[發(fā)明專利]一種浮動(dòng)式直接擠壓鑄造模具及其實(shí)施方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210396426.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN102921921A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文;閔好年;邵明;邱誠(chéng);張大童
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B22D18/02
• 分類號(hào): B22D18/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 盛佩珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直接擠壓鑄造領(lǐng)域，具體是指一種特別適用于生產(chǎn)中大型有色合金鑄件的浮動(dòng)式直接擠壓鑄造的模具及其實(shí)施方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的直接擠壓鑄造工藝是利用上模擠壓熔融金屬液，擠壓面是上模模具的外表面，下模只是支撐上模給予的壓力。

直接擠壓鑄造浮動(dòng)式模具結(jié)構(gòu)的工作原理是，將定量的合金熔體導(dǎo)入型腔內(nèi)，上模下壓接觸合金熔體，合金熔體在壓力下上升，充滿型腔。當(dāng)上模和浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)接觸后，上模的壓力既施加在合金熔體上也施加在浮動(dòng)結(jié)構(gòu)上，因此帶動(dòng)浮動(dòng)結(jié)構(gòu)下行，相當(dāng)于下模也對(duì)合金熔體施加擠壓，將上模的壓力均勻地傳遞到合金熔體的各個(gè)部位。

浮動(dòng)式的模具結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功應(yīng)用于生產(chǎn)當(dāng)中，但多為小型且簡(jiǎn)單的零件，如中國(guó)專利96239144.1利用浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承蓋鑄件的上下同時(shí)加壓，提高產(chǎn)品的性能；中國(guó)專利201010603440.8利用浮動(dòng)式的下模，通過具有錐面的芯軸對(duì)缸套的內(nèi)圈產(chǎn)生徑向的壓力。這兩項(xiàng)專利都是利用兩個(gè)或以上數(shù)量的彈簧對(duì)浮動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，由于彈簧本身的剛度誤差、在不同溫度下的彈性系數(shù)也有變化、以及彈性支撐力的不均勻性，導(dǎo)致對(duì)浮動(dòng)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向精度要求較高，在鑄件較大時(shí)，較難保證平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)。再如代碼為D-T4A4DOX1BOL4R0的模具結(jié)構(gòu)采用了下液壓缸的形式對(duì)浮動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐，但該結(jié)構(gòu)脫模較復(fù)雜，且下液壓缸的油路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，在擠壓過程中也較難保證上模與浮動(dòng)結(jié)構(gòu)、下液壓缸的動(dòng)作配合。以上的模具結(jié)構(gòu)都是建立在定量澆注的基礎(chǔ)之上，因此對(duì)金屬液的定量要求較高，否則會(huì)對(duì)產(chǎn)品的一致性造成一定影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適合中大型鑄件的浮動(dòng)式直接擠壓鑄造的模具結(jié)構(gòu)及其實(shí)施方法，從而實(shí)現(xiàn)間接的定量澆注，主要通過如下措施來實(shí)現(xiàn)：

模具主要由上模、動(dòng)圈加熱套、動(dòng)圈、下模、動(dòng)圈墊塊、下模座、模架、中心錐、墊塊液壓缸、液壓缸座組成，其連接關(guān)系如下：

上模與鑄造機(jī)主液壓缸固定相連；中心錐嵌套于上模中，并與上模滑動(dòng)配合；外部包裹動(dòng)圈加熱套的動(dòng)圈嵌套于下模中，與下模軸向滑動(dòng)配合，同時(shí)動(dòng)圈置于動(dòng)圈墊塊上，并與動(dòng)圈墊塊滑動(dòng)配合；動(dòng)圈墊塊置于下模座上，并與下模座滑動(dòng)配合；下模座上固定連接有動(dòng)圈限位塊；墊塊連接頭與動(dòng)圈墊塊固定連接，液壓缸連接頭與墊塊液壓缸的活塞頭固定相連，墊塊連接頭通過連接頭轉(zhuǎn)軸與液壓缸連接頭配合；墊塊液壓缸通過液壓缸轉(zhuǎn)軸與液壓缸座配合；液壓缸座固定連接在模架上；行程開關(guān)固定連接在液壓缸連接頭上，行程開關(guān)觸點(diǎn)A，與觸點(diǎn)B固定連接在觸點(diǎn)座上，觸點(diǎn)座固定連接在模架上。

所述動(dòng)圈，底部均勻分布環(huán)形斜面A，與動(dòng)圈墊塊均勻分布的環(huán)形斜面B相配合；所述環(huán)形斜面為螺旋形面，其斜度為動(dòng)圈、動(dòng)圈墊塊組成的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所形成的自鎖角角度。

所述上模下部與動(dòng)圈頂部接觸部分，即壓制件所在型腔位置的最頂端設(shè)置溢流槽。

所述動(dòng)圈墊塊由墊塊液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸的行程由行程開關(guān)限制；所述動(dòng)圈限位塊限定動(dòng)圈上浮至極限高度。

當(dāng)合金熔體進(jìn)入到模具型腔后，墊塊液壓缸泄壓；上模下行使合金熔體充滿型腔并對(duì)合金熔體實(shí)施擠壓，同時(shí)擠壓動(dòng)圈以及動(dòng)圈墊塊；動(dòng)圈墊塊在壓力下轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)圈跟隨上模下行，多余的合金熔體從溢流槽流出，直到擠壓結(jié)束；經(jīng)保壓及冷卻后，壓頭上行頂出鑄件；墊塊液壓缸驅(qū)動(dòng)動(dòng)圈墊塊反向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)動(dòng)圈上行歸位。

所述上模擠壓時(shí)下行的行程，是通過設(shè)置墊塊液壓缸行程開關(guān)觸點(diǎn)A與觸點(diǎn)B的相對(duì)位置，以調(diào)節(jié)動(dòng)圈的初始狀態(tài)與擠壓結(jié)束后的最終狀態(tài)之間的距離差來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明方法與現(xiàn)行擠壓鑄造方法相比具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明適用于多種澆注方式，可手工在開模的狀態(tài)下從模腔上部澆注，也可在模具閉合的情況下，利用電磁泵、氣壓式或機(jī)械活塞式輸料系統(tǒng)將合金熔體通過料口26送入壓室25，再由壓頭14將其壓入型腔（如圖1的模具結(jié)構(gòu)）。

2.由于上模1下部與動(dòng)圈3頂部接觸部分，即壓制件的最頂端設(shè)置溢流槽，在擠壓過程中，合金熔體浮在表面的氧化皮等料渣可以通過上模設(shè)置的溢流槽流出。同時(shí)由于多余的合金熔體由溢流槽排出，間接實(shí)現(xiàn)了合金熔體的精確定量，減少了直接擠壓鑄造中澆注量對(duì)制件的影響，使制件保持良好的一致性。

3.本發(fā)明動(dòng)圈由動(dòng)圈墊塊剛性支撐，隨著動(dòng)圈墊塊的轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)圈可平穩(wěn)下行，使合金熔體均勻地從溢流槽流出，從而保證壓鑄件質(zhì)量。