CN114749628A - 一种超大型铝合金真空压铸系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大型铝合金真空压铸系统及方法，该系统包括内部设置有压室的压室体、设置在压室中的冲头、内部设置有模腔的模具机构、真空发生机构和控制器，所述压室体包括至少一个与压室连通的倒料口，所述压室与模腔连接，所述模腔靠近压室的一端连接有至少一个第一抽气通道，所述模腔远离压室的一端连接有第二抽气通道，所述第一抽气通道和第二抽气通道均与真空发生机构连接，所述冲头和真空发生机构均与控制器连接。在本发明中，通过增加倒料口来提高铝液进入压室的效率，同时驱使铝液在灌注时发生散温，降低铝液对压室的冲蚀，并且通过第一抽气通道和第二抽气通道对模腔进行全面的抽气，提高模腔的真空度。

Description

一种超大型铝合金真空压铸系统及方法

技术领域

本发明涉及大型压铸机领域，尤其涉及一种超大型铝合金真空压铸系统及方法。

背景技术

常规的压铸法是将各种金属熔液以高速高压填充于金属模内而进行铸造之方法，由于其能以高效率制成铸造面优异之铸造物品，故已被广泛应用于各种精密配件的制造。然而，为保障金属熔液能够被顺利填充到模中，往往会选择将金属熔液的温度提高起来，但是金属熔液在灌注到压室中时，压室内部极容易被高温的金属熔液冲蚀，导致压室体的使用寿命明显缩短；

同时，高温的金属熔液容易与空气产生接触产生的大量烟气(气泡)，熔液在含有空气和大量烟气(气泡)的环境下凝固而成的的压铸件内部含有不同大小之无数气孔穴，导致压铸件的强度低，并且该类型的压铸件在受热的情况下，其内部的气孔会发生受热膨胀，进而发生形变，导致该压铸件无法进行正常使用。虽然在现有的工业应用中，会对模腔进行抽真空，但是模腔并不是简单的规则或者对称结构，尤其是模腔靠近压室的一端，极容易在常规的抽真空下出现气体或者烟气的残留，即使耗费大量的时间去进行真空抽吸也未必能清除死角处的残留，严重影响压铸效率以及导致压铸件的品质无法得到有效的保证。

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超大型铝合金真空压铸系统，其能解决模腔容易出现气体或者烟气的残留，导致压铸效率低下以及压铸件的品质无法得到有效的保证的问题。

本发明的目的之二在于提供一种超大型铝合金真空压铸方法，其能解决模腔容易出现气体或者烟气的残留，导致压铸效率低下以及压铸件的品质无法得到有效的保证的问题。

为了达到上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：

一种超大型铝合金真空压铸系统，包括内部设置有压室的压室体、设置在压室中的冲头、内部设置有模腔的模具机构、真空发生机构和控制器，所述压室体包括至少一个与压室连通的倒料口，所述压室与模腔连接，所述模腔靠近压室的一端连接有至少一个第一抽气通道，所述模腔远离压室的一端连接有第二抽气通道，所述第一抽气通道和第二抽气通道均与真空发生机构连接，所述冲头和真空发生机构均与控制器连接。

优选的，所述压室体至少包括两个倒料口，所述倒料口沿压射方向等间距分布。

优选的，所述倒料口包括扩口部和垂直部，所述扩口部通过垂直部与压室连接，所述垂直部的侧边垂直于水平面，所述扩口部的侧边自垂直部向外倾斜设置，所述扩口部的侧边靠近垂直部的一端围成第一端面，所述扩口部的侧边远离垂直部的一端围成第二端面，所述第一端面大于第二端面，所述第二端面与垂直部的侧边在水平面上的投影重合。

优选的，所述压室体远离模具机构的一端开设有冲孔，所述冲孔远离模具机构的一端的倒角大于30度，所述冲头通过冲孔与压室连接。

优选的，所述压室包括注液腔和压射腔，所述倒料口与注液腔连接，所述注液腔通过压射腔与模腔连接，所述注液腔内可拆卸连接有保护套。

优选的，所述保护套与注液腔过盈配合。

优选的，所述模具机构包括相对设置的第一模具和第二模具，所述第一模具和第二模具之间限定形成模腔，所述第一模具设置有至少一个第一抽气通道道，所述第一抽气通道与模腔靠近压室的一端连接。

优选的，所述真空发生机构包括第一真空比例阀、真空传感器和真空泵，所述真空传感器与模腔连接，所述第一抽气通道和第二抽气通道均通过第一真空比例阀与真空泵连接，所述第一真空比例阀、真空传感器和真空泵均与控制器连接。

优选的，还包括第二真空比例阀，所述第一抽气通道通过第二真空比例阀与第一真空比例阀连接，所述第二真空比例阀与控制器连接。

为了达到上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：

一种超大型铝合金真空压铸方法，应用于如上述的超大型铝合金真空压铸系统的控制器，包括以下步骤：

S1：通过倒料口将铝液注入压室中；

S2：驱使冲头向模腔方向移动；

S3：判断冲头到模腔的距离是否小于倒料口到模腔的距离，若是，则执行S4，若否，则执行S2；

S4：驱使真空发生机构通过第一抽气通道和第二抽气通道将模腔抽至真空状态；

S5：驱使冲头将铝液压射至模腔中成型。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过多个倒料口增加铝液在灌注过程中与外界的接触面积，将铝液的热量进行一定程度的散发，降低铝液在灌注经压室时的温度，并且减少铝液冲蚀同一区域的时间，从而降低铝液对压室的冲蚀情况，提高压室体的使用寿命，同时通过第一真空比例阀驱使第一抽气通道和第二抽气通道同步进行全面的真空抽吸，迅速消除“死角”出现残留的现象，提高模腔的真空度，能够满足保证压铸件的品质，并且能够在短时间内完成对模腔及模腔边缘的真空抽吸，有效提高压铸效率以及生产节拍。

附图说明

图1为本发明中所述的超大型铝合金真空压铸系统的结构示意图。

图2为本发明中所述的压室体的结构示意图。

图3为本发明中所述的倒料口的结构示意图。

图4为本发明中所述的超大型铝合金真空压铸方法的流程图。

图中：1-压室体；11-压室；111-注液腔；112-压射腔；113-保护套；12-倒料口；121-扩口部；122-垂直部；2-冲头；3-模具机构；31-模腔；32-第一抽气通道；33-第二抽气通道；34-第一模具；35-第二模具；4-真空发生机构；41-第一真空比例阀；42-第二真空比例阀；43-真空泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

在本发明中，可通过料斗、料杯或者输液管道等向压室体1上的倒料口12同时或者间隔灌注铝液，以使铝液能够在短时间内进入到压室11中，大限度地缩短注液时间，进一步的，所述真空发生机构4包括真空比例、真空传感器和真空泵43，所述真空传感器用于检测压室11和/或模腔31的真空度，所述真空泵43通过真空比例与第一抽气通道32和第二抽气通道33连通，所述控制器包括但不限于PLC控制器、MCU或者单片机等。

实施例一：

如图1-4所示，一种超大型铝合金真空压铸系统，包括内部设置有压室11的压室体1、设置在压室11中的冲头2、内部设置有模腔31的模具机构3、真空发生机构4和控制器，所述压室体1包括至少一个与压室11连通的倒料口12，所述压室11与模腔31连接，所述模腔31靠近压室11的一端连接有至少一个第一抽气通道32，所述模腔31远离压室11的一端连接有第二抽气通道33，所述第一抽气通道32和第二抽气通道33均与真空发生机构4连接，所述冲头2和真空发生机构4均与控制器连接。

具体的，所述模具机构3包括相对设置的第一模具34和第二模具35，所述第一模具34和第二模具35之间限定形成模腔31，所述第一模具34设置有至少一个第一抽气通道32道，所述第一抽气通道32与模腔31靠近压室11的一端连接。其中，第一模具34可以为动模和静模的其中一个，所述第二模具35则为剩下的一个，即所述第一抽气通道32可以开设在动模和静模的其中一个上，优选的，所述第一抽气通道32道可以为多个，并且在第一模具34上自压室11向远离压室11方向排列设置，从而提高模腔31的真空度，避免因抽气不及时，导致模腔31靠近压室11(或者远离第二抽气通道33)的一端的真空度不足而致使铝液受残留物影响，压铸件成型质量差，并且本实施例能够在短时间内完成对模腔31及模腔31边缘的真空抽吸，有效提高压铸效率以及生产节拍。

进一步的，所述真空发生机构4包括第一真空比例阀41、真空传感器和真空泵43，所述真空传感器与模腔31连接，所述第一抽气通道32和第二抽气通道33均通过第一真空比例阀41与真空泵43连接，所述第一真空比例阀41、真空传感器和真空泵43均与控制器连接。在本实施例中，通过第一真空比例阀41驱使第一抽气通道32和第二抽气通道33同步进行真空抽吸，消除“死角”出现残留的现象；优选的，还包括第二真空比例阀42，所述第一抽气通道32通过第二真空比例阀42与第一真空比例阀41连接，所述第二真空比例阀42与控制器连接。具体的，通过第二真空比例阀42驱使第一抽气通道32在压射过程中及时关闭，避免将铝液吸入第一抽气通道32，优先的，所述第二真空比例阀42还可以设置在第一抽气通道32靠近模腔31的一侧。

实施例二：

如图1-4所示，在本实施例中，所述压室体1至少包括两个倒料口12，所述倒料口12沿压射方向等间距分布。具体的，灌注铝液时，可以同时通过两个倒料口12将铝液灌注至压室11中，增加铝液在灌注过程中与外界的接触面积，将铝液的热量进行一定程度的散发，降低铝液在灌注经压室11时，对压室11的冲蚀；在压室11的容量一定时，通过多个倒料口12灌注铝液，减少铝液冲蚀同一区域的时间，提高压室体1的使用寿命。进一步的，可以间歇性使用倒料口12进行铝液灌注，可以给直接承受铝液冲蚀的区域足够的冷却时间，进一步提高压室体1的使用寿命，优选的，在本实施例中，通过多个倒料口能够在减少铝液对压室的冲蚀的前提下，缩短铝液灌注时间，提高生产节拍。

实施例三：

如图1-4所示，在本实施例中，所述倒料口12包括扩口部121和垂直部122，所述扩口部121通过垂直部122与压室11连接，所述垂直部122的侧边垂直于水平面，所述扩口部121的侧边自垂直部122向外倾斜设置，所述扩口部121的侧边靠近垂直部122的一端围成第一端面，所述扩口部121的侧边远离垂直部122的一端围成第二端面，所述第一端面大于第二端面，所述第二端面与垂直部122的侧边在水平面上的投影重合。即倒料口12采用“上斜下直”的设计，扩口部121为漏斗状的开孔，垂直部122为直开孔，通过扩口部121来适配各种规格的料斗、料杯或者输液管道，减少外接连接件，当输液管道的内径与第二端面的直径相等时，则由扩口部121的下端与垂直部122的上端共同向输液管道提供支撑力，输液管道输出的铝液直接灌注到压室11中，减少铝液与倒料口12的接触，避免铝液残留在倒料口12。

实施例四：

如图1-4所示，在本实施例中，所述压室11包括注液腔111和压射腔112，所述倒料口12与注液腔111连接，所述注液腔111通过压射腔112与模腔31连接，所述注液腔111内可拆卸连接有保护套113。具体的，所述注液腔111和压射腔112互相连通，所述倒料口12与注液腔111连通，铝液从倒料口12直接进入到注液腔111中，由套嵌在注液腔111内的保护套113直接承受铝液的冲蚀，避免压室体1被铝液冲蚀，进一步的，所述保护套113与注液腔111过盈配合，以便于保护套113与注液腔111的拆装，提高保护套113的装换效率，解决压室磨损不能更换的问题。

实施例五：

如图1-4所示，一种超大型铝合金真空压铸系统，包括内部设置有压室11的压室体1、设置在压室11中的冲头2、内部设置有模腔31的模具机构3、真空发生机构4和控制器，所述压室体1包括至少一个与压室11连通的倒料口12，所述压室11与模腔31连接，所述模腔31靠近压室11的一端连接有至少一个第一抽气通道32，所述模腔31远离压室11的一端连接有第二抽气通道33，所述第一抽气通道32和第二抽气通道33均与真空发生机构4连接，所述冲头2和真空发生机构4均与控制器连接。

具体的，所述模具机构3包括相对设置的第一模具34和第二模具35，所述第一模具34和第二模具35之间限定形成模腔31，所述第一模具34设置有至少一个第一抽气通道32道，所述第一抽气通道32与模腔31靠近压室11的一端连接。其中，第一模具34可以为动模和静模的其中一个，所述第二模具35则为剩下的一个，即所述第一抽气通道32可以开设在动模和静模的其中一个上，优选的，所述第一抽气通道32道可以为多个，并且在第一模具34上自压室11向远离压室11方向排列设置，对模腔31进行全方位的真空抽吸，从而提高模腔31的真空度，避免因抽气不及时，导致模腔31靠近压室11的一端的真空度不足而致使铝液成型质量差。

进一步的，所述真空发生机构4包括第一真空比例阀41、真空传感器和真空泵43，所述真空传感器与模腔31连接，所述第一抽气通道32和第二抽气通道33均通过第一真空比例阀41与真空泵43连接，所述第一真空比例阀41、真空传感器和真空泵43均与控制器连接。在本实施例中，通过第一真空比例阀41驱使第一抽气通道32和第二抽气通道33同步进行真空抽吸，消除“死角”出现残留的现象；优选的，还包括第二真空比例阀42，所述第一抽气通道32通过第二真空比例阀42与第一真空比例阀41连接，所述第二真空比例阀42与控制器连接。具体的，通过第二真空比例阀42驱使第一抽气通道32在压射过程中及时关闭，避免将铝液吸入第一抽气通道32，优先的，所述第二真空比例阀42还可以设置在第一抽气通道32靠近模腔31的一侧。

优选的，所述压室体1至少包括两个倒料口12，所述倒料口12沿压射方向等间距分布。具体的，灌注铝液时，可以同时通过两个倒料口12将铝液灌注至压室11中，增加铝液在灌注过程中与外界的接触面积，将铝液的热量进行一定程度的散发，降低铝液在灌注经压室11时，对压室11的冲蚀；在压室11的容量一定时，通过多个倒料口12灌注铝液，减少铝液冲蚀同一区域的时间，提高压室体1的使用寿命。进一步的，可以间歇性使用倒料口12进行铝液灌注，可以给直接承受铝液冲蚀的区域足够的冷却时间，进一步提高压室体1的使用寿命。

优选的，所述倒料口12包括扩口部121和垂直部122，所述扩口部121通过垂直部122与压室11连接，所述垂直部122的侧边垂直于水平面，所述扩口部121的侧边自垂直部122向外倾斜设置，所述扩口部121的侧边靠近垂直部122的一端围成第一端面，所述扩口部121的侧边远离垂直部122的一端围成第二端面，所述第一端面大于第二端面，所述第二端面与垂直部122的侧边在水平面上的投影重合。即倒料口12采用“上斜下直”的设计，扩口部121为漏斗状的开孔，垂直部122为直开孔，通过扩口部121来适配各种规格的料斗、料杯或者输液管道，减少外接连接件，当输液管道的内径与第二端面的直径相等时，则由扩口部121的下端与垂直部122的上端共同向输液管道提供支撑力，输液管道输出的铝液直接灌注到压室11中，减少铝液与倒料口12的接触，避免铝液残留在倒料口12。

优选的，所述压室11包括注液腔111和压射腔112，所述倒料口12与注液腔111连接，所述注液腔111通过压射腔112与模腔31连接，所述注液腔111内可拆卸连接有保护套113。具体的，所述注液腔111和压射腔112互相连通，所述倒料口12与注液腔111连通，铝液从倒料口12直接进入到注液腔111中，由套嵌在注液腔111内的保护套113直接承受铝液的冲蚀，避免压室体1被铝液冲蚀，进一步的，所述保护套113与注液腔111过盈配合，以便于保护套113与注液腔111的拆装，提高保护套113的装换效率。

在本实施例中，通过多个倒料口12将铝液灌注至压室11中，增加铝液在灌注过程中与外界的接触面积，将铝液的热量进行一定程度的散发，降低铝液在灌注经压室11时，对压室11的冲蚀；在压室11的容量一定时，通过多个倒料口12灌注铝液，减少铝液冲蚀同一区域的时间，提高压室体1的使用寿命。进一步的，可以间歇性使用倒料口12进行铝液灌注，可以给直接承受铝液冲蚀的区域足够的冷却时间，进一步提高压室体1的使用寿命，并且在压室11的注液腔111中套设有保护套113，用于直接承受铝液的冲蚀，进一步避免压室体1被冲蚀，提高压室11的使用寿命。

进一步的，所述压室体1远离模具机构3的一端开设有冲孔，所述冲孔远离模具机构3的一端的倒角大于30度，所述冲头2通过冲孔与压室11连接，以便于冲头在更换时重新进入压室的导向。

实施例六：

如图1-4所示，一种超大型铝合金真空压铸方法，应用于如实施例一至五任意一项中所述的超大型铝合金真空压铸系统的控制器，包括以下步骤：

S1：通过倒料口12将铝液注入压室11中；

具体的，灌注铝液时，可以同时通过两个倒料口12将铝液灌注至压室11中，增加铝液在灌注过程中与外界的接触面积，将铝液的热量进行一定程度的散发，降低铝液在灌注经压室11时，对压室11的冲蚀；在压室11的容量一定时，通过多个倒料口12灌注铝液，减少铝液冲蚀同一区域的时间，提高压室体1的使用寿命。进一步的，可以间歇性使用倒料口12进行铝液灌注，可以给直接承受铝液冲蚀的区域足够的冷却时间，进一步提高压室体1的使用寿命。

S2：驱使冲头2向模腔31方向移动；

具体的，在灌注铝液之前先将冲头2通过冲孔活动安装到压室11中，当铝液注入完成后，驱使冲头2向模腔31方向移动，以驱使铝液向模腔31方向移动。

S3：判断冲头2到模腔31的距离是否小于倒料口12到模腔31的距离，若是，则执行S4，若否，则执行S2；

具体的，可通过位移传感器或者计算冲头2的量程来获取冲头2到模腔31的距离，同时倒料口12到模腔31的距离为预设值，通过计算量的距离差，来作为抽真空的条件，避免将外界污染物从倒料口12吸进压室11中，污染铝液。

S4：驱使真空发生机构4通过第一抽气通道32和第二抽气通道33将模腔31抽至真空状态；

具体的，当冲头2到模腔31的距离小于倒料口12到模腔31的距离时，即铝液已经被压射至压射腔112，倒料口12和注液腔111之间可以视为截止状态，真空泵43通过第一抽气通道32和第二抽气通道33将模腔31抽至真空状态，优选的，可根据冲头2到模腔31的距离驱使第二真空比例阀42逐步关闭第一抽气通道32，避免铝液被吸进第一抽气通道32中，造成堵塞。

S5：驱使冲头2将铝液压射至模腔31中成型。

具体的，当模腔31中的真空度达到要求后，即可驱使冲头2将铝液压射至模腔31中成型。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超大型铝合金真空压铸系统，包括内部设置有压室的压室体、设置在压室中的冲头、内部设置有模腔的模具机构、真空发生机构和控制器，其特征在于：所述压室体包括至少一个与压室连通的倒料口，所述压室与模腔连接，所述模腔靠近压室的一端连接有至少一个第一抽气通道，所述模腔远离压室的一端连接有第二抽气通道，所述第一抽气通道和第二抽气通道均与真空发生机构连接，所述冲头和真空发生机构均与控制器连接。

2.如权利要求1所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：所述压室体至少包括两个倒料口，所述倒料口沿压射方向等间距分布。

3.如权利要求2所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：所述倒料口包括扩口部和垂直部，所述扩口部通过垂直部与压室连接，所述垂直部的侧边垂直于水平面，所述扩口部的侧边自垂直部向外倾斜设置，所述扩口部的侧边靠近垂直部的一端围成第一端面，所述扩口部的侧边远离垂直部的一端围成第二端面，所述第一端面大于第二端面，所述第二端面与垂直部的侧边在水平面上的投影重合。

4.如权利要求1所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：所述压室体远离模具机构的一端开设有冲孔，所述冲孔远离模具机构的一端的倒角大于30度，所述冲头通过冲孔与压室连接。

5.如权利要求1所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：所述压室包括注液腔和压射腔，所述倒料口与注液腔连接，所述注液腔通过压射腔与模腔连接，所述注液腔内可拆卸连接有保护套。

6.如权利要求5所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：所述保护套与注液腔过盈配合。

7.如权利要求1所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：所述模具机构包括相对设置的第一模具和第二模具，所述第一模具和第二模具之间限定形成模腔，所述第一模具设置有至少一个第一抽气通道道，所述第一抽气通道与模腔靠近压室的一端连接。

8.如权利要求7所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：所述真空发生机构包括第一真空比例阀、真空传感器和真空泵，所述真空传感器与模腔连接，所述第一抽气通道和第二抽气通道均通过第一真空比例阀与真空泵连接，所述第一真空比例阀、真空传感器和真空泵均与控制器连接。

9.如权利要求8所述的超大型铝合金真空压铸系统，其特征在于：还包括第二真空比例阀，所述第一抽气通道通过第二真空比例阀与第一真空比例阀连接，所述第二真空比例阀与控制器连接。

10.一种超大型铝合金真空压铸方法，应用于如权利要求1-9任意一项中所述的超大型铝合金真空压铸系统的控制器，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过倒料口将铝液注入压室中；

S2：驱使冲头向模腔方向移动；

S3：判断冲头到模腔的距离是否小于倒料口到模腔的距离，若是，则执行S4，若否，则执行S2；

S4：驱使真空发生机构通过第一抽气通道和第二抽气通道将模腔抽至真空状态；

S5：驱使冲头将铝液压射至模腔中成型。

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