CN113172209A - 铝合金可控浇注挤压铸造装置 - Google Patents

铝合金可控浇注挤压铸造装置 Download PDF

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吴文豪
查敏
马品奎
贾海龙
赵泼
任明文
韩洪江
王明辉
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Abstract

本发明公开了一种铝合金可控浇注挤压铸造装置，属于轻合金铸造领域，目的是针对现有铝合金挤压铸造工艺中存在的问题，本发明装置主要由挤压铸造模具部分、加热炉组件和可控浇注机构三个部分组成，可控浇注机构中设有一个与加热炉组件和挤压铸造模具部分相连的铝合金熔体定量筒，通过可调节行程气缸带动铝合金熔体定量筒柱塞，实现定量浇注，有效提高挤压铸造件的尺寸精度，减少后续加工余量，生产效率也大大提高；与人工浇注相比，铝合金熔体流入型腔过程更加平稳，不易产生飞溅现象，从而减少了氧化现象的产生，有效保证铸件质量，而且工人劳动环境较好，劳动强度亦大大降低。

Description

铝合金可控浇注挤压铸造装置
技术领域
本发明属于轻合金铸造领域，具体涉及一种铝合金可控浇注挤压铸造装置。
背景技术
为了适应当前降低能耗、轻量化、环保等需求，市场上很大一部分钢制件产品被轻质材料取代。铝合金具有较低的密度值、较高的比强度值和比刚度值，耐腐蚀性能也十分优异，因此目前对铝及铝合金产品的需求量越来越大，对铝合金产品的质量要求也越来越高。挤压铸造又被称为液态模锻，将铸造和锻造的特点有机的结合起来，目前铝合金挤压铸造件广泛应用于汽车、摩托车和航空航天等领域。铝合金挤压铸造过程中，广泛采用人工经验，存在劳动强度大，环境恶劣等问题。而且浇注过程中铝合金熔体和外界环境接触的时间较长，容易发生氧化现象、同时也不能保证浇注体积的准确控制，从而影响挤压铸造工件的尺寸精度，影响浇注质量，生产效率也较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有铝合金挤压铸造工艺中存在的问题，提出一种铝合金可控浇注挤压铸造装置，该装置主要由挤压铸造模具部分、加热炉组件和可控浇注机构三个部分组成，
其中，挤压铸造模具部分包括：上活动模板1、铝合金挤压铸造凸模2、铝合金挤压铸造凹模3、铝合金挤压铸造件4、下固定模板5和铝合金挤压铸造件顶出杆6；下固定模板5的上表面固定装有铝合金挤压铸造凹模3，铝合金挤压铸造凸模2装在铝合金挤压铸造凹模3的上方，铝合金挤压铸造凸模2固定安装在上活动模板1上；
加热炉组件由铝合金加热炉保温层17、铝合金加热炉炉盖18和铝合金加热炉炉体19组成，铝合金加热炉炉体19内部装有铝合金熔体，铝合金加热炉炉体19下部设有通孔，铝合金加热炉炉盖18覆盖在铝合金加热炉炉体19上方开口处，铝合金加热炉保温层17设置在铝合金加热炉炉体19外部；
可控浇注机构包括：铝合金熔体定量筒流出管路7、铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8、铝合金熔体定量筒12、可调节行程气缸14、铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15、铝合金熔体定量筒柱塞16、铝合金熔体定量筒流入管路20、铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21；
所述的铝合金熔体定量筒流入管路20的上方经铝合金加热炉炉体19下部通孔与铝合金加热炉炉体19相通，铝合金熔体定量筒流入管路20的中部设有铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21；铝合金熔体定量筒流入管路20的下端经铝合金熔体定量筒12的左侧上端的通孔与铝合金熔体定量筒12相通；铝合金熔体定量筒12中装有铝合金熔体定量筒柱塞16，铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15与铝合金熔体定量筒柱塞16固定连接，可调节行程气缸14通过合金定量筒柱塞顶杆15推动铝合金熔体定量筒柱塞16左右移动；
铝合金熔体定量筒流出管路7的上端经铝合金熔体定量筒12的左侧下端的通孔进入铝合金熔体定量筒12中；铝合金熔体定量筒流出管路7的上部设有铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8；铝合金熔体定量筒流出管路7的左侧经铝合金挤压铸造凹模3右侧的通孔进入铝合金挤压铸造凹模3的型腔中。
优选地，加热炉组件下部设有铝合金熔体定量筒及加热炉支架10，铝合金熔体定量筒12固定装于铝合金熔体定量筒及加热炉支架10中部孔中，加热炉组件的下表面与铝合金熔体定量筒及加热炉支架10的上表面固定连接。
优选地，该装置还包括可调节行程气缸支架13，可调节行程气缸14固定安装在可调节行程气缸支架13的通孔中。
进一步优选地，铝合金熔体定量筒及加热炉支架10和可调节行程气缸支架13的底面固定安装在支架底座11上，支架底座11下方装有底座支撑架9，底座支撑架9固定安装在下固定模板5上。
使用本发明所提出的铝合金可控浇注挤压铸造装置的实验过程如下所示：
根据所需铝合金熔体的体积调节铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15到指定位置并标记，实验开始时铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8和铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21均处于关闭状态，打开铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21，合金熔体从铝合金加热炉炉体19经铝合金熔体定量筒流入管路20流入铝合金熔体定量筒12的内腔中。当铝合金熔体定量筒12的内腔充满时，关闭铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21，打开铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8，同时可调节行程气缸14带动铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15推动铝合金熔体定量筒柱塞16，使合金熔体通过铝合金熔体定量筒流出管路7流入铝合金挤压铸造凹模3的型腔中。待合金熔体完全流出后，关闭铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8，同时可调节行程气缸14带动铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15使铝合金熔体定量筒柱塞16回到初始位置。上活动模板1带动铝合金挤压铸造凸模2向下运动，合金熔体在铝合金挤压铸造凸模2和铝合金挤压铸造凹模3的挤压力作用下凝固成形，得到铝合金挤压铸造件4，上活动模板1带动铝合金挤压铸造凸模2向上运动，铝合金挤压铸造件顶出杆6向上运动顶出铝合金挤压铸造件4。
本发明的有益效果：
本发明所提出的铝合金可控浇注挤压铸造装置可实现铝合金浇注量精确控制，有效提高挤压铸造件的尺寸精度，减少后续加工余量，生产效率也大大提高；与人工浇注相比，铝合金熔体流入型腔过程更加平稳，不易产生飞溅现象，从而减少了氧化现象的产生，有效保证铸件质量，而且工人劳动环境较好，劳动强度亦大大降低。
附图说明：
图1为铝合金可控浇注挤压铸造装置的主视图
图2为图1的A-A向剖视图
注：上活动模板1、铝合金挤压铸造凸模2、铝合金挤压铸造凹模3、铝合金挤压铸造件4、下固定模板5、铝合金挤压铸造件顶出杆6、铝合金熔体定量筒流出管路7、铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8、底座支撑架9、铝合金熔体定量筒及加热炉支架10、支架底座11、铝合金熔体定量筒12、可调节行程气缸支架13、可调节行程气缸14、铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15、铝合金熔体定量筒柱塞16、铝合金加热炉保温层17、铝合金加热炉炉盖18、铝合金加热炉炉体19、铝合金熔体定量筒流入管路20、铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21
具体实施方式
具体实施方式结合附图加以说明，材料为铝合金A356。
本实施例中的铝合金可控浇注挤压铸造装置由上活动模板1、铝合金挤压铸造凸模2、铝合金挤压铸造凹模3、铝合金挤压铸造件4、下固定模板5、铝合金挤压铸造件顶出杆6、铝合金熔体定量筒流出管路7、铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8、底座支撑架9、铝合金熔体定量筒及加热炉支架10、支架底座11、铝合金熔体定量筒12、可调节行程气缸支架13、可调节行程气缸14、铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15、铝合金熔体定量筒柱塞16、铝合金加热炉保温层17、铝合金加热炉炉盖18、铝合金加热炉炉体19、铝合金熔体定量筒流入管路20、铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21组成。
加热炉组件由铝合金加热炉保温层17、铝合金加热炉炉盖18和铝合金加热炉炉体19组成，加热炉组件内部装有铝合金熔体，加热炉组件下部设有通孔，铝合金熔体定量筒流入管路20的上方经通孔进入加热炉中，铝合金熔体定量筒流入管路20的中部设有铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21。铝合金熔体定量筒流入管路20的下端经铝合金熔体定量筒12的左侧上端的通孔进入铝合金熔体定量筒12中。铝合金熔体定量筒12的右端装有铝合金熔体定量筒柱塞16，铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15与铝合金熔体定量筒柱塞16固定连接，可调节行程气缸14通过合金定量筒柱塞顶杆15推动铝合金熔体定量筒柱塞16左右移动。
铝合金熔体定量筒12固定装于铝合金熔体定量筒及加热炉支架10中部孔中，加热炉组件的下表面与铝合金熔体定量筒及加热炉支架10的上表面固定连接。可调节行程气缸14固定安装在可调节行程气缸支架13的通孔中。铝合金熔体定量筒及加热炉支架10和可调节行程气缸支架13的底面固定安装在支架底座11上，支架底座11下方装有底座支撑架9，底座支撑架9固定安装在下固定模板5上。下固定模板5的上表面固定装有铝合金挤压铸造凹模3，铝合金挤压铸造凸模2装在铝合金挤压铸造凹模3的上方，铝合金挤压铸造凸模2固定安装在上活动模板1上。铝合金熔体定量筒流出管路7的上端经铝合金熔体定量筒12的左侧下端的通孔进入铝合金熔体定量筒12中。铝合金熔体定量筒流出管路7的上部设有铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8。铝合金熔体定量筒流出管路7的左侧经铝合金挤压铸造凹模3右侧的通孔进入铝合金挤压铸造凹模3的型腔中。
铝合金熔体定量筒12的内腔为圆柱体，其体积为内腔截面面积与铝合金熔体定量筒柱塞16左侧面与铝合金熔体定量筒12底面之间的距离之积。根据挤压铸造所需合金熔体体积计算铝合金熔体定量筒12的内腔体积，铝合金熔体定量筒12的内腔体积由铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15的位置确定，铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15的位置可由可调节行程气缸14精确控制。
使用本发明所提出的铝合金可控浇注挤压铸造装置的实验过程如下所示：
根据所需铝合金熔体的体积调节铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15到指定位置并标记，实验开始时铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8和铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21均处于关闭状态，打开铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21，合金熔体从铝合金加热炉炉体19经铝合金熔体定量筒流入管路20流入铝合金熔体定量筒12的内腔中。当铝合金熔体定量筒12的内腔充满时，关闭铝合金熔体定量筒流入管路高温阀21，打开铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8，同时可调节行程气缸14带动铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15推动铝合金熔体定量筒柱塞16，使合金熔体通过铝合金熔体定量筒流出管路7流入铝合金挤压铸造凹模3的型腔中。待合金熔体完全流出后，关闭铝合金熔体定量筒流出管路高温阀8，同时可调节行程气缸14带动铝合金熔体定量筒柱塞顶杆15使铝合金熔体定量筒柱塞16回到初始位置。上活动模板1带动铝合金挤压铸造凸模2向下运动，合金熔体在铝合金挤压铸造凸模2和铝合金挤压铸造凹模3的挤压力作用下凝固成形，得到铝合金挤压铸造件4，上活动模板1带动铝合金挤压铸造凸模2向上运动，铝合金挤压铸造件顶出杆6向上运动顶出铝合金挤压铸造件4。

Claims (4)

1.一种铝合金可控浇注挤压铸造装置，其特征在于，该装置主要由挤压铸造模具部分、加热炉组件和可控浇注机构三个部分组成，
其中，挤压铸造模具部分包括：上活动模板(1)、铝合金挤压铸造凸模(2)、铝合金挤压铸造凹模(3)、铝合金挤压铸造件(4)、下固定模板(5)和铝合金挤压铸造件顶出杆(6)；下固定模板(5)的上表面固定装有铝合金挤压铸造凹模(3)，铝合金挤压铸造凸模(2)装在铝合金挤压铸造凹模(3)的上方，铝合金挤压铸造凸模(2)固定安装在上活动模板(1)上；
加热炉组件由铝合金加热炉保温层(17)、铝合金加热炉炉盖(18)和铝合金加热炉炉体(19)组成，铝合金加热炉炉体(19)内部装有铝合金熔体，铝合金加热炉炉体(19)下部设有通孔，铝合金加热炉炉盖(18)覆盖在铝合金加热炉炉体(19)上方开口处，铝合金加热炉保温层(17)设置在铝合金加热炉炉体(19)外部；
可控浇注机构包括：铝合金熔体定量筒流出管路(7)、铝合金熔体定量筒流出管路高温阀(8)、铝合金熔体定量筒(12)、可调节行程气缸(14)、铝合金熔体定量筒柱塞顶杆(15)、铝合金熔体定量筒柱塞(16)、铝合金熔体定量筒流入管路(20)、铝合金熔体定量筒流入管路高温阀(21)；
所述的铝合金熔体定量筒流入管路(20)的上方经铝合金加热炉炉体(19)下部通孔与铝合金加热炉炉体(19)相通，铝合金熔体定量筒流入管路(20)的中部设有铝合金熔体定量筒流入管路高温阀(21)；铝合金熔体定量筒流入管路(20)的下端经铝合金熔体定量筒(12)的左侧上端的通孔与铝合金熔体定量筒(12)相通；铝合金熔体定量筒(12)中装有铝合金熔体定量筒柱塞(16)，铝合金熔体定量筒柱塞顶杆(15)与铝合金熔体定量筒柱塞(16)固定连接，可调节行程气缸(14)通过合金定量筒柱塞顶杆(15)推动铝合金熔体定量筒柱塞(16)左右移动；
铝合金熔体定量筒流出管路(7)的上端经铝合金熔体定量筒(12)的左侧下端的通孔进入铝合金熔体定量筒(12)中；铝合金熔体定量筒流出管路(7)的上部设有铝合金熔体定量筒流出管路高温阀(8)；铝合金熔体定量筒流出管路(7)的左侧经铝合金挤压铸造凹模(3)右侧的通孔进入铝合金挤压铸造凹模(3)的型腔中。
2.根据权利要求1所述的铝合金可控浇注挤压铸造装置，其特征在于，加热炉组件下部设有铝合金熔体定量筒及加热炉支架(10)，铝合金熔体定量筒(12)固定装于铝合金熔体定量筒及加热炉支架(10)中部孔中，加热炉组件的下表面与铝合金熔体定量筒及加热炉支架(10)的上表面固定连接。
3.根据权利要求1所述的铝合金可控浇注挤压铸造装置，其特征在于，该装置还包括可调节行程气缸支架(13)，可调节行程气缸(14)固定安装在可调节行程气缸支架(13)的通孔中。
4.根据权利要求1所述的铝合金可控浇注挤压铸造装置，其特征在于，该装置还包括：底座支撑架(9)和支架底座(11)；
铝合金熔体定量筒及加热炉支架(10)和可调节行程气缸支架(13)的底面固定安装在支架底座(11)上，支架底座(11)下方装有底座支撑架(9)，底座支撑架(9)固定安装在下固定模板(5)上。
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