專利名稱：一種油電混合的冷室壓鑄機壓射系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及冷室壓鑄機，更具體地說，涉及一種新型的油電混合的冷室壓鑄機壓
射系統。
背景技術：
目前，國內外傳統的冷室壓鑄機的壓射系統一般都采用液壓為動力，來實現金屬 (鋁合金、鎂合金、銅合金等)的壓力鑄造，具體動作如下 合金液從保溫爐中由給湯機(供料裝置)供料至壓鑄機的入料筒，然后由液壓系 統驅動壓射桿前進，在推動合金液進行慢速、高速、增壓、壓射桿跟出和回錘的壓鑄工藝。
在慢速、高速的過程中，要求速度的控制平穩且無波動，減少壓射過程中巻氣，在 充型完成的同時，液壓系統驅動增壓系統，從而推進壓射桿，實現金屬冷卻過程中的增壓補 縮，使金屬制品內部致密，最終成型制品，這一階段進行壓射的增壓； 當增壓動作完成后，動模板移動，拉開動模，壓射桿和動模板以相等的速度前進，
推出制品在定模上的部分，這一階段實現壓射中壓射桿跟出； 當跟出完成后，液壓系統驅動壓射桿回退至初始位置，進行下一循環。 在壓鑄成型中，增壓動作尤其重要，是壓鑄成型制品品質的重要保障。然而，
冷室壓鑄機的增壓壓力非常大(中型壓鑄機增壓力約為400kN-900kN、大型壓鑄機為
1000kN-2500kN)，傳統的壓鑄機全部用液壓來實現，如果采用電機來實現如此大的增壓壓
力，需要比較大型的電機，將造成成本提高。 這種傳統的油壓式壓鑄機不僅需要使用比較大的油壓驅動源，需要較大的能耗， 而且不可避免的帶來液壓油的污染。與此同時，由于液壓油的可壓縮性和泄漏，液壓傳動不 能保證嚴格的傳動比，壓射過程中速度的精確度和精密度不易控制，速度段控制單一，各段 壓射速度波動較大，壓射過程中容易巻氣，對于提高壓鑄制品的品質、制品的凈成型都是局 限。因此，發展電動的壓鑄機勢在必行。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述傳統油壓式壓鑄機需要較大 油壓驅動源及能耗且不易控制壓射過程中速度的精確度和精密度的缺陷，提供一種油電混 合的冷室壓鑄機壓射系統。 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種油電混合的冷室壓鑄機壓 射系統，包括入料筒及壓射桿，其還包括伺服電機控制裝置和液壓增壓裝置，所述伺服電機 驅動所述壓射桿以控制壓射過程中的壓射速度，所述液壓增壓裝置配合伺服電機控制裝置 驅動所述壓射桿以控制壓射過程中的快速增壓。 在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述液壓增壓裝置包括增壓缸體、安裝在 所述增壓缸體內的增壓活塞及與所述增壓活塞連接的液壓系統，所述伺服電機控制裝置包括 安裝在所述增壓缸體上的伺服電機及與所述壓射桿固定連接可帶動其直線運動的聯動件，所述增壓活塞由所述液壓系統驅動，所述聯動件橫穿所述增壓缸體和增壓活塞并與所述伺服電 機連接，所述聯動件在所述伺服電機與增壓活塞的驅動下帶動所述壓射桿作直線運動。
在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述聯動件包括一與所述伺服電機連接 的轉軸，所述轉軸與增壓活塞之間安裝有用于轉軸轉動的軸承；所述轉軸內部為空心結構， 設有通過絲杠緊固裝置與所述壓射桿固定連接的絲杠；所述絲杠通過設置在所述轉軸內的 絲杠螺母與所述轉軸轉動連接。 在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述聯動件包括一與所述伺服電機連接 的絲杠，所述絲杠與增壓活塞之間安裝有用于絲杠轉動的軸承；所述壓射桿連接有一絲杠 螺母固定裝置，所述絲杠螺母固定裝置上設有絲杠螺母；所述絲杠通過所述絲杠螺母與所 述絲杠螺母固定裝置轉動連接。 在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述伺服電機驅動所述轉軸和絲杠螺母 轉動，通過絲杠螺母和絲杠的傳動機構將絲杠螺母的旋轉運動轉換成絲杠的直線運動，進 而由絲杠推動壓射桿將所述入料筒中合金液的推進模具。 在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述伺服電機帶動絲杠轉動，通過絲杠 螺母和絲杠的傳動機構將絲杠旋轉運動轉換成絲杠螺母的直線運動，進而由絲杠螺母推動 壓射桿將所述入料筒中合金液推進模具。 在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述液壓系統包括壓力傳感器、換向閥、 單向閥、增壓儲能器、流量控制閥、油泵電機、油泵、油箱、吸油過濾器及冷卻器，所述油泵電 機驅動油泵工作，所述油泵將液壓油通過所述吸油過濾器從油箱中吸出至所述增壓缸體， 所述增壓儲能器儲備特定壓力和容積的液壓油，多余的液壓油從所述流量控制閥中流回油 箱，其中所述單向閥用于防止增壓儲能器中的液壓油流回油泵；在增壓的油路中，所述換向 閥用于控制增壓的動作，所述壓力傳感器用于檢測增壓壓力，所述增壓缸體中的液壓油經 過換向閥和冷卻器流回油箱。 在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述伺服電機控制裝置用于壓射過程中 的多段慢速、勻加速、多段高速、減速剎車的控制，所述液壓增壓裝置用于壓射過程中的快 速增壓控制。 在本發明所述的冷室壓鑄機壓射系統中，所述快速增壓過程完成后，動模板移動 并拉開動模，所述壓射桿和動模板以相等的速度前進，推出制品在定模上的部分，實現壓射 中壓射桿跟出。 實施本發明的油電混合的冷室壓鑄機壓射系統，具有以下有益效果壓射速度由 伺服電機控制，構成速度、壓射力的實時閉環控制，伺服電機實現對壓射過程中慢速(多 段)、勻加速、高速(多段)、減速(剎車)的控制，實現壓射速度的多段無級可調，壓射速 度平穩無波動、壓射速度的重復性好、加速和減速的響應時間短、壓射的精確度高，從而提 高制品的品質；壓射控制精確，成型凈成型制品；伺服電機控制做到節省能源、改善環保水 平、降低噪音、縮短生產周期；利用液壓系統實現增壓的目的，增壓單獨控制利于實現縮短 建壓時間，同時避免為了要達到較大的增壓力而采用大型電機，從而降低成本。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中
圖1是本發明油電混合的冷室壓鑄機壓射系統的第一實施例的原理結構示意圖；
圖2是本發明油電混合的冷室壓鑄機壓射系統的第二實施例的原理結構示意圖；
圖3是圖1和圖2所示實施例的壓鑄過程中的速度、壓力、壓射桿位移的曲線示意 圖。 附圖標記如下入料筒l，壓射桿2，絲杠緊固裝置3，絲杠螺母4，轉軸5，增壓缸體 6，增壓活塞7，伺服電機8，壓力傳感器11，換向閥12，單向閥13，增壓儲能器14，流量控制 閥15，油泵16，油泵電機17，油箱18，吸油過濾器19，冷卻器20，軸承21，絲杠22，絲杠螺母
固定裝置23。
具體實施例方式
為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附 圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解 釋本發明，并不用于限定本發明。 圖1是本發明油電混合的冷室壓鑄機壓射系統的第一實施例的原理結構示意圖。 圖l所示的冷室壓鑄機壓射系統包括伺服電機控制裝置、液壓增壓裝置。本發明的壓射系 統采用油電混合結構，其壓射動作分為慢速(多段)、勻加速、高速(多段)、減速(剎車)、 快速增壓、壓射桿跟出和回錘，伺服電機控制裝置實現壓鑄過程中不同的速度控制，實現壓 射速度的多段無級可調，液壓增壓裝置配合伺服控制裝置實現壓鑄過程中的快速增壓，實 現壓射過程中金屬的快速增壓補縮，從而實現壓鑄的無飛邊功能，成型高品質的凈成型制
Pl
PR o 在圖1中，本發明中的伺服電機控制裝置中的轉軸5橫穿增壓缸體6和增壓活塞 7，轉軸5和增壓活塞7之間安裝有軸承21，以便于轉軸5的轉動。絲杠螺母4固定在轉軸 5上，轉軸5與伺服電機8連接，以此達到伺服電機8驅動絲杠螺母4旋轉的目的；壓射桿2 與絲杠緊固裝置3連接，絲杠22固定在絲杠緊固裝置3上。絲杠22安裝在絲杠螺母4的 內部；轉軸5內部為空心結構，以作為絲杠22運動的空間。絲杠緊固裝置3、絲杠螺母4、轉 軸5、絲杠22即為由伺服電機8帶動且由液壓系統驅動的聯動件。 在圖1中，本發明中的伺服電機8安裝在增壓缸體6上，增壓活塞7安裝在增壓缸 體6內部。油泵電機17驅動油泵16工作，油泵16將液壓油通過吸油過濾器19從油箱18 中吸出，供給本發明的液壓增壓裝置。增壓儲能器14儲備規定壓力和容積的液壓油，多余 的液壓油從流量控制閥15中流回油箱18，單向閥13防止增壓儲能器14中的液壓油流回油 泵16。在增壓的油路中，換向閥12控制增壓的動作，壓力傳感器11檢測增壓壓力，增壓缸 體6中的液壓油經過換向閥12和冷卻器20流回油箱18。 在圖1的實施方式中，伺服電機8驅動轉軸5和絲杠螺母4轉動，由絲杠螺母4和 絲杠22的傳動機構將絲杠螺母4的旋轉運動轉換成絲杠22的直線運動，由絲杠22推動壓 射桿2，壓射桿2將入料筒1中合金液推進模具，伺服電機8實現對圖3中壓射的慢速(多 段)、勻加速、高速(多段)、減速(剎車)的控制，實現壓射速度的多段無級可調；當合金液 充填模具完成時，伺服電機8驅動壓射桿2剎車減速，以減少壓鑄制品飛邊的產生，更好地 使制品能夠達到凈成型的目標；與此同時，液壓增壓控制裝置中的換向閥12行至圖示的下 位，增壓儲能器14中的液壓油快速放入增壓缸體6的后腔中，推動增壓活塞7前進，增壓缸體6前腔的液壓油經過換向閥12、冷卻器20流回到油箱18中。增壓活塞7推動轉軸5，將 增壓力通過緊固在轉軸5上的絲杠螺母4傳遞至絲杠22，由絲杠22推動壓射桿2，由壓射 桿2將增壓力作用在合金液上，對模具中的合金液進行快速增壓補縮，最終成型制品，液壓 增壓裝置實現圖3中壓射的快速增壓功能。 當快速增壓過程完成后，動模板移動，從而拉開動模，壓射桿2和動模板以相等的
速度前進，推出制品在定模上的部分，這一階段實現壓射中壓射桿的跟出。 當壓射桿跟出完成后，換向閥12行至圖示中上位，液壓增壓裝置驅動液壓油進入
增壓缸體6的前腔，推動增壓活塞7后退至開始位置，增壓缸體6后腔的液壓油經過換向閥
12、冷卻器20流回到油箱18中；與此同時，伺服電機8反向旋轉，驅動壓射桿2后退至開始
位置，壓射系統進行下一循環。 圖2是本發明油電混合的冷室壓鑄機壓射系統的第二實施例的原理結構示意圖。
在圖2中，本發明中的伺服電機控制裝置中的絲杠22橫穿增壓缸體6和增壓活塞 7，絲杠22和增壓活塞7之間安裝有軸承21，以便于絲杠22的轉動。絲杠螺母4固定在絲 杠螺母固定裝置23上，絲杠22與伺服電機8連接，以此達到伺服電機8驅動絲杠22旋轉的 目的；壓射桿2與絲杠螺母固定裝置23連接，絲杠螺母4固定在絲杠螺母固定裝置23上。 絲杠22安裝在絲杠螺母4的內部。絲杠22、絲杠螺母固定裝置23、絲杠螺母4即為由伺服 電機8帶動且由液壓系統驅動的聯動件。 在圖2中，本發明中的液壓增壓裝置中的增壓缸體6固定在壓射系統固定裝置上 (圖中未示出)，伺服電機安裝8安裝在增壓缸體6上。增壓活塞7安裝在增壓缸體6內部， 油泵電機17驅動油泵16工作，液壓泵16將液壓油通過吸油過濾器19從油箱18中吸出，供 給本發明的液壓增壓裝置，增壓儲能器14儲備規定壓力和容積的液壓油，多余的液壓油從 流量控制閥15中流回油箱18，單向閥13防止增壓儲能器14中的液壓油流回油泵16。在 增壓的油路中，換向閥12控制增壓的動作，壓力傳感器11檢測增壓壓力，增壓缸體6中的 液壓油經過換向閥12和冷卻器20流回油箱18。 在圖2的實施方式中，伺服電機8驅動帶輪10轉動，從而帶動絲杠22轉動，由絲杠 螺母4和絲杠22的傳動機構將絲杠22旋轉運動轉換成絲杠螺母4的直線運動，由絲杠螺母 4推動壓射桿2，壓射桿2將入料筒1中合金液推進模具，伺服電機8實現對圖3中壓射的慢 速(多段)、勻加速、高速(多段)、減速(剎車)的控制，實現壓射速度的多段無級可調；當 合金液充填模具完成時，伺服電機8驅動壓射桿2剎車減速，以減少壓鑄制品飛邊的產生， 更好地使制品能夠達到凈成型的目標；與此同時，液壓增壓控制裝置中的換向閥12行至圖 示的下位，增壓儲能器14中的液壓油快速放入增壓缸體6中，推動增壓活塞7前進，增壓缸 體6前腔的液壓油經過換向閥12、冷卻器20流回到油箱18中。增壓活塞7推動絲杠22， 絲杠22將增壓力傳遞至絲杠螺母4，由絲杠螺母4通過絲杠固定裝置23推動壓射桿2，由 壓射桿2將增壓力作用在合金液上，對模具中的合金液進行快速增壓補縮，最終成型制品， 液壓增壓裝置實現圖3中壓射的快速增壓功能。 當快速增壓過程完成后，動模板移動，從而拉開動模，壓射桿2和動模板以相等的 速度前進，推出制品在定模上的部分，這一階段實現壓射中壓射桿的跟出。
當壓射桿跟出完成后，換向閥12行至圖示中上位，液壓增壓裝置驅動液壓油進入 增壓缸體6的前腔，推動增壓活塞7后退至開始位置，增壓缸體6后腔的液壓油經過換向閥12、冷卻器20流回到油箱18中；與此同時，伺服電機8反向旋轉，驅動壓射桿2后退至開始 位置，壓射系統進行下一循環。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡是本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種油電混合的冷室壓鑄機壓射系統，包括入料筒及壓射桿，其特征在于，還包括伺服電機控制裝置和液壓增壓裝置，所述伺服電機驅動所述壓射桿以控制壓射過程中的壓射速度，所述液壓增壓裝置配合伺服電機控制裝置驅動所述壓射桿以控制壓射過程中的快速增壓。
2. 根據權利要求1所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述液壓增壓裝置包括 增壓缸體、安裝在所述增壓缸體內的增壓活塞及與所述增壓活塞連接的液壓系統，所述伺 服電機控制裝置包括安裝在所述增壓缸體上的伺服電機及與所述壓射桿固定連接可帶動 其直線運動的聯動件，所述增壓活塞由所述液壓系統驅動，所述聯動件橫穿所述增壓缸體 和增壓活塞并與所述伺服電機連接，所述聯動件在所述伺服電機與增壓活塞的驅動下帶動 所述壓射桿作直線運動。
3. 根據權利要求2所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述聯動件包括一與所 述伺服電機連接的轉軸，所述轉軸與增壓活塞之間安裝有用于轉軸轉動的軸承；所述轉軸 內部為空心結構，設有通過絲杠緊固裝置與所述壓射桿固定連接的絲杠；所述絲杠通過設 置在所述轉軸內的絲杠螺母與所述轉軸轉動連接。
4. 根據權利要求2所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述聯動件包括一與所 述伺服電機連接的絲杠，所述絲杠與增壓活塞之間安裝有用于絲杠轉動的軸承；所述壓射 桿連接有一絲杠螺母固定裝置，所述絲杠螺母固定裝置上設有絲杠螺母；所述絲杠通過所 述絲杠螺母與所述絲杠螺母固定裝置轉動連接。
5. 根據權利要求3所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述伺服電機驅動所述 轉軸和絲杠螺母轉動，通過絲杠螺母和絲杠的傳動機構將絲杠螺母的旋轉運動轉換成絲杠 的直線運動，進而由絲杠推動壓射桿將所述入料筒中合金液的推進模具。
6. 根據權利要求4所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述伺服電機帶動絲杠 轉動，通過絲杠螺母和絲杠的傳動機構將絲杠旋轉運動轉換成絲杠螺母的直線運動，進而 由絲杠螺母推動壓射桿將所述入料筒中合金液推進模具。
7. 根據權利要求3或4所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述液壓系統包括壓 力傳感器、換向閥、單向閥、增壓儲能器、流量控制閥、油泵電機、油泵、油箱、吸油過濾器及 冷卻器，所述油泵電機驅動油泵工作，所述油泵將液壓油通過所述吸油過濾器從油箱中吸 出至所述增壓缸體，所述增壓儲能器儲備特定壓力和容積的液壓油，多余的液壓油從所述 流量控制閥中流回油箱，其中所述單向閥用于防止增壓儲能器中的液壓油流回油泵；在增 壓的油路中，所述換向閥用于控制增壓的動作，所述壓力傳感器用于檢測增壓壓力，所述增 壓缸體中的液壓油經過換向閥和冷卻器流回油箱。
8. 根據權利要求3或4所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述伺服電機控制裝 置用于壓射過程中的多段慢速、勻加速、多段高速、減速剎車的控制，所述液壓增壓裝置用 于壓射過程中的快速增壓控制。
9. 根據權利要求8所述的冷室壓鑄機壓射系統，其特征在于，所述快速增壓過程完成 后，動模板移動并拉開動模，所述壓射桿和動模板以相等的速度前進，推出制品在定模上的 部分，實現壓射中壓射桿跟出。
全文摘要
本發明涉及一種油電混合的冷室壓鑄機壓射系統，其包括入料筒及壓射桿、伺服電機控制裝置和液壓增壓裝置，所述伺服電機驅動所述壓射桿以控制壓射過程中的壓射速度，所述液壓增壓裝置配合伺服電機控制裝置驅動所述壓射桿以控制壓射過程中的快速增壓。本發明的壓射速度由伺服電機控制，伺服電機實現對壓射過程中多段慢速、勻加速、多段高速、減速剎車的控制，實現壓射速度的多段無級可調，從而實現壓鑄的無飛邊功能，成型高品質的凈成型制品。同時利用液壓系統實現增壓的目的，增壓單獨控制利于實現縮短建壓時間，避免為了要達到較大的增壓力而采用大型電機，從而降低成本。
文檔編號B22D17/08GK101774005SQ200910104968
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月12日 優先權日2009年1月12日
發明者劉相尚, 程德飛 申請人:深圳領威科技有限公司