[發(fā)明專利]一種液態(tài)模鍛用澆注機及澆注方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510794139.2
• 申請日: 2015-11-18
• 公開（公告）號: CN105344989A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢書明;鮑培瑋;劉宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: B22D39/04
• 分類號: B22D39/04
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 董琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液態(tài)模鍛，具體說是一種液態(tài)模鍛用澆注機及澆注方法。屬于特種鍛造工藝與設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

液態(tài)模鍛是一種先進(jìn)材料成型技術(shù)，目前已經(jīng)被用來成型各種材料零件。液態(tài)模鍛傳統(tǒng)的澆注方式是將澆包伸入液鍛機內(nèi)澆注，這就造成了液鍛機開檔至少增加500mm，對于大件來說，液鍛機的開檔增加值會更大，造成也被造價大幅下降。不僅如此，這種澆注方法，高溫金屬液在空氣中長時間暴露會產(chǎn)生氧化、吸氣等二次污染，影響工件質(zhì)量和性能。

在液態(tài)模鍛大型零件時，如何將熔煉合格的金屬液快速順利地澆入模具腔內(nèi)是一個難題。現(xiàn)有技術(shù)中，澆鑄包伸入液鍛機內(nèi)進(jìn)行澆注的方法只能用于小件，不能用于大件液鍛。當(dāng)工件重量大于20kg時，需要有專門的機構(gòu)使?jié)舶椒€(wěn)快速地進(jìn)入液鍛機內(nèi)，定量可控地澆注結(jié)束后，澆包和這些機構(gòu)必須快速離開液鍛機，否則會出現(xiàn)廢品或次品，現(xiàn)有技術(shù)中沒有能滿足這些要求的澆注方法和設(shè)備。

為了解決大型工件液態(tài)模鍛順利、快速、平穩(wěn)、定量地澆注的難題，提出了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種液態(tài)模鍛用澆注機及澆注方法。通過金屬熔體在液態(tài)模鍛機外澆入澆注機，經(jīng)過導(dǎo)流管流入模具腔內(nèi)的方式，實現(xiàn)工件的液鍛成型。旨在提供一種能用于大件液鍛、快速平穩(wěn)澆注、降低次品率的裝置和方法。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的技術(shù)原理是：對澆包及其內(nèi)的金屬熔體進(jìn)行稱重定量，然后將要求重量的金屬熔體在液態(tài)模鍛機外澆入澆注機的導(dǎo)流管內(nèi)，金屬熔體沿著導(dǎo)流管，經(jīng)過導(dǎo)流管前端的出流口流入模具腔內(nèi)。澆注完畢后，導(dǎo)流管迅速轉(zhuǎn)動90～180°，離開液鍛機，液鍛機即可快速合模，實現(xiàn)工件的液鍛成型。

一種液態(tài)模鍛用澆注機，包括機座、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、升降機構(gòu)、伸縮機構(gòu)、導(dǎo)流系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；導(dǎo)流系統(tǒng)連接于伸縮機構(gòu)，伸縮機構(gòu)安裝在轉(zhuǎn)動機構(gòu)上，轉(zhuǎn)動機構(gòu)固定在升降機構(gòu)上，升降機構(gòu)安裝在機座上；

所述的轉(zhuǎn)動機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)筒、轉(zhuǎn)軸、齒輪及齒條和轉(zhuǎn)動油缸，轉(zhuǎn)軸下端安裝有軸承，轉(zhuǎn)筒套裝在轉(zhuǎn)軸外，轉(zhuǎn)動油缸水平安裝在轉(zhuǎn)筒一側(cè)，轉(zhuǎn)動油缸的活塞桿前端與齒條一端連接，齒條與安裝在轉(zhuǎn)筒上的齒輪嚙合，轉(zhuǎn)動油缸驅(qū)動齒條，齒條帶動齒輪、轉(zhuǎn)筒及連接臂沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

所述的升降機構(gòu)，包括升降油缸、支撐板和導(dǎo)柱，用來推動整個轉(zhuǎn)動機構(gòu)做升降運動；所述升降油缸垂直安裝在機座上，其活塞桿上端與支撐板連接牢固，在支撐板上安裝轉(zhuǎn)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸和軸承，轉(zhuǎn)軸與升降油缸同軸，支撐板上還設(shè)有導(dǎo)套，導(dǎo)套孔內(nèi)裝有導(dǎo)柱，導(dǎo)柱垂直安裝在機座上，導(dǎo)柱高度與升降行程協(xié)調(diào)；

所述的伸縮機構(gòu)，包括伸縮油缸、導(dǎo)桿、導(dǎo)流管伸縮臂，用來推動導(dǎo)流管做水平方向的伸縮運動；伸縮油缸水平安裝在轉(zhuǎn)筒上，其活塞桿與導(dǎo)桿連接，導(dǎo)桿的前端與導(dǎo)流管伸縮臂連接牢固；

所述的導(dǎo)流系統(tǒng)，包括導(dǎo)流管和導(dǎo)流管安裝板，用來將液態(tài)模鍛用金屬液導(dǎo)入模具腔；導(dǎo)流管伸縮臂另一端與導(dǎo)流管安裝板連接；導(dǎo)流管安裝板，向下傾斜，以便金屬液順利流動，其上安裝導(dǎo)流管；所述的導(dǎo)流管包括導(dǎo)流槽和蓋板；導(dǎo)流槽前端設(shè)有向下的出流孔，所述的蓋板上設(shè)有通氣嘴；

所述的液壓系統(tǒng)，包括油箱、油泵、閥組和管路，驅(qū)動伸縮油缸、轉(zhuǎn)動油缸和升降油缸的活塞做推進(jìn)或回拉運動。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地：

所述的轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)軸的軸承安裝在轉(zhuǎn)筒的內(nèi)孔內(nèi)，轉(zhuǎn)筒的下端水平安裝有推力球軸承，轉(zhuǎn)筒下端面由推力球軸承支撐；齒輪套裝在轉(zhuǎn)筒下端外部，齒條的另一端連接一個導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿穿過安裝在支撐板上的導(dǎo)套孔；轉(zhuǎn)軸在0～180°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

所述升降機構(gòu)的升降油缸為雙作用油缸并垂直安裝在機座中央，支撐板中央安裝轉(zhuǎn)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)軸和推力球軸承；支撐板上對稱分布四個導(dǎo)套，所述導(dǎo)柱上端面低于導(dǎo)流管連接臂的下平面，不阻礙轉(zhuǎn)動機構(gòu)做旋轉(zhuǎn)運動。

所述的伸縮機構(gòu)還包括支架，支架安裝在伸縮油缸的對面轉(zhuǎn)筒上；導(dǎo)桿的前端穿過安裝在支架上的導(dǎo)套內(nèi)，與導(dǎo)流管伸縮臂連接牢固。

所述的導(dǎo)流系統(tǒng)的導(dǎo)流管安裝板與水平面夾角10～20°；所述的流槽的底面為平面，與導(dǎo)流管安裝板上平面貼合并連接牢固；導(dǎo)流槽內(nèi)襯耐火材料并形成上大下小截面的流道，導(dǎo)流槽后端為承接金屬液的半球型澆注坑；出流孔的上口安裝有過濾網(wǎng)。

所述的液壓系統(tǒng)的油箱為專門設(shè)置的油箱或與液態(tài)模鍛機共用的油箱。