[發明專利]鋁合金車輪強力鑄造機

在審

• 申請號: 201410656274.6
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104907531A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 孫惠學;李建;劉鑫鑫;王志松
• 申請（專利權）人: 秦皇島燕大現代集成制造技術開發有限公司
• 主分類號: B22D18/02
• 分類號: B22D18/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明的鋁合金車輪強力鑄造機屬于一種新型鑄造設備，由機體、滑塊及其導向機構、垂向和水平鎖模機構、無卷氣導流控速充型機構、強力補縮機構、溫控系統和伺服控制系統組成，其特征之處在于：獨特的結構和機構布局特征、獨特的無卷氣導流澆鑄功能、控速充型功能、強力補縮功能和以快速順序凝固為目標的模溫調控功能，這些特殊功能集成應用于本強力鑄造機，使本機具有數字化伺服控制的先進性，配合相應的模具可顯著提高車輪鑄件的密度、強度和延伸率，并有效提高車輪鑄造生產效率、降低設備成本。

2.權利要求1中所述的鋁合金車輪強力鑄造機，其機身結構及機構布局特征在于：機身（1-3）為板框整體焊接結構；其強力補縮液壓缸（1-5）安裝于上梁（2-4）中心處；兩個帶有閉環控制的垂直鎖模液壓缸（1-4）位于強力補縮液壓缸（1-5）兩側，固定于上梁（2-4）上，用于帶動滑塊（1-10）實現模具垂直開合運動；機身上部外側設有4個導向支撐安裝座（2-5）并與導向支撐（1-8）緊固裝配于一體，4個導向桿（1-7）安裝在導向支撐（1-8）內，用于滑塊（1-10）垂直運動的導向；邊模液壓缸（1-11）分別安裝在機身兩側板（2-3）及液壓缸固定座（1-13）上；導流控速液壓缸（1-1）安裝于機身下梁（2-6）中心處；滑塊（1-10）的下表面與模具聯接柱聯結，工作臺（1-12）上表面與模具的底板連接，邊模（可為2瓣或4瓣）置于工作臺（1-12）上并與邊模液壓缸（1-11）的活塞桿相連；機身上梁（2-4）安裝有四個卸料桿（1-9），滑塊（1-10）回程到一定高度時，通過卸料桿（1-9）與模具卸料板碰撞來實現卸料；本機身具有結構簡單、剛度大、重量輕、高度低的特點，機身厚度方向較窄，易于實現自動化上料和自動化下料。

3.權利要求1中所述的鋁合金車輪強力鑄造機，所述的無卷氣導流澆鑄與控速充型功能，其特征在于：無卷氣導流澆鑄功能與控速充型功能是靠一套發明的導流控速充型系統來實現的，導流控速充型系統由導流控速液壓缸（1-1）、位移傳感器（3-12）、導流活塞（3-11）、液壓管路、伺服閥（3-7）和電控系統組成，伺服系統通過閉環控制導流控速液壓缸（1-1）的下行速度，使其帶動強力補縮加壓室（3-4）內的導流活塞（3-11）自上而下地按照預設置速度移動，將澆杯放出的鋁液自上而下地平穩引入到強力補縮加壓室（3-4）直至模具型腔入口處，因此該導流功能有效地避免了由于鋁液澆鑄時落差大發生沖擊壁底而引起的卷氣現象，在無卷氣地將澆杯放出的鋁液平穩引入到強力補縮加壓室（3-4）后，此時導流活塞（3-11）繼續向下移動就會使強力補縮加壓室（3-4）底部至模具型腔的進料通道聯通，通過伺服閥（3-7）和位移傳感器（3-12）配合控制導流控速液壓缸（1-1）的行程位置，進而帶動導流活塞（3-11）來調節所打開的進料通道口的開度，實現對型腔各部位充型速度的伺服控制。

4.權利要求1中所述的鋁合金車輪強力鑄造機，所述的強力補縮功能，其特征在于：該功能是靠一套發明的強力補縮系統來實現的，系統由安裝于機身上梁（2-4）中心處的強力補縮液壓缸（1-5）、位移傳感器（3-6）、液壓管路、伺服閥（3-8）以及電控系統組成，澆鑄充型完畢移走澆杯，強力補縮液壓缸（1-5）推動補縮活塞（3-5）立即進入強力補縮加壓室（3-4），并按設定的速度與壓力將強力補縮加壓室（3-4）內的鋁液實時地推注到模具型腔內，本設備提供的補縮壓力范圍在0.1-3MPa可編程控制，遠高于重力和低壓鑄造的補縮壓力，本機所提供的最高補縮壓力是低壓鑄造補縮壓力的30倍，故稱之為“強力補縮”。

5.權利要求1中所述的鋁合金車輪強力鑄造機，所述的以快速順序凝固為目標的模溫調控功能，其特征在于：以實現順序凝固、快速冷卻為目標，在以PLC為核心的控制系統中，建立了以水或風為介質的可供上模、底模和邊模冷卻的多路冷卻控制分系統，該分系統作為與模具的銜接接口，支持多路冷卻控制，給出了由模具測溫傳感器、冷卻介質入出口溫度傳感器、流速調節閥、流量傳感器、電磁開關和PLC組成的模具冷卻測控分系統的構成，每路設有流速調節閥q_i,?i=1,2…n、流量檢測傳感器Q_i,?i=1,2…n和通斷電磁閥K_{i，i=1,2…n}，每路的冷卻開啟時刻為t_{i，i=1,2…n}，開啟間隔為Δt_i=Q_i/q_i,i=1,2…n,可通過改變每路的流速q_i,?i=1,2…n、總流量Q_{i，i=1,2…n}和冷卻開啟時刻t_i,?i=1,2…n三類基本變量來進行模具溫度的調節，T^w_i,?i=0,2…7為每路設定的進、出口冷卻介質溫度傳感器輸出值，用以作為參考變量，模具的控制變量為各控制點的溫度T^m_i,?i=1,2…5，本機可支持5個模具溫度監控點傳感器輸出值作為本溫控系統的控制變量，為使模具各控制點溫度數字化，建立了多點溫度T^m_i監測系統，測得的溫度值T^m_i用以作為三類基本變量調整目標與參考依據，這種以水或風為冷卻介質，以流速、流量及冷卻開啟時刻作為基本變量，以模具控制點溫度為控制變量的模具溫度監控系統，為工藝參數設定和調整提供了數值依據與數字化調控手段。