一种铝合金挤压铸造定量浇注装置

技术领域

本发明属于金属铸造领域，具体涉及一种铝合金挤压铸造定量浇注装置。

背景技术

随着科技的发展，对铸件质量要求越来越高，而且为了进一步适应当前节能、环保以及轻量化等需求，目前很大一部分产品被轻质材料取代。其中，铝合金具有较低的密度值、较高的比强度值和比刚度值，耐腐蚀性能也十分优异，因此目前各行各业对铝及铝合金产品的需求量在不断增加，因此对铝合金产品的质量也提出了更高的要求。挤压铸造又被称为液态模锻，将铸造和锻造的特点有机的结合起来，目前铝合金挤压铸造件广泛应用于汽车、家电和航空航天等领域。铝合金挤压铸造过程中，过去多依赖人工经验，故存在劳动强度比较大，环境恶劣等问题。而且铝合金化学性质较活跃，浇注过程中铝合金熔体和外界环境接触的时间较长，容易发生氧化现象。同时挤压铸造过程中金属浇注量也是十分重要的参数，如果不能保证浇注体积的准确控制，将对挤压铸造工件的质量产生影响，同时也会增加生产成本。

发明内容

本发明针对上述金属熔体挤压铸造过程存在的问题，提出的一种铝合金挤压铸造定量浇注装置，该装置主要包括：金属熔体加热保温炉1、金属熔体定量容积室2、金属熔体定量容积室活塞推杆3、金属熔体定量容积室固定支撑架4、挤压铸造定量浇注装置底座5、金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6、金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7、推杆升降滑块驱动转轮8、推杆升降滑块驱动转轮固定支架9、左右立柱连接横梁10、推杆升降滑块驱动连杆11、连杆转轮侧转轴12、挤压铸造定量浇注装置左立柱13、挤压铸造定量浇注装置右立柱14、金属熔体吸入管道高温电磁阀15、连杆转轮侧转轴锁紧螺母16、金属熔体流出管道高温电磁阀17、金属熔体流出管道18和金属熔体吸入管道19。

金属熔体加热保温炉1置于挤压铸造定量浇注装置底座5的上方，金属熔体加热保温炉1上方设有上端盖，对金属熔体加热保温炉1中的金属熔体形成密封。挤压铸造定量浇注装置左立柱13和挤压铸造定量浇注装置右立柱14设置在金属熔体加热保温炉1的两侧并固定安装在挤压铸造定量浇注装置底座5上，挤压铸造定量浇注装置左立柱13和挤压铸造定量浇注装置右立柱14的上方与左右立柱连接横梁10固定连接。挤压铸造定量浇注装置右立柱14上固定装有金属熔体定量容积室固定支撑架4，金属熔体定量容积室固定支撑架4的左端设有通孔，金属熔体定量容积室2固定装于金属熔体定量容积室固定支撑架4的通孔中。推杆升降滑块驱动转轮固定支架9固定安装在挤压铸造定量浇注装置左立柱13上，推杆升降滑块驱动转轮固定支架9的左侧装有推杆升降滑块驱动转轮8，所述的推杆升降滑块驱动转轮8由步进电机驱动旋转，推杆升降滑块驱动转轮8上设有弧形T型槽，T型槽中装有连杆转轮侧转轴12，连杆转轮侧转轴12可在T型槽中滑动，通过连杆转轮侧转轴锁紧螺母16与推杆升降滑块驱动转轮8固定。推杆升降滑块驱动连杆11的一端与连杆转轮侧转轴12的端部连接，并可绕连杆转轮侧转轴12的前端轴线旋转。推杆升降滑块驱动连杆11的另一端与金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的前边轴头相连，并可绕金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的前边轴头旋转。

金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的内孔与挤压铸造定量浇注装置左立柱13的外径匹配，并可沿着挤压铸造定量浇注装置左立柱13的轴向滑动。金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的右侧固定安装金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7，金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7的右端与金属熔体定量容积室活塞推杆3固定连接。金属熔体定量容积室活塞推杆3置于金属熔体定量容积室2中，金属熔体定量容积室活塞推杆3下端圆柱形侧面与金属熔体定量容积室2的内腔配合连接，金属熔体定量容积室2下方左右两侧分别装有金属熔体吸入管道19和金属熔体流出管道18，金属熔体吸入管道19和金属熔体流出管道18的上方分别装有金属熔体吸入管道高温电磁阀15和金属熔体流出管道高温电磁阀17。金属熔体吸入管道19通过金属熔体加热保温炉1上端盖的通孔插入金属熔体加热保温炉1的金属熔体中。

优选地，金属熔体加热保温炉1外侧设有加热线圈，使金属熔体保持恒温；金属熔体定量容积室2外侧亦设有加热线圈，起到保温的作用。

金属熔体吸入管道19的下方与金属熔体加热保温炉1的内底部距离为10-15厘米。

使用本发明所提出的一种铝合金挤压铸造定量浇注装置的实验过程如下所示：

1)根据所需金属熔体的体积调整连杆转轮侧转轴12在推杆升降滑块驱动转轮8的T型槽中的位置，打开金属熔体吸入管道高温电磁阀15，关闭金属熔体流出管道高温电磁阀17，使金属熔体定量容积室活塞推杆3位于金属熔体定量容积室2的底部。

2)推杆升降滑块驱动转轮8的后侧输入轴与步进电机相连，步进电机的转动驱动推杆升降滑块驱动转轮8转动，推杆升降滑块驱动转轮8的旋转通过连杆转轮侧转轴12带动推杆升降滑块驱动连杆11运动，推杆升降滑块驱动连杆11的运动推动金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6向上运动，金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6带动金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7和金属熔体定量容积室活塞推杆3向上运动。此时，定量的金属熔体从金属熔体加热保温炉1中吸出，通过金属熔体吸入管道19进入金属熔体定量容积室活塞推杆3与金属熔体定量容积室2形成的内腔中。

3)当金属熔体定量容积室活塞推杆3上行至极限位置时，关闭金属熔体吸入管道高温电磁阀15，打开金属熔体流出管道高温电磁阀17，金属熔体定量容积室活塞推杆3下行推动定量的金属熔体经金属熔体流出管道18进入挤压铸造的压室中，此时，金属熔体定量容积室活塞推杆3下行至金属熔体定量容积室2的内部型腔的底部。

本发明的有益效果

通过调节连杆转轮侧转轴12在推杆升降滑块驱动转轮8的T型槽的位置，可控制金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6上下运动的极限位置，从而可调整金属熔体定量容积室活塞推杆3和金属熔体定量容积室2围成型腔的最大体积，实现金属熔体的定量吸入。金属熔体加热保温炉1和金属熔体定量容积室2均处于密封状态，可有效减少金属熔体的氧化。金属熔体加热保温炉1和金属熔体定量容积室2均设有加热线圈，可有效保持金属熔体的温度。

附图说明

图1为一种铝合金挤压铸造定量浇注装置的主视图

图2为一种铝合金挤压铸造定量浇注装置的俯视图

附图标记：金属熔体加热保温炉1、金属熔体定量容积室2、金属熔体定量容积室活塞推杆3、金属熔体定量容积室固定支撑架4、挤压铸造定量浇注装置底座5、金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6、金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7、推杆升降滑块驱动转轮8、推杆升降滑块驱动转轮固定支架9、左右立柱连接横梁10、推杆升降滑块驱动连杆11、连杆转轮侧转轴12、挤压铸造定量浇注装置左立柱13、挤压铸造定量浇注装置右立柱14、金属熔体吸入管道高温电磁阀15、连杆转轮侧转轴锁紧螺母16、金属熔体流出管道高温电磁阀17、金属熔体流出管道18、金属熔体吸入管道19

具体实施方式

具体实施方式结合附图加以说明，金属熔体为铝合金A356。一种铝合金挤压铸造定量浇注装置由金属熔体加热保温炉1、金属熔体定量容积室2、金属熔体定量容积室活塞推杆3、金属熔体定量容积室固定支撑架4、挤压铸造定量浇注装置底座5、金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6、金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7、推杆升降滑块驱动转轮8、推杆升降滑块驱动转轮固定支架9、左右立柱连接横梁10、推杆升降滑块驱动连杆11、连杆转轮侧转轴12、挤压铸造定量浇注装置左立柱13、挤压铸造定量浇注装置右立柱14、金属熔体吸入管道高温电磁阀15、连杆转轮侧转轴锁紧螺母16、金属熔体流出管道高温电磁阀17、金属熔体流出管道18、金属熔体吸入管道19组成。

金属熔体加热保温炉1置于挤压铸造定量浇注装置底座5的上方，金属熔体加热保温炉1中装有金属熔体，金属熔体加热保温炉1外侧设有加热线圈，使金属熔体保持恒温。金属熔体加热保温炉1上方设有上端盖，对金属熔体加热保温炉1中的金属熔体形成密封。挤压铸造定量浇注装置左立柱13和挤压铸造定量浇注装置右立柱14设置在金属熔体加热保温炉1的两侧并固定安装在挤压铸造定量浇注装置底座5上，挤压铸造定量浇注装置左立柱13和挤压铸造定量浇注装置右立柱14的上方与左右立柱连接横梁10固定连接。挤压铸造定量浇注装置右立柱14上固定装有金属熔体定量容积室固定支撑架4，金属熔体定量容积室固定支撑架4的左端设有通孔，金属熔体定量容积室2固定装于金属熔体定量容积室固定支撑架4的通孔中，金属熔体定量容积室2外侧亦设有加热线圈，起到保温的作用。

推杆升降滑块驱动转轮固定支架9通过销钉固定安装在挤压铸造定量浇注装置左立柱13上，推杆升降滑块驱动转轮固定支架9的左侧装有推杆升降滑块驱动转轮8，所述的推杆升降滑块驱动转轮8由步进电机驱动旋转，推杆升降滑块驱动转轮8上设有弧形T型槽，T型槽中装有连杆转轮侧转轴12，连杆转轮侧转轴12通过连杆转轮侧转轴锁紧螺母16与推杆升降滑块驱动转轮8固定连接。推杆升降滑块驱动连杆11的一端与连杆转轮侧转轴12的端部连接，并可绕连杆转轮侧转轴12的轴线旋转。推杆升降滑块驱动连杆11的另一端与金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的前边轴头相连，并可绕金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的前边轴头旋转。金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的内孔与挤压铸造定量浇注装置左立柱13的外径匹配，并可沿着挤压铸造定量浇注装置左立柱13的轴向滑动。金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6的右侧固定安装金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7，金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7的右端与金属熔体定量容积室活塞推杆3固定连接。金属熔体定量容积室活塞推杆3置于金属熔体定量容积室2中，金属熔体定量容积室活塞推杆3下端圆柱形侧面与金属熔体定量容积室2的内腔配合连接，用于密封金属熔体定量容积室活塞推杆3和金属熔体定量容积室2所包围的腔体。金属熔体定量容积室2下方左右两侧分别装有金属熔体吸入管道19和金属熔体流出管道18，金属熔体吸入管道19和金属熔体流出管道18的上方分别装有金属熔体吸入管道高温电磁阀15和金属熔体流出管道高温电磁阀17。金属熔体吸入管道19通过金属熔体加热保温炉1上端盖的通孔插入金属熔体加热保温炉1的金属熔体中，金属熔体吸入管道19的下方与金属熔体加热保温炉1的内底部距离约为10-15厘米。

使用本发明所提出的一种铝合金挤压铸造定量浇注装置的实验过程如下所示：

首先根据所需金属熔体的体积调整连杆转轮侧转轴12在推杆升降滑块驱动转轮8的T型槽中的位置，打开金属熔体吸入管道高温电磁阀15，关闭金属熔体流出管道高温电磁阀17，使金属熔体定量容积室活塞推杆3位于金属熔体定量容积室2的底部。推杆升降滑块驱动转轮8的后侧输入轴与步进电机相连，步进电机的转动驱动推杆升降滑块驱动转轮8转动，推杆升降滑块驱动转轮8的旋转通过连杆转轮侧转轴12带动推杆升降滑块驱动连杆11运动，推杆升降滑块驱动连杆11的运动推动金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6向上运动，金属熔体定量容积室活塞推杆升降滑块6带动金属熔体定量容积室活塞推杆横梁7和金属熔体定量容积室活塞推杆3向上运动。此时，定量的金属熔体从金属熔体加热保温炉1中吸出，通过金属熔体吸入管道19进入金属熔体定量容积室活塞推杆3与金属熔体定量容积室2形成的内腔中。当金属熔体定量容积室活塞推杆3上行至极限位置时，关闭金属熔体吸入管道高温电磁阀15，打开金属熔体流出管道高温电磁阀17，金属熔体定量容积室活塞推杆3下行推动定量的金属熔体经金属熔体流出管道18进入挤压铸造的压室中，此时，金属熔体定量容积室活塞推杆3下行至金属熔体定量容积室2的内部型腔的底部。