本實(shí)用新型涉及復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置。

背景技術(shù)：

夾塊零件4是高壓開關(guān)上常用的固定導(dǎo)線的連接件，如圖1-3所示，夾塊零件4表面具有多個(gè)曲面（1、2、3），由于在特高壓條件下工作，為防止尖端放電，各表面之間必須光滑過渡，同時(shí)要求夾塊零件4具有較高的材料抗腐蝕性能和較高的力學(xué)性能。

常規(guī)的高壓開關(guān)用夾塊零件材料為鋁合金，目前，夾塊零件大多采用鑄造方法成型，然后進(jìn)行機(jī)加工、鉆孔攻絲以及后續(xù)的熱處理以獲得最終產(chǎn)品，由于鑄造零件的固有缺陷，導(dǎo)致鑄造成型的夾塊零件強(qiáng)度較低，螺紋容易脫絲，影響高壓電路的穩(wěn)定性。為提高夾塊零件的性能，由采用鍛造的方法進(jìn)行制造生產(chǎn)，但是鍛造的方法只能一模單件的生產(chǎn)，效率較低，且需要較大的壓力，對(duì)設(shè)備的噸位等要求較高，投入成本較大。

而常規(guī)的低壓鑄造，如授權(quán)公告號(hào)為CN 2569950 Y的中國(guó)實(shí)用新型專利公開的防氧化的鎂合金低壓鑄造機(jī)，包括保溫爐、模具裝置和升液管，在生產(chǎn)中采用氣壓泵將保溫爐中的金屬液壓入到模具裝置的模腔中，同時(shí)進(jìn)行保壓一段時(shí)間，待模腔中的金屬液凝固后，再釋放壓力使升液管中的未凝固的金屬液回至保溫爐中，而反復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間的施壓大大降低保溫爐的使用壽命，由于保壓過程中，氣壓的精確控制比較困難，容易導(dǎo)致批量生產(chǎn)時(shí)各批量之間的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。而且，低壓鑄造工藝的壓力低，難以消除鑄造組織，時(shí)鑄件的力學(xué)性能降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置以解決在成型過程中需要長(zhǎng)時(shí)間保壓且氣壓控制不精確導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置的技術(shù)方案是：復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置，包括上模裝置和下模裝置，上模裝置包括具有至少兩個(gè)上模腔的上模具，下模裝置包括具有與各上模腔對(duì)應(yīng)的下模腔的下模具，上模腔與對(duì)應(yīng)的下模腔合模后形成模腔，上模裝置上或下模裝置上設(shè)有用于連通保溫爐和各模腔的通道，所述通道上設(shè)有供金屬液進(jìn)入各模腔的單向閥。

所述通道包括豎向的升液管和連通升液管的出液口與各模腔對(duì)應(yīng)的澆道，升液管具有與保溫爐連通的進(jìn)液口，單向閥包括用于封堵升液管的出液口的閥芯。

所述上模裝置上于與各待生產(chǎn)零件的熱節(jié)位置相對(duì)應(yīng)的部位上設(shè)置有連通相應(yīng)上模腔的擠壓腔，擠壓腔中可上下運(yùn)動(dòng)穿裝有擠壓桿，擠壓桿相對(duì)于上模向上運(yùn)動(dòng)至最大位移時(shí)，擠壓桿下方的擠壓腔形成用于對(duì)待生產(chǎn)零件的熱節(jié)位置進(jìn)行補(bǔ)縮的補(bǔ)縮空間。

所述擠壓桿與擠壓腔之間具有能夠供上模腔、下模腔中的氣體排出的間隙。

所述上模裝置還包括上模座，上模座具有軸線沿上下方向延伸的腔體，所述腔體中上下導(dǎo)向移動(dòng)安裝有供擠壓桿固定安裝的擠壓桿安裝塊，升液管設(shè)置于下模裝置上。

所述擠壓桿安裝塊與上模具之間設(shè)置有壓簧。

所述上模座與上模具之間設(shè)置有上冷卻板，上冷卻板上設(shè)置有供冷卻介質(zhì)流通的冷卻通道。

所述下模裝置還包括下模座，下模座與下模具之間設(shè)置有下冷卻板，下冷卻板上也設(shè)置有供冷卻介質(zhì)流通的冷卻通道。

所述冷卻通道為設(shè)置于相應(yīng)冷卻板上的與對(duì)應(yīng)的模具接觸的側(cè)面上的冷卻槽。

本實(shí)用新型的有益效果是：半固態(tài)的金屬液通過壓力進(jìn)入升液管中，金屬液頂開單向閥并由澆道進(jìn)入模腔，當(dāng)模腔中的金屬液進(jìn)入一定量時(shí)，對(duì)保溫爐進(jìn)行釋放壓力，單向閥會(huì)封堵升液管的出液口，防止模腔中的金屬液回流，使模腔中的金屬液在模腔中進(jìn)行凝固成型，此時(shí)不需要保壓使升液管中一直充滿金屬液，能夠延長(zhǎng)與該模具裝置配套用的保溫爐的壽命，而且不需要精確的控制保壓的壓力，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的背景技術(shù)中夾塊零件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖4為本實(shí)用新型的半固態(tài)模鍛模具裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為下模裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。

本實(shí)用新型的一種半固態(tài)模鍛模具裝置的具體實(shí)施例，如圖4和圖5所示，包括與液壓機(jī)的主液壓缸的輸出端連接的上模裝置和設(shè)置于液壓機(jī)的工作臺(tái)上的下模裝置，上模裝置包括上模座和具有6個(gè)上模腔的上模具，下模裝置包括下模座和具有與各上模腔對(duì)應(yīng)的下模腔24的下模具，上模腔與對(duì)應(yīng)的下模腔24合模后形成模腔17。該復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置還包括設(shè)置于下模裝置上的具有出液口和與保溫爐22連通的進(jìn)液口的升液管21，保溫爐22具有與壓縮氣源連通的壓縮氣管23，保溫爐22中的金屬液為半固態(tài)液體，壓縮氣管23具有進(jìn)氣口。模腔17有6個(gè)并沿升液管21的徑向方向成輻射狀分布，升液管21的出液口與各模腔17通過澆道16連通，升液管21的內(nèi)腔和各澆道16形成連通保溫爐和各模腔的通道。上模裝置上于升液管21的出液口處設(shè)置有供金屬液進(jìn)入模腔17的單向閥，升液管21上于出液口處設(shè)置有內(nèi)錐結(jié)構(gòu)，單向閥包括通過彈簧10上下浮動(dòng)設(shè)置于上模裝置中的閥芯11，閥芯11的下端具有與升液管21的內(nèi)錐結(jié)構(gòu)頂壓時(shí)密封配合的外錐結(jié)構(gòu)。

上模座和上模具14之間設(shè)置有上冷卻板13，上模座包括上模底板5和中空的兩端開口的墊套6，上模裝置上于與待生產(chǎn)零件的熱節(jié)位置相對(duì)應(yīng)的部位上設(shè)置有貫穿上冷卻板13和上模具14并與上模腔連通的擠壓腔，擠壓腔中可上下運(yùn)動(dòng)穿裝有擠壓桿12，擠壓桿12與擠壓腔之間具有能夠供上模腔、下模腔24中的氣體排出的而金屬液不能排出的間隙，墊套6的內(nèi)腔中上下導(dǎo)向滑動(dòng)安裝有用于供擠壓桿12安裝的擠壓桿安裝塊，擠壓桿安裝塊與液壓機(jī)的上頂出液壓缸連接。墊套6、上模底板5和上冷卻板13圍成供擠壓桿安裝塊的運(yùn)動(dòng)空間。擠壓桿安裝塊包括上下設(shè)置的由螺栓連接的推板7和擠壓桿固定板9，擠壓桿固定板9上設(shè)有沉孔，擠壓桿12的端部設(shè)置有徑向向外的環(huán)形凸起，沉孔與環(huán)形凸起相吻合，推板7和擠壓桿固定板9將擠壓桿12夾緊固定。該夾塊零件4具有兩個(gè)熱節(jié)，因此，上模上于每個(gè)模腔17處均設(shè)置有兩個(gè)擠壓桿12。擠壓桿安裝塊與上冷卻板13之間設(shè)置有壓簧8，壓簧8在擠壓桿安裝塊下行時(shí)起緩沖作用、在擠壓桿安裝塊上行時(shí)使其頂壓在上模底板5的底面上。當(dāng)擠壓桿安裝塊與上模底板5接觸時(shí)即擠壓桿12相對(duì)于上模向上運(yùn)動(dòng)至最大位移時(shí)，擠壓桿12下方的擠壓腔形成用于對(duì)待生產(chǎn)零件的熱節(jié)位置進(jìn)行補(bǔ)縮的補(bǔ)縮空間15，補(bǔ)縮空間15的體積等于各模腔20中金屬溶液冷卻凝固時(shí)的體積收縮量。上模底板5、墊套6、上水冷板13和上模具14之間通過螺釘固定。上模具14上設(shè)有用于供閥芯11上下導(dǎo)向安裝的導(dǎo)向孔，彈簧10設(shè)置于閥芯11與上冷卻板13之間。

下模座為下模底板20，下模底板20與下模具18之間設(shè)置有下冷卻板19，下模底板20連接在液壓機(jī)的工作臺(tái)上，下模底板20、下模具18和下冷卻板19之間采用螺釘固定。澆道16包括設(shè)置于上模具14上的連通升液管21的出液口與模腔17的上澆道和設(shè)置于下模具上的連通升液管21的出液口與模腔17的下澆道25。澆道16在進(jìn)入模腔17的位置處具有一個(gè)收口結(jié)構(gòu)。升液管21貫穿下模底板20、下冷卻板19和下模具18。上冷卻板13上設(shè)置有供冷卻介質(zhì)流通的冷卻通道，下冷卻板19上設(shè)置有供冷卻介質(zhì)流通的冷卻通道，冷卻介質(zhì)均為冷卻水。冷卻通道為設(shè)置于相應(yīng)冷卻板上的與對(duì)應(yīng)的模具接觸的表面上的冷卻槽，冷卻板與對(duì)應(yīng)的模具之間設(shè)置有防止冷卻水泄露的密封圈。

該半固態(tài)模鍛模具裝置的工作原理是：

1）將復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置安裝在液壓機(jī)上；

2）按成分配方對(duì)鋁合金進(jìn)行熔煉并靜置；

3）將上模具和下模具預(yù)熱至一定溫度；

4）在開模狀態(tài)，在上模具和下模具的各模腔表面噴涂潤(rùn)滑涂料；

5）在保溫爐中通入壓縮氣體，使金屬液壓入升液管，頂開閥芯，通過澆道，注入模腔及補(bǔ)縮空間中；金屬液充滿模腔及補(bǔ)縮空間后，保溫爐卸壓，升液管中的金屬液回流至保溫爐，同時(shí)，閥芯在彈簧作用下下行，將升液管口部封堵，使模腔封閉；

6）上頂出液壓缸帶動(dòng)擠壓桿下行，將擠壓空間中的金屬液擠壓到模腔內(nèi)，對(duì)模腔進(jìn)行補(bǔ)縮，使其在30～100MPa壓力下冷卻凝固成形；

7）上?；爻?，擠壓桿再次下行，頂出成形的夾塊零件；

8）重復(fù)上述4）～7），進(jìn)行下一模零件的成形。

將步驟7）得到的零件進(jìn)行少量后續(xù)加工和熱處理即得夾塊零件產(chǎn)品。

本實(shí)施例中復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置所需的成形壓力比擠壓成形方法明顯降低，對(duì)模具材料要求比擠壓模具低；可實(shí)現(xiàn)一模多件成形，生產(chǎn)效率高；復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；復(fù)合半固態(tài)模鍛模具裝置與低壓澆注系統(tǒng)結(jié)合，在閉模狀態(tài)下壓射成形，從而保證制件尺寸精度，且無需定量澆注裝置，流道條件顯著改善；只有少量金屬滯留在澆道中，升液管中不留金屬液，材料的利用率高；外形不用后續(xù)加工，降低了生產(chǎn)成本；實(shí)現(xiàn)在較高壓力下成形，零件晶粒細(xì)，不存在鑄造缺陷，致密性好，強(qiáng)度接近擠壓成形零件，且尺寸精度高，符合對(duì)夾塊零件的質(zhì)量要求。

在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，模腔的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，可以為2個(gè)或者3個(gè)或者4個(gè)或者5個(gè)或者7個(gè)及以上并沿升液管周向間隔設(shè)置；在模腔設(shè)計(jì)時(shí)具有余量的情況下也可以不設(shè)置擠壓腔和擠壓桿，此時(shí)也就沒有了補(bǔ)縮空間；擠壓桿與擠壓腔也可以滑動(dòng)導(dǎo)向密封配合，此時(shí)會(huì)可以單獨(dú)設(shè)置連通各模腔的排氣孔；也可以不設(shè)置冷卻板，此時(shí)可以將冷卻通道直接設(shè)置于各模具上；冷卻介質(zhì)也可以為冷卻氣體；上膜底板和墊套組成的上模座也可以被一體成型的筒狀結(jié)構(gòu)形成的上模座代替；也可以不設(shè)置擠壓桿安裝塊，此時(shí)也可以由多個(gè)小液壓缸直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的擠壓桿運(yùn)動(dòng)；單向閥也可以不包括彈簧，可以只包括閥芯，當(dāng)保溫爐中釋放壓力時(shí)，閥芯靠自身重力下降以堵塞升液管的出液口；單向閥也可以設(shè)置在澆道處用于封堵澆道；升液管上于出液口處也可以不設(shè)置內(nèi)錐結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置階梯孔結(jié)構(gòu)，此時(shí)閥芯的下端設(shè)置有與階梯孔結(jié)構(gòu)配合的階梯軸結(jié)構(gòu)；升液管也可以設(shè)置于上模裝置上。