一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及鑄造【技術領域】，公開了一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法，包括以下步驟：（1）將溫度為200℃～300℃的鑄件放入矯形夾具中進行矯形；（2）將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。本發明還公開了一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置。本發明利用鋁合金壓鑄件在熱態下強度低、韌性高的特性，在矯形力施加的同時采用冷水浸泡的方式進行冷卻，達到快速定型的目的。壓鑄毛坯經過熱態矯形后，內部應力小，不會發生回彈。矯形參數中消除了“人”的因素，可以實現矯形參數的控制及調整，保證矯形效果的一致性。同時能緩解工人的勞動強度，提高生產效率。
【專利說明】一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑄造【技術領域】，具體地說是一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法及裝置。
【背景技術】
[0002]近年來節能減排的環保壓力促進了汽車向輕量化的趨勢發展，使得汽車鋁壓鑄零部件向功能集成化、結構復雜化以及重量輕量化的方向靠攏。許多壓鑄鋁合金部件在最初的設計時很少考慮鑄造工藝性造成其結構復雜、壁厚差異大、精度要求高，給壓鑄技術開發及生產帶來了很大的挑戰。特別是壁厚不均勻、結構不規則的產品存在變形嚴重的缺陷。實際生產中，通過模具設計以及壓鑄工藝的調整等方法，不能完全解決鑄件變形的問題，需要通過后續的矯形工藝進行矯正。
[0003]目前鑄件的矯形主要是靠人工敲打來完成。該工藝是在鑄件自壓鑄機中取出后去除溢流槽及澆道自然冷卻至室溫后進行矯形的。該工藝的優點是操作靈活，不受場地限制，資金投入低。但是人工矯形正是因為存在“人”的因素，導致矯形力不穩定，矯形后產品平面度一致性較差、產品易被敲裂報廢、生產周期長。由于矯形過程中，外力不斷敲打鑄件，使得鑄件內部應力分布不均勻，矯形后在短時間內檢測鑄件的平面度合格，放置一段時間，內部應力釋放導致變形發生回彈。
【發明內容】
[0004]本發明針對上述存在的問題，提供了一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法，利用壓鑄鋁合金件在熱態下(200°C?300°C)強度低、韌性高的特點進行熱態矯形，同時在矯形過程中用冷卻水浸泡鑄件，使鑄件在矯正的同時快速冷卻定型。
[0005]本發明為實現上述目的，采取以下技術方案予以實現:
[0006]一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法，包括以下步驟:
[0007](I)將溫度為200°C?300°C的鑄件放入矯形夾具中進行矯形；
[0008](2)將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。
[0009]一般鑄件剛加工出來的溫度即可滿足矯形要求，無需額外加熱。
[0010]優選地，矯形時，保壓時間為15s，保壓壓力為5Mpa。
[0011 ] 優選地，所述冷卻水的溫度不超過45°C。一般冷卻水溫度選擇25?45°C，無需額外消耗能量來降溫，也不會影響矯形效果。
[0012]本發明的另一目的在于提供一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，包括機架，所述機架設有由上夾具組件與下夾具組件構成的矯形夾具和設置在矯形夾具下方的水箱；所述下夾具組件懸掛固定于機架，所述上夾具組件可升降地設置在下夾具組件上方；所述水箱頂部敞口且為可升降結構。當水箱上升時，矯形夾具浸泡在水箱液面以下。
[0013]優選地，所述下夾具組件包括底板、設置在底板頂部的夾具基座和設置在夾具基座上的若干個高度可調整的支撐柱，所述底板通過連接桿與機架頂部懸掛連接。下夾具組件的作用是固定待矯形的鑄件，定位方式可以根據不同鑄件的結構采用外形定位或者孔定位。支撐柱是根據鑄件需要矯形的平面來布置的，其作用在于支撐鑄件底面相應位置，并預設支撐高度，當鑄件大平面各個部位的平面度超過要求范圍內，只需要調整相應部位的支撐柱高度，使其平面度符合要求。支撐柱下端可以通過螺紋與夾具基座連接，方便調整高度。
[0014]優選地，所述上夾具組件包括頂板和設置在頂板底部的若干個壓緊壓頭，所述壓緊壓頭與支撐柱一一對應，每一對壓緊壓頭與支撐柱處于同一垂直線上；所述機架頂部設有氣缸，氣缸推桿與頂板連接，頂板與機架之間還設有導向結構。氣缸下壓，上夾具組件能夠對固定在支撐柱上的鑄件產生矯形力。
[0015]為了保證每個壓緊壓頭能同時將鑄件的相應位置壓緊貼合至支撐柱上，壓緊壓頭設計為彈性壓緊壓頭，包括與頂板連接的導套、壓頭和設置在壓頭與導套之間的彈簧。
[0016]優選地，所述水箱通過氣缸與機架底部連接，所述水箱與機架底部之間還設有導向機構。
[0017]優選地，所述水箱設有冷卻水溫度自動控制系統，該系統包括溫度傳感器、氣源、用于供給冷卻水的冷卻水入口、用于排出冷卻水的冷卻水出口和控制器；所述溫度傳感器為多個，設置在水箱內不同位置；所述氣源通過氣管與水箱底部連通，水箱與氣管之間設置有若干個支氣管，在水箱與氣源之間設置有電磁閥一；所述冷卻水入口與冷卻水出口分別設置在水箱兩側，冷卻水入口高度低于冷卻水出口高度，冷卻水入口與冷卻水出口分別設置有電磁閥二與電磁閥三；所述溫度傳感器、電磁閥一、電磁閥二和電磁閥三均與控制器連接。
[0018]優選地，所述冷卻水出口與冷卻水入口之間連通連成一個回路，該回路上設置有冷卻裝置。能夠將冷卻水出口流出的水經過冷卻裝置降溫處理后通過冷卻水入口供給到水箱中，循環利用水資源。
[0019]本發明的有益效果如下:
[0020]本發明利用鋁合金壓鑄件在熱態下強度低、韌性高的的特性，在矯形力施加的同時采用冷水浸泡的方式進行冷卻，達到快速定型的目的。壓鑄毛坯經過熱態矯形后，內部應力小，不會發生回彈。矯形參數中消除了“人”的因素，可以實現矯形參數的控制及調整，保證矯形效果的一致性。同時能緩解工人的勞動強度，提高生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯裝置的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明中彈性壓緊壓頭的結構示意圖；
[0023]圖3為本發明中水箱冷卻水溫度自動控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結合具體實施例來對本發明作進一步的說明。
[0025]實施例1
[0026]參見圖1?3: 一種浸泡式的壓鑄毛還熱態矯形裝置,包括機架1，機架I設有由上夾具組件與下夾具組件構成的矯形夾具和設置在矯形夾具下方的水箱3 ;下夾具組件懸掛固定于機架1，上夾具組件可升降地設置在下夾具組件上方；水箱3頂部敞口且為可升降結構。矯形夾具夾持住鑄件10并為鑄件10提供矯形力；當水箱3上升時，矯形夾具浸泡在水箱3液面以下，從而使夾持在矯形夾具中的鑄件10快速冷卻定型。
[0027]下夾具組件包括底板4、設置在底板4頂部的夾具基座5和設置在夾具基座5上的若干個高度可調整的支撐柱11，底板4通過連接桿12與機架I頂部懸掛連接。下夾具組件的作用是固定待矯形的鑄件10，定位方式可以根據不同鑄件的結構采用外形定位或者孔定位。支撐柱11是根據鑄件10需要矯形的平面來布置的，其作用在于支撐鑄件10底面相應位置，并預設支撐高度，當鑄件10大平面各個部位的平面度超過要求范圍內，只需要調整相應部位的支撐柱11高度，使其平面度符合要求。支撐柱11下端可以通過螺紋與夾具基座5連接，方便調整高度。
[0028]上夾具組件包括頂板6和設置在頂板6底部的若干個壓緊壓頭9，壓緊壓頭9與支撐柱11 一一對應，每一對壓緊壓頭9與支撐柱11處于同一垂直線上；機架I頂部設有氣缸7，氣缸7的推桿與頂板6連接，頂板6與機架I之間還設有導向結構8。氣缸7下壓，上夾具組件能夠對固定在支撐柱11上的鑄件10產生矯形力。
[0029]參見圖2，為了保證每個壓緊壓頭9能同時將鑄件10的相應位置壓緊貼合至支撐柱11上，壓緊壓頭9設計為彈性壓緊壓頭，包括與頂板6連接的導套16、壓頭14和設置在壓頭14與導套16之間的彈簧15，導套16下壓過程中有彈簧15緩沖，并且導套16將壓力通過彈簧15傳遞到壓頭14，驅動壓頭14壓緊產品10的底面貼合至每個支撐柱11上。
[0030]水箱3通過氣缸2與機架I底部連接，水箱3與機架I底部之間還設有導向機構13，氣缸2能夠驅動水箱3上升下降運動。
[0031]單件矯形后，由于鑄件厚度分布不均勻，不同位置的冷卻水吸收的熱量不同而導致水箱3內冷卻水溫度場不均勻，影響矯形效果。水箱3設有冷卻水溫度自動控制系統。參見圖3，冷卻水溫度自動控制系統包括溫度傳感器31、氣源32、用于供給冷卻水的冷卻水入口 33、用于排出冷卻水的冷卻水出口 34和控制器(未標明);溫度傳感器31為多個,設置在水箱3內不同位置；氣源32通過氣管35與水箱3底部連通，水箱3與氣管35之間設置有若干個支氣管36，在水箱3與氣源32之間設置有電磁閥一 37 ;冷卻水入口 33與冷卻水出口 34分別設置在水箱3兩側，冷卻水入口 33高度低于冷卻水出口 34高度，冷卻水入口33與冷卻水出口 34分別設置有電磁閥二 38與電磁閥三39 ;溫度傳感器31、電磁閥一 37、電磁閥二 38和電磁閥三39均與控制器連接。當溫度傳感器31測得的溫度差值超出設定值時，電磁閥一 37打開，氣源32向水箱3通入壓縮空氣，從水箱3底部吹氣鼓泡，使冷卻水溫度均勻。連續矯形后，由于熱量的傳遞，導致水箱3中水溫升高，引起鑄件冷卻速率存在差異，間接影響矯形的效果。當冷卻水的水溫高于設定的溫度上限時，電磁閥二 38與電磁閥三39打開，冷卻水從冷卻水入口 33流進水箱3，多余的冷卻水從冷卻水出口 34流出，保證水箱3液位高度不變。同時，電磁閥一 37打開，氣源32向水箱3通入壓縮空氣，從水箱3底部吹氣鼓泡，使冷卻水溫度均勻。如此反復循環，維持冷卻水溫在合理的范圍之內。
[0032]冷卻水出口 34與冷卻水入口 33之間連通連成一個回路，該回路上設置有冷卻裝置40。能夠將冷卻水出口 34流出的水經過冷卻裝置40降溫處理后通過冷卻水入口 34供給到水箱3中，循環利用水資源。
[0033]本發明利用鋁合金壓鑄件在熱態下強度低、韌性高的的特性，在矯形力施加的同時采用冷水浸泡的方式進行冷卻，達到快速定型的目的。壓鑄毛坯經過熱態矯形后，內部應力小，不會發生回彈。矯形參數中消除了“人”的因素，可以實現矯形參數的控制及調整，保證矯形效果的一致性。同時能緩解工人的勞動強度，提高生產效率。
[0034]實施例2
[0035]一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法，采用實施例1所述裝置，包括以下步驟:
[0036](I)將溫度為200°C?300°C的鑄件放入矯形夾具中進行矯形；
[0037](2)將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。
[0038]一般鑄件剛加工出來的溫度即可滿足矯形要求，無需額外加熱。
[0039]矯形時，保壓時間為15s，保壓壓力為5Mpa。
[0040]所述冷卻水的溫度不超過45°C。一般冷卻水溫度選擇25?45°C，無需額外消耗能量來降溫，也不會影響矯形效果。
[0041]根據本發明的浸泡式熱態矯形方法及相關裝置，對在9000KN臥式冷室壓鑄機上生產的鋁料牌號為ADC12的前罩殼進行了矯形。矯形開始前檢測相關的矯形參數，其中冷卻水溫25°C，保壓時間15s，保壓壓力5Mpa。在以上工藝條件下，對前罩殼零件進行矯形。連續矯形10件后，壓鑄毛坯的平面度小于0.5mm，達到了設計目標值，并且毛坯之間的平面度波動較小，平面度比較穩定。此時水溫溫度上升至30°C，經過后面連續的生產發現水溫超過50°C，在不改變其他參數的條件下，壓鑄毛坯的平面度出現了波動，所以根據實際的效果，設定冷卻水溫的上限為45°C。連續矯形過程中測定的一個工作循環為35s，相對比以往的人工矯形機人工檢測平面度需要的98s，生產效率提高了近2倍。
[0042]惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明之范圍，SP大凡依本發明權利要求及說明書所記載的內容所作出簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明權利要求所涵蓋范圍之內。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發明之權利范圍。
【權利要求】
1.一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將溫度為200°C?300°C的鑄件放入矯形夾具中進行矯形； (2)將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。
2.根據權利要求1所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法，其特征在于，矯形時，保壓時間為15s，保壓壓力為5Mpa。
3.根據權利要求1或2所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形方法，其特征在于，所述冷卻水的溫度不超過45°C。
4.一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，包括機架，其特征在于，所述機架設有由上夾具組件與下夾具組件構成的矯形夾具和設置在矯形夾具下方的水箱；所述下夾具組件懸掛固定于機架，所述上夾具組件可升降地設置在下夾具組件上方；所述水箱頂部敞口且為可升降結構。
5.根據權利要求4所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，其特征在于，所述下夾具組件包括底板、設置在底板頂部的夾具基座和設置在夾具基座上的若干個高度可調整的支撐柱，所述底板通過連接桿與機架頂部懸掛連接。
6.根據權利要求5所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，其特征在于，所述上夾具組件包括頂板和設置在頂板底部的若干個壓緊壓頭，所述壓緊壓頭與支撐柱一一對應，每一對壓緊壓頭與支撐柱處于同一垂直線上；所述機架頂部設有氣缸，氣缸推桿與頂板連接，頂板與機架之間還設有導向結構。
7.根據權利要求6所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，其特征在于，所述壓緊壓頭為彈性壓緊壓頭，包括與頂板連接的導套、壓頭和設置在壓頭與導套之間的彈簧。
8.根據權利要求4或6所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，其特征在于，所述水箱通過氣缸與機架底部連接，所述水箱與機架底部之間還設有導向機構。
9.根據權利要求4所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，其特征在于，所述水箱設有冷卻水溫度自動控制系統，該系統包括溫度傳感器、氣源、用于供給冷卻水的冷卻水入口、用于排出冷卻水的冷卻水出口和控制器；所述溫度傳感器為多個，設置在水箱內不同位置；所述氣源通過氣管與水箱底部連通，水箱與氣管之間設置有若干個支氣管，在水箱與氣源之間設置有電磁閥一；所述冷卻水入口與冷卻水出口分別設置在水箱兩側，冷卻水入口高度低于冷卻水出口高度，冷卻水入口與冷卻水出口分別設置有電磁閥二與電磁閥三；所述溫度傳感器、電磁閥一、電磁閥二和電磁閥三均與控制器連接。
10.根據權利要求9所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態矯形裝置，其特征在于，所述冷卻水出口與冷卻水入口之間連通連成一個回路，該回路上設置有冷卻裝置。
【文檔編號】B23P6/00GK103753101SQ201410020164
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】余亮, 池曉欽, 周海軍, 汪學陽, 林偉慶 申請人:廣東鴻圖科技股份有限公司