CN110523953A - 一种楔式锁模装置及大吨位半固态金属压铸机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种楔式锁模装置，包括安装框架、定模板、动模板、锁紧机构及合模驱动机构；定模板固定于安装框架的前端，动模板可滑动地设置在安装框架的中部，定模板与动模板之间形成容纳空间；锁紧机构包括第一驱动装置、第一斜板和楔板，第一驱动装置垂直地固定于安装框架上，第一斜板固定于动模板的侧面上，楔板的顶部与第一驱动装置的输出轴固定连接；合模驱动机构包括第二驱动装置，第二驱动装置的输出轴与动模板固定连接，第二驱动装置的输出轴与楔板之间互不干扰。本发明还公开了一种大吨位半固态金属压铸机。本发明的楔式锁模装置能够提供大吨位的锁模力，具有运行稳定、操作方便、结构紧凑、占用空间小和能耗低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及半固态压铸生产领域，具体涉及一种楔式锁模装置及大吨位半固态金属压铸机。
背景技术
半固态挤压铸造是将半固态流变制浆、触变制浆与挤压铸造结合起来，利用固液共存的非枝晶半固态浆料具有的特性进行成形的方法。该技术的主要思路是：将熔炼合格的合金液以高于液相线的温度浇入制浆室，制备具有良好半固态特性的浆料来进行浇注。这种半固态浆料在重力作用下充满型腔，随后利用挤压机构对型腔内的半固态浆料施加压力并进行热模锻处理，保压一段时间，使其完全凝固后卸压开模，辅以必要的热处理，最终得到内部致密、性能良好的近净成形零件。
现有技术中，中国专利申请号为CN201810379558.3的发明专利公开了一种带自动加料装置的全立式半固态压铸机，包括整体框架、压射工位、上滑块、下滑块、锁紧机构、送料机构、压射室组件、压射缸、模具，压射工位设置在整体框架的中部，上滑块和下滑块相对安装在整体框架上，锁紧机构分别与下滑块和整体框架连接，送料机构设置在整体框架的侧边，压射室组件固定在送料机构上，压射缸安装在整体框架的底部中央，压射室组件与压射缸配合连接，所述模具安装在压射工位上；该半固态压铸机虽然能够有效降低压室内金属液的水平液面上方与空气接触面积，减少金属被氧化污染的概率，但是还存在如下问题：其锁紧机构包括锁模缸、曲肘锁模装置、齿轮自动同步调节螺母，所述锁模缸安装在上梁的上方，所述曲肘锁模装置的两端分别与上梁和上滑块连接，所述锁模缸通过齿轮自动同步调节螺母与曲肘锁模装置连接；当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量，因此锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开，该锁紧机构通过一个锁模缸提供垂直方向的力进行锁模，存在锁模力不稳定的缺点，而且当锁模力较大时，需要采用大吨位的锁模缸，存在结构复杂、体积大和能耗高的缺点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种楔式锁模装置，它能够提供大吨位的锁模力，具有运行稳定、操作方便、结构紧凑、占用空间小和能耗低的优点。
本发明的目的之二在于提供一种包括上述楔式锁模装置的大吨位半固态金属压铸机。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种楔式锁模装置，其特征在于：包括安装框架、定模板、动模板、锁紧机构及合模驱动机构；将安装框架的长度方向定义为水平方向，将安装框架的高度方向定义为垂直方向；
所述定模板固定安装于所述安装框架的前端，所述动模板可滑动地设置在所述安装框架的中部，所述定模板与所述动模板之间形成有容纳空间；
所述锁紧机构包括第一驱动装置、第一斜板、第二斜板、楔板，所述第一驱动装置垂直地固定安装于所述安装框架上，所述第一斜板固定安装于所述动模板的远离定模板一侧的侧面上，所述第二斜板固定安装于所述楔板的靠近动模板一侧的侧面上，所述楔板的顶部与所述第一驱动装置的输出轴固定连接；所述第一斜板的斜面能够与所述第二斜板的斜面滑动配合；由第一驱动装置驱动楔板沿垂直方向下降或上升，使得所述第一斜板的斜面与所述第二斜板的斜面之间实现锁紧或分离；
所述合模驱动机构包括固定安装于所述安装框架后端的第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出轴与所述动模板固定连接，所述第二驱动装置的输出轴与所述楔板之间互不干扰；由第二驱动装置驱动动模板沿水平方向靠近或远离定模板，从而实现合模或分模。
进一步地，所述楔板与所述第二驱动装置之间的配合方式包括以下两种方式中的任意一种：
方式一：所述楔板与所述第二驱动装置的输出轴在水平面上的投影不重叠；所述第二驱动装置的数量为两个，它们分别固定安装于所述楔板的两侧；
方式二：所述楔板的底部设有缺口，所述第二驱动装置的输出轴穿过楔板的缺口与所述动模板固定连接。
进一步地，所述第一斜板的斜面与垂直面之间的夹角为α,所述第二斜板的斜面与垂直面之间的夹角为β，其中，α＝β，α为3°-10°。
更优选地，所述α为5°。
进一步地，所述楔式锁模装置还包括固定安装于所述安装框架后端或侧面的合模缸座，所述第二驱动装置固定安装于所述合模缸座上；所述楔式锁模装置还包括哥林柱，所述哥林柱的一端与所述定模板固定连接，其另一端与所述合模缸座固定连接；所述动模板可滑动地套接在哥林柱上。
进一步地，所述安装框架上还设有导轨，所述动模板的底部设有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。
进一步地，所述第一斜板与所述动模板为可拆卸连接的分体结构，所述第二斜板与所述楔板为可拆卸连接的分体结构。
进一步地，所述第一驱动装置为锁模液压缸，所述第二驱动装置为合模液压缸。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种大吨位半固态金属压铸机，包括半固态金属模具和注射机构，其特征在于，还包括本发明的目的之一所述的楔式锁模装置；所述半固态金属模具设置于所述楔式锁模装置的容纳空间中，所述注射机构设置于安装框架的下方，所述注射机构的注射口与所述半固态金属模具的进料口连接。
进一步地，所述安装框架上还设有用于将半固态金属模具的型腔内的物料顶出的顶出机构。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明的楔式锁模装置包括安装框架、定模板、动模板、锁紧机构及合模驱动机构；由第一驱动装置驱动楔板沿垂直方向下降或上升，使得所述第一斜板的斜面与所述楔板的斜面之间实现锁紧或分离；由第二驱动装置驱动动模板沿水平方向靠近或远离定模板，从而实现合模或分模；由于楔板的存在，使得第一驱动装置提供的垂直方向的力能够转换成水平方向的力，并与第二驱动装置提供的水平方向的力合为一起，形成锁模力，在降低合模液压缸的吨位的同时，还能够提供足够大的锁模力。因此，本发明的楔式锁模装置能够提供大吨位(10000吨以上)的锁模力，具有运行稳定、操作方便、结构紧凑、占用空间小和能耗低(节能50％以上)的优点。
2、本发明的大吨位半固态金属压铸机包括半固态金属模具、注射机构、楔式锁模装置；操作过程如下：首先控制第一驱动装置驱动楔板沿垂直方向上升，使得所述第一斜板的斜面与所述楔板的斜面之间实现分离，控制第二驱动装置驱动动模板沿水平方向远离定模板，实现分模；然后将半固态金属模具安装于所述楔式锁模装置的容纳空间中，控制第二驱动装置驱动动模板沿水平方向靠近定模板，实现合模；控制第一驱动装置驱动楔板沿垂直方向下降，使得所述第一斜板的斜面与所述楔板的斜面之间实现锁紧；最后通过注射机构进行半固态金属注射。由于楔板的存在，使得第一驱动装置提供的垂直方向的力能够转换成水平方向的力，并与第二驱动装置提供的水平方向的力合为一起，形成锁模力，在降低合模液压缸的吨位的同时，还能够提供足够大的锁模力。因此，本发明的大吨位半固态金属压铸机能够提供大吨位(10000吨以上)的锁模力，具有运行稳定、操作方便、结构紧凑、占用空间小和能耗低(节能50％以上)的优点。
3、本发明的第一斜板与动模板为可拆卸连接的分体结构，第二斜板与楔板为可拆卸连接的分体结构；通过调整第一斜板及第二斜板的厚度和角度可以调整所述定模板与所述动模板之间形成的容纳空间及楔板锁模力，在使用过程中磨损后也可以通过只更换第一斜板及第二斜板减少设备损耗件成本。
4、本发明的楔板与第二驱动装置的输出轴在水平面上的投影不重叠；第二驱动装置的数量为两个，它们分别固定安装于所述楔板的两侧。这样设计，能够保证所述第二驱动装置的输出轴与所述楔板之间互不干扰，同时使得使得动模板的受力均匀，整体结构更加紧凑。
附图说明
图1为实施例1的楔式锁模装置的结构示意图；
图2为实施例2的大吨位半固态金属压铸机的结构示意图。
图中：10、安装框架；20、定模板；30、动模板；41、第一驱动装置；42、第一斜板；43、楔板；44、第二斜板；51、第二驱动装置；60、哥林柱；70、半固态金属模具；80、注射机构；90、顶出机构。
具体实施例方式
下面，结合附图以及具体实施例方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。
实施例1：
参照图1，一种楔式锁模装置，包括安装框架10、定模板20、动模板30、锁紧机构及合模驱动机构；将安装框架的长度方向定义为水平方向，将安装框架的高度方向定义为垂直方向；
所述安装框架10包括基座、立柱及横梁。
所述定模板20固定安装于所述安装框架10的基座的前端，所述动模板30可滑动地设置在所述安装框架10的基座的中部，所述定模板20与所述动模板30之间形成有容纳空间；
所述锁紧机构包括第一驱动装置41、第一斜板42、楔板43、第二斜板44，所述第一驱动装置41垂直地固定安装于所述安装框架10的横梁上，所述第一斜板42固定安装于所述动模板30的远离定模板20一侧的侧面上，所述第二斜板44固定安装于所述楔板43的靠近动模板30一侧的侧面上，所述楔板43的顶部与所述第一驱动装置41的输出轴固定连接；所述第一斜板42的斜面能够与所述第二斜板44的斜面滑动配合；由第一驱动装置41驱动楔板43沿垂直方向下降或上升，使得所述第一斜板42的斜面与第二斜板44的斜面之间实现锁紧或分离；
所述合模驱动机构包括水平地固定安装于所述安装框架10的基座的后端的第二驱动装置51，所述第二驱动装置51的输出轴与所述动模板30固定连接，所述第二驱动装置51的输出轴与所述楔板43之间互不干扰；由第二驱动装置51驱动动模板30沿水平方向靠近或远离定模板20，从而实现合模或分模。
作为优选的实施方式，所述楔板与所述第二驱动装置的输出轴在水平面上的投影不重叠；所述第二驱动装置的数量为两个，它们分别固定安装于所述楔板43的两侧。这样设计，能够保证所述第二驱动装置51的输出轴与所述楔板43之间互不干扰，同时使得使得动模板30的受力均匀，整体结构更加紧凑。
作为优选的实施方式，所述第一斜板42的斜面与垂直面之间的夹角为α，所述第二斜板44的斜面与垂直面之间的夹角为β，其中，α＝β，所述α为5°。这样设计，保证第一驱动装置41提供的垂直方向的力能够尽量多地转换成水平方向的锁模力，同时能减少第一驱动装置41所需要的功率损耗，装备体积和成本。
作为优选的实施方式，所述楔式锁模装置还包括固定安装于所述安装框架10的基座后端或侧面的合模缸座，所述第二驱动装置51固定安装于所述合模缸座上；所述楔式锁模装置还包括四个哥林柱60，所述哥林柱60的一端与所述定模板20固定连接，其另一端与所述合模缸座固定连接；所述动模板30可滑动地套接在哥林柱60上。这样设计，能够平衡动模板30滑动、承受锁模带来的张力，起到更好的导向作用。
作为优选的实施方式，所述安装框架10上还设有导轨，所述动模板30的底部设有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合连接。这样设计，能够引导动模板30更好地滑动，并减少摩擦。
作为优选的实施方式，第一斜板42与动模板30为可拆卸连接的分体结构，第二斜板44与楔板43为可拆卸连接的分体结构；通过调整第一斜板及第二斜板的厚度和角度可以调整所述定模板与所述动模板之间形成的容纳空间及楔板锁模力，在使用过程中磨损后也可以通过只更换第一斜板减少设备损耗件成本。
作为优选的实施方式，所述第一驱动装置41为锁模液压缸，所述第二驱动装置51为合模液压缸。
实施例2：
参照图2，本实施例提供一种大吨位半固态金属压铸机，包括半固态金属模具70和注射机构80，还包括实施例1所述的楔式锁模装置；所述半固态金属模具70设置于所述楔式锁模装置的容纳空间中，所述注射机构80设置于安装框架10的下方，所述注射机构80的注射口与所述半固态金属模具70的进料口连接。所述安装框架10上还设有用于将半固态金属模具70的型腔内的物料顶出的顶出机构90。
本实施例中的半固态金属模具70、注射机构80、顶出机构90均采用市售产品；注射机构80还可以采用悬浮式设计，料筒和浆料同时上升保持相对位置不变，避免了传统注射机构料筒单独上升浆料下滑和冷的料筒壁接触影响压铸成型质量。
工作原理：首先控制第一驱动装置41驱动楔板43沿垂直方向上升，使得所述第一斜板42的斜面与所述第二斜板44的斜面之间实现分离，控制第二驱动装置51驱动动模板30沿水平方向远离定模板20，实现分模；然后将半固态金属模具70安装于所述楔式锁模装置的容纳空间中，控制第二驱动装置51驱动动模板30沿水平方向靠近定模板20，实现合模；控制第一驱动装置41驱动楔板43沿垂直方向下降，使得所述第一斜板42的斜面与所述第二斜板44的斜面之间实现锁紧；最后通过注射机构80进行半固态金属注射。由于楔板43的存在，使得第一驱动装置41提供的垂直方向的力能够转换成水平方向的力，并与第二驱动装置51提供的水平方向的力合为一起，形成锁模力，在降低合模液压缸的吨位的同时，还能够提供足够大的锁模力。
其它与实施例1相同。
实施例3：
本实施例的特点是：所述第一斜板的斜面与垂直面之间的夹角为α,所述第二斜板的斜面与垂直面之间的夹角为β，其中，α＝β，所述α为3°。
其它与实施例1相同。
实施例4：
本实施例的特点是：所述第一斜板的斜面与垂直面之间的夹角为α,所述第二斜板的斜面与垂直面之间的夹角为β，其中，α＝β，所述α为10°。
其它与实施例1相同。
实施例5：
本实施例的特点是：所述楔板的底部设有缺口，所述第二驱动装置的输出轴穿过楔板的缺口与所述动模板固定连接。这样设计能够减少占地空间。
其它与实施例1相同。
其它实施例：
所述第一斜板的斜面与垂直面之间的夹角为α,所述第二斜板的斜面与垂直面之间的夹角为β，其中，α＝β，所述α为4°、6°、7°、8°、9°、20°、30°或其它锐角。所述哥林柱的数量可根据实际需要进行调整。
上述实施方式仅为本发明的优选实施例方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种楔式锁模装置，其特征在于：包括安装框架、定模板、动模板、锁紧机构及合模驱动机构；将安装框架的长度方向定义为水平方向，将安装框架的高度方向定义为垂直方向；
所述定模板固定安装于所述安装框架的前端，所述动模板可滑动地设置在所述安装框架的中部，所述定模板与所述动模板之间形成有容纳空间；
所述锁紧机构包括第一驱动装置、第一斜板、第二斜板、楔板，所述第一驱动装置垂直地固定安装于所述安装框架上，所述第一斜板固定安装于所述动模板的远离定模板一侧的侧面上，所述第二斜板固定安装于所述楔板的靠近动模板一侧的侧面上，所述楔板的顶部与所述第一驱动装置的输出轴固定连接；所述第一斜板的斜面能够与所述第二斜板的斜面滑动配合；由第一驱动装置驱动楔板沿垂直方向下降或上升，使得所述第一斜板的斜面与所述第二斜板的斜面之间实现锁紧或分离；
所述合模驱动机构包括固定安装于所述安装框架后端的第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出轴与所述动模板固定连接，所述第二驱动装置的输出轴与所述楔板之间互不干扰；由第二驱动装置驱动动模板沿水平方向靠近或远离定模板，从而实现合模或分模。
2.如权利要求1所述的楔式锁模装置，其特征在于，所述楔板与所述第二驱动装置之间的配合方式包括以下两种方式中的任意一种：
方式一：所述楔板与所述第二驱动装置的输出轴在水平面上的投影不重叠；所述第二驱动装置的数量为两个，它们分别固定安装于所述楔板的两侧；
方式二：所述楔板的底部设有缺口，所述第二驱动装置的输出轴穿过楔板的缺口与所述动模板固定连接。
3.如权利要求1所述的楔式锁模装置，其特征在于，所述第一斜板的斜面与垂直面之间的夹角为α,所述第二斜板的斜面与垂直面之间的夹角为β，其中，α＝β，α为3°-10°。
4.如权利要求3所述的楔式锁模装置，其特征在于，α为5°。
5.如权利要求1所述的楔式锁模装置，其特征在于，所述楔式锁模装置还包括固定安装于所述安装框架后端或侧面的合模缸座，所述第二驱动装置固定安装于所述合模缸座上；所述楔式锁模装置还包括哥林柱，所述哥林柱的一端与所述定模板固定连接，其另一端与所述合模缸座固定连接；所述动模板可滑动地套接在哥林柱上。
6.如权利要求1所述的楔式锁模装置，其特征在于，所述安装框架上还设有导轨，所述动模板的底部设有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。
7.如权利要求1所述的楔式锁模装置，其特征在于，所述第一斜板与所述动模板为可拆卸连接的分体结构，所述第二斜板与所述楔板为可拆卸连接的分体结构。
8.如权利要求1所述的楔式锁模装置，其特征在于，所述第一驱动装置为锁模液压缸，所述第二驱动装置为合模液压缸。
9.一种大吨位半固态金属压铸机，包括半固态金属模具和注射机构，其特征在于，还包括如权利要求1-8任意一项所述的楔式锁模装置；所述半固态金属模具设置于所述楔式锁模装置的容纳空间中，所述注射机构设置于安装框架的下方，所述注射机构的注射口与所述半固态金属模具的进料口连接。
10.如权利要求9所述的大吨位半固态金属压铸机，其特征在于，所述安装框架上还设有用于将半固态金属模具的型腔内的物料顶出的顶出机构。
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2019
- 2019-10-09 CN CN201910953717.0A patent/CN110523953A/zh active Pending
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