CN110918925A - 一种铝合金铸造设备及其铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力铸造的技术领域，尤其是涉及一种铝合金铸造设备及其铸造工艺，其中铸造设备包括模具和液压缸，所述模具包括第一半模，第一半模的两侧均设有第二半模，第一半模与任意一个第二半模均能够围成相同的型腔，第一半模连接有直线驱动装置，直线驱动装置用于驱动第一半模沿两个第二半模的连线运动，两个第二半模背对第一半模的一侧均设有位置固定的液压缸，第二半模背对第一半模的表面上设有圆筒状的浇口套。本发明提出的铸造设备的模具同一侧开、合模一次，整个模具就能出两件产品，而背景技术中的铸造设备的模具开、合模一次只能出一件产品，本发明提出的铸造设备的生产效率至少是背景技术中铸造设备的两倍。

Description

一种铝合金铸造设备及其铸造工艺

技术领域

本发明涉及压力铸造的技术领域，尤其是涉及一种铝合金铸造设备及其铸造工艺。

背景技术

铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速，特别是18世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。

铸造是将熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状、性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。

目前的铸造设备如图1所示，工艺流程为：模具3合模，然后第一机械手1舀金属液体倒至模具3的浇口处，等待数秒后开模，然后第二机械手2立即从型腔中取出产品放至输送线上冷却、输送至下一工位人工敲掉料柄，第二机械手2取产品时喷水装置4立即清洗、冷却型腔，而后合模，接着再通过第一机械手1舀金属液体倒至模具3的浇口处，如此循环。

上述铸造设备将大量工时浪费在第一机械手1舀和倒金属液体、等待模具3中产品冷却成型、清洗型腔，生产速度慢，当生产任务紧急时根本无法完成订单。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种铝合金铸造设备及其铸造工艺，具有大大提高生产效率的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种铝合金铸造设备，包括模具和液压缸，所述模具包括活动的第一半模，第一半模的两侧均设有位置固定的第二半模，第一半模与任意一个第二半模均能够围成相同的型腔，第一半模连接有直线驱动装置，直线驱动装置用于驱动第一半模沿两个第二半模的连线运动，两个第二半模背对第一半模的一侧均设有位置固定的液压缸，第二半模背对第一半模的表面上设有圆筒状的浇口套，浇口套与型腔相通，液压缸的活塞杆同轴且配合地伸入浇口套内，浇口套侧壁朝上处设有进液口。

通过采用上述技术方案，当第一半模与一个第二半模开模时，该第一半模与另一个第二半模则为合模状态，即模具的一侧取出产品、清洗型腔、向进液口内倒入金属液体这三个动作都在模具的另一侧合模至开模时间段内完成，所以实际工时用在等待模具两侧型腔中产品成型的时间上。

若上述三个动作的总时间（减去重叠时间）小于模具一侧型腔从合模至开模的时间，那么本发明提出的铸造设备两次开模之间的准备时间为零。鉴于本发明提出的铸造设备的模具同一侧开、合模一次，整个模具就能出两件产品，而背景技术中的铸造设备的模具开、合模一次只能出一件产品，而且背景技术中的铸造设备两次开模之间需要准备时间，所以本发明提出的铸造设备的生产效率是背景技术中铸造设备的两倍以上。

优选的，所述第一半模包括双头气缸和两块模块，双头气缸水平地设于两块模块之间，两块模块均与双头气缸固定连接，两块模块背对双头气缸的一面均能够与第二半模正对双头气缸的一面围成相同的型腔，双头气缸的活塞杆两端均垂直固定有推板，模块正对双头气缸的一面设有供推板水平移动的凹槽，推板上垂直固定有顶针，顶针贯穿模块。

通过采用上述技术方案，第一半模两侧的型腔开模后，双头气缸均能够通过顶针及时将产品从型腔中顶出，实现了产品的快速脱模，方便了机械手抓取型腔中的产品。

优选的，还包括金属液保温炉，金属液保温炉内腔的底部连通有出液管，金属液保温炉内腔的顶部连通有进气管，出液管与浇口套的进液口无缝连接，进气管连接氮气包，进气管上设有电磁阀。

通过采用上述技术方案，通过电磁阀控制进入金属液保温炉的氮气量，通过氮气气压挤压金属液保温炉内腔中的金属液液面，将金属液体从出液管挤至浇口套的进液口内，相比于用机械手露天舀金属液体，具有减轻金属液体氧化程度的优点，提高了产品质量。

优选的，所述出液管外缠绕螺旋形的感应加热铜管，感应加热铜管沿出液管的全长设置。

通过采用上述技术方案，感应加热铜管以低功率加热出液管，使出液管保持一定温度（高于金属液体的熔点），防止金属液体固结于出液管内壁上导致堵塞。

优选的，所述感应加热铜管与出液管之间、感应加热铜管外均包覆保温层。

通过采用上述技术方案，保温层提供了对出液管良好的保温效果，降低了出液管的热量损失，间接减少了感应加热铜管的功率消耗，节约了电能。

优选的，所述第一半模正上方竖直设有位置固定的气缸，气缸的活塞杆上固定有竖直的电机，电机的旋转轴上固定有喷水装置，电机的旋转轴能够将喷水装置分别旋转至第一半模两侧型腔的正上方。

通过采用上述技术方案，电机的旋转轴能够将喷水装置分别旋转至第一半模两侧型腔的正上方，配合气缸的活塞杆升降喷水装置，能够使喷水装置分别在第一半模两侧的型腔开模时进行清洗。

优选的，所述喷水装置包括水箱，水箱上连接若干根定型的水管，所有水管的根部被集中束缚，所有水管的末端折弯成各种造型、指向各个方向。

通过采用上述技术方案，能够清洗形状复杂的型腔，不留清洗死角。

本发明的上述发明目的还通过以下技术方案得以实现：一种根据上述铝合金铸造设备的铸造工艺，步骤如下：

Step1.直线驱动装置驱动第一半模与任意一个第二半模合模；

Step2.向该第二半模的进液口注入金属液体；

Step3.启动与该第二半模同侧的液压缸，使液压缸的活塞杆将浇口套内的金属液体压入模具的型腔；

Step4.数秒后直线驱动装置驱动第一半模离开该第二半模，并与另一个已完成浇口套注入金属液体的第二半模合模，同时取出已成型的产品、清洗型腔；

Step5.第一半模与另一个第二半模合模数秒后，直线驱动装置驱动模具的一侧开模、另一侧合模，同时取出已成型的产品、清洗型腔，如此循环。

通过采用上述技术方案，在任意时间点，总是有型腔正在合模或正在成型产品，压缩甚至消除了准备时间，充分利用了工时，从而极大地提高了生产效率。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本发明提出的铸造设备的模具同一侧开、合模一次，整个模具就能出两件产品，而背景技术中的铸造设备的模具开、合模一次只能出一件产品，本发明提出的铸造设备的生产效率至少是背景技术中铸造设备的两倍；

2.通过封闭的出液管将金属液体挤至浇口套的进液口内，相比于用机械手露天舀金属液体，具有减轻金属液体氧化程度的优点，提高了产品质量。

附图说明

图1是背景技术中铸造设备的俯视图；

图2是具体实施方式中一种铝合金铸造设备的正视图；

图3是图2中A部放大图；

图4是包裹两层保温层的出液管轴向剖视图。

图中，1、第一机械手；2、第二机械手；3、模具；4、喷水装置；5、液压缸；6、第一半模；7、第二半模；8、直线驱动装置；9、浇口套；10、进液口；11、双头气缸；12、模块；13、推板；14、顶针；15、凹槽；16、金属液保温炉；17、出液管；18、进气管；19、氮气包；20、电磁阀；21、感应加热铜管；22、保温层；23、气缸；24、电机；25、水箱；26、水管；27、机床底座；28、导轨；29、滑块；30、安装板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图2，为本发明公开的一种铝合金铸造设备，包括机床底座27，机床底座27上固定有直线驱动装置8、安装有模具3，直线驱动装置8即导轨28与滑块29的配合，导轨28固定于机床底座27上，滑块29受驱动地在导轨28上滑动。模具3由一个第一半模6与两个第二半模7组成，两个第二半模7分别位于第一半模6的两侧，其中第一半模6固定于滑块29上，第二半模7固定于机床底座27上。导轨28与两个第二半模7的连线平行，即第一半模6能够沿两个第二半模7的连线运动，第一半模6与任意一个第二半模7均能够围成相同的型腔。

如图2所示，机床底座27上还固定着两根液压缸5，两根液压缸5分别位于两个第二半模7背对第一半模6的一侧。第二半模7背对第一半模6的表面上具有浇口，浇口与型腔相通，浇口内固定有圆筒状的浇口套9，浇口套9凸出于第二半模7表面，浇口套9的中轴线呈水平状。液压缸5的活塞杆同轴且配合地插入浇口套9内，浇口套9侧壁朝上处开设进液口10。

结合图2与图3，第一半模6由双头气缸11与两块模块12组成，双头气缸11水平位于两块模块12之间，两块模块12均与双头气缸11的缸体固定连接。两块模块12背对双头气缸11的一面均能够与第二半模7正对双头气缸11的一面围成相同的型腔，双头气缸11的活塞杆两端均垂直固定有推板13，模块12正对双头气缸11的一面具有供推板13水平移动的凹槽15，推板13上垂直固定有若干根顶针14。第一半模6两侧的型腔开模后，双头气缸11均能够通过顶针14及时将产品从型腔中顶出，实现了产品的快速脱模，方便了机械手抓取型腔中的产品。

如图2所示，该铝合金铸造设备还包括用于储存氮气的氮气包19、用于储存铝液的金属液保温炉16。金属液保温炉16内腔的顶部接通进气管18，进气管18与氮气包19的出气口连接，进气管18上安装电磁阀20，电磁阀20用于控制进气管18的气体流量；金属液保温炉16内腔的底部接通出液管17，出液管17与浇口套9的进液口10无缝连接。

如图4所示，出液管17全长均包裹保温层22，保温层22外沿出液管17全长缠绕螺旋形的感应加热铜管21，感应加热铜管21外沿出液管17全长又包裹保温层22，保温层22为岩棉层。

通过电磁阀20控制进入金属液保温炉16的氮气量，通过氮气气压挤压金属液保温炉16内腔中的金属液液面，将铝液从出液管17挤至浇口套9的进液口10内，相比于用机械手露天舀铝液，具有减轻铝液氧化程度的优点，提高了产品质量。感应加热铜管21以低功率加热出液管17，使出液管17保持一定温度（高于铝液的熔点），防止铝液固结于出液管17内壁上导致堵塞。保温层22提供了对出液管17良好的保温效果，降低了出液管17的热量损失，间接减少了感应加热铜管21的功率消耗，节约了电能。

如图2所示，机床底座27上固定支架，支架上固定竖直的气缸23，气缸23位于第一半模6的正上方。气缸23的活塞杆上固定竖直的电机24，电机24的旋转轴上固定由水箱25与水管26组成的喷水装置4。电机24的旋转轴能够将喷水装置4分别旋转至第一半模6两侧型腔的正上方，配合气缸23的活塞杆升降喷水装置4，能够使喷水装置4分别在第一半模6两侧的型腔开模时进行清洗。

如图2所示，电机24的旋转轴上固定水平的安装板30，水箱25固定于安装板30下表面，水箱25底部开设若干出水孔，每个出水孔上接一根水管26，水管26形状已定型。所有水管26的根部被集中束缚、末端被折弯成各种造型、指向各个方向，优点是：能够清洗形状复杂的型腔，不留清洗死角。

上述铝合金铸造模具3的铸造工艺流程为：

第一步，通过直线驱动装置8驱动第一半模6与任意一个第二半模7合模；第二步，打开电磁阀20通过出液管17向该第二半模7的进液口10注入铝液；第三步，启动与该第二半模7同侧的液压缸5，使液压缸5的活塞杆将浇口套9内的铝液压入型腔；第四步，数秒后通过直线驱动装置8驱动第一半模6离开该第二半模7，并与另一个已完成浇口套9注入铝液的第二半模7合模，同时取出已成型的产品、清洗型腔；第五步，第一半模6与另一个第二半模7合模数秒后，通过直线驱动装置8驱动模具3的一侧开模、另一侧合模，同时取出已成型的产品、清洗型腔，如此循环。

当第一半模6与一个第二半模7开模时，该第一半模6与另一个第二半模7则为合模状态，即模具3的一侧取出产品、清洗型腔、向进液口10内倒入铝液这三个动作都在模具3的另一侧合模至开模时间段内完成，所以实际工时用在等待模具3两侧型腔中产品成型的时间上。

若上述三个动作的总时间（减去重叠时间）小于模具3一侧型腔从合模至开模的时间，那么本发明提出的铸造设备两次开模之间的准备时间为零。鉴于本发明提出的铸造设备的模具3同一侧开、合模一次，整个模具3就能出两件产品，而背景技术中的铸造设备的模具3开、合模一次只能出一件产品，而且背景技术中的铸造设备两次开模之间需要准备时间，所以本发明提出的铸造设备的生产效率是背景技术中铸造设备的两倍以上。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铝合金铸造设备，包括模具（3）和液压缸（5），其特征在于：所述模具（3）包括活动的第一半模（6），第一半模（6）的两侧均设有位置固定的第二半模（7），第一半模（6）与任意一个第二半模（7）均能够围成相同的型腔，第一半模（6）连接有直线驱动装置（8），直线驱动装置（8）用于驱动第一半模（6）沿两个第二半模（7）的连线运动，两个第二半模（7）背对第一半模（6）的一侧均设有位置固定的液压缸（5），第二半模（7）背对第一半模（6）的表面上设有圆筒状的浇口套（9），浇口套（9）与型腔相通，液压缸（5）的活塞杆同轴且配合地伸入浇口套（9）内，浇口套（9）侧壁朝上处设有进液口（10）。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金铸造设备，其特征在于：所述第一半模（6）包括双头气缸（11）和两块模块（12），双头气缸（11）水平地设于两块模块（12）之间，两块模块（12）均与双头气缸（11）固定连接，两块模块（12）背对双头气缸（11）的一面均能够与第二半模（7）正对双头气缸（11）的一面围成相同的型腔，双头气缸（11）的活塞杆两端均垂直固定有推板（13），模块（12）正对双头气缸（11）的一面设有供推板（13）水平移动的凹槽（15），推板（13）上垂直固定有顶针（14），顶针（14）贯穿模块（12）。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金铸造设备，其特征在于：还包括金属液保温炉（16），金属液保温炉（16）内腔的底部连通有出液管（17），金属液保温炉（16）内腔的顶部连通有进气管（18），出液管（17）与浇口套（9）的进液口（10）无缝连接，进气管（18）连接氮气包（19），进气管（18）上设有电磁阀（20）。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金铸造设备，其特征在于：所述出液管（17）外缠绕螺旋形的感应加热铜管（21），感应加热铜管（21）沿出液管（17）的全长设置。

5.根据权利要求4所述的一种铝合金铸造设备，其特征在于：所述感应加热铜管（21）与出液管（17）之间、感应加热铜管（21）外均包覆保温层（22）。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金铸造设备，其特征在于：所述第一半模（6）正上方竖直设有位置固定的气缸（23），气缸（23）的活塞杆上固定有竖直的电机（24），电机（24）的旋转轴上固定有喷水装置（4），电机（24）的旋转轴能够将喷水装置（4）分别旋转至第一半模（6）两侧型腔的正上方。

7.根据权利要求6所述的一种铝合金铸造设备，其特征在于：所述喷水装置（4）包括水箱（25），水箱（25）上连接若干根定型的水管（26），所有水管（26）的根部被集中束缚，所有水管（26）的末端折弯成各种造型、指向各个方向。

8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的铝合金铸造设备的铸造工艺，其特征在于，步骤如下：

Step1.直线驱动装置（8）驱动第一半模（6）与任意一个第二半模（7）合模；

Step2.向该第二半模（7）的进液口（10）注入金属液体；

Step3.启动与该第二半模（7）同侧的液压缸（5），使液压缸（5）的活塞杆将浇口套（9）内的金属液体压入模具（3）的型腔；

Step4.数秒后直线驱动装置（8）驱动第一半模（6）离开该第二半模（7），并与另一个已完成浇口套（9）注入金属液体的第二半模（7）合模，同时取出已成型的产品、清洗型腔；

Step5.第一半模（6）与另一个第二半模（7）合模数秒后，直线驱动装置（8）驱动模具（3）的一侧开模、另一侧合模，同时取出已成型的产品、清洗型腔，如此循环。

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