一种液态挤压成型装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械制造领域，涉及一种锻造装置及方法，尤其涉及一种液态挤压成 型装置及方法。
【背景技术】
[0002] 常规的铝合金锅、五金泵壳体、汽车部份金属零件或五金结构件等产品要求金属 结晶致密，对零件的内部要求无气泡、无气孔、无麻坑和起皮冷隔等缺陷。目前这些零件的 成型常规都是用冷式压铸机或重力浇铸成型。
[0003] 以铝合金锅体为例，此类产品的特点都是底厚壁薄。因此，用冷式压铸机制作此类 产品时，因为铝合金液进入模腔后的流道较长，加之速度快，模腔内的气体排不干净，模腔 内的气体就会卷入铝合金液中，使产品内部集聚大量卷气从而使产品内部产生大量的小气 泡存在。据调查，目前这种工艺的平均起泡率一般在6~10%左右。一些比较高或异型锅 体其起泡率更高，甚至达到20~30%左右，严重影响了压铸锅生产工厂的效益及订单交货 数量的控制，给生产带来严重影响。而采用重力浇铸成型，虽然气泡率会下降，但是生产效 率太低，无法满足工业大批量生产的要求，因此，也无法推广应用。
[0004] 目前国内还有一些企业，近年来针对铝合金压铸锅的质量问题研究出了仿压铸 锅，是采用3000~5000吨的大吨位液压机来实现的，方法是对铝片进行冷挤压成型，但此 类技术属冷挤压工艺范畴，此类工艺的缺点是投资较大，一台3800~5000吨的液压机价格 分别在150~200万元左右，一些中小企业难于承受，而且锅类产品的手柄座与锅耳不能一 次型挤出，因此，其应用范围受到一定的限制。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明通过利于排气的结构，彻底解决了冷式压铸成型的起泡和生产 成本商的问题，具有成品率商、广品强度商及生广效率商等优点。
[0006] 为达到上述目的，具体技术方案如下：
[0007] 一方面，提供了一种液态挤压成型装置，适用于生产薄壁厚底产品，包括上活动横 梁、下活动横梁、冲头、凹模和压边排气脱料圈，所述凹模上设有开口的型腔，所述冲头的一 端与所述凹模的型腔配合，所述冲头的另一端与所述上活动横梁连接，并可随所述上活动 横梁上下移动，所述压边排气脱料圈套设于所述冲头上，所述压边排气脱料圈与所述冲头 间隙配合，所述压边排气脱料圈与所述下活动横梁连接，并可随所述下活动横梁上下移动， 所述压边排气脱料圈的底部还设有密封部，当所述压边排气脱料圈向下移动至所述凹模 时，所述压边排气脱料圈的密封部与所述凹模密封连接。
[0008] 优选的，当所述压边排气脱料圈向下移动至所述凹模时，所述压边排气脱料圈与 所述凹模之间还设有集渣包和溢流槽，所述集渣包通过所述溢流槽与所述凹模的型腔相 通。
[0009] 优选的，所述集渣包包括设于所述凹模上，并位于所述型腔边缘的若干槽体。
[0010] 优选的，当所述压边排气脱料圈向下移动至所述凹模时，所述压边排气脱料圈与 所述凹模之间还设有排气槽，位于所述压边排气脱料圈一侧的凹模的型腔通过所述排气槽 与所述压边排气脱料圈的另一侧相通。
[0011] 优选的，所述冲头和凹模中均设有加热管或加热液循环管。
[0012] 优选的，所述凹模上还套设有凹模套。
[0013] 优选的，还包括机台和下模板，所述凹模通过所述下模板设于所述机台上。
[0014] 优选的，还包括压边油缸，所述压边油缸驱动所述下横梁上下移动。
[0015] 优选的，还包括控制器，所述控制器与所述冲头相连。
[0016] 另一方面，提供了一种液态挤压成型方法，包括如下步骤：
[0017] 步骤1，将高温金属液浇入所述凹模的型腔中，所述压边排气脱料圈下压与所述凹 模合模连接；
[0018] 步骤2,所述冲头下压；
[0019] 步骤3,当所述冲头接触所述高温金属液后，慢速下压；
[0020] 步骤4,所述冲头增压、保压以将高温金属液挤压成型；
[0021] 步骤5,所述冲头和压边排气脱料圈回程，所述压边排气脱料圈脱落工件。
[0022] 优选的，所述步骤3中当所述冲头慢速下压时，所述高温金属液在所述凹模的型 腔中匀速上升。
[0023] 优选的，所述步骤5中还包括复底，适用于工件的复底操作，包括所述冲头和压边 排气脱料圈回程，停留数秒后，再次下压、增压、保压，并再次回程，所述压边排气脱料圈使 所述工件脱落。
[0024] 相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：
[0025] 本发明的技术方案通过采用有利于排气的结构，彻底解决了冷式压铸成型的起 泡、金属液利用率低、生产成本高和产品复底的问题，具有成品率高、产品强度高及生产效 率高等优点。
【附图说明】
[0026] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0027] 图1是本发明的实施例的示意图；
[0028] 图2是图1中M部的结构示意图；
[0029] 图3是本发明的实施例生广的锅工件的俯视不意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。
[0032] 以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
[0033] 如图1所示的本发明的实施例的一种液态挤压成型装置及方法，适用于生产薄壁 厚底产品，装置包括上活动横梁、下活动横梁6、冲头4、凹模2和压边排气脱料圈7。
[0034] 凹模2上设有开口的型腔，冲头4的一端与凹模2的型腔配合，另一端与上活动横 梁连接，并可随上活动横梁上下移动。压边排气脱料圈7套设于冲头4上，与冲头4间隙配 合。压边排气脱料圈7与下活动横梁6连接，并可随下活动横梁6上下移动。压边排气脱 料圈7的底部还设有密封部，当压边排气脱料圈7向下移动至凹模2时，压边排气脱料圈7 的密封部与凹模2密封连接完成合模。
[0035] 方法包括如下步骤：
[0036] 步骤1，将高温金属液浇入凹模2的型腔中，压边排气脱料圈7下压与凹模2合模 连接；
[0037] 步骤2,冲头4下压；
[0038] 步骤3,当冲头4接触高温金属液后,慢速下压；
[0039] 步骤4,冲头4增压、保压以将高温金属液挤压成型；
[0040] 步骤5,冲头4和压边排气脱料圈7回程，压边排气脱料圈7使工件脱落。
[0041] 本发明的实施例通过利于排气的结构，彻底解决了冷式压铸成型的起泡和生产成 本商的问题，具有成品率商、广品强度商及生广效率商等优点。
[0042] 如图1所示，在本发明的实施例中，本发明的实施例由液压机和挤压模组成。液压 机至少包括机架、主缸、压边油缸3、顶缸、抽芯缸、电子尺、电脑控制屏等。周边设备有模温 机、保温炉、给汤机、吹气喷雾机、取件机械手等，通过控制器组合成一个自动生产系统，可 以做到全自动生产。
[0043] 如图1所示，在本发明的实施例中，凹模2是挤压模的重要零件，它与下模板1固 定后安装于液压机的机台上。其型腔的轮廓与产品的外表面相同。材料采用热模钢，且经 过淬火后抛光处理，以保证相应的强度、硬度、耐磨性和光亮度。
[0044] 如图1所示，压边排气脱料圈7的上平面与液压机的下活动横梁6固定。并结合 如图2中所示，合模后，其下平面的密封部与凹模2上平面密封，并形成集渣包9和溢流槽 10。如图1所示，其内孔与冲头4配合且留有一定的间隙，一是保证冲头4上下的运动自如， 二是此间隙会起到一定的跑气作用。并如图2中所示，优选压边排气脱料圈7的下平面与 凹模2上平面之间还设有排气槽12,起到一定跑气作用。当然，集渣包9、溢流槽10和排气 槽12可以由压边排气脱料圈7下平面与凹模2上平面之间闭合形成，也可分别形成于压边 排气脱料圈7的底部或凹模2的周边口部。
[0045] 其型腔的口部边缘设置有集渣包9、溢流槽10和排气槽12,主要用来排气和冷料 的溢出，以保证产品的品质。其外面套有凹模套8。
[0046] 冲头4与液压机的上活动横梁固定，完成上下运动。产品成型时因挤压比压很大， 因此，它采用热模钢且经过淬火后抛光处理，以保证相应的强度、硬度、耐磨性和光亮度。
[0047] 凹模套8是热套在凹模2上的一个空心圈子。因为工件在挤压成型时的胀力很 大，为保证凹模2受较大的胀模力而破裂，因此，需要热套凹模套8,以保证模具的寿命和操 作者的生命安全。
[0048] 下活动模梁6是液压机的一个运动机构，它与压边排气脱料圈7固定在一起，简化 了液态挤压模的结构设计，使模具结构变得简单实用，安装方便。主要作用是完成合模、加 压、卸压、开模、脱件等功能。
[0049] 由于本发明实施例的凹模2的型腔是敞开式的。因此，排气相当好，工作时高温金 属液直接倒入此凹模2的型腔中，然后压边排气脱料圈7下降闭合，再冲头4下降挤压成 型，这种液态挤压成型可获得无气泡、零件内部结晶致密、成品率高、铝水损耗小、产品强度 高及生产效率高等优点。另外，模具制作成本低，结构简单。
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