专利名称：：全立式挤压铸造设备的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及工业机械领域的一种金属铸造设备，尤其涉及一种适用于液态金属挤压、模锻和压力铸造为一体的立式合模、立式压射的全立式挤压铸造设备。
背景技术：
：随着铸件的进一步发展，对铸件的力学性能、复杂程度、外观等都提出了更多更高的要求，特别对于一些壁厚及组织致密性要求非常高的合金铸件，如果采用普通压铸机来生产已经是勉为其难，根本就无法达到铸件组织高致密性的要求。为了更好的提高铸件的致密性和增加铸件强度的要求，挤压铸造被目前国内外业界认为是最为先进的一种生产工艺之一。挤压铸造是一种介于压铸、模锻之间，实现铸锻结合的新技术，适合生产表面光洁、无渗漏、高性能、须热处理的厚壁零件。目前国内所采用的所谓的挤压铸造机绝大部分都是采用立式通用液压机改装而成的一种"土"设备，这种设备不能称为真正意义上的挤压铸造设备。该设备采用立式合模(靠上油缸)、垂直挤压(靠下顶出缸)，由于挤压料筒不能侧转，并须开模浇注，易带进夹渣，且生产效率非常低下，每一件需要花费5分钟，效率只有真正挤压铸造机的1/6。由于卧式机内浇口宜设置在铸件的侧面，因而此种机适于生产长、宽相差较悬殊的異形零件(如万向节，空调压縮机缸体等)。而立式机的内浇口均设置在铸件的中部，因而更适宜生产长、宽大致相当的铸件(如汽车铝轮，活塞等)。因此，在生产产品的选配上，立式机与卧式机是互为补充的。
发明内容为了克服目前普遍采用立式液压机改装挤压设备技术上的不足，以及卧式挤压铸造(液态模锻)设备的局限性，本实用新型的目的旨在提供一种性能稳定、运行高效、经济实用，且与卧式挤压铸造(液态模锻)设备互补，能够完成各种类型挤压产品的一种全立式(立式合模、立式压射)挤压铸造(又称液态模锻)装备及其控制方法本实用新型的首要目的通过以下技术方案来实现全立式挤压铸造设备，其特征在于该挤压铸造设备包括水平状的定模板、位于定模板上方的动模板、位于动模板上方的立式合模机构、位于定模板与动模板之间旁侧的两位工转机构，以及位于定模板下方悬挂设置的倾斜浇注、立式压射的压射机构，其中该合模机构、两位工转机构和压射机构分别连接到闭环电路控制系统。进一步地，前述的全立式挤压铸造设备，其中该立式合模机构为曲肘扩力式，包括合模缸座、合模缸座顶部以外的合模油缸，以及由合模油缸的活塞杆穿透合模缸座带动连接的曲肘部件，该曲肘部件朝向定模板一端与动模板相固接；或者该立式合模机构为四扩力油缸式，包括装设在动模板上的四只扩力油缸和驱动动模板移动的驱动油缸，该扩力油缸和驱动油缸分别受控连接到闭环电路控制系统配合运作；又或者该立式合模机构为直接油缸式，包括合模缸座和合模缸座顶部以外的合模油缸，该合模油缸穿透合模缸座朝向定模板直接与动模板抵触相接。更进一步地，前述的全立式挤压铸造设备，其中该合模机构还包括油路传感器，信号连接到闭环电路控制系统。进一步地，前述的全立式挤压铸造设备，该压射机构的挤压料筒内部设有挤压活塞，底部设有压射油缸及转轴，且其挤压料筒顶部与定模板的进料口为旋转升降式连接，当其顶部脱离进料口后，该压射机构能绕其转轴偏摆。更进一步地，前述的全立式挤压铸造设备，其中该压射机构还包括由压射油缸、举升油缸及侧向油缸构成的油压系统和至少一个蓄能器。进一步地，前述的全立式挤压铸造设备，该两位工转机构为油缸驱动，分别连接并驱动两付模具在定模板的两个工位往复式搬动。进一步地，前述的全立式挤压铸造设备，该定模板中部设有用于挤压压射的通孔，其位置相对于定模板中心位置朝向挤压料筒的偏摆方向具有一偏移量；并且定模板底端设有适于压射机构偏摆空间的半凹槽。本实用新型全立式挤压铸造设备及其控制方法应用实施后，其有益效果为通过闭环电路控制系统对合模机构、两位工转机构和压射机构的信号驱动，实现了设备包括间接挤压铸造、直接挤压铸造、双重挤压铸造和两工位转换挤压铸造全过程的机械控制，具有性能稳定、运行高效、经济实用，能够完成各种产品类型挤压的效果。为使本实用新型创新实质更易于理解，以下结合实施例及其附图，对该种全立式挤压铸造设备的结构特征、控制方法及其有益效果作进一步地详细说明。图1是本实用新型全立式挤压铸造设备的结构示意图；图2是本实用新型挤压铸造设备合模机构一实施例的结构示意图；图3是图2所示实施例的电气原理图；图4是本实用新型挤压铸造设备合模机构另一实施例的结构示意图；图5是图4所示实施例的电气原理图；图6是本实用新型挤压铸造设备合模机构又一实施例的结构示意图；图7是图6所示实施例的电气原理图；图8是本实用新型压射机构的结构示意图；图9是图8所示压射机构的电气原理图；图10是本实用新型两位工转机构的结构示意图。具体实施方式如图1所示的本实用新型全立式挤压铸造设备的结构示意图可见，该设备包括合模机构(I);可倾斜浇注和立式挤压，并可全行程无级调速高能压射的压射机构(II);两位工转机构(III);以及闭环电路控制系统(IV)组成。其中，合模机构(I)有曲肘扩力式、四扩力油缸式、直接油缸式三种形式。如图2所示，为本实用新型一种曲肘扩力式合模结构，包括定模板(I-l)，动模板(1-2)，合模缸座(又称上横梁、尾板)(1-3)，四根大杠(又称哥林柱)(2-4)，合模油缸(2-5)，调模部件(2-5)，曲肘部件(2-7)，和顶针油缸(2-8)等。如图4所示，为本实用新型另一种四扩力油缸式(或称双模板式)合模结构，包括定模板(I-l)，动模板(又称动型座板、活动横梁、中板)(I-2)，扩力油缸(3-3)，开合插销(3-4)，四根大杠(又称哥林柱)(3-5)，油缸座板(3-6)，驱动油缸(3-7)，顶针油缸(3-8)。该合模机构是三基公司专有技术，正在申请专利。如图6所示，为本实用新型又一种直接油缸式合模机构，包括定模板(1-1)，动模板(又称动型座板、活动横梁、中板)(I-2)，合模缸座(又称上横梁、尾板)(4-3)，四根大杠(又称哥林柱)(4-4)，油箱(4-5)，合模油缸(4-6)，顶杆(4-7)等。为便于倾斜浇注和垂直挤压的压射机构(II)工作需要，又确保机架的结构强度和刚度，定模板(1-1)上的挤压通孔设计成朝向挤压料筒偏心的，且在其下方开半凹槽(参见图2，图4，图6)。该挤压合模机构(1)，它兼有合模、开模及二次挤压功能。有三种形式的合模机构一是曲肘扩力式结构(图2)，即由固定于合模缸座(1-3)上的合模油缸(2-5)带动曲肘(2-7)推拉动型座板(1-2)进行工作的方案。二是两模板式(四扩力油缸式)结构(图4)，合模时驱动油缸(3-7)驱动动模板(I-2)，在模具即将贴合之际，驱动缸停止运动，开合插销(3-4)插入，扩力油缸(3-3)下腔充油，动模板(1-2)在四个大面积的扩力油缸(3-3)作用下继续合模，直至达到所需合模力。开模时，扩力油缸(3-3)上腔充油，动模板(1-2)在四个大面积的扩力油缸(3-3)作用下开模，扩力油缸(1-3)满行程开足后，开合插销(3-4)抽出，驱动油缸(3-7)带动动模板(1-2)继续开模，直至开模到位。三是直接油缸式合模结构(图6)，它是由固定于合模缸座(4-3)上的油缸(4-6)直接推拉动模板(1-2)进行工作的方案。上述三方案均可以实现合模，直接挤压，精确定位锁模及进行二次挤压等功能。该合模机构的曲肘扩力式结构(图2)，其油路系统(如图3所示)由合模油缸(5-6)，控制阀(1-1-2)精确定位的行程开关(1-1-2)所组成，可实现合模过程的某一设定位置(曲肘未伸直)的精确定位，并可持有一定程度的锁模力，得到闭环电路控制系统指令后，可迅速挤压合模(曲肘伸直)，以实现对模具中的铸件实施直接挤压或双重挤压的功能。该合模机构的双模板式(四扩力油缸式)结构(图4)，其油路系统(如图5)由驱动油缸(6-7)，扩力油缸(6-3)，开合插销(6-4)，控制阀(1-2-1)和精确定位的行程开关(1-2-2)所组成。同样，可实现某设定位置的精确定位，锁模，保压，直接挤压和二次再挤压动作，即可实施双重挤压功能。所述合模系统的直接油缸式结构(图6)，其油路系统(如图7所示)由合模油缸(4-6)、控制阀和精确定位的行程开关(1-3-2)所组成。同样，可实现某设定位置的精确定位，锁模，保压，直接挤压和二次再挤压动作，即可实施双重挤压功能。该压射机构(如图8所示)，它靠四根吊杆(8-3)悬挂在定模板(1-1)下方。垂直时，由举升油缸(8-4)带动挤压料筒(8-1)做上升运动，与此同时压射油缸(8-7)的活塞杆推动挤压活塞(又称冲头)(8-2)作同步上升运动，在确认挤压料筒(8-1)上升到位抵住模具后压射油缸(8-7)的活塞杆继续推动挤压活塞(又称冲头)(8-2)实施压射。压射完毕，压射油缸(8-7)的活塞杆先将挤压活塞(8-2)拉回，当挤压活塞(又称冲头)(8-2)下降到其连接板(8-5)与举升油缸(8-4)的座套相接触时，同时将举升油缸(8-4)的座套及挤压料筒(8-1)拉回。由侧向油缸(8-6)带动举升油缸(8-4)压射油缸(8-7)和挤压料筒(8-1)绕下转轴(8-8)进行侧向摆动，以实现其倾斜时进行浇注。该压射机构的油压系统(如图9所示)，它由油泵(n-2-i)，比例阀(伺服阀)(11-2-2)，至少一个蓄能器(II-2-3)等组成(图7)。它可以实现挤压活塞(8-2)的十段无级调速和终端位置的高能量压射。实现举升油缸(8-4)和侧向油缸(8-6)动作的速度调节。该两位工转机构(III)(如图10所示)，可使模具在两工位间快速切换挤压生产，是由模具的快速夹紧，拆卸装置(10-1)模具的往复式(穿梭式)滑动系统(10-2)以及油缸推拉系统(10-3)组成。它可以在一台挤压铸造机上，实现两付模具的两工位更替式生产。即位处侧边位置的第一付模具实施清理——喷涂工序。位处中心位置的第二付模具，实施压射充型——保压——开模、取件工序，以提高挤压铸造设备的利用率。该闭环电路控制系统(IV)是由中央控制器(IV-1)(工业计算机或PC机)为代表的，包括参数显示屏(IV-2)、各种传感器(温度、压力、位移)(IV-3)，各种电磁阀及开关(IV-4)等组成的控制系统，它可以优选并储存一百多付模具(零件)的最佳工艺参数，确保每付模具在挤压铸造生产时，工作参数稳定。参数波动超标时，设备会自动报警，以便剔除工艺不合格铸件，并及时调整设备。实现本设备含自动浇注，自动取件、自动喷涂、自动报警、两工位模具自动更替等在内的全过程自动控制。本实用新型的动态使用过程(动作程序)有如下四种典型形式第一种动态使用过程的形式进行间接挤压铸造(表1)表1间接挤压铸造动作程序<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>[0044]第二种动态使用过程形式进行直接挤压铸造(表2)表2直接挤压铸造动作程序<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>第三种动态使用过程形式双重挤压铸造(表3)表3双重挤压铸造动作程序[0049]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>第四种动态使用过程形式两工位间接挤压铸造(表4)。同理，还可以有两工位直接挤压铸造和两工位双重挤压铸造两种动作程序，为节省篇幅，不做详述。表4两工位间接挤压铸造动作程序<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>[0054]本实用新型通过闭环电路控制系统对合模机构、两位工转机构和压射机构的信号驱动，实现了设备包括间接挤压铸造、直接挤压铸造、双重挤压铸造和两工位转换挤压铸造全过程的机械控制，具有性能稳定、运行高效、经济实用，能够完成各种产品类型挤压的效果。综上所述，对本实用新型全立式挤压铸造设备及其控制方式作了进一步说明，所给出的例子仅是应用范例，不能理解为对本实用新型权利要求保护范围的一种限制。本实用新型未进行任何形式上的限制，因此，凡在相同的实用新型条件下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆应包括在本实用新型保护范围之内。权利要求全立式挤压铸造设备，其特征在于所述挤压铸造设备包括水平状的定模板、位于定模板上方的动模板、位于动模板上方的立式合模机构、位于定模板与动模板之间旁侧的两位工转机构，以及位于定模板下方悬挂设置的倾斜浇注、立式压射的压射机构，其中所述合模机构、两位工转机构和压射机构分别连接到闭环电路控制系统。2.根据权利要求1所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述立式合模机构为曲肘扩力式，包括合模缸座、合模缸座顶部以外的合模油缸，以及由合模油缸的活塞杆穿透合模缸座带动连接的曲肘部件，所述曲肘部件朝向定模板一端与动模板相固接。3.根据权利要求1所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述立式合模机构为四扩力油缸式，包括装设在动模板上的四只扩力油缸和驱动动模板移动的驱动油缸，所述扩力油缸和驱动油缸分别受控连接到闭环电路控制系统配合运作。4.根据权利要求1所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述立式合模机构为直接油缸式，包括合模缸座和合模缸座顶部以外的合模油缸，所述合模油缸穿透合模缸座朝向定模板直接与动模板相固接。5.根据权利要求1、2、3或4所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述合模机构还包括油路传感器，信号连接到闭环电路控制系统。6.根据权利要求1所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述压射机构的挤压料筒内部设有挤压活塞，底部设有压射油缸及转轴，且其挤压料筒顶部与定模板的进料口为旋转升降式连接，当其顶部脱离进料口后，所述压射机构能绕其转轴偏摆。7.根据权利要求1或6所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述压射机构还包括由压射油缸、举升油缸及侧向油缸构成的油压系统和至少一个蓄能器。8.根据权利要求1所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述两位工转机构为油缸驱动，分别连接并驱动两付模具在定模板所在定模板的两个工位往复式搬动。9.根据权利要求1所述的全立式挤压铸造设备，其特征在于所述定模板中部设有用于挤压压射的通孔，其位置相对于定模板中心位置朝向挤压料筒的偏摆方向具有一偏移量；并且定模板底端设有适于压射机构偏摆空间的半凹槽。专利摘要本实用新型为克服现有立式液压机改装而成的挤压设备技术上的不足，以及卧式挤压铸造(液态模锻)设备的局限性，揭示了一种全立式挤压铸造设备，其特征是该挤压铸造设备包括水平状的定模板、位于定模板上方的动模板、位于动模板上方的立式合模机构、位于定模板与动模板之间旁侧的两位工转机构，以及位于定模板下方悬挂设置的倾斜浇注、立式压射的压射机构，其中该合模机构、两位工转机构和压射机构分别连接到闭环电路控制系统。本实用新型通过闭环电路控制系统实现包括间接挤压铸造、直接挤压铸造、双重挤压铸造和两工位转换挤压铸造全过程的机械控制，具有性能稳定、运行高效、经济实用，能够完成各种产品类型挤压的效果。文档编号B22D17/12GK201470857SQ200920230578公开日2010年5月19日申请日期2009年8月10日优先权日2009年8月10日发明者万水平,张山根,许善新,齐丕骧申请人:苏州三基机械有限公司