專利名稱:合金液態擠壓鑄造成型裝置及其工藝方法
技術領域:
本發明涉及一種合金液態擠壓鑄造裝置和工藝,具體是指利用立式擠壓設備的裝
載,集模具、擠壓鑄造功能于一體,實現合金液態擠壓鑄造成型精密合金鑄件的一種合金液 態擠壓鑄造成型裝置及其工藝方法。
背景技術:
現有技術的合金液態成型工藝分為,高壓鑄造法、低壓鑄造法(含重力鑄造)和鑄 造鍛壓法; 高壓鑄造法是通過壓鑄機用高壓高速將熾熱液態的鎂、鋁合金壓射入成型模具的
型腔中冷卻定型來完成制品的成型,該技術具有充型速度快的特點,適用于薄壁復雜件的
生產,但壓射過程中常出現排氣不良,合金液易巻氣一 同壓鑄進模具,使鑄件組織含氣,還
伴有冷隔、欠鑄等缺陷,導致制品的機械性能降低,且不能進行熱處理和焊接; 低壓鑄造法(含重力鑄造)是通過壓鑄機用低壓低速將熾熱液態的鎂、鋁合金壓
射入成型模具的型腔中冷卻定型來完成制品的成型,該技術充型速度慢,在時間上模具排
氣較充分,制品的含氣量比高壓法明顯減少,但制品因在冷卻凝固過程中所受的壓力不足,
冷卻后雖不含氣卻組織疏松,晶粒粗大,機械性能較低,需通過后序的熱處理或鍛壓來強
化; 鑄造鍛壓法是采用低壓或重力鑄造等方式先生產出鑄件毛坯,再將鑄件毛坯加熱 后通過模具進行擠壓鍛造,該技術存在著鍛件擠裂、鍛裂、飛邊、尺寸精度不高等成型缺陷, 以及二次加工的能源、工時浪費、成本高等不足。
發明內容
針對上述現有技術存在的問題與不足,本發明采用在立式壓鑄模具一側的分型面 處設置動靜模各占半3的斜向朝下的漏斗狀澆料口,在靜模上設置缸腔式液料室和活塞式 帶封口刀的錘頭,控制錘頭上頂,同時封口刀封住澆料進口,先低壓快速向模腔充入液料, 再高壓低速擠壓已充入模腔的半凝料,使半凝料在高壓低速擠壓中逐步冷凝成型的技術方 案,提供一種合金液態擠壓鑄造成型裝置及其工藝方法,旨在通過在同一模腔中,集低壓充 型、高壓擠壓的全功能鑄造功能于一身,使合金鑄件的成型達到無巻氣,無冷隔、無欠鑄、無 鍛裂、無飛邊、組織緊密、晶粒細密、機械性能高、可以進行熱處理和焊接、尺寸精度高、節 能、成本低的目的。 本發明的目的是這樣實現的一種合金液態擠壓鑄造成型裝置及其工藝方法,包 括合金液態擠壓鑄造成型裝置和合金液態擠壓鑄造工藝方法,其中所述的合金液態擠壓 鑄造成型裝置,包括錘頭、靜模、動模、澆料口,其中,所述的錘頭為鋼制的圓柱形臺階活塞 柱體,錘頭的上端面設有沿右側面向上延伸的圓環缺形柱體構成的封口刀,封口刀頂部中 心沿直徑線設有一段垂直向下的槽形埡口槽;所述的靜模為立式壓鑄模具的下模部分,其 上面設有型芯,型芯右側的分型面上設有凹槽構成的內澆口流道,在靠近型芯的內澆口流道的凹槽底部設置切料刀,內澆口流道的右端與所述液料室的左上口沿相通;所述的液料
室為與所述錘頭滑動配合的圓形臺階通孔的缸腔,所述錘頭的封口刀朝上且靠在液料室的
左內壁,滑動置于液料室內腔中,封口刀的頂部斜坡向上露出所述動模的分型面,封口刀的
埡口槽底與位于靜模的半3所述澆料口的斜面齊平;所述的動模為立式壓鑄模具的上模部
分,動模下面設有型腔,型腔的右側設有與置于靜模液料室內腔中的所述錘頭的封口刀的
位置對應的滑動配合的圓缺形通孔構成的滑道,滑道的下端口與位于動模的半3所述澆料
口的斜面齊平;所述的澆料口為在設置在立式壓鑄模具側面的分型線處,由動、靜模各占半
爿,合模時構成外大里小,由上向下傾斜的漏斗狀的孔道;澆料口的下端孔深入模具中與所
述靜模的液料室的右上口沿相通。 應用連接關系 錘頭的底部與變壓變速油缸相連,變壓變速油缸為通過控制油路切換,向伺服機 構提供快速低壓頂出和慢速高壓頂出功能的一種雙缸串連液壓油缸;動、靜模設有常規的 脫模頂桿、斜導柱、滑塊以及頂桿、切料刀的脫模推動機構;本裝置裝應用時裝載于立式擠 壓壓機上,其中,動模3裝在壓機中部的活動梁上,靜模裝在壓機下部的靜止工作臺上,靜
模的脫模推動機構與壓機的下油缸相連。
適應性設計拓展 適應于不同的制品與成型模具,錘頭的形狀可以為多樣,參閱圖3、圖4 ; 適用于長方體邊進料成型模具的錘頭形狀為長圓柱形,其封口刀設于長邊一側,
與其滑動配合的靜模液料室橫斷面亦為長圓形; 適用于中心進料成型模具的錘頭形狀為下大上小的同心圓柱臺階形,其上部較小 直徑的同心圓柱體即為封口刀體,圓柱封口刀體的頂部無需埡口槽,與圓柱封口刀體滑動 配合的動模滑道為圓形通孔。 所述的合金液態擠壓鑄造工藝方法,步驟依次為合模、澆料、充型、擠壓、斷料、開 模頂出; 步驟一、合模,壓機中部的活動梁下壓,動、靜模合模; 步驟二、澆料,將熾熱的液態的合金料液通過自動機械或手動工具澆入澆料口中, 合金料液靠重力沿澆料口的下端孔,流過錘頭封口刀的埡口槽,流入由錘頭、液料室圍成的 腔室中; 步驟三、充型,變壓變速油缸控制錘頭低壓快速上頂,將合金料液快速充入由動模 型腔與靜模型芯圍成的模腔中,與此同時,錘頭封口刀的埡口槽隨之沿靜模的滑道上移,埡 口槽下的封口刀的柱壁封堵住澆料進口 ,以阻止液料室中上頂的合金料液從澆料進口處外 溢; 步驟四、擠壓,模腔充滿后,變壓變速油缸控制錘頭高壓低速上頂,擠壓已充入模 腔的,尚處在逐步冷卻半凝狀態的合金料液排氣、充實模腔,直至模腔中合金料液逐步從液 態、塑態冷凝成型為剛性狀態的制品; 步驟五、斷料,壓機的下油缸上頂靜模的脫模推動機構,脫模推動機構先推動切料 刀在靠近制品的位置,將位于靜模內澆口流道及液料室的冷料頭,擠壓出易折斷的豁口,完 成斷料; 步驟六、開模頂出,壓機中部的活動梁上升壓,動、靜模開模,同時,脫模推動機構推動頂桿上升,將制品連同冷料頭一道頂出脫離靜模型芯和液料室,制品脫模。
優勢原理 采用立式壓機和液料室使空氣在合金料液的上面,擠壓時容易排氣;由于取消了 傳統的外設料杯,液料室中的合金料液液面與內澆口接近,合金料液在充型時只需要排除 模腔中的氣體;由于合金料液首先澆入靜模的液料室中,錘頭上頂合金料液充型動作的行 程較短,合金料液的溫度損耗不大,使充型過程接近于傳統的低壓入料,且時間更短;既能 夠加工低壓、普通壓鑄的產品也可加工擠壓鑄造的產品,具備低壓充型、高壓擠壓的全功能 鑄造功能,因此是真正意義上的全功能的擠壓鑄造裝置。 上述,本發明采用在立式壓鑄模具一側的分型面處設置動靜模各占半^的斜向朝 下的漏斗狀澆料口 ,在靜模上設置缸腔式液料室和活塞式帶封口刀的錘頭,控制錘頭上頂, 同時封口刀封住澆料進口,先低壓快速向模腔充入液料,再高壓低速擠壓已充入模腔的半 凝料,使半凝料在高壓低速擠壓中逐步冷凝成型的技術方案,所提供的一種合金液態擠壓 鑄造成型裝置及其工藝方法,通過在同一模腔中,集低壓充型、高壓擠壓的全功能鑄造功能 于一身,使合金鑄件的成型達到了無巻氣、無冷隔、無欠鑄、無鍛裂、無飛邊、組織緊密、晶粒 細密、機械性能高、可以進行熱處理和焊接、尺寸精度高、節能、成本低的目的。
圖1是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置的結構剖視示意圖;
圖2是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置的錘頭部件的軸測示意圖;
圖3是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置,適用于長方體邊進料成型模 具的長圓柱形錘頭部件的軸測示意圖; 圖4是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置,適用于中心進料成型模具的 同心圓柱臺階形錘頭部件的軸測示意圖; 圖5是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置,工作在合模、澆料時態的示 意圖; 圖6是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置,工作在低壓充型時態的示意 圖; 圖7是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置,工作在高壓擠壓時態的示意 圖; 圖8是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置,工作在開模頂出時態的示意 圖; 圖9是本發明的全功能合金液態鑄造鍛壓成型裝置,應用時裝載于立式擠壓機上 位置的示意圖。 下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步詳細說明,但不應理解為對本發明的 任何限制。 圖中錘頭1、封口刀11、埡口槽111、靜模2、液料室21、型芯22、內澆口 23、切料 刀24、動模3、型腔31、滑道32、澆料口 4、斜導柱01、滑塊02、頂桿03、冷料頭04、制品05、 合金料液Q6、壓機07、長圓柱形錘頭08、同心圓柱臺階形錘頭09、變壓變速油缸010。
具體實施例方式
參閱圖1 圖9,本發明的一種合金液態擠壓鑄造成型裝置及其工藝方法,包括合 金液態擠壓鑄造成型裝置和合金液態擠壓鑄造工藝方法,其中所述的合金液態擠壓鑄造 成型裝置,包括錘頭1、靜模2、動模3、澆料口 4,其中,所述的錘頭1為鋼制的圓柱形臺階活 塞柱體,錘頭的上端面設有沿右側面向上延伸的圓環缺形柱體構成的封口刀ll,封口刀11 頂部中心沿直徑線設有一段垂直向下的槽形埡口槽lll ;所述的靜模2為立式壓鑄模具的 下模部分,其上面設有型芯22,型芯22右側的分型面上設有凹槽構成的內澆口 23流道,在 靠近型芯22的內澆口 23流道的凹槽底部設置切料刀24,內澆口 23流道的右端與所述液 料室21的左上口沿相通;所述的液料室21為與所述錘頭滑動配合的圓形臺階通孔的缸腔, 所述錘頭的封口刀11朝上且靠在液料室21的左內壁,滑動置于液料室21內腔中,封口刀 11的頂部斜坡向上露出所述動模3的分型面,封口刀11的埡口槽111底與位于靜模2的半 爿所述澆料口4的斜面齊平;所述的動模3為立式壓鑄模具的上模部分,動模下面設有型腔 31,型腔31的右側設有與置于靜模2液料室21內腔中的所述錘頭1的封口刀11的位置對 應的滑動配合的圓缺形通孔構成的滑道32,滑道32的下端口與位于動模3的半爿所述澆料 口 4的斜面齊平;所述的澆料口 4為在設置在立式壓鑄模具側面的分型線處,由動、靜模各 占半爿,合模時構成外大里小,由上向下傾斜的漏斗狀的孔道;澆料口的下端孔深入模具中 與所述靜模2的液料室21的右上口沿相通。
應用連接關系 錘頭1的底部與變壓變速油缸010相連,變壓變速油缸010為通過控制油路切換, 向伺服機構提供快速低壓頂出和慢速高壓頂出功能的一種雙缸串連液壓油缸;動、靜模設 有常規的脫模頂桿03、斜導柱01、滑塊02以及頂桿03、切料刀24的脫模推動機構;本裝置 裝應用時裝載于立式擠壓壓機07上,其中,動模3裝在壓機07中部的活動梁上,靜模2裝 在壓機07下部的靜止工作臺上,靜模2的脫模推動機構與壓機的下油缸相連。
適應性設計拓展 適應于不同的制品與成型模具,錘頭的形狀可以為多樣,參閱圖3、圖4 ; 適用于長方體邊進料成型模具的錘頭形狀為長圓柱形,長圓柱形錘頭08的封口
刀11設于長邊一側,與其滑動配合的靜模液料室21橫斷面亦為長圓形; 適用于中心進料成型模具的錘頭形狀為下大上小的同心圓柱臺階形,同心圓柱臺
階形錘頭09的上部較小直徑的同心圓柱體即為封口刀體,圓柱封口刀體的頂部無需埡口
槽,與圓柱封口刀體滑動配合的動模滑道為圓形通孔。 所述的合金液態擠壓鑄造工藝方法,步驟依次為合模、澆料、充型、擠壓、斷料、開 模頂出; 步驟一、合模,壓機07中部的活動梁下壓,動、靜模合模; 步驟二、澆料,將熾熱的液態的合金料液06通過自動機械或手動工具澆入澆料口 4中,合金料液06靠重力沿澆料口 4的下端孔,流過錘頭1封口刀11的埡口槽111 ,流入由 錘頭1、液料室21圍成的腔室中; 步驟三、充型,變壓變速油缸010控制錘頭1低壓快速上頂,將合金料液06快速充 入由動模3型腔31與靜模2型芯22圍成的模腔中,與此同時,錘頭1封口刀11的埡口槽 111隨之沿靜模的滑道32上移,埡口槽111下的封口刀11的柱壁封堵住澆料進口,以阻止液料室21中上頂的合金料液06從澆料進口處外溢; 步驟四、擠壓,模腔充滿后,變壓變速油缸010控制錘頭1高壓低速上頂,擠壓已充 入模腔的,尚處在逐步冷卻半凝狀態的合金料液06排氣、充實模腔,直至模腔中合金料液 06逐步從液態、塑態冷凝成型為剛性狀態的制品05 ; 步驟五、斷料,壓機的下油缸上頂靜模的脫模推動機構,脫模推動機構先推動切料 刀24在靠近制品05的位置,將位于靜模2內澆口 23流道及液料室21的冷料頭04,擠壓出 易折斷的豁口,完成斷料; 步驟六、開模頂出,壓機07中部的活動梁上升壓,動、靜模開模,同時,脫模推動機 構推動頂桿03上升,將制品05連同冷料頭04 —道頂出脫離靜模2型芯22和液料室21,制 品05脫模。
權利要求
一種合金液態擠壓鑄造成型裝置,包括錘頭(1)、靜模(2)、動模(3)、澆料口(4),其特征在于所述的錘頭(1)為鋼制的圓柱形臺階活塞柱體,錘頭的上端面設有沿右側面向上延伸的圓環缺形柱體構成的封口刀(11),封口刀(11)頂部中心沿直徑線設有一段垂直向下的槽形埡口槽(111);所述的靜模(2)為立式壓鑄模具的下模部分,其上面設有型芯(22),型芯(22)右側的分型面上設有凹槽構成的內澆口(23)流道,在靠近型芯(22)的內澆口(23)流道的凹槽底部設置切料刀(24),內澆口(23)流道的右端與所述液料室(21)的左上口沿相通;所述的液料室(21)為與所述錘頭滑動配合的圓形臺階通孔的缸腔,所述錘頭的封口刀(11)朝上且靠在液料室(21)的左內壁,滑動置于液料室(21)內腔中,封口刀(11)的頂部斜坡向上露出所述動模(3)的分型面,封口刀(11)的埡口槽(111)底與位于靜模(2)的半爿所述澆料口(4)的斜面齊平;所述的動模(3)為立式壓鑄模具的上模部分,動模下面設有型腔(31),型腔(31)的右側設有與置于靜模(2)液料室(21)內腔中的所述錘頭(1)的封口刀(11)的位置對應的滑動配合的圓缺形通孔構成的滑道(32),滑道(32)的下端口與位于動模(3)的半爿所述澆料口(4)的斜面齊平;所述的澆料口(4)為在設置在立式壓鑄模具側面的分型線處,由動、靜模各占半爿,合模時構成外大里小,由上向下傾斜的漏斗狀的孔道;澆料口的下端孔深入模具中與所述靜模(2)的液料室(21)的右上口沿相通;應用連接關系為,錘頭(1)的底部與變壓變速油缸(010)相連,變壓變速油缸(010)為通過控制油路切換,向伺服機構提供快速低壓頂出和慢速高壓頂出功能的一種雙缸串連液壓油缸;動、靜模設有常規的脫模頂桿(03)、斜導柱(01)、滑塊(02)以及頂桿(03)、切料刀(24)的脫模推動機構;本裝置裝應用時裝載于立式擠壓壓機(07)上,其中,動模(3)裝在壓機(07)中部的活動梁上,靜模(2)裝在壓機(07)下部的靜止工作臺上,靜模(2)的脫模推動機構與壓機的下油缸相連。
2. —種采用權利要求1所述裝置進行合金液態擠壓鑄造的工藝方法,其特征在于工藝步驟依次為合模、澆料、充型、擠壓、斷料、開模頂出;步驟一、合模,壓機(07)中部的活動梁下壓,動、靜模合模;步驟二、澆料,將熾熱的液態的合金料液(06)通過自動機械或手動工具澆入澆料口(4)中,合金料液(06)靠重力沿澆料口 (4)的下端孔,流過錘頭(1)封口刀(11)的埡口槽(III) ,流入由錘頭(1)、液料室(21)圍成的腔室中;步驟三、充型,變壓變速油缸(010)控制錘頭(1)低壓快速上頂,將合金料液(06)快速充入由動模(3)型腔(31)與靜模(2)型芯(22)圍成的模腔中,與此同時,錘頭(1)封口刀(11)的埡口槽(111)隨之沿靜模的滑道(32)上移,埡口槽(111)下的封口刀(11)的柱壁封堵住澆料進口,以阻止液料室(21)中上頂的合金料液(06)從澆料進口處外溢;步驟四、擠壓,模腔充滿后,變壓變速油缸(010)控制錘頭(1)高壓低速上頂,擠壓已充入模腔的,尚處在逐步冷卻半凝狀態的合金料液(06)排氣、充實模腔,直至模腔中合金料液(06)逐步從液態、塑態冷凝成型為剛性狀態的制品(05);步驟五、斷料,壓機的下油缸上頂靜模的脫模推動機構,脫模推動機構先推動切料刀(24)在靠近制品(05)的位置,將位于靜模(2)內澆口 (23)流道及液料室(21)的冷料頭(04),擠壓出易折斷的豁口 ,完成斷料;步驟六、開模頂出,壓機(07)中部的活動梁上升壓,動、靜模開模,同時,脫模推動機構推動頂桿(03)上升,將制品(05)連同冷料頭(04) —道頂出脫離靜模(2)型芯(22)和液 料室(21),制品(05)脫模。
3.根據權利要求1所述的一種合金液態擠壓鑄造成型裝置,其特征在于所述的錘頭 形狀的適應性設計拓展為,適用于長方體邊進料成型模具的錘頭形狀為長圓柱形,長圓柱 形錘頭(08)的封口刀設于長邊一側,與其滑動配合的靜模液料室(21)橫斷面亦為長圓形; 適用于中心進料成型模具的錘頭形狀為下大上小的同心圓柱臺階形,同心圓柱臺階形錘頭 (09)的上部較小直徑的同心圓柱體即為封口刀體,圓柱封口刀體的頂部無需埡口槽,與圓 柱封口刀體滑動配合的動模滑道為圓形通孔。
全文摘要
本發明公開了一種合金液態擠壓鑄造成型裝置,包括錘頭(1)、靜模(2)、動模(3)、澆料口(4)。本發明采用在立式壓鑄模具一側的分型面處設置動靜模各占半爿的斜向朝下的漏斗狀澆料口,在靜模上設置缸腔式液料室和活塞式帶封口刀的錘頭,控制錘頭上頂的同時封口刀封住澆料進口,先低壓快速向模腔充入液料,再高壓低速擠壓已充入模腔的半凝料,半凝料在高壓低速擠壓中逐步冷凝成型的技術方案,所提供的一種合金液態擠壓鑄造成型裝置及其工藝方法,在同一模腔中,集低壓充型、高壓擠壓的全功能鑄造功能于一身,使合金鑄件的成型達到了無卷氣、無冷隔、無欠鑄、無鍛裂、無飛邊、組織緊密、晶粒細密、機械性能高、可以進行熱處理和焊接、尺寸精度高、節能、成本低的目的。
文檔編號B22D18/02GK101704088SQ20091022092
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月10日 優先權日2009年11月10日
發明者姚國志 申請人:姚國志