专利名称：一种铸锻液压机及其铸锻产品的方法
技术领域：
本发明涉及一种金属成型行业的机器，特别是一种金属侧面送料式压力铸造锻造一体化成型的铸锻液压机及其铸锻产品的方法。
背景技术：
众所周知，为了得到一定形状、尺寸和力学性能的金属零件，通常可采用铸、锻、焊和各种机械加工等工艺。对于形状复杂而力学性能要求不高的零件，可采用一般的铸造方法；而对于力学性能要求高，但形状不是很复杂的零件，就要采用锻造后进行机械加工；但对于性能要求高而形状又很复杂的零件，在锻造后就要进行大量而复杂的机械加工，这样一来，既消耗大量宝贵的金属材料，又耗费大量的能源和加工工时。随着大规模生产的发展，产品的形状越来越复杂，力学性能也要求越来越高，于是出现了诸如低压铸造、高压压铸、液态模锻(挤压铸造)、粉末冶金、铸-锻联合等新工艺。上述各种新工艺，在不同要求的各种金属零件的生产中，已经得到了应用。其中，对于生产性能要求高而形状又复杂的零件，铸-锻联合工艺正显示出旺盛的生命力，其基本过程是先用铸造方法铸出毛坯，清理后，将毛坯重新加热，再放入锻模中进行模锻，这种工艺的缺点是生产周期长，设备及模具多，投入较大，需重新加热和切边，消耗较多的能源，故生产成本较高。针对上述情况，现有的技术中出现了一种铸锻复合一体化成型工艺，这种工艺是指在同一套模具内，先进行铸造，随后立即进行锻造的先进工艺，其基本过程是用压力铸造方法，将金属熔体注入锻模内成型，待其凝固后，在同一模内立即进行锻造。与铸-锻联合工艺比较，铸锻复合一体化成型工艺的设备投入少，无需重新加热和切飞边，因而铸锻复合一体化成型工艺具有生产效率高、节省能源、材料利用率高和生产成本低等优点，是生产形状复杂而力学性能要求又高的金属零件的高效成型方法。针对这种工艺，专利号为 ZL200520057256. 2的中国专利公开了“一种金属液态压铸锻造双控一次成型压铸锻造机”， 其基本原理是在普通四柱油压机的基础上附加锻造的功能，其结构主要由下列部件组成 在压铸锻造机上部安装一组油压装置，油压装置采用油压机原有的油压设备，利用油压装置的大行程油缸完成合模和启模动作，并在压铸锻造机中部增设一组油压装置，油压装置的结构是普通的油压设备，油压装置的下部安装锻造传动连杆，锻造传动连杆的下部安装有可锻造冲头的模具，通过锻造传动连杆完成锻造动作，而安装于工作台上的定模模芯一侧设有压铸流道，压铸流道的下部设有压射冲头，通过安装于工作台下部的一组油压装置完成液态金属的压力铸造成型。这种压铸锻造机的缺点是1、压力铸造装置设置在工作台的下部，压铸锻造机必须处于开模的状态，才能通过定模向压射料筒浇注加料，操作起来很不方便，从而导致该设备的工作效率低，而且高速充型过程中会引起金属液的喷溅和裹气， 因此产品质量和成品率也比较低；2、压铸锻造机的锻造功能是通过锻造传动连杆实现，锻造压力和锻造变形量都比较低，因此产品的锻造性能差
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种锻造压力和锻造变形量高，且金属液的加送方式简单方便，生产效率高，产品质量高和成品率高的铸锻液压机及其铸锻产品的方法。本发明的技术方案是这样实现的
本发明所述的铸锻液压机，包括工作台、立柱、合模油缸、锻压油缸、活动横梁和压力铸造装置，所述立柱设置在工作台上，所述合模油缸设置在立柱上，所述活动横梁可活动地装置在立柱上且与合模油缸的活塞杆相连接，所述锻压油缸设置在合模油缸上，其特点是所述压力铸造装置设置在工作台的台面上。为了有效地提高锻造压力和锻造变形量，以方便地满足产品的锻造性能，上述锻压油缸的缸体由合模油缸的活塞杆的下端掏空形成。为了方便地实现金属液的加注及压送，上述压力铸造装置包括压力铸造油缸、压射冲头及压射料筒，所述压力铸造油缸固定在上述工作台的台面上，所述压射冲头的一端与压力铸造油缸的活塞杆相连接、另一端可活动地插接在所述压射料筒内，所述压射料筒上设置有金属液输入口。为了使金属液的温度保持稳定，以满足压力铸造的要求，上述压射料筒的外侧面上设置有加热线圈。为了确保压铸的平稳，上述工作台的台面上设置有用于支撑上述压射冲头的支撑导轨。为了使活动横梁与合模油缸之间的连接可靠，且有利于锻压油缸的设置，上述活动横梁通过合模缸连接法兰与上述合模油缸的活塞杆固定连接。为了有效地实现产品的铸造及锻造，上述活动横梁上安装有动模，上述工作台的台面上对应安装有定模，上述压力铸造装置与所述定模的外侧面相连接。其中所述动模包括与活动横梁相连接的动模架、设置在动模架内的动模芯及设置在动模架和动模芯中部的锻压冲头，所述锻压冲头设置成“T”字形结构，所述锻压冲头的顶部通过锻压缸连接法兰与上述锻压油缸的活塞杆固定连接，且所述锻压冲头的底部形状与铸锻产品的上表面形状相吻合，所述锻压冲头上部的下侧面与动模架之间设有0mnT50mm的锻压冲程间隙。而所述定模包括与工作台相连接的定模架、设置在定模架内的定模芯及与定模架和定模芯可活动连接的顶杆，且所述定模内设置有压力铸造充型流道，该压力铸造充型流道的一端与所述定模芯的模腔相连通、另一端与外部空间相连通，而为了使铸锻好的产品取出方便，所述顶杆的下端连接有顶出油缸。一种铸锻液压机铸锻产品的方法，其特点是包括如下步骤
a、安装动模和定模，并将压射料筒安装固定到定模的外侧面上使其内腔与定模内的压力铸造充型流道相连通；
b、启动合模油缸将动模和定模合模；
c、通过加热线圈将压射料筒加热到200°C^600oC ；
d、将温度为550°C 750°C的金属液从压射料筒上的金属液输入口注入到压射料筒内；
e、启动压力铸造油缸完成金属液的压力铸造，铸造压力为5 50兆帕，充型速度为 0. 00广3米/秒；
f、待金属液充满动模和定模内共同组成的产品成型腔后0.广10秒，启动锻压油缸完成金属液的压力锻造，锻造压力为5 50兆帕；
g、启动合模油缸将动模和定模分开，并将铸锻好的产品从定模的模腔中顶出即可。本发明由于采用将压力铸造装置安装在工作台的台面上，通过该压力铸造装置能够将金属液从侧面压入到模具的型腔中，使模具无需在开模的状态下即可进行金属液的加注，这样既方便了金属液的加注及压送，又简化了操作工序，从而有效地提高了设备的工作效率，而且可以方便地配备自动定量浇注手、喷涂手和取件手等周边自动化设备而实现全自动化操作，从而有利于保障操作人员的安全及降低操作人员的劳动强度，并且金属液的充型速度可灵活调整而确保金属液流动充型的平稳，从而有效地避免了金属液的喷溅和裹气，确保了设备的使用安全及产品的质量。同时，由于锻压油缸的缸体是由合模油缸的活塞杆的下端掏空形成，使锻压油缸与合模油缸设置为一体，既简化了设备的结构，又具有锻造压力高、合模压力稳定等优点，从而有效地确保了产品的锻造性能。而且，由于是在同一模具中完成对液态金属的压力铸造和锻造，这样便有效地实现了集侧面送料、压力铸造和锻压于一体，生产效率高，而且铸锻液压机的合模力、压射力和锻造力可在较大范围内进行灵活调整，能够适应生产不同形状和尺寸的零件。此外，本发明可以关闭锻压油缸只实现压力铸造功能，而且将金属液换成半固态金属浆料，还可以实现半固态金属铸锻成型，因此具有灵活广泛的使用范围。本发明特别适用于生产形状复杂、力学性能要求高的精密机械零件， 而且生产成本低，产品质量高和成品率高。下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明开模状态的结构示意图。图2为本发明合模状态的结构示意图。图3为本发明的动模与定模相结合的剖面结构示意图。
具体实施例方式如图1-图3所示，本发明所述的铸锻液压机及其铸锻产品的方法，包括工作台1、 立柱2、合模油缸3、锻压油缸4、活动横梁5和压力铸造装置6，其中立柱2设置在工作台1 上，合模油缸3设置在立柱2上，活动横梁5可活动地装置在立柱2上且与合模油缸3的活塞杆31相连接，锻压油缸4设置在合模油缸3上，为了使金属液的加注方便，有效地提高本发明的工作效率，压力铸造装置6设置在工作台1的台面上。而该压力铸造装置6包括压力铸造油缸61、压射冲头62及压射料筒63，其中压力铸造油缸61固定在工作台1的台面上，压射冲头62的一端与压力铸造油缸61的活塞杆611相连接、另一端可活动地插接在压射料筒63内，并且在压射料筒63上设置有金属液输入口 631。如图1及图2所示，在工作台1的台面上一体设置有凸台，压力铸造油缸61固定安装在该凸台上。为了使金属液的温度保持稳定，以满足压铸的要求，在压射料筒63的外侧面上设置有加热线圈64。为了确保压力铸造的平稳，在工作台1的台面上设置有用于支撑压射冲头62的支撑导轨65，这样可有效地防止压射冲头62在压铸时出现震动而影响压铸效果等问题。为了有效地提高锻造压力和锻造变形量，以方便地满足产品的锻造性能，锻压油缸4的缸体41由合模油缸3的活塞杆31的下端掏空形成。为了使活动横梁5与合模油缸3之间的连接可靠，且有利于锻压油缸4的设置，活动横梁5通过合模缸连接法兰7与合模油缸3的活塞杆31固定连接， 如图1及图2所示，锻压油缸4的活塞杆42从合模缸连接法兰7的中间穿过。为了有效地实现产品的铸造及锻造，在活动横梁5上安装有动模8，同时在工作台1的台面上对应安装有定模9，而且压力铸造装置6与定模9的外侧面相连接，如图1及图2所示，压力铸造装置 6与定模9相连接，是通过其上的压射料筒63的一端与定模9的外侧面相连接。其中，动模8包括与活动横梁5相连接的动模架81、设置在动模架81内的动模芯82及设置在动模架81和动模芯82中部的锻压冲头83，而且锻压冲头83设置成“T”字形结构，锻压冲头83 的顶部通过锻压缸连接法兰10与锻压油缸4的活塞杆42固定连接，并且锻压冲头83的底部形状与铸锻产品的上表面形状相吻合，锻压冲头83上部的下侧面与动模架81之间设有 0mnT50mm的锻压冲程间隙84。而定模9包括与工作台1相连接的定模架91、设置在定模架 91内的定模芯92及与定模架91和定模芯92可活动连接的顶杆93，且定模9内设置有压力铸造充型流道94，该压力铸造充型流道94的一端与定模芯92的模腔相连通、另一端与外部空间相连通，如图所示，当本发明进行产品的铸锻时，压力铸造充型流道94与外部空间相连通的一端是与压射料筒63的内腔相连通，而定模芯92的模腔的形状与产品的下表面的形状相吻合，同时在顶杆93的下端连接有顶出油缸11，通过该顶出油缸11与顶杆93的有效配合，可方便地将铸锻好的产品从定模9的模腔中顶出，如图3所示，顶杆93是通过顶杆推板与顶出油缸11的活塞杆相连接的，此时顶杆93可设置有多个，而且其一端与顶杆推板一体连接、另一端与定模芯92的模腔相连通。本发明所述的铸锻液压机铸锻产品的方法，包括如下步骤
首先，安装动模8和定模9，并将压射料筒63安装固定到定模9的外侧面上使其内腔与定模9内的压力铸造充型流道94相连通；
然后，启动合模油缸3将动模8和定模9合模；
然后，通过加热线圈64将压射料筒63加热到200°C ^600oC ；
然后，将温度为550°C 750°C的金属液从压射料筒63上的金属液输入口 631注入到压射料筒63内；
然后，启动压力铸造油缸61完成金属液的压力铸造，铸造压力为5 50兆帕，充型速度为0. 00广3米/秒；
然后，待金属液充满动模8和定模9内共同组成的产品成型腔后0.广10秒，启动锻压油缸4完成金属液的压力锻造，锻造压力为5 50兆帕；
最后，启动合模油缸3将动模8和定模9分开，并将铸锻好的产品从定模9的模腔中顶出即可。其具体的操作原理及过程如下
首先将动模8安装于活动横梁5的下表面，并将动模8内的锻压冲头83与锻压油缸4 的活塞杆42通过锻压缸连接法兰10连接固定好，然后将定模9安装在工作台1的台面上， 并将定模9内的顶杆93与工作台1的台面下的顶出油缸11连接好，然后将压射料筒63与定模架91连接固定好，并使压射料筒63的内腔与定模9内的压力铸造充型流道94相连通， 然后通过加热线圈64将压射料筒63加热到200 V飞00 °C，接着启动合模油缸3带动动模8 向下运动来完成动模8与定模9的合模，然后把温度为550°C 750°C的金属液从物料输入口 631输入到压射料筒63中，再启动压力铸造油缸61推动压射冲头62将金属液压入动模
78与定模9内共同组成的产品成型腔中，完成金属液在压力下的铸造成型，然后在金属液充满整个产品成型腔后0. Γ10秒，开始启动锻压油缸4推动锻压冲头83加压，锻压冲头83 完成金属锻造成型，然后启动锻压油缸4将锻压冲头83退回，再启动压力铸造油缸61将压射冲头62退回，再启动合模油缸3带动活动横梁5和动模8向上移动完成模具的开启，最后启动顶出油缸11推动顶杆93从定模9的模腔中将铸锻好的产品顶出，即完成一次铸锻产品的过程。如果需要锻造不同形状的产品，那么重新换上相对应的动模8及定模9，再进行上述操作即可。 本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。
权利要求
1.一种铸锻液压机，包括工作台(1)、立柱(2)、合模油缸(3)、锻压油缸(4)、活动横梁 (5 )和压力铸造装置(6 )，所述立柱(2 )设置在工作台(1)上，所述合模油缸(3 )设置在立柱 (2)上，所述活动横梁(5)可活动地装置在立柱(2)上且与合模油缸(3)的活塞杆(31)相连接，所述锻压油缸(4)设置在合模油缸(3)上，其特征在于所述压力铸造装置(6)设置在工作台(1)的台面上。
2.根据权利要求1所述铸锻液压机，其特征在于上述锻压油缸(4)的缸体(41)由合模油缸(3)的活塞杆(31)的下端掏空形成。
3.根据权利要求1所述铸锻液压机，其特征在于上述压力铸造装置(6)包括压力铸造油缸(61)、压射冲头(62)及压射料筒(63)，所述压力铸造油缸(61)固定在上述工作台(1) 的台面上，所述压射冲头(62)的一端与压力铸造油缸(61)的活塞杆(611)相连接、另一端可活动地插接在所述压射料筒(63 )内，所述压射料筒(63 )上设置有金属液输入口( 631)。
4.根据权利要求2所述铸锻液压机，其特征在于上述压射料筒(63)的外侧面上设置有加热线圈(64)。
5.根据权利要求2所述铸锻液压机，其特征在于上述工作台(1)的台面上设置有用于支撑上述压射冲头(62)的支撑导轨(65)。
6.根据权利要求1所述铸锻液压机，其特征在于上述活动横梁(5)通过合模缸连接法兰(7)与上述合模油缸(3)的活塞杆(31)固定连接。
7.根据权利要求1所述铸锻液压机，其特征在于上述活动横梁(5)上安装有动模(8)， 上述工作台(1)的台面上对应安装有定模(9 )，上述压力铸造装置(6 )与所述定模(9 )的外侧面相连接。
8.根据权利要求7所述铸锻液压机，其特征在于上述动模(8)包括与活动横梁(5)相连接的动模架(81)、设置在动模架(81)内的动模芯(82)及设置在动模架(81)和动模芯(82) 中部的锻压冲头(83)，所述锻压冲头(83)设置成“T”字形结构，所述锻压冲头(83)的顶部通过锻压缸连接法兰(10)与上述锻压油缸(4)的活塞杆(42)固定连接，且所述锻压冲头 (83)的底部形状与铸锻产品的上表面形状相吻合，所述锻压冲头(83)上部的下侧面与动模架(81)之间设有0mnT50mm的锻压冲程间隙(84 )。
9.根据权利要求7所述铸锻液压机，其特征在于上述定模(9)包括与工作台(1)相连接的定模架(91)、设置在定模架(91)内的定模芯(92)及与定模架(91)和定模芯(92)可活动连接的顶杆(93)，且所述定模(9)内设置有压力铸造充型流道(94)，该压力铸造充型流道(94)的一端与所述定模芯(92)的模腔相连通、另一端与外部空间相连通，所述顶杆(93) 的下端连接有顶出油缸(11)。
10.一种铸锻液压机铸锻产品的方法，该方法采用如前述任一权利要求所述的铸锻液压机，其特征在于包括如下步骤a、安装动模(8)和定模(9)，并将压射料筒(63)安装固定到定模(9)的外侧面上使其内腔与定模(9)内的压力铸造充型流道(94)相连通；b、启动合模油缸(3)将动模(8)和定模(9)合模；c、通过加热线圈(64)将压射料筒(63)加热到200°C飞00°C；d、将温度为550°C 750°C的金属液从压射料筒(63)上的金属液输入口(631)注入到压射料筒(63)内；e、启动压力铸造油缸(61)完成金属液的压力铸造，铸造压力为5 50兆帕，充型速度为 0. 00广3米/秒；f、待金属液充满动模(8)和定模(9)内共同组成的产品成型腔后0.广10秒，启动锻压油缸(4)完成金属液的压力锻造，锻造压力为5 50兆帕；g、启动合模油缸(3)将动模(8)和定模(9)分开，并将铸锻好的产品从定模(9)的模腔中顶出即可。
全文摘要
一种铸锻液压机及其铸锻产品的方法，包括工作台、立柱、合模油缸、锻压油缸、活动横梁和压力铸造装置，所述立柱设置在工作台上，其中合模油缸设置在立柱上，活动横梁可活动地装置在立柱上且与合模油缸的活塞杆相连接，锻压油缸设置在合模油缸上，压力铸造装置设置在工作台的台面上。本发明由于采用将压力铸造装置安装在工作台的台面上，使模具无需在开模的状态下即可进行金属液的加注，这样既方便了金属液的加注及压送，又简化了操作工序，从而有效地提高了设备的工作效率，同时由于锻压油缸的缸体是由合模油缸的活塞杆的下端掏空形成，既简化了设备的结构，又具有锻造压力高、合模压力稳定等优点，从而有效地确保了产品的锻造性能。
文档编号B23P23/02GK102554628SQ20121001828
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者农登, 周楠, 徐静, 戚文军, 李林, 王顺成, 蔡畅 申请人:广州有色金属研究院