用于轮毂增压铸造的气压增压装置、增压方法及气压增压式轮毂铸造系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于轮毂增压铸造的气压增压装置，包括油气分离器、稳压控制阀、缓冲罐、进气控制阀以及泄压控制阀，油气分离器被设置用于接收外部导入的压缩气体，并将干燥清洁后的压缩气体通过稳压控制阀进行压力控制后进入到缓冲罐；所述稳压控制阀被设置成根据缓冲罐内的压力是否达到设定值控制补偿进气使得所述缓冲罐内的压力达到设定值并保持恒定；所述进气控制阀以及泄压控制阀被设置用于根据轮毂铸造过程的铝液充型量以及缓冲罐与模具型腔的压力平衡状态自动控制进气增压与排气泄压。本发明提出的用于轮毂增压铸造的气压增压装置，可使整个增压过程可控并且不影响模具的密封。
【专利说明】
用于轮毂増压铸造的气压増压装置、増压方法及气压増压式轮穀铸造系统
技术领域
[0001]本发明涉及轮毂铸造技术领域，具体而言涉及一种用于轮毂增压铸造的气压增压装置、增压方法及气压增压式轮毂铸造系统。
【背景技术】
[0002]重力铸造是轮毂铸造工艺中常用的方式，是一种将金属液尤其是铝液在地球重力作用下注入模具内铸型的工艺，浇铸的铝液控制、模具的密封性均是重力浇铸的关键工作步骤。
[0003]第201510001789号中国专利申请提出了一种在重力铸造设备基础上增加了增压机构的增压式铸造设备，由增压机构带动铸造模具上方的增压圈来对模腔内的铝合金液加压。在该方案中，增压圈作为增压执行器件，一方面需要在液压机构的推动下移动，向模具型腔进行增压，另一方面同时也作为型腔密封的一部分，还通过该增压圈来对型腔进行密封。这样，一方面要求增压圈可在外力的推动下移动，与型腔保持一定的间隙，另一方面还需要由该增压圈进行密封，这就要求前述的间隙足够小，以实现更好的密封，这之间存在着天然的矛盾，如何处理好密封与增压的关系，成为当前需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种用于轮毂增压铸造的气压增压装置，改变先前的增压方式，使得整个增压过程可控并且不影响模具的密封。
[0005]本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。
[0006]为达成上述目的，本发明提出一种用于轮毂增压铸造的气压增压装置，适于向增压铸造轮毂的模具型腔进行增压，该气压增压装置包括油气分离器、稳压控制阀、缓冲罐、进气控制阀以及泄压控制阀，油气分离器、稳压控制阀、缓冲罐、进气控制阀以及泄压控制阀依次经由气管串连，其中:
[0007]所述油气分离器被设置用于接收外部导入的压缩气体，并将干燥清洁后的压缩气体通过稳压控制阀进行压力控制后进入到缓冲罐；
[0008]所述稳压控制阀被设置成根据缓冲罐内的压力是否达到设定值控制补偿进气使得所述缓冲罐内的压力达到设定值并保持恒定；
[0009]所述进气控制阀以及泄压控制阀被设置用于根据轮毂铸造过程的铝液充型量以及缓冲罐与模具型腔的压力平衡状态自动控制进气增压与排气泄压。
[0010]根据本发明的改进，还提出一种利用前述气压增压装置对增压铸造轮毂的模具型腔进行气压增压的方法，该方法包括以下步骤:
[0011 ]从外部接收压缩气体，由油水分离器进行分离，在经过稳压控制阀进行压力控制后进入到缓冲罐；
[0012]通过稳压控制阀的控制使得缓冲罐的内部压力达到设定值；
[0013]在铝液浇铸过程中，使进气控制阀关闭，泄压控制阀打开，排出模具型腔内的空气；
[0014]当模具型腔内铝液充型到设定量时，泄压控制阀自动关闭；
[0015]当模具型腔内铝液充型完毕，封闭型腔并在铝液液面下降时，使进气控制阀自动开启；
[0016]当模具型腔内铝液凝固并成型后，进气控制阀自动关闭，泄压控制阀自动打开，模具型腔及相连管路内空气排出，完成一次浇铸与增压过程。
[0017]根据本发明的改进，还提出一种具有前述气压增压装置的气压增压式轮毂铸造系统，还包括:
[0018]铸造模具，具有模具型腔；
[0019]中央控制器，用于控制所述铸造模具的开模与合模，以及用于根据设定的程序控制所述气压增压装置对所述模具型腔进行增压。
[0020]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
[0021]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的【具体实施方式】的实践中得知。
【附图说明】
[0022]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中:
[0023]图1是根据本发明某些实施例的用于轮毂增压铸造的气压增压装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0025]在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0026]结合图1所示，根据本发明的改进，一种用于轮毂增压铸造的气压增压装置，适于向增压铸造轮毂的模具型腔进行增压，该气压增压装置包括油气分离器2、稳压控制阀3、缓冲罐4、进气控制阀5以及泄压控制阀6，油气分离器2、稳压控制阀3、缓冲罐4、进气控制阀5以及泄压控制阀6依次经由气管I串连。该气管如图1所示，尤其是采用高压气管。
[0027]所述油气分离器2被设置用于接收外部导入的压缩气体，并将干燥清洁后的压缩气体通过稳压控制阀3进行压力控制后进入到缓冲罐4。
[0028]本例中，前述的稳压控制阀3，即比例阀，用于稳压控制，可以手动或者自动设定工作压力。也就是说，这里设定好的工作压力，用于对缓冲罐4内的压缩气体的压力进行控制。
[0029]本例中所使用的压缩气体优选为氮气，或者其他惰性气体。如此，尽可能少地减少或者消除该用于加压的气体本身与铝液的接触而引起的化学反应的可能性，提高轮毂铸件的品质。
[0030]所述稳压控制阀3被设置成根据缓冲罐4内的压力是否达到设定值控制补偿进气使得所述缓冲罐4内的压力达到设定值并保持恒定。
[0031]所述进气控制阀5以及泄压控制阀6被设置用于根据轮毂铸造过程的铝液充型量以及缓冲罐4与模具型腔的压力平衡状态自动控制进气增压与排气泄压。
[0032]在本例中，作为优选的方案，所述进气控制阀5以及泄压控制阀6被设置成按照下述控制策略执行进气增压与排气泄压:
[0033]1、铝液浇铸过程中，进气控制阀5关闭，泄压控制阀6打开，排出模具型腔内的空气；
[0034]2、模具型腔内铝液充型到设定量时，泄压控制阀6自动关闭；
[0035]3、模具型腔内铝液充型完毕并且在铝液液面下降时，进气控制阀5自动开启；
[0036]4、模具型腔内铝液凝固并成型后，进气控制阀5自动关闭，泄压控制阀6自动打开，模具型腔及相连管路内空气排出。
[0037]结合图1所示，在由缓冲罐4向模具型腔的增压过程中，所述稳压控制阀3还被设置成在缓冲罐4的内部压力低于设定值时自动开启补偿进气到所述缓冲罐4。
[0038]在一些实施例中，所述气压增压装置还具有一气压表，被设置用于指示缓冲罐4内部的压力状态。
[0039]在一些优选的例子中，所述进气控制阀5通过控制进气速率来控制模具型腔内的压力以及压力与铸件冷却凝固速率的变化。
[0040]在一些实施例中，所述进气控制阀5通过控制增压的启停，并通过控制进气通道的大小和/或进气量来控制模具型腔内的压力以及压力与铸件冷却凝固速率的变化。
[0041]本发明的实施例还涉及一种根据前述的气压增压装置对增压铸造轮毂的模具型腔进行气压增压的方法，该方法包括以下步骤:
[0042]从外部接收压缩气体，由油水分离器2进行分离，在经过稳压控制阀3进行压力控制后进入到缓冲触4;
[0043]通过稳压控制阀3的控制使得缓冲罐4的内部压力达到设定值；
[0044]在铝液浇铸过程中，使进气控制阀5关闭，泄压控制阀6打开，排出模具型腔内的空气；
[0045]当模具型腔内铝液充型到设定量时，泄压控制阀6自动关闭；
[0046]当模具型腔内铝液充型完毕，封闭型腔并在铝液液面下降时，使进气控制阀5自动开启；
[0047]当模具型腔内铝液凝固并成型后，进气控制阀5自动关闭，泄压控制阀6自动打开，模具型腔及相连管路内空气排出，完成一次浇铸与增压过程。
[0048]优选地，该方法更加包含以下步骤:当模具型腔内压力与缓冲罐4之间的压力达到平衡时，进入保压状态，并且在缓冲罐4内部压力低于设定值时，控制稳压控制阀3自动打开并补偿压力。
[0049]结合以上增压控制的流程方法以及气压增压装置，如上所述，结合图1所示，本发明的气压增压装置采用气压增压的方式对增压铸造模具的型腔进行增压，克服传统的液压增压对摩擦运动和密封性之间的矛盾问题，同时采用气压增压的方式更加容易使得压力施加到整个铝液液面上的平衡，不会在型腔内的某些部位压力过重而影响铸件质量，采用气压增压时，增压液面上的受压基本相同，可均匀受压，确保铸件产品质量。同时，气压增压的进气量和/或速度更容易控制，相对于液压增压而言具有控制响应快、控制线性度高等优点，更有利于铸件品质的提尚。
[0050]在本发明的另一些方面，我们还提出一种具有前述气压增压装置的气压增压式轮毂铸造系统，该气压增压式轮毂铸造系统还包括:
[0051]铸造模具，具有模具型腔；
[0052]中央控制器，用于控制所述铸造模具的开模与合模，以及用于根据设定的程序控制前述气压增压装置对所述模具型腔进行增压。
[0053]本例子中的中央控制器，例如可以是增压铸造机(主机)的主控制器，集成在主控制器中，或者构造为主控制器之外的单独的控制单元。
[0054]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【主权项】
1.一种用于轮毂增压铸造的气压增压装置，适于向增压铸造轮毂的模具型腔进行增压，其特征在于，该气压增压装置包括油气分离器(2)、稳压控制阀(3)、缓冲罐(4)、进气控制阀(5)以及泄压控制阀(6)，油气分离器(2)、稳压控制阀(3)、缓冲罐(4)、进气控制阀(5)以及泄压控制阀(6)依次经由气管串连，其中: 所述油气分离器(2)被设置用于接收外部导入的压缩气体，进行干燥清洁处理后，将处理后的压缩气体通过稳压控制阀(3)进行压力控制后进入到缓冲罐(4); 所述稳压控制阀(3)被设置成根据缓冲罐(4)内的压力是否达到设定值控制补偿进气使得所述缓冲罐(4)内的压力达到设定值并保持恒定； 所述缓冲罐(4) 所述进气控制阀(5)以及泄压控制阀(6)被设置用于根据轮毂铸造过程的铝液充型量以及缓冲罐(4)与模具型腔的压力平衡状态自动控制进气增压与排气泄压； 所述缓冲罐(4)通过气管与模具型腔连接。2.根据权利要求1所述的用于轮毂增压铸造的气压增压装置，其特征在于，所述进气控制阀(5)以及泄压控制阀(6)被设置成按照下述控制策略执行进气增压与排气泄压: 1)铝液浇铸过程中，进气控制阀(5)关闭，泄压控制阀(6)打开，排出模具型腔内的空气； 2)模具型腔内铝液充型到设定量时，泄压控制阀(6)自动关闭； 3)模具型腔内铝液充型完毕并且在铝液液面下降时，进气控制阀(5)自动开启； 4)模具型腔内铝液凝固并成型后，进气控制阀(5)自动关闭，泄压控制阀(6)自动打开，模具型腔及相连管路内空气排出。3.根据权利要求1或2所述的用于轮毂增压铸造的气压增压装置，其特征在于，在由缓冲罐(4)向模具型腔的增压过程中，所述稳压控制阀(3)还被设置成在缓冲罐(4)的内部压力低于设定值时自动开启补偿进气到所述缓冲罐(4)。4.根据权利要求1或2所述的用于轮毂增压铸造的气压增压装置，其特征在于，所述气压增压装置还具有一气压表，被设置用于指示缓冲罐(4)内部的压力状态。5.根据权利要求1或2所述的用于轮毂增压铸造的气压增压装置，其特征在于，所述进气控制阀(5)通过控制进气速率来控制模具型腔内的压力以及压力与铸件冷却凝固速率的变化。6.根据权利要求1或2所述的用于轮毂增压铸造的气压增压装置，其特征在于，所述进气控制阀(5)通过控制增压的启停，并通过控制进气通道的大小和/或进气量来控制模具型腔内的压力以及压力与铸件冷却凝固速率的变化。7.—种根据权利要求1的气压增压装置对增压铸造轮毂的模具型腔进行气压增压的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 从外部接收压缩气体，由油水分离器(2)进行分离，在经过稳压控制阀(3)进行压力控制后进入到缓冲罐(4); 通过稳压控制阀(3)的控制使得缓冲罐(4)的内部压力达到设定值； 在铝液浇铸过程中，使进气控制阀(5)关闭，泄压控制阀(6)打开，排出模具型腔内的空气； 当模具型腔内铝液充型到设定量时，泄压控制阀(6)自动关闭； 当模具型腔内铝液充型完毕，封闭型腔并在铝液液面下降时，使进气控制阀(5)自动开启； 当模具型腔内铝液凝固并成型后，进气控制阀(5)自动关闭，泄压控制阀(6)自动打开，模具型腔及相连管路内空气排出，完成一次浇铸与增压过程。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法更加包含以下步骤:当模具型腔内压力与缓冲罐(4)之间的压力达到平衡时，进入保压状态，并且在缓冲罐(4)内部压力低于设定值时，控制稳压控制阀(3)自动打开并补偿压力。9.一种具有前述权利要求1-6中任意一项气压增压装置的气压增压式轮毂铸造系统，其特征在于，还包括: 铸造模具，具有模具型腔； 中央控制器，用于控制所述铸造模具的开模与合模，以及用于根据设定的程序控制所述权利1-6中任意一项的气压增压装置对所述模具型腔进行增压。
【文档编号】B22D27/13GK105903934SQ201610342895
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】彭原璞, 姜巨福, 王迎, 李大永, 范同祥, 覃继宁, 沈凯
【申请人】江苏苏美达车轮有限公司