一種擠壓鑄造定量澆注裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種擠壓鑄造定量澆注裝置，包括擠壓缸，所述擠壓缸通過傳輸管道依次與澆注裝置及熔爐相連接，所述擠壓缸的成型腔內(nèi)設(shè)置有活塞式的沖頭，所述沖頭下方通過螺釘固定連接有由鑄造機的壓射機構(gòu)驅(qū)動的推桿，所述沖頭及推桿的中心上下貫通地設(shè)置有階梯孔，位于沖頭內(nèi)的階梯孔設(shè)置有壓力傳感器，傳感器導線穿過推桿內(nèi)的階梯孔將所述壓力傳感器與控制裝置電連接，所述控制裝置與澆注裝置通過澆注裝置導線電路連接，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用所述的擠壓鑄造定量澆注裝置進行定量澆注的方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)，同時大大提高了定量精度，提高了鑄件的質(zhì)量，降低了廢品率。
【專利說明】一種擠壓鑄造定量澆注裝置及方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及擠壓鑄造，具體是指一種利用壓力傳感器及控制裝置對擠壓鑄造澆注金屬熔液進行定量控制，以及這種方法可以實現(xiàn)對擠壓鑄造沖頭壓力進行實時檢測。
【背景技術(shù)】
[0003]擠壓鑄造是指將一定的液態(tài)或半固態(tài)金屬澆入模具型腔，通過擠壓沖頭以一定的擠壓力作用于液態(tài)金屬上，使之充分結(jié)晶、凝固和成形，從而獲得所需形狀零件的一種材料凈精確成形的方法。這種工藝方法使液態(tài)金屬在較高壓下凝固，能獲得可熱處理的高致密鑄件。
[0004]在現(xiàn)行的擠壓鑄造成形的方法中，主要采用人工澆注或簡單澆注裝置進行澆注，在這樣無反饋的澆注方法之下，無法精確控制金屬熔液的重量。實踐證明，金屬熔液過多，雖然能夠成形零件，但是鑄件會多出一部分留在擠壓缸內(nèi)，不利于自動取件系統(tǒng)取件，且浪費材料。如果金屬熔液過少，無法成形合格的零件。針對以上缺點以及擠壓鑄造工藝發(fā)展的趨勢，需要一種能夠定量，且自動化程度高的澆注方法。
[0005]沖頭壓力，即比壓，是擠壓鑄造的關(guān)鍵工藝參數(shù)?，F(xiàn)在擠壓鑄造工藝過程中通常利用檢測驅(qū)動沖頭的油壓來間接測量沖頭壓力。由于壓射過程中金屬熔液、擠壓缸以及沖頭之間的復雜的熱-力耦合作用，油壓與沖頭壓力之間實際存在較大差距，這大大影響了檢測的精度，也不利用擠壓鑄造過程中沖頭壓力的控制。為了提高擠壓鑄造鑄件的質(zhì)量，需要一種能夠精確、直接檢測沖頭壓力的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨`在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明的一個目的是提供一種擠壓鑄造定量澆注裝置。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下措施:
一種擠壓鑄造定量澆注裝置，包括擠壓缸，所述擠壓缸通過傳輸管道依次與澆注裝置及熔爐相連接，所述擠壓缸的成型腔內(nèi)設(shè)置有活塞式的沖頭，所述沖頭下方通過螺釘固定連接有由鑄造機的壓射機構(gòu)驅(qū)動的推桿，所述沖頭及推桿的中心上下貫通地設(shè)置有階梯孔，位于沖頭內(nèi)的階梯孔設(shè)置有壓力傳感器，傳感器導線穿過推桿內(nèi)的階梯孔將所述壓力傳感器與控制裝置電連接，所述控制裝置與澆注裝置通過澆注裝置導線電路連接。
[0009]進一步地，所述階梯孔內(nèi)、位于壓力傳感器的上方設(shè)置有直達成型腔金屬探測桿，這樣，由于壓力傳感器無需與高溫液態(tài)金屬直接接觸，可選用相對便宜的壓力傳感器，節(jié)約成本。
[0010]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種應(yīng)用擠壓鑄造定量澆注裝置進行定量澆注的方法，并采用如下技術(shù)方案: 一種應(yīng)用所述的擠壓鑄造定量澆注裝置進行定量澆注的方法，包括步驟:
a、在控制裝置中設(shè)定金屬溶液壓力參數(shù)及沖頭壓力參數(shù)，同時預熱擠壓缸和傳輸管道至所需溫度，預熱模具至所需溫度
b、開啟澆注裝置向擠壓缸澆注金屬熔液，壓力傳感器將檢測到的壓力信號傳輸給控制裝置，根據(jù)設(shè)定好的金屬溶液壓力參數(shù)，得出已澆注的金屬熔液的重量，當壓力傳感器的檢測值達到預定值時，表明已澆注金屬熔液達到預定量，控制裝置向澆注裝置發(fā)出控制信號，澆注裝置停止?jié)沧ⅲ?br> C、模具閉合，隨后沖頭上行，將擠壓缸中的金屬熔液壓射到模具的模腔中，沖頭在推桿的作用下，對模腔中的金屬熔液施加一定的壓力并保持一定時間，在這一過程中，位于沖頭中的壓力傳感器直接或通過金屬探測桿實時檢測沖頭的壓力值，并將信號傳輸給控制裝置，控制裝置將檢測值與沖頭壓力參數(shù)相比較，并根據(jù)比較的結(jié)果對沖頭壓力進行調(diào)節(jié)；d、保壓完成后，沖頭下行，模具打開，取出鑄件，同時控制裝置保存壓力傳感器的歷史數(shù)據(jù)，用于根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)與鑄件的質(zhì)量參數(shù)進行比較，以便于對工藝參數(shù)的優(yōu)化。
[0011]進一步地，步驟c中所述根據(jù)比較的結(jié)果對沖頭壓力進行調(diào)節(jié)具體包括:
當檢測值小于工藝要求的沖頭壓力參數(shù)時，則控制裝置發(fā)出相應(yīng)的信號，增加沖頭的壓力值，當檢測值大于沖頭壓力參數(shù)時，則控制裝置發(fā)出相應(yīng)的信號，減少沖頭壓力值。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下突出特點:
1、本發(fā)明方法利用了壓力傳感器直接檢測壓室中的金屬熔液方式來對澆注進行定量控制，大大提高了定量精度，有效地避免了金屬熔液無法精確定量帶來的一系列問題，同時也提高了鑄件的質(zhì)量，降低了廢品率。
[0013]2、本發(fā)明方法在沖頭中心安裝了一個壓力傳感器，其在擠壓鑄造過程中可以實時檢測沖頭壓力；這是一種直接檢測沖頭壓力的方法，與傳統(tǒng)的沖頭壓力檢測方法相比精度更高。
[0014]3、由于本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，各部分之間連接也較為簡便，不需要較多的機械部件，便于實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例1的壓力傳感器的安裝示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例1的總裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例2的壓力傳感器的安裝示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例2的總裝結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1一擠壓缸；2—沖頭；3—壓力傳感器；4一推桿；5—螺釘；6—熔爐；7—控制裝置；8—燒注裝置；9一傳感器導線；10—燒注裝置導線；11 一傳輸管道；12—金屬探測桿。
【具體實施方式】
[0016]通過如下實例結(jié)合說明書附圖讀本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。
[0017]實施例1
如圖1至圖2所示，本實施例所使用的鑄造機為250噸的臥式擠壓鑄造機生產(chǎn)鋁合金階梯板，所使用的澆注裝置為EMPS-LC型的電磁泵。如圖2所示，一種擠壓鑄造定量澆注裝置，包括擠壓缸I，所述擠壓缸I通過傳輸管道11依次與澆注裝置8及熔爐6相連接，所述擠壓缸I的成型腔內(nèi)設(shè)置有活塞式的沖頭2，所述沖頭2下方通過螺釘5固定連接有由鑄造機的壓射機構(gòu)驅(qū)動的推桿4，所述沖頭2及推桿4的中心上下貫通地設(shè)置有階梯孔，位于沖頭2內(nèi)的階梯孔設(shè)置有壓力傳感器3，傳感器導線9穿過推桿4內(nèi)的階梯孔將所述壓力傳感器3與控制裝置7電連接，所述控制裝置7與澆注裝置8通過澆注裝置導線10電路連接。
[0018]實施例2
如圖2所示，本實施例與實施例1的區(qū)別在于:所述階梯孔內(nèi)、位于壓力傳感器3的上方設(shè)置有直達成型腔金屬探測桿，這樣，由于壓力傳感器3無需與高溫液態(tài)金屬直接接觸，可選用相對便宜的壓力傳感器，節(jié)約成本。
[0019]實施例3
一種應(yīng)用所述的擠壓鑄造定量澆注裝置進行定量澆注的方法，包括步驟:
a、在控制裝置7中設(shè)定金屬溶液壓力參數(shù)及沖頭壓力參數(shù)，同時預熱擠壓缸(I)和傳輸管道11至280°C，預熱模具至280°C ；
b、開啟澆注裝置8向擠壓缸I澆注金屬熔液，壓力傳感器3將檢測到的壓力信號傳輸給控制裝置7，根據(jù)設(shè)定好的金屬溶液壓力參數(shù)，得出已澆注的金屬熔液的重量，當壓力傳感器3的檢測值達到預定值時，表明已澆注金屬熔液達到預定量，控制裝置7向澆注裝置8發(fā)出控制信號，澆注裝置8停止?jié)沧ⅲ?br> C、模具閉合，隨后沖頭2上行，將擠壓缸I中的金屬熔液壓射到模具的模腔中，沖頭2在推桿4的作用下，對模腔中的金屬熔液施加一定的壓力并保持一定時間，在這一過程中，位于沖頭2中的壓力傳感器3直接或通過金屬探測桿12實時檢測沖頭2的壓力值，并將信號傳輸給控制裝置7，控制裝置7將檢測值與沖頭壓力參數(shù)相比較，并根據(jù)比較的結(jié)果對沖頭壓力進行調(diào)節(jié)；
d、保壓完成后，沖頭2下行，模具打開，取出鑄件，同時控制裝置7保存壓力傳感器3的歷史數(shù)據(jù)，用于根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)與鑄件的質(zhì)量參數(shù)進行比較，以便于對工藝參數(shù)的優(yōu)化。
[0020]步驟c中所述根據(jù)比較的結(jié)果對沖頭壓力進行調(diào)節(jié)具體包括:
當檢測值小于工藝要求的沖頭壓力參數(shù)時，則控制裝置7發(fā)出相應(yīng)的信號，增加沖頭2的壓力值，當檢測值大于沖頭壓力參數(shù)時，則控制裝置7發(fā)出相應(yīng)的信號，減少沖頭2的壓力值。
[0021]本實施例擠壓鑄造定量澆注控制的裝置設(shè)定合金鋁熔液的質(zhì)量為2kg，電磁泵的流量為(5、.5) L/h,質(zhì)量誤差范圍(0?0.05) kg。
[0022]本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種擠壓鑄造定量澆注裝置，包括擠壓缸(I)，所述擠壓缸(I)通過傳輸管道(11)依次與澆注裝置(8)及熔爐(6)相連接，所述擠壓缸(I)的成型腔內(nèi)設(shè)置有活塞式的沖頭(2)，所述沖頭(2)下方通過螺釘(5)固定連接有由鑄造機的壓射機構(gòu)驅(qū)動的推桿(4)，其特征在于:所述沖頭(2)及推桿(4)的中心上下貫通地設(shè)置有階梯孔，位于沖頭(2)內(nèi)的階梯孔設(shè)置有壓力傳感器(3)，傳感器導線(9)穿過推桿(4)內(nèi)的階梯孔將所述壓力傳感器(3)與控制裝置(7)電連接，所述控制裝置(7)與澆注裝置⑶通過澆注裝置導線(10)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擠壓鑄造定量澆注裝置，其特征在于:所述階梯孔內(nèi)、位于壓力傳感器(3)的上方設(shè)置有直達成型腔的金屬探測桿(12)。
3.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1或2所述的擠壓鑄造定量澆注裝置進行定量澆注的方法，其特征在于，包括步驟: a、在控制裝置(7)中設(shè)定金屬溶液壓力參數(shù)及沖頭壓力參數(shù)，同時預熱擠壓缸(I)和傳輸管道(11)至所需溫度，預熱模具至所需溫度 b、開啟澆注裝置(8)向擠壓缸(I)澆注金屬熔液，壓力傳感器(3)將檢測到的壓力信號傳輸給控制裝置(7)，根據(jù)設(shè)定好的金屬溶液壓力參數(shù)，得出已澆注的金屬熔液的重量，當壓力傳感器(3)的檢測值達到預定值時，表明已澆注金屬熔液達到預定量，控制裝置(7)向澆注裝置(8)發(fā)出控制信號，澆注裝置(8)停止?jié)沧ⅲ? C、模具閉合，隨后沖頭(2)上行，將擠壓缸(I)中的金屬熔液壓射到模具的模腔中，沖頭(2)在推桿(4)的作用下，對模腔中的金屬熔液施加一定的壓力并保持一定時間，在這一過程中，位于沖頭(2)中的壓力傳感器(3)直接或通過金屬探測桿12實時檢測沖頭(2)的壓力值，并將信號傳輸給控制裝置(7)，控制裝置(7)將檢測值與沖頭壓力參數(shù)相比較，并根據(jù)比較的結(jié)果對沖頭壓力進行調(diào)節(jié)； d、保壓完成后，沖頭(2)下行，模具打開，取出鑄件，同時控制裝置(7)保存壓力傳感器(3)的歷史數(shù)據(jù)，用于根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)與鑄件的質(zhì)量參數(shù)進行比較，以便于對工藝參數(shù)的優(yōu)化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定量澆注的方法，其特征在于，步驟c中所述根據(jù)比較的結(jié)果對沖頭壓力進行調(diào)節(jié)具體包括: 當檢測值小于工藝要求的沖頭壓力參數(shù)時，則控制裝置(7)發(fā)出相應(yīng)的信號，增加沖頭(2)的壓力值，當檢測值大于沖頭壓力參數(shù)時，則控制裝置(7)發(fā)出相應(yīng)的信號，減少沖頭⑵壓力值。
【文檔編號】B22D18/02GK103624236SQ201310418965
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】邵明, 肖波, 黃林勇, 宋雷 申請人:華南理工大學