CN109158519B - 一种铝合金轮毂铸锻设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金轮毂铸锻设备，其特征在于：包括立柱、立柱的两侧对称布置有一组移动板，每个移动板上并列设置有两个铸锻底模组件，在立柱上转动设置有转动环，转动环的两侧相对布置有一回转杆，其中一个回转杆的外端设置有铸造组件，另一个回转杆的外端设置有锻造组件，铸锻底模组件包括底模板、底模、多个侧模；铸造组件包括设置于其中一个回转杆外端的保压缸，在保压缸的活塞杆外端设置有铸造顶模；锻造组件包括冲压杆和锻造顶模，锻造顶模设置于冲压杆的下端。本发明提供了一种铝合金轮毂铸锻设备，实现将轮毂铸造和锻造进行结合，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。

Description

一种铝合金轮毂铸锻设备
技术领域
本发明涉及铝合金轮毂的制造，尤其涉及一种铝合金轮毂铸锻设备。
背景技术
目前，铝合金轮毂的生产方法主要有铸造法、锻造法、冲压法和旋压法等。我国的铝合金轮毂制造仍以低压铸造为主，轮毂铸造通常是将熔融的铝液注入模腔内成型，之后，进行冷却得到成品，而铸造得到的轮毂其力学性能通常较差。
例如，现有公开号为CN107999707A的中国发明专利公开了《轮毂铸造系统》，包括加工台、下模具和上模具，所述下模具固定在加工台的上方，所述上模具设置在下模具的上方，所述上模具与下模具抵靠，还包括两个固定板、两个控温机构和两个密封机构，两个固定板分别固定在加工台的上方的两侧，所述固定板与控温机构一一对应，所述控温机构设置在固定板和下模具之间，两个密封机构分别设置在下模具的两侧；所述密封机构包括升降组件、移动组件和密封组件，所述升降组件设置在加工台上，所述移动组件设置在升降组件的上方，所述升降组件与移动组件传动连接，所述密封组件设置在移动组件的靠近下模具的一侧，所述移动组件与密封组件传动连接；所述密封组件包括第一气泵、第一气缸、第一活塞、推板、套筒和注入管，所述第一气泵与移动组件连接，所述第一气泵与第一气缸连通，所述第一气缸的远离第一气泵的一端设置在套筒内，所述推板设置在套筒内，所述推板与套筒相匹配，所述推板与套筒滑动连接，所述第一活塞的一端设置在第一气缸内，所述第一活塞的另一端与推板固定连接，所述注入管设置在套筒的远离第一气泵的一端，所述注入管与套筒连通；所述控温机构包括驱动组件、驱动杆、传动杆、从动杆、降温块和恢复组件，所述驱动组件设置在固定板上，所述驱动组件与驱动杆的一端传动连接，所述驱动杆的另一端与传动杆的一端铰接，所述驱动杆的中心处与固定板铰接，所述传动杆的另一端与从动杆的中心处铰接，所述从动杆的一端与固定板铰接，所述降温块套设在从动杆的另一端上，所述恢复组件设置在固定板上，所述恢复组件与降温块传动连接，所述降温块内设有冷凝剂。
轮毂锻造法是首先得到的轮毂毛坯进行加热，之后再进行冲压或者旋压处理，使得轮毂的分子结构变得更为紧密，提高了轮毂的承载能力。因而在相同款式和尺寸下，锻造轮毂相比铸造轮毂质量更轻，强度更高，也更结实。
例如，现有公开号为CN106216952B的中国发明专利公开了《一种轮毂锻造方法》，包括以下步骤：a.型材挤压，通过挤压机挤出设定好的厚度和宽度的铝合金板材；b.预热，通过加热设备连续在线加热从挤压机挤出的铝合金板材；c.热切，采用热切工艺切割从加热设备出来已预热好的铝合金板材并切割成预设好的长度形成方块状坯料；d.锻造，将热切之后的坯料放入模具中进行锻压，使其形成盘形；e.将盘形坯料进行冲孔胀形；f.将冲孔胀形的毛坯放入旋压机进行旋压成型；g.将旋压成型的毛坯进行热处理及机加工，得到轮毂成品。
然而，现有的轮毂锻造和轮毂铸造是两个不同的工艺，通常是铸造得到的轮毂在其冷却后作为锻造的毛坯，而在轮毂锻造的过程中，有需要对毛坯轮毂进行加热，存在能源浪费的问题，同时，生产效率也较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种铝合金轮毂铸锻设备，实现将轮毂铸造和锻造进行结合，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种铝合金轮毂铸锻设备，其特征在于：包括立柱、立柱的两侧对称布置有一组移动板，每个移动板上并列设置有两个铸锻底模组件，在立柱上转动设置有转动环，转动环由一转动电机驱动，转动环的两侧相对布置有一回转杆，其中一个回转杆的外端设置有铸造组件，另一个回转杆的外端设置有锻造组件，在每个移动板的一端设置有卸料机构，其中，铸锻底模组件包括底模板、设置于底模板之上的底模、环绕于底模周向的多个侧模，底模的下部设置有浇口；铸造组件包括设置于其中一个回转杆外端的保压缸，保压缸的活塞杆向下布置，在保压缸的活塞杆外端设置有铸造顶模；锻造组件包括设置于另一个回转杆外端竖向布置的固定板、驱动电机、凸轮、竖杆、连接杆、冲压杆和锻造顶模，固定板上布置有相互啮合的驱动齿轮和从动齿轮，驱动齿轮和驱动电机连接，驱动齿轮的转动轴上设置有一偏心轮，凸轮的一端开设有与偏心轮相适配的安装孔，偏心轮安装于凸轮的安装孔内，竖杆竖向滑动设置于固定板之上，凸轮的另一端和竖杆的下端铰接，竖杆的上端和连接杆的一端铰接，在从动齿轮的中部上开设有环形的偏心槽，连接杆的中部设置有一限位于偏心槽内的连接柱，连接杆的另一端开设有条形部，条形部内滑动设置有一滑动块，冲压杆竖向布置，冲压杆的上端和滑动块铰接，锻造顶模设置于冲压杆的下端；卸料机构包括卸料输送带以及将铸锻底模组件内的成型轮毂转移至卸料输送带上的卸料组件。
优选地，所述条形部为条形孔或者条形槽。
作为改进，所述铸锻底模组件的浇口下方连接有浇筑管，浇筑管与一气体输入管连通，在气体输入管上设置有惰性气体存储器以及将惰性气体输入至模腔内的气体输入泵，在浇筑管上设置有铝液存储器和铝液浇筑泵，在浇筑管上沿模腔向外方向依次设置有第一阀门和第二阀门，在浇筑管内部位于第一阀门和第二阀门之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，在气体输入管上靠近浇筑管处设置有第三阀门，在浇筑管上靠近第一阀门处连通一排气管，排气管上设置有第四阀门。为了防止在浇筑过程中铝液和空气接触，同时，实现恒压铸造，保证铝液的密度，本发明在铸造过程中，首先打开第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，气体输入泵将惰性气体缓慢连续输入至模腔内，模腔内原有的空气被惰性气体排出，模腔内充满惰性气体，从而隔绝了铝液在进入模腔内时和空气接触，之后，关闭第一阀门和第三阀门，打开第四阀门，铝液浇筑泵将铝液注入第一阀门和第二阀门之间的浇筑管内，接着，打开第一阀门和第三阀门，关闭第四阀门，惰性气体在气体输入泵的作用下，将浇筑管内的铝液压入模腔内，于此同时，模腔内的惰性气体随着铝液的进入排出，气体输入泵在模腔内产生一个恒定的压力，模腔内的铝液受到一个恒压的作用，使得模腔内轮毂各部分铝液均匀分布，铝合金内部分子孔隙变小，强度提高，保证了轮毂受力均匀。
再改进，所述卸料组件包括位于卸料输送带上方的平行布置的一组卸料导杆、滑动设置于卸料导杆之上的卸料滑杆，卸料滑杆与一卸料滑动缸连接，在卸料滑杆上竖向设置有一卸料缸，卸料缸的输出端连接有一卸料杆，卸料杆的端部设置有一吸盘。在轮毂锻造完成后需要将底模内的轮毂取出，此时，卸料滑动缸推动卸料滑杆移动，使得吸盘位于轮毂的正上方，之后，卸料缸动作，吸盘下行，吸盘将轮毂吸附住，卸料缸复位，轮毂随着吸盘上行，卸料滑动缸将轮毂移动至卸料输送带的正上方，吸盘松开轮毂，轮毂置于卸料输送带之上。
再改进，所述移动板的两侧分别设置有一移动缸，移动缸的输出端和移动板的侧壁连接，移动板滑动设置于底座之上，底座的两端分别开设有限位孔，移动板上与限位孔对应处开设有限位槽，在底座的下方设置有定位缸，定位缸的活塞杆伸出时穿过限位孔后插入限位槽内。在移动板需要移动时，移动缸推动移动板在底座上移动，当底座上的限位孔和移动板上的限位槽相对应时，表示移动板移动后的位置确定，此时，移动缸通过液压锁锁止，同时，定位缸的活塞杆伸出，定位缸的活塞杆伸出时穿过限位孔后插入限位槽内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过相对布置两个移动板，在每个移动板上并列布置两个铸锻底模组件，使得立柱上的铸造组件和锻造组件能够同时进行工作，提高了轮毂的生产效率，铸造组件对其中一个移动板上的其中一个铸锻底模组件进行轮毂铸造时，锻造组件对另外一个移动板上的其中一个铸锻底模组件进行轮毂的模锻，在铸造过程中，铸造组件上的铸造顶模下行并和铸锻底模组件上的底模合模，铝液注入模腔内，冷却一段时间后，铸造顶模上行，在锻造过程中，驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮带动偏心轮转动的同时带动从动齿轮转动，一方面，偏心轮转动带动凸轮摆动，凸轮通过竖杆上下滑动，竖杆带动连接杆的一端上下摆动，同时，连接杆的中部通过连接柱在从动齿轮的偏心槽内运动，这样，最终使得滑动块在连接杆另一端的条形部内滑动的同时，连接杆另一端驱动冲压杆上下移动，从而实现锻造顶模对底模上的轮毂进行模锻；之后，两个移动板分别移动一定距离，同时，转动环转动180度，铸造组件和锻造组件的相对位置进行互换，其中一个移动板上的其中一个铸锻底模组件上的铸造轮毂进行冷却，锻造组件对其中一个移动板上的另外一个铸锻底模组件进行轮毂模锻，同时，卸料机构对另外一个移动板上的其中一个铸锻底模组件内锻造完成的轮毂进行卸料，铸造组件对另外一个移动板上的另外一个铸锻底模组件进行轮毂铸造，完成之后，转动环继续转动180度，两个移动板复位，从而这样交替进行轮毂的铸锻加工，本发明由于在轮毂铸造之后实现轮毂的锻造，在锻造过程中不需要再对轮毂进行过多的加热处理，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻设备的结构示意图；
图2是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻设备中铸造组件和铸锻底模组件在合模时的结构示意图；
图3是本发明实施例中铝合金轮毂铸锻设备中锻造组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至3所示，本实施中的铝合金轮毂铸锻设备，包括立柱1、一组移动板41,42、四个铸锻底模组件411,412,421,422、转动环12、转动电机11、一组回转杆121,122、铸造组件2、锻造组件6、卸料机构5。
其中，一组移动板41,42对称布置在立柱1的两侧，每个移动板上并列设置有两个铸锻底模组件，在立柱1上转动设置有转动环12，转动环12由一转动电机11驱动，优选地，转动电机11和转动环12的驱动方式为，立柱1的上端形成有凹槽，凹槽壁上开设有缺口，转动电机11设置于凹槽内，转动环12转动设置于凹槽的外壁之上，转动电机11的输出端设置有转动齿轮，转动环12的内侧壁上设置有环形齿条，转动齿轮通过缺口和环形齿条啮合，转动环12的两侧相对布置有一回转杆，其中一个回转杆121的外端设置有铸造组件2，另一个回转杆122的外端设置有锻造组件6，在每个移动板的一端设置有卸料机构5，其中，铸锻底模组件包括底模板401、设置于底模板401之上的底模402、环绕于底模402周向的多个侧模403，底模402的下部设置有浇口405；铸造组件2包括设置于其中一个回转杆121外端的保压缸22，保压缸22的活塞杆向下布置，在保压缸22的活塞杆外端设置有铸造顶模21；锻造组件6包括设置于另一个回转杆122外端竖向布置的固定板61、驱动电机、凸轮64、竖杆65、连接杆66、冲压杆68和锻造顶模601，固定板61上布置有相互啮合的驱动齿轮621和从动齿轮622，驱动齿轮621和驱动电机连接，驱动齿轮621的转动轴上设置有一偏心轮63，凸轮64的一端开设有与偏心轮63相适配的安装孔，偏心轮63安装于凸轮64的安装孔内，竖杆65竖向滑动设置于固定板61之上，凸轮64的另一端和竖杆65的下端铰接，竖杆65的上端和连接杆66的一端铰接，在从动齿轮622的中部上开设有环形的偏心槽623，连接杆66的中部设置有一限位于偏心槽623内的连接柱，连接杆66的另一端开设有条形部，条形部内滑动设置有一滑动块67，优选地，条形部为条形孔661或者条形槽，冲压杆68竖向布置，冲压杆68的上端和滑动块67铰接，锻造顶模601设置于冲压杆68的下端；卸料机构5包括卸料输送带51以及将铸锻底模组件内的成型轮毂转移至卸料输送带51上的卸料组件。
进一步地，移动板来回移动定位结构为，移动板的两侧分别设置有一移动缸，移动缸的输出端和移动板的侧壁连接，移动板滑动设置于底座之上，底座的两端分别开设有限位孔，移动板上与限位孔对应处开设有限位槽，在底座的下方设置有定位缸，定位缸的活塞杆伸出时穿过限位孔后插入限位槽内。在移动板需要移动时，移动缸推动移动板在底座上移动，当底座上的限位孔和移动板上的限位槽相对应时，表示移动板移动后的位置确定，此时，移动缸通过液压锁锁止，同时，定位缸的活塞杆伸出，定位缸的活塞杆伸出时穿过限位孔后插入限位槽内。
另外，铸锻底模组件的浇口405下方连接有浇筑管34，浇筑管34与一气体输入管342连通，在气体输入管342上设置有惰性气体存储器36以及将惰性气体输入至模腔404内的气体输入泵33，在浇筑管34上设置有铝液存储器32和铝液浇筑泵31，在浇筑管34上沿模腔404向外方向依次设置有第一阀门351和第二阀门352，在浇筑管34内部位于第一阀门351和第二阀门352之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，在气体输入管342上靠近浇筑管处设置有第三阀门353，在浇筑管34上靠近第一阀门351处连通一排气管341，排气管341上设置有第四阀门354。为了防止在浇筑过程中铝液和空气接触，同时，实现恒压铸造，保证铝液的密度，本发明在铸造过程中，首先打开第一阀门351、第二阀门352、第三阀门353和第四阀门354，气体输入泵33将惰性气体缓慢连续输入至模腔404内，模腔404内原有的空气被惰性气体排出，模腔404内充满惰性气体，从而隔绝了铝液在进入模腔404内时和空气接触，之后，关闭第一阀门351和第三阀门353，打开第四阀门354，铝液浇筑泵31将铝液注入第一阀门351和第二阀门352之间的浇筑管内，接着，打开第一阀门351和第三阀门353，关闭第四阀门354，惰性气体在气体输入泵33的作用下，将浇筑管34内的铝液压入模腔404内，于此同时，模腔404内的惰性气体随着铝液的进入排出，气体输入泵33在模腔404内产生一个恒定的压力，模腔404内的铝液受到一个恒压的作用，使得模腔404内轮毂各部分铝液均匀分布，铝合金内部分子孔隙变小，强度提高，保证了轮毂受力均匀。
此外，卸料组件5包括位于卸料输送带51上方的平行布置的一组卸料导杆52、滑动设置于卸料导杆52之上的卸料滑杆54，卸料滑杆54与一卸料滑动缸53连接，在卸料滑杆54上竖向设置有一卸料缸55，卸料缸55的输出端连接有一卸料杆，卸料杆的端部设置有一吸盘56。在轮毂锻造完成后需要将底模402内的轮毂取出，此时，卸料滑动缸53推动卸料滑杆54移动，使得吸盘56位于轮毂的正上方，之后，卸料缸55动作，吸盘56下行，吸盘56将轮毂吸附住，卸料缸55复位，轮毂随着吸盘56上行，卸料滑动缸53将轮毂移动至卸料输送带51的正上方，吸盘56松开轮毂，轮毂置于卸料输送带51之上。
综上，本发明通过相对布置两个移动板，在每个移动板上并列布置两个铸锻底模组件，使得立柱1上的铸造组件2和锻造组件6能够同时进行工作，提高了轮毂的生产效率，铸造组件2对其中一个移动板41上的其中一个铸锻底模组件411进行轮毂铸造时，锻造组件6对另外一个移动板42上的其中一个铸锻底模组件421进行轮毂的模锻，在铸造过程中，铸造组件2上的铸造顶模21下行并和铸锻底模组件上的底模402合模，铝液注入模腔404内，冷却一段时间后，铸造顶模21上行，在锻造过程中，驱动电机带动驱动齿轮621转动，驱动齿轮621带动偏心轮63转动的同时带动从动齿轮622转动，一方面，偏心轮63转动带动凸轮64摆动，凸轮64通过竖杆65上下滑动，竖杆65带动连接杆66的一端上下摆动，同时，连接杆66的中部通过连接柱在从动齿轮622的偏心槽623内运动，这样，最终使得滑动块67在连接杆66另一端的条形部内滑动的同时，连接杆66另一端驱动冲压杆68上下移动，从而实现锻造顶模601对底模上的轮毂进行模锻；之后，两个移动板分别移动一定距离，同时，转动环12转动180度，铸造组件2和锻造组件6的相对位置进行互换，其中一个移动板41上的其中一个铸锻底模组件411上的铸造轮毂进行冷却，锻造组件6对其中一个移动板41上的另外一个铸锻底模组件412进行轮毂模锻，同时，对应的卸料机构对另外一个移动板42上的其中一个铸锻底模组件421内锻造完成的轮毂进行卸料，铸造组件2对另外一个移动板42上的另外一个铸锻底模组件422进行轮毂铸造，完成之后，转动环12继续转动180度，两个移动板复位，从而这样交替进行轮毂的铸锻加工，本发明由于在轮毂铸造之后实现轮毂的锻造，在锻造过程中不需要再对轮毂进行过多的加热处理，充分利用轮毂铸造后的热量，在提高轮毂质量的同时，提高了轮毂的生产效率。

Claims (4)

1.一种铝合金轮毂铸锻设备，其特征在于：包括立柱(1)、立柱(1)的两侧对称布置有一组移动板(41、42)，每个移动板上并列设置有两个铸锻底模组件，在立柱(1)上转动设置有转动环(12)，转动环(12)由一转动电机(11)驱动，转动环(12)的两侧相对布置有一回转杆，其中一个回转杆(121)的外端设置有铸造组件(2)，另一个回转杆(122)的外端设置有锻造组件(6)，在每个移动板的一端设置有卸料机构(5)，其中，铸锻底模组件包括底模板(401)、设置于底模板(401)之上的底模(402)、环绕于底模(402)周向的多个侧模(403)，底模(401)的下部设置有浇口(405)；铸造组件(2)包括设置于其中一个回转杆(121)外端的保压缸(22)，保压缸(22)的活塞杆向下布置，在保压缸(22)的活塞杆外端设置有铸造顶模(21)；锻造组件(6)包括设置于另一个回转杆(122)外端竖向布置的固定板(61)、驱动电机、凸轮(64)、竖杆(65)、连接杆(66)、冲压杆(68)和锻造顶模(601)，固定板(61)上布置有相互啮合的驱动齿轮(621)和从动齿轮(622)，驱动齿轮(621)和驱动电机连接，驱动齿轮(621)的转动轴上设置有一偏心轮(63)，凸轮(64)的一端开设有与偏心轮(63)相适配的安装孔，偏心轮(63)安装于凸轮(64)的安装孔内，竖杆(65)竖向滑动设置于固定板(61)之上，凸轮(64)的另一端和竖杆(65)的下端铰接，竖杆(65)的上端和连接杆(66)的一端铰接，在从动齿轮(622)的中部上开设有环形的偏心槽(623)，连接杆(66)的中部设置有一限位于偏心槽(623)内的连接柱，连接杆的另一端开设有条形部，条形部内滑动设置有一滑动块(67)，冲压杆(68)竖向布置，冲压杆(68)的上端和滑动块(67)铰接，锻造顶模(601)设置于冲压杆(68)的下端；卸料机构(5)包括卸料输送带(51)以及将铸锻底模组件内的成型轮毂转移至卸料输送带(51)上的卸料组件；
所述铸锻底模组件的浇口(405)下方连接有浇筑管(34)，浇筑管(34)与一气体输入管(342)连通，在气体输入管(342)上设置有惰性气体存储器(36)以及将惰性气体输入至模腔(404)内的气体输入泵(33)，在浇筑管(34)上设置有铝液存储器(32)和铝液浇筑泵(31)，在浇筑管(34)上沿模腔(404)向外方向依次设置有第一阀门(351)和第二阀门(352)，在浇筑管(34)内部位于第一阀门(351)和第二阀门(352)之间形成的体积为轮毂一次浇筑需要的铝液体积，在气体输入管(342)上靠近浇筑管(34)处设置有第三阀门(353)，在浇筑管(34)上靠近第一阀门(351)处连通一排气管(341)，排气管(341)上设置有第四阀门(354)。
2.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻设备，其特征在于：所述条形部为条形孔(661)或者条形槽。
3.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻设备，其特征在于：所述卸料组件包括位于卸料输送带(51)上方的平行布置的一组卸料导杆(52)、滑动设置于卸料导杆(52)之上的卸料滑杆(54)，卸料滑杆(54)与一卸料滑动缸(53)连接，在卸料滑杆(54)上竖向设置有一卸料缸(55)，卸料缸(55)的输出端连接有一卸料杆，卸料杆的端部设置有一吸盘(56)。
4.根据权利要求1所述的铝合金轮毂铸锻设备，其特征在于：所述移动板的两侧分别设置有一移动缸，移动缸的输出端和移动板的侧壁连接，移动板滑动设置于底座之上，底座的两端分别开设有限位孔，移动板上与限位孔对应处开设有限位槽，在底座的下方设置有定位缸，定位缸的活塞杆伸出时穿过限位孔后插入限位槽内。
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