一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法，包括以下步驟：（1）將溫度為200℃～300℃的鑄件放入矯形夾具中進(jìn)行矯形；（2）將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。本發(fā)明還公開了一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置。本發(fā)明利用鋁合金壓鑄件在熱態(tài)下強(qiáng)度低、韌性高的特性，在矯形力施加的同時采用冷水浸泡的方式進(jìn)行冷卻，達(dá)到快速定型的目的。壓鑄毛坯經(jīng)過熱態(tài)矯形后，內(nèi)部應(yīng)力小，不會發(fā)生回彈。矯形參數(shù)中消除了“人”的因素，可以實(shí)現(xiàn)矯形參數(shù)的控制及調(diào)整，保證矯形效果的一致性。同時能緩解工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來節(jié)能減排的環(huán)保壓力促進(jìn)了汽車向輕量化的趨勢發(fā)展，使得汽車鋁壓鑄零部件向功能集成化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化以及重量輕量化的方向靠攏。許多壓鑄鋁合金部件在最初的設(shè)計時很少考慮鑄造工藝性造成其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚差異大、精度要求高，給壓鑄技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)帶來了很大的挑戰(zhàn)。特別是壁厚不均勻、結(jié)構(gòu)不規(guī)則的產(chǎn)品存在變形嚴(yán)重的缺陷。實(shí)際生產(chǎn)中，通過模具設(shè)計以及壓鑄工藝的調(diào)整等方法，不能完全解決鑄件變形的問題，需要通過后續(xù)的矯形工藝進(jìn)行矯正。
[0003]目前鑄件的矯形主要是靠人工敲打來完成。該工藝是在鑄件自壓鑄機(jī)中取出后去除溢流槽及澆道自然冷卻至室溫后進(jìn)行矯形的。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是操作靈活，不受場地限制，資金投入低。但是人工矯形正是因為存在“人”的因素，導(dǎo)致矯形力不穩(wěn)定，矯形后產(chǎn)品平面度一致性較差、產(chǎn)品易被敲裂報廢、生產(chǎn)周期長。由于矯形過程中，外力不斷敲打鑄件，使得鑄件內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻，矯形后在短時間內(nèi)檢測鑄件的平面度合格，放置一段時間，內(nèi)部應(yīng)力釋放導(dǎo)致變形發(fā)生回彈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述存在的問題，提供了一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法，利用壓鑄鋁合金件在熱態(tài)下(200°C?300°C)強(qiáng)度低、韌性高的特點(diǎn)進(jìn)行熱態(tài)矯形，同時在矯形過程中用冷卻水浸泡鑄件，使鑄件在矯正的同時快速冷卻定型。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采取以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法，包括以下步驟:
[0007](I)將溫度為200°C?300°C的鑄件放入矯形夾具中進(jìn)行矯形；
[0008](2)將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。
[0009]一般鑄件剛加工出來的溫度即可滿足矯形要求，無需額外加熱。
[0010]優(yōu)選地，矯形時，保壓時間為15s，保壓壓力為5Mpa。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述冷卻水的溫度不超過45°C。一般冷卻水溫度選擇25?45°C，無需額外消耗能量來降溫，也不會影響矯形效果。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，包括機(jī)架，所述機(jī)架設(shè)有由上夾具組件與下夾具組件構(gòu)成的矯形夾具和設(shè)置在矯形夾具下方的水箱；所述下夾具組件懸掛固定于機(jī)架，所述上夾具組件可升降地設(shè)置在下夾具組件上方；所述水箱頂部敞口且為可升降結(jié)構(gòu)。當(dāng)水箱上升時，矯形夾具浸泡在水箱液面以下。
[0013]優(yōu)選地，所述下夾具組件包括底板、設(shè)置在底板頂部的夾具基座和設(shè)置在夾具基座上的若干個高度可調(diào)整的支撐柱，所述底板通過連接桿與機(jī)架頂部懸掛連接。下夾具組件的作用是固定待矯形的鑄件，定位方式可以根據(jù)不同鑄件的結(jié)構(gòu)采用外形定位或者孔定位。支撐柱是根據(jù)鑄件需要矯形的平面來布置的，其作用在于支撐鑄件底面相應(yīng)位置，并預(yù)設(shè)支撐高度，當(dāng)鑄件大平面各個部位的平面度超過要求范圍內(nèi)，只需要調(diào)整相應(yīng)部位的支撐柱高度，使其平面度符合要求。支撐柱下端可以通過螺紋與夾具基座連接，方便調(diào)整高度。
[0014]優(yōu)選地，所述上夾具組件包括頂板和設(shè)置在頂板底部的若干個壓緊壓頭，所述壓緊壓頭與支撐柱一一對應(yīng)，每一對壓緊壓頭與支撐柱處于同一垂直線上；所述機(jī)架頂部設(shè)有氣缸，氣缸推桿與頂板連接，頂板與機(jī)架之間還設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。氣缸下壓，上夾具組件能夠?qū)潭ㄔ谥沃系蔫T件產(chǎn)生矯形力。
[0015]為了保證每個壓緊壓頭能同時將鑄件的相應(yīng)位置壓緊貼合至支撐柱上，壓緊壓頭設(shè)計為彈性壓緊壓頭，包括與頂板連接的導(dǎo)套、壓頭和設(shè)置在壓頭與導(dǎo)套之間的彈簧。
[0016]優(yōu)選地，所述水箱通過氣缸與機(jī)架底部連接，所述水箱與機(jī)架底部之間還設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
[0017]優(yōu)選地，所述水箱設(shè)有冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括溫度傳感器、氣源、用于供給冷卻水的冷卻水入口、用于排出冷卻水的冷卻水出口和控制器；所述溫度傳感器為多個，設(shè)置在水箱內(nèi)不同位置；所述氣源通過氣管與水箱底部連通，水箱與氣管之間設(shè)置有若干個支氣管，在水箱與氣源之間設(shè)置有電磁閥一；所述冷卻水入口與冷卻水出口分別設(shè)置在水箱兩側(cè)，冷卻水入口高度低于冷卻水出口高度，冷卻水入口與冷卻水出口分別設(shè)置有電磁閥二與電磁閥三；所述溫度傳感器、電磁閥一、電磁閥二和電磁閥三均與控制器連接。
[0018]優(yōu)選地，所述冷卻水出口與冷卻水入口之間連通連成一個回路，該回路上設(shè)置有冷卻裝置。能夠?qū)⒗鋮s水出口流出的水經(jīng)過冷卻裝置降溫處理后通過冷卻水入口供給到水箱中，循環(huán)利用水資源。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[0020]本發(fā)明利用鋁合金壓鑄件在熱態(tài)下強(qiáng)度低、韌性高的的特性，在矯形力施加的同時采用冷水浸泡的方式進(jìn)行冷卻，達(dá)到快速定型的目的。壓鑄毛坯經(jīng)過熱態(tài)矯形后，內(nèi)部應(yīng)力小，不會發(fā)生回彈。矯形參數(shù)中消除了“人”的因素，可以實(shí)現(xiàn)矯形參數(shù)的控制及調(diào)整，保證矯形效果的一致性。同時能緩解工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明中彈性壓緊壓頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明中水箱冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]參見圖1?3: 一種浸泡式的壓鑄毛還熱態(tài)矯形裝置,包括機(jī)架1，機(jī)架I設(shè)有由上夾具組件與下夾具組件構(gòu)成的矯形夾具和設(shè)置在矯形夾具下方的水箱3 ;下夾具組件懸掛固定于機(jī)架1，上夾具組件可升降地設(shè)置在下夾具組件上方；水箱3頂部敞口且為可升降結(jié)構(gòu)。矯形夾具夾持住鑄件10并為鑄件10提供矯形力；當(dāng)水箱3上升時，矯形夾具浸泡在水箱3液面以下，從而使夾持在矯形夾具中的鑄件10快速冷卻定型。
[0027]下夾具組件包括底板4、設(shè)置在底板4頂部的夾具基座5和設(shè)置在夾具基座5上的若干個高度可調(diào)整的支撐柱11，底板4通過連接桿12與機(jī)架I頂部懸掛連接。下夾具組件的作用是固定待矯形的鑄件10，定位方式可以根據(jù)不同鑄件的結(jié)構(gòu)采用外形定位或者孔定位。支撐柱11是根據(jù)鑄件10需要矯形的平面來布置的，其作用在于支撐鑄件10底面相應(yīng)位置，并預(yù)設(shè)支撐高度，當(dāng)鑄件10大平面各個部位的平面度超過要求范圍內(nèi)，只需要調(diào)整相應(yīng)部位的支撐柱11高度，使其平面度符合要求。支撐柱11下端可以通過螺紋與夾具基座5連接，方便調(diào)整高度。
[0028]上夾具組件包括頂板6和設(shè)置在頂板6底部的若干個壓緊壓頭9，壓緊壓頭9與支撐柱11 一一對應(yīng)，每一對壓緊壓頭9與支撐柱11處于同一垂直線上；機(jī)架I頂部設(shè)有氣缸7，氣缸7的推桿與頂板6連接，頂板6與機(jī)架I之間還設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)8。氣缸7下壓，上夾具組件能夠?qū)潭ㄔ谥沃?1上的鑄件10產(chǎn)生矯形力。
[0029]參見圖2，為了保證每個壓緊壓頭9能同時將鑄件10的相應(yīng)位置壓緊貼合至支撐柱11上，壓緊壓頭9設(shè)計為彈性壓緊壓頭，包括與頂板6連接的導(dǎo)套16、壓頭14和設(shè)置在壓頭14與導(dǎo)套16之間的彈簧15，導(dǎo)套16下壓過程中有彈簧15緩沖，并且導(dǎo)套16將壓力通過彈簧15傳遞到壓頭14，驅(qū)動壓頭14壓緊產(chǎn)品10的底面貼合至每個支撐柱11上。
[0030]水箱3通過氣缸2與機(jī)架I底部連接，水箱3與機(jī)架I底部之間還設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)13，氣缸2能夠驅(qū)動水箱3上升下降運(yùn)動。
[0031]單件矯形后，由于鑄件厚度分布不均勻，不同位置的冷卻水吸收的熱量不同而導(dǎo)致水箱3內(nèi)冷卻水溫度場不均勻，影響矯形效果。水箱3設(shè)有冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)。參見圖3，冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)包括溫度傳感器31、氣源32、用于供給冷卻水的冷卻水入口 33、用于排出冷卻水的冷卻水出口 34和控制器(未標(biāo)明);溫度傳感器31為多個,設(shè)置在水箱3內(nèi)不同位置；氣源32通過氣管35與水箱3底部連通，水箱3與氣管35之間設(shè)置有若干個支氣管36，在水箱3與氣源32之間設(shè)置有電磁閥一 37 ;冷卻水入口 33與冷卻水出口 34分別設(shè)置在水箱3兩側(cè)，冷卻水入口 33高度低于冷卻水出口 34高度，冷卻水入口33與冷卻水出口 34分別設(shè)置有電磁閥二 38與電磁閥三39 ;溫度傳感器31、電磁閥一 37、電磁閥二 38和電磁閥三39均與控制器連接。當(dāng)溫度傳感器31測得的溫度差值超出設(shè)定值時，電磁閥一 37打開，氣源32向水箱3通入壓縮空氣，從水箱3底部吹氣鼓泡，使冷卻水溫度均勻。連續(xù)矯形后，由于熱量的傳遞，導(dǎo)致水箱3中水溫升高，引起鑄件冷卻速率存在差異，間接影響矯形的效果。當(dāng)冷卻水的水溫高于設(shè)定的溫度上限時，電磁閥二 38與電磁閥三39打開，冷卻水從冷卻水入口 33流進(jìn)水箱3，多余的冷卻水從冷卻水出口 34流出，保證水箱3液位高度不變。同時，電磁閥一 37打開，氣源32向水箱3通入壓縮空氣，從水箱3底部吹氣鼓泡，使冷卻水溫度均勻。如此反復(fù)循環(huán)，維持冷卻水溫在合理的范圍之內(nèi)。
[0032]冷卻水出口 34與冷卻水入口 33之間連通連成一個回路，該回路上設(shè)置有冷卻裝置40。能夠?qū)⒗鋮s水出口 34流出的水經(jīng)過冷卻裝置40降溫處理后通過冷卻水入口 34供給到水箱3中，循環(huán)利用水資源。
[0033]本發(fā)明利用鋁合金壓鑄件在熱態(tài)下強(qiáng)度低、韌性高的的特性，在矯形力施加的同時采用冷水浸泡的方式進(jìn)行冷卻，達(dá)到快速定型的目的。壓鑄毛坯經(jīng)過熱態(tài)矯形后，內(nèi)部應(yīng)力小，不會發(fā)生回彈。矯形參數(shù)中消除了“人”的因素，可以實(shí)現(xiàn)矯形參數(shù)的控制及調(diào)整，保證矯形效果的一致性。同時能緩解工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。
[0034]實(shí)施例2
[0035]一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法，采用實(shí)施例1所述裝置，包括以下步驟:
[0036](I)將溫度為200°C?300°C的鑄件放入矯形夾具中進(jìn)行矯形；
[0037](2)將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。
[0038]一般鑄件剛加工出來的溫度即可滿足矯形要求，無需額外加熱。
[0039]矯形時，保壓時間為15s，保壓壓力為5Mpa。
[0040]所述冷卻水的溫度不超過45°C。一般冷卻水溫度選擇25?45°C，無需額外消耗能量來降溫，也不會影響矯形效果。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的浸泡式熱態(tài)矯形方法及相關(guān)裝置，對在9000KN臥式冷室壓鑄機(jī)上生產(chǎn)的鋁料牌號為ADC12的前罩殼進(jìn)行了矯形。矯形開始前檢測相關(guān)的矯形參數(shù)，其中冷卻水溫25°C，保壓時間15s，保壓壓力5Mpa。在以上工藝條件下，對前罩殼零件進(jìn)行矯形。連續(xù)矯形10件后，壓鑄毛坯的平面度小于0.5mm，達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)值，并且毛坯之間的平面度波動較小，平面度比較穩(wěn)定。此時水溫溫度上升至30°C，經(jīng)過后面連續(xù)的生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)水溫超過50°C，在不改變其他參數(shù)的條件下，壓鑄毛坯的平面度出現(xiàn)了波動，所以根據(jù)實(shí)際的效果，設(shè)定冷卻水溫的上限為45°C。連續(xù)矯形過程中測定的一個工作循環(huán)為35s，相對比以往的人工矯形機(jī)人工檢測平面度需要的98s，生產(chǎn)效率提高了近2倍。
[0042]惟以上所述者，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明之范圍，SP大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及說明書所記載的內(nèi)容所作出簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋范圍之內(nèi)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發(fā)明之權(quán)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將溫度為200°C?300°C的鑄件放入矯形夾具中進(jìn)行矯形； (2)將矯形夾具連同鑄件浸泡到冷卻水中快速冷卻定型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法，其特征在于，矯形時，保壓時間為15s，保壓壓力為5Mpa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形方法，其特征在于，所述冷卻水的溫度不超過45°C。
4.一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，包括機(jī)架，其特征在于，所述機(jī)架設(shè)有由上夾具組件與下夾具組件構(gòu)成的矯形夾具和設(shè)置在矯形夾具下方的水箱；所述下夾具組件懸掛固定于機(jī)架，所述上夾具組件可升降地設(shè)置在下夾具組件上方；所述水箱頂部敞口且為可升降結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，其特征在于，所述下夾具組件包括底板、設(shè)置在底板頂部的夾具基座和設(shè)置在夾具基座上的若干個高度可調(diào)整的支撐柱，所述底板通過連接桿與機(jī)架頂部懸掛連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，其特征在于，所述上夾具組件包括頂板和設(shè)置在頂板底部的若干個壓緊壓頭，所述壓緊壓頭與支撐柱一一對應(yīng)，每一對壓緊壓頭與支撐柱處于同一垂直線上；所述機(jī)架頂部設(shè)有氣缸，氣缸推桿與頂板連接，頂板與機(jī)架之間還設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，其特征在于，所述壓緊壓頭為彈性壓緊壓頭，包括與頂板連接的導(dǎo)套、壓頭和設(shè)置在壓頭與導(dǎo)套之間的彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，其特征在于，所述水箱通過氣缸與機(jī)架底部連接，所述水箱與機(jī)架底部之間還設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，其特征在于，所述水箱設(shè)有冷卻水溫度自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括溫度傳感器、氣源、用于供給冷卻水的冷卻水入口、用于排出冷卻水的冷卻水出口和控制器；所述溫度傳感器為多個，設(shè)置在水箱內(nèi)不同位置；所述氣源通過氣管與水箱底部連通，水箱與氣管之間設(shè)置有若干個支氣管，在水箱與氣源之間設(shè)置有電磁閥一；所述冷卻水入口與冷卻水出口分別設(shè)置在水箱兩側(cè)，冷卻水入口高度低于冷卻水出口高度，冷卻水入口與冷卻水出口分別設(shè)置有電磁閥二與電磁閥三；所述溫度傳感器、電磁閥一、電磁閥二和電磁閥三均與控制器連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種浸泡式的壓鑄毛坯熱態(tài)矯形裝置，其特征在于，所述冷卻水出口與冷卻水入口之間連通連成一個回路，該回路上設(shè)置有冷卻裝置。
【文檔編號】B23P6/00GK103753101SQ201410020164
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】余亮, 池曉欽, 周海軍, 汪學(xué)陽, 林偉慶 申請人:廣東鴻圖科技股份有限公司