其挤压压铸工艺特征如下：
(1)所述合模包括压铸机的液压系统驱动小行程挤压油缸的活塞向后运动，带动固定在挤压推板上的挤压杆向后运动，至挤压杆的前部预留金属液储存空间满足补充充型所需，并完成合模；
(2)金属液经浇口、浇口套、导流块进入动模镶块与定模镶块组成的模具型腔，直至模具型腔充满金属液，并保压，金属成型材料冷却到半固态时，压铸机的液压系统驱动挤压油缸的活塞向前运动，推动挤压杆向前直线运动，并由挤压推板的小导套和小导柱导向至设定位置，推动挤压杆，直接挤压储存在挤压杆前部储存空间内的金属成型材料，使金属成型材料进入模具型腔中，对模具型腔内已形成半固态铸件的厚度方向进行局部挤压成型，完成挤压后，挤压油缸的活塞回程时带动挤压推板和挤压杆复位，当挤压推板复位靠贴到挤压推板限位钉时，达到复位的极限位置。
本发明与现有技术相比具有如下的优点及有益效果：
1、本发明通过挤压技术与压铸技术有机结合设计新型的挤压压铸机，本设备既具有压铸机生产效率高的特点，同时又具有挤压机可以通过挤压的方法减少或消除铸件厚大部位缩松缩孔的功能；明显改善了铸件性能，并且挤压压铸机的结构可靠，制造成本低，特别适用于大型的压铸件的制造。
2、本发明挤压油缸装在定模座的外侧，可以在零件厚度方向直接挤压铸件，不必在每套模具的定模板上分别独立设置安装斜销、楔紧块，动模芯、侧滑块、挤压芯、支架、挤压油缸，因此明显简化了本发明的模具结构，降低了模具成本，具有通用性良好的明显优势。
3、本发明小行程挤压油缸装在定模座的外侧，挤压油缸活塞直接推动挤压杆挤压铸件，挤压力是直线传递，比挤压油缸活塞推动侧滑块、再推动挤压芯、挤压力的方向进行了90度角的改变情况的挤压效率高。
4、本发明实现了在零件厚度方向直接挤压铸件，需要的压缩量小，油缸的行程6～10毫米就可以了；挤压液压缸行程较短，其整体长度较短，虽然位于料筒上方，但并不会影响压料缸的正常工作。
5、本发明挤压推板上可以安装多个挤压头，可以实现同时对铸件需要多处补充充型的位置进行直接挤压。
6、本发明结构简单，稳定可靠，操作方便，实施容易，生产成本较低，易于在行业内推广应用，市场应用前景广泛。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种挤压压铸机结构示意图正视图。
图中：1是导流块，2是小导套，3是小导柱，4是料筒，5是浇口，6是浇口套，7是小行程挤压油缸，8是活塞，9是挤压杆，10是挤压推板限位钉，11是挤压推板，12是挤压杆固定板，13是导柱，14是定模座板，15是定模板，16是垫板，17是定模套板，18是定模镶块，19是动模镶块，20是导套，21是动模套板，22是卸件推杆，23是复位杆，24是垫块，25是卸件推杆固定板，26是卸件推板，27是动模板，28是卸件推板限位钉，29是动模座板，30是卸件推板导套，31是卸件推板导柱，32是卸件油缸，33是连接导向大柱，34是屈肘扩力合模机构，35是尾板，36是侧壁连接锁模油缸，37是机体底座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
图1是本发明实施例1的一种挤压压铸机结构示意图，正视图，定模座板与动模座板之间为剖视。如图1所示，本实施例挤压压铸机的定模座板14(也称为静模座板或头板)、动模座板29(也称为动模座板或中板)、尾板35从左到右依次安装在挤压压铸机的机体底座37上，定模座板14固定在机体底座37的左上方，尾板35固定在机体底座37的右上方，动模座板29在定模座板14和尾板35之间，4根连接导向大柱33将定模座板14、动模座板29、尾板35连接为一个整体，构成设备的整体框架，动模座板29可以在连接导向大柱33和机体底座37上左右滑动。在挤压压铸机的定模座板14、动模座板29之间安装挤压压铸模具，挤压压铸模具由定模、动模两部分组成。
挤压压铸机结构中增加了一个油缸活塞行程为6～10毫米的小行程挤压油缸7，所述小行程挤压油缸7安装在定模座板14外侧，并部分沉入定模座板14；所述定模座板14的内侧固定安装有定模板15，垫板16支撑在定模板15和定模套板17之间，定模镶块18镶嵌在定模套板17内，料筒4、浇口5、浇口套6、导流块1位于定模的下部；
小行程挤压油缸7的活塞8与挤压推板11固定连接，挤压杆9通过挤压杆固定板12固定在挤压推板11上，挤压推板11和挤压杆固定板12固定为一体，小导套2垂直镶嵌在挤压推板11和挤压杆固定板12内，小导柱3安装在定模板15上，小导柱3的导向部分套在小导套2中；给挤压推板11限位的挤压推板限位钉10安装在定模板15表面。当挤压推板11向左复位靠贴到挤压推板限位钉10时，达到复位的极限位置。
动模部分安装在动模座板29的内侧，动模部分包括：动模镶块19，导套20，动模套板21，卸件推杆22(也称为顶针)，复位杆23，垫块24，卸件推杆固定板25，卸件推板26，动模板27，卸件推板限位钉28，卸件推板导套30，卸件推板导柱31；动模板27固定在动模座板29内侧，垫块24支撑在动模板27和动模套板21之间，动模镶块19镶嵌在动模套板21内，导套20和是卸件推板导柱31给卸件推板26运动导向，卸件推板限位钉28给卸件推板26限位。
卸件油缸32位于动模座板29外侧的中部，屈肘扩力合模机构34在动模座板29和尾板35之间，可以驱动动模座板29左右移动进行合模与开模，锁模油缸36安装在尾板35，外侧锁模油缸36可以驱动屈肘扩力合模机构34。
导柱13和导套20是定模和动模合模的导向机构。
挤压油缸7、卸件油缸32、侧壁连接锁模油缸36，锁模油缸36及与料筒4相匹配的压射机构均由设备的液压系统驱动。
本发明挤压压铸工艺是挤压技术与压铸技术相融合的工艺，其工艺过程如下：
1、挤压压铸机的控制系统给出程序指令，其液压系统(图中没有示出)驱动锁模油缸36的活塞向左移动，从而驱动屈肘扩力合模机构34推动动模座板29带者动模部分沿着连接导向大柱33向左运动，导柱13和导套20为定模和动模合模导向，当动模镶块19的外表面与定模镶块18的外表面接触上，就实现了合模，屈肘扩力合模机构34保持合模的压力；合模的同时，复位杆23会推动卸件推杆固定板25使卸件推板26和卸件推杆22复位，卸件推板26达到卸件推板限位钉28位置。
2、挤压压铸机的液压系统驱动小行程挤压油缸7的活塞8向左移动，带动固定在挤压推板11上的挤压杆9向左运动，至挤压杆9的前部预留金属液储存空间满足补充充型所需，并完成合模；
压射铝合金液经浇口5、浇口套6、导流块1进入动模镶块19与定模镶块18组成的模具型腔，直至模具型腔充满铝合金成型材料，并保压，铝合金成型材料冷却到半固态时，压铸机的液压系统驱动挤压油缸7的活塞8向右移动，推动固定在挤压推板11上的挤压杆9向右直线运动。此时挤压推板的小导套2和挤压推板导柱3起导向作用，导向至设定位置，直接挤压储存在挤压杆9前部的铝合金材料，使储存在挤压杆9前部的铝合金材料进入到模具型腔中，对模具型腔内已形成半固态铸件的厚度方向进行局部挤压成型，补充材料充型的不足，相当于从零件厚度方向直接挤压铸件，从而消除气孔、缩孔、缩松等铸造缺陷。完成挤压后，挤压油缸的活塞8回程时带动挤压推板11和挤压杆9复位，当挤压推板11复位靠贴到挤压推板限位钉10时，达到复位的极限位置。
3、铝合金铸件达到冷却温度后，压铸机液压系统驱动锁模油缸36的活塞向右移动，从而驱动屈肘扩力合模机构34推动动模座板29带者动模部分沿着连接导向大柱33向右运动，导柱13和导套20为定模和动模开模导向，当动模座板29达到最右位置时就实现了开模；压铸机液压系统驱动卸件油缸32的活塞向左移动，从而驱动卸件推板26推动卸件推杆(顶针)22向右运动，此时卸件推板导套30和卸件推板导柱31起导向作用，将模腔中的铸件推出，最后取出获得压铸产品，完成一次挤压压铸产品制造。
实施例2
一种挤压压铸机的设计及其工艺流程与实施例1基本相同，与实施例1不同的是本实施例根据铸件需要挤压补缩的位置，在挤压推板11上设有多个挤压杆9，分别与铸件需要挤压补缩的位置相对应。本实施例铸件为具有对称分布的6条加强筋的轮形件，有6个厚大位置是容易产生缩松和缩孔缺陷的热节位置，需要在6个厚大位置进行挤压补缩。具体做法是：在挤压推板11上安装6个挤压杆9，与铸件6个厚大部位相对应。合模时，压铸机的液压系统驱动挤压油缸7的活塞8向左移动，带动固定在挤压推板11上的6个挤压杆9向左直线运动，达到最左位置，当合金成型材料冷却到半固态时，压铸机的液压系统驱动挤压油缸7的活塞8向右移动，推动固定在挤压推板11上的6个挤压杆9同时向右直线运动，此时挤压推板导套2和挤压推板导柱3起导向作用，直接挤压储存在6个挤压杆9前部的铝合金材料，使储存在6个挤压杆9前部的合金材料全部进入到模具型腔中，对模具型腔内已形成半固态铸件的6个厚大部位的厚度方向进行6个局部位置的挤压成型，补充材料充型的不足。相当于从铸件厚度方向直接挤压铸件的6个位置，从而消除气孔、缩孔、缩松等铸造缺陷。
以上所述实施例子只为本发明较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种挤压压铸机，包括机座、定模座板、动模座板、尾板、定模、动模、屈肘扩力合模机构、液压控制系统,其特征在于：
所述挤压压铸机还包括一小行程挤压油缸(7)，所述小行程挤压油缸(7)安装在定模座板(14)外侧，并部分沉入定模座板(14)；
所述定模座板(14)的内侧固定安装有定模板(15)，垫板(16)支撑在定模板(15)和定模套板(17)之间，定模镶块(18)镶嵌在定模套板(17)内，料筒(4)、浇口(5)、浇口套(6)、导流块(1)位于定模的下部；
小行程挤压油缸(7)的活塞(8)与挤压推板(11)固定连接，挤压杆(9)通过挤压杆固定板(12)固定在挤压推板(11)上，挤压推板(11)和挤压杆固定板(12)固定为一体，小导套(2)垂直镶嵌在挤压推板(11)和挤压杆固定板(12)内，小导柱(3)安装在定模板(15)上，小导柱(3)的导向部分套在小导套(2)中；给挤压推板(11)限位的挤压推板限位钉(10)安装在定模板(15)表面。
2.根据权利要求1所述的一种挤压压铸机，其特征在于：所述小行程挤压油缸(7)的油缸活塞行程为6～10毫米。
3.根据权利要求1或2所述的一种挤压压铸机，其特征在于：所述挤压推板(11)上设有分别与铸件需要挤压补缩位置相对应的若干个挤压杆(9)。
4.根据权利要求1所述的一种挤压压铸机的挤压压铸工艺，包括合模、压铸充型、挤压、开模取件工序，其特征在于：该挤压压铸工艺是挤压技术与压铸技术相融合的工艺，其挤压压铸工艺特征如下：
(1)所述合模包括压铸机的液压系统驱动小行程挤压油缸(7)的活塞(8)向后运动，带动固定在挤压推板(11)上的挤压杆(9)向后运动，至挤压杆(9)的前部预留金属液储存空间满足补充充型所需，并完成合模；
(2)金属液经浇口、浇口套、导流块进入动模镶块与定模镶块组成的模具型腔，直至模具型腔充满金属液，并保压，金属成型材料冷却到半固态时，压铸机的液压系统驱动挤压油缸(7)的活塞(8)向前运动，推动挤压杆(9)向前直线运动，并由挤压推板的小导套(2)和小导柱(3)导向至设定位置，推动挤压杆(9)，直接挤压储存在挤压杆(9)前部储存空间内的金属成型材料，使金属成型材料进入模具型腔中，对模具型腔内已形成半固态铸件的厚度方向进行局部挤压成型，完成挤压后，挤压油缸的活塞(8)回程时带动挤压推板(11)和挤压杆(9)复位，当挤压推板(11)复位靠贴到挤压推板限位钉(10)时，达到复位的极限位置。
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