CN114752878A - 一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供了一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置及方法，属于铝合金铸造技术领域。解决了现有电极调节装置调节不准确、电极与铝合金液易接触不良、且在铝合金液凝固后拆卸不方便的问题。它包括机架、Z向电机、丝杠、T型螺母、脉冲电源、电极插入机构、皮带、同步带轮和X向电机，在机架的左右两侧各设置一个Z向电机，在每个Z向电机的输出端分别连接一个丝杠，在每个丝杠上配合一个T型螺母；两个Z向电机同步转动带动丝杠转动，丝杠转动带动T型螺母升降从而带动电极插入机构升降；当X向电机的输出轴转动时，带动两个电极插入组件相互靠近或远离。本发明创造结构合理，使用方便，快捷高效，能够实现电极间距和深度的快速调节。
Description
技术领域
本发明创造属于铝合金铸造技术领域，尤其是涉及一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置及方法。
背景技术
Nakada等人在20世纪90年代，将电容放电产生的高压电脉冲应用于Sn-15％Pb合金凝固过程，使其凝固组织得到了明显改善。在随后的20年里，电脉冲作为一种新型的金属细化技术备受人们的关注。近年来，随着技术的发展，在电脉冲细化金属技术领域，许多学者开始研究电极作用于金属的方式，电极间距以及与铝合金熔体接触深度对组织的影响。而现有铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置存在调节不准确、电极与铝合金液易接触不良、且在铝合金液凝固后拆卸不方便等问题，基于此，本发明创造设计了一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，用于解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，以解决上述背景技术中现有电极调节装置调节不准确、电极与铝合金液易接触不良、且在铝合金液凝固后拆卸不方便等问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，包括机架、Z向电机、丝杠、T型螺母、脉冲电源、电极插入机构、皮带、同步带轮和X向电机，在机架的左右两侧各设置一个Z向电机，在每个Z向电机的输出端分别连接一个丝杠，在每个丝杠上配合一个T型螺母，丝杠的自由端通过丝杠支撑座安装在机架上，在每个T型螺母上连接一个X向电机座，在机架上固定两个Z轴导向杆，每个Z轴导向杆穿过一个X向电机座布置；
在其中一个X向电机座上安装X向电机，在X向电机的输出轴上安装同步带轮，在另一个X向电机座内设有一从动带轮，在同步带轮和从动带轮上配合皮带，在两个X向电机座之间装有两个X向导向杆，两个X向导向杆上下正对布置，所述的电极插入机构滑动设置在两个X向导向杆上；两个Z向电机同步转动带动各自丝杠转动，丝杠转动带动各自T型螺母升降从而带动电极插入机构升降；
所述的电极插入机构包括两个电极插入组件，所述的电极插入组件包括电极筒固定座、连接电缆、电极筒和一次性电极，在电极筒固定座内部装设电极筒，在电极筒内部装设一次性电极，两个电极插入组件的一次性电极分别通过一根连接电缆与脉冲电源的输出端相连接；其中的一个电极插入组件的电极筒固定座与上方的皮带连接，另一个电极插入组件的电极筒固定座与下方的皮带连接，当X向电机的输出轴转动时，带动两个电极插入组件相互靠近或远离。
更进一步的，所述电极插入组件还包括X向直线轴承和X向直线轴承座，所述X向直线轴承设置两个，且分别套设在两个X向导向杆上，X向直线轴承分别装在一个X向直线轴承座内部，两个X向直线轴承座通过电极筒固定座连接。
更进一步的，所述皮带为齿形带，在所述X向直线轴承座的背面设有与齿形带配合的啮合槽。
更进一步的，所述机架包括底部框架和竖直框架，所述底部框架为矩形结构，所述竖直框架固定在底部框架的两个长边处。
更进一步的，所述Z轴导向杆的上下两端各通过一个Z向导向杆支撑座分别与竖直框架和底部框架连接。
更进一步的，所述一次性电极通过一锁紧螺钉固定。
更进一步的，所述脉冲电源设置在机架的后方。
更进一步的，所述电极筒固定座为云母材质的电极筒固定座，所述电极筒为纯铜材质的电极筒，所述连接电缆为纯铜编织线。
更进一步的，所述一次性电极的直径为6-10mm。
一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置的辅助脉冲处理方法，包括下列步骤：
步骤一、将两个一次性电极分别插入相应的电极筒内，拧紧锁紧螺钉，将一次性电极夹紧；
步骤二、将金属型模具放置在机架内的一次性电极的正下方；
步骤三、启动X向电机，通过同步带轮和皮带带动两个电极筒固定座运动，从而带动X向直线轴承座及X向直线轴承水平运动，使得两个一次性电极相互靠近或远离，待移动到所需位置时，关闭X向电机，完成两个一次性电极的间距调节；
步骤四、同步启动两个Z向电机，由丝杠和T型螺母带动两个X向电机座上下运动，从而带动电极插入机构上下运动，待运动到所需位置时，关闭两个Z向电机，完成两个一次性电极的高度调节；
步骤五、将铝合金液浇铸到金属型模具中，开启所述的脉冲电源，脉冲电流通过所述的连接电缆、所述的电极筒和所述的一次性电极施加在铝合金液上；
步骤六、待辅助脉冲处理结束后，关闭所述的脉冲电源，松开所述的锁紧螺钉，所述的Z向电机复位，X向电机复位。
与现有技术相比，本发明创造所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置的有益效果是：
本申请的电极调节装置结构合理，使用方便，快捷高效，通过X向电机和Z向电机的配合运动，实现了电极间距和深度的快速调节，通过调节电极间距和深度(高度)能够更好的将脉冲电流施加在铝合金液上，从而克服了现有装置中电极调节不准确的问题；并且本申请的电极插入机构可快速方便的安装或拆卸电极，有效解决了现有装置中电极装拆不方便的不足，提高了工作效率。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的一种辅助脉冲铝合金凝固处理用电极调节装置的立体结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的一种辅助脉冲铝合金凝固处理用电极调节装置的主视图；
图3为本发明创造实施例所述的一种辅助脉冲铝合金凝固处理用电极调节装置的电极插入机构的某一角度放大结构示意图；
图4为本发明创造实施例所述的一种辅助脉冲铝合金凝固处理用电极调节装置的电极插入机构的另一角度放大结构示意图。
附图标记说明：
1、机架；2、Z向电机；3、丝杠；4、T型螺母；5、X向电机座；6、Z轴导向杆；7、丝杠支撑座；8、Z向导向杆支撑座；9、脉冲电源；10、电极插入机构；10-1、X向直线轴承；10-2、X向直线轴承座；10-3、连接电缆；10-4、接线孔；10-5、锁紧螺钉；10-6、电极筒；10-7、一次性电极；10-8、电极筒固定座；10-9、啮合槽；11、X向导向杆；12、皮带；13、同步带轮；14、X向电机。
具体实施方式
下面将结合本发明创造实施例中的附图，对本发明创造实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-图4所示，一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，包括机架1、Z向电机2、丝杠3、T型螺母4、脉冲电源9、电极插入机构10、皮带12、同步带轮13和X向电机14，所述脉冲电源9设置在机架1的后方，在机架1的左右两侧各设置一个Z向电机2，在每个Z向电机2的输出端分别连接一个丝杠3，在每个丝杠3上配合一个T型螺母4，丝杠3的自由端即丝杠3的上端通过丝杠支撑座7安装在机架1上，在每个T型螺母4上连接一个X向电机座5，在机架1上固定两个Z轴导向杆6，每个Z轴导向杆6穿过一个X向电机座5布置；Z轴导向杆6用于对T形螺母4和X向电机座5上下运动的导向；
在其中一个X向电机座5上安装X向电机14，在X向电机14的输出轴上安装同步带轮13，在另一个X向电机座5内设有一从动带轮，在同步带轮13和从动带轮上配合皮带12，在两个X向电机座5之间装有两个X向导向杆11，两个X向导向杆11上下正对布置，所述的电极插入机构10滑动设置在两个X向导向杆11上；两个Z向电机2同步转动带动各自的丝杠3转动，丝杠3转动带动各自的T型螺母4升降从而带动电极插入机构10升降；
所述的电极插入机构10包括两个电极插入组件，所述的电极插入组件包括电极筒固定座10-8、连接电缆10-3、电极筒10-6和一次性电极10-7，在电极筒固定座10-8内装设电极筒10-6，在电极筒10-6内部装设一次性电极10-7，两个电极插入组件的一次性电极10-7分别通过一根连接电缆10-3与脉冲电源9的输出端相连接；其中的一个电极插入组件的电极筒固定座10-8与上方的皮带12连接，另一个电极插入组件的电极筒固定座10-8与下方的皮带12连接，当X向电机14的输出轴转动时，带动两个电极插入组件相互靠近或远离。
所述电极插入组件还包括X向直线轴承10-1和X向直线轴承座10-2，所述X向直线轴承10-1设置两个，且分别套设在两个X向导向杆11上，X向直线轴承10-1分别装在一个X向直线轴承座10-2内部，两个X向直线轴承座10-2通过电极筒固定座10-8连接。通过直线轴承与导向杆的配合既实现导向作用，又减小了与导向杆之间的摩擦力，便于两个电极插入组件在导向杆上运动。
电极筒固定座10-8可以固定在皮带12上，可以设置所述皮带12为齿形带，在所述X向直线轴承座10-2的背面设有与齿形带配合的啮合槽10-9，通过齿形带与啮合槽10-9的配合，使得皮带12转动时，电极筒固定座10-8不打滑，皮带12转动时，带动两个一次性电极10-7相互靠近和远离。
所述机架1包括底部框架和竖直框架，所述底部框架为矩形结构，所述竖直框架固定在底部框架的两个长边处。所述Z轴导向杆6的上下两端各通过一个Z向导向杆支撑座8分别与竖直框架和底部框架连接。所述底部框架和竖直框架均由若干型材拼接而成。如此设置的机架1稳固，可靠性高。
在电极筒固定座10-8上开设有与电极筒10-6连通的接线孔10-4，连接电缆10-3穿过接线孔10-4与电极筒10-6内的一次性电极10-7连接，所述一次性电极10-7的直径为6-10mm，所述一次性电极10-7通过一个安装在电极筒固定座10-8上的锁紧螺钉10-5固定。
所述电极筒固定座10-8为云母材质的电极筒固定座10-8，具有耐高温绝缘的作用；所述电极筒10-6为纯铜材质的电极筒10-6，所述连接电缆10-3为纯铜编织线。
一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置的辅助脉冲处理方法，包括下列步骤：
步骤一、将两个一次性电极10-7分别插入相应的电极筒10-6内，拧紧锁紧螺钉10-5，将两个一次性电极10-7夹紧；
步骤二、将金属型模具放置在机架1内的两个一次性电极10-7的正下方；
步骤三、启动X向电机14，通过同步带轮13和皮带12带动两个电极筒固定座10-8运动，从而带动X向直线轴承座10-2及X向直线轴承10-1水平运动，使得两个一次性电极10-7相互靠近或远离，待移动到所需位置时，关闭X向电机14，完成两个一次性电极10-7的间距调节；
步骤四、同步启动两个Z向电机2，由丝杠3和T型螺母4带动两个X向电机座5上下运动，从而带动电极插入机构10上下运动，待运动到所需位置时，关闭两个Z向电机2，完成两个一次性电极10-7的高度调节；
步骤五、将铝合金液浇铸到金属型模具中，开启所述的脉冲电源9，脉冲电流通过所述的连接电缆10-3、所述的电极筒10-6和所述的一次性电极10-7施加在铝合金液上；
步骤六、待辅助脉冲处理结束后，关闭所述的脉冲电源9，松开所述的锁紧螺钉10-5，所述的Z向电机2复位，X向电机14复位。
以上公开的本发明创造实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明创造仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明创造的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明创造。
Claims (10)
1.一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：包括机架(1)、Z向电机(2)、丝杠(3)、T型螺母(4)、脉冲电源(9)、电极插入机构(10)、皮带(12)、同步带轮(13)和X向电机(14)，在机架(1)的左右两侧各设置一个Z向电机(2)，在每个Z向电机(2)的输出端分别连接一个丝杠(3)，在每个丝杠(3)上配合一个T型螺母(4)，丝杠(3)的自由端通过丝杠支撑座(7)安装在机架(1)上，在每个T型螺母(4)上连接一个X向电机座(5)，在机架(1)上固定两个Z轴导向杆(6)，每个Z轴导向杆(6)穿过一个X向电机座(5)布置；
在其中一个X向电机座(5)上安装X向电机(14)，在X向电机(14)的输出轴上安装同步带轮(13)，在另一个X向电机座(5)内设有一从动带轮，在同步带轮(13)和从动带轮上配合皮带(12)，在两个X向电机座(5)之间装有两个X向导向杆(11)，两个X向导向杆(11)上下正对布置，所述的电极插入机构(10)滑动设置在两个X向导向杆(11)上；两个Z向电机(2)同步转动带动各自丝杠(3)转动，丝杠(3)转动带动各自T型螺母(4)升降从而带动电极插入机构(10)升降；
所述的电极插入机构(10)包括两个电极插入组件，所述的电极插入组件包括电极筒固定座(10-8)、连接电缆(10-3)、电极筒(10-6)和一次性电极(10-7)，在电极筒固定座(10-8)内装设电极筒(10-6)，在电极筒(10-6)内部装设一次性电极(10-7)，两个电极插入组件的一次性电极(10-7)分别通过一根连接电缆(10-3)与脉冲电源(9)的输出端相连接；其中的一个电极插入组件的电极筒固定座(10-8)与上方的皮带(12)连接，另一个电极插入组件的电极筒固定座(10-8)与下方的皮带(12)连接，当X向电机(14)的输出轴转动时，带动两个电极插入组件相互靠近或远离。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述电极插入组件还包括X向直线轴承(10-1)和X向直线轴承座(10-2)，所述X向直线轴承(10-1)设置两个，且分别套设在两个X向导向杆(11)上，X向直线轴承(10-1)分别装在一个X向直线轴承座(10-2)内部，两个X向直线轴承座(10-2)通过电极筒固定座(10-8)连接。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述皮带(12)为齿形带，在X向直线轴承座(10-2)的背面设有与齿形带配合的啮合槽(10-9)。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述机架(1)包括底部框架和竖直框架，所述底部框架为矩形结构，所述竖直框架固定在底部框架的两个长边处。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述Z轴导向杆(6)的上下两端各通过一个Z向导向杆支撑座(8)分别与竖直框架和底部框架连接。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述一次性电极(10-7)通过一锁紧螺钉(10-5)固定。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述脉冲电源(9)设置在机架(1)的后方。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述电极筒固定座(10-8)为云母材质的电极筒固定座(10-8)，所述电极筒(10-6)为纯铜材质的电极筒(10-6)，所述连接电缆(10-3)为纯铜编织线。
9.根据权利要求1所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置，其特征在于：所述一次性电极(10-7)的直径为6-10mm。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的一种铝合金凝固电脉冲处理用电极调节装置的辅助脉冲处理方法，其特征在于：包括下列步骤：
步骤一、将两个一次性电极(10-7)分别插入相应的电极筒(10-6)内，拧紧锁紧螺钉(10-5)，将一次性电极(10-7)夹紧；
步骤二、将金属型模具放置在机架(1)内的一次性电极(10-7)的正下方；
步骤三、启动X向电机(14)，通过同步带轮(13)和皮带(12)带动两个电极筒固定座(10-8)运动，从而带动X向直线轴承座(10-2)及X向直线轴承(10-1)水平运动，使得两个一次性电极(10-7)相互靠近或远离，待移动到所需位置时，关闭X向电机(14)，完成两个一次性电极(10-7)的间距调节；
步骤四、同步启动两个Z向电机(2)，由丝杠(3)和T型螺母(4)带动两个X向电机座(5)上下运动，从而带动电极插入机构(10)上下运动，待运动到所需位置时，关闭两个Z向电机(2)，完成两个一次性电极(10-7)的高度调节；
步骤五、将铝合金液浇铸到金属型模具中，开启脉冲电源(9)，脉冲电流通过连接电缆(10-3)、电极筒(10-6)和一次性电极(10-7)施加在铝合金液上；
步骤六、待辅助脉冲处理结束后，关闭脉冲电源(9)，松开锁紧螺钉(10-5)，Z向电机(2)复位，X向电机(14)复位。
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| CN114752878B (zh) | 2023-05-19 |
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