专利名称：一种真空压铸机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备模具型腔抽真空功能的压铸机，该压铸机集成了模具型腔抽真空所需的外真空系统、驱动安装在模具上的型腔真空通道截止机构迅速开通或断开型腔抽真空通道的液压系统，和能管理上述两系统工作的压铸机集成控制系统，为轻合金构件的真空压铸成形提供一体化真空压铸装备，属于铸造成型领域。
背景技术：
受型腔气体影响，常规压铸件内外普遍存在着各种型腔气体导致的工艺缺陷，如充不满、冷隔、氧化膜、流痕、气孔、气致缩孔疏松等等；更因内部残存的型腔气体，致使铸件无法通过后继的热处理来改善组织和性能，只能在铸态下低性能使用。因此，实现型腔抽真空是提高压铸件工艺品质、成品率和通过热处理挖掘铸件本体材料性能潜力的重要工艺手段，是压铸生产实现节能减排和铸件轻量化的共识。因此，真空压铸已成为压铸业通过技术 创新实现跨越式发展的必然选择，更是压铸件进入高品质、高强韧结构应用领域的必由之路。为了实现真空压铸，型腔抽真空技术经历了一个较长的发展历程，真空压铸相关的专利较多。迄今，已有数种型腔抽真空方法曾经或者正在压铸生产中应用，其中与本发明名称相关的专利如下
1.真空压铸机(申请号93118426.6)，采用独立的真空系统，通过开设在热室压铸机压室(鹅颈)末端的抽真空通道，在压射充型前对鹅颈末端和模具型腔抽真空，实现真空热室压铸。该专利没有涉及将抽真空系统、抽真空通道开启或截断驱动系统及其控制与压铸机集成为一体的事宜，与本发明内容无关；
2.真空熔炼压铸设备(专利号ZL200820094962. 8)，提出了一种能够给合金熔炼和压铸成型提供真空的独立抽真空装置。该真空设备使用时，先给熔炼炉抽真空，实现真空熔炼；在压铸成型前可对模具型腔抽真空，实现真空压铸。该专利不涉及本发明的一体化真空压铸机；
3.一种真空压铸设备(专利号ZL 200820092918. 3)，发明了一种供压铸金属原料的料管，及与该料管相接的送料和融化装置。使用时，将用外接真空设备对料管抽真空，将压铸合金直接在料管内加热融化，然后再真空压铸成型。该专利与本发明的一体化真空压铸机无关；
4.一种真空压力铸造机(公开号CN 201586741 U)，提供可用于卧室或者立式压铸机的真空压力铸造方法及设备。为了实现真空压力铸造，该专利提出将模具内置于由动外壳和静外壳构成的密封腔内，密封腔体与真空负压罐连接；铸造成型前，真空负压罐对密封腔体抽真空，完成真空压力铸造。该专利与本发明的一体化真空压铸机无关；
5.一种高真空群体压铸设备(公开号CN 10118414A)，提出用一恒高真空度的大体积真空罐，通过管道与多台压铸机模具相连，并通过安装在压铸机冲头推杆上的光电控制器控制真空管道电磁阀的开启和关闭，使模具型腔瞬间获得所需的真空度，实现多台压铸机的真空压铸。该专利与本发明的一体化真空压铸机无关。分析上述专利可知，现有真空压铸方法主要是从利用现存压铸机实现真空压铸的角度出发，为满足各自不同的实际生产需求提出相应的抽真空方法的。但从压铸装备的普适性、型腔抽真空的可靠性及整个真空压铸过程的协调控制而言，还需在以下方面改进一是，现存真空压铸方法普遍采用独立于压铸机外的抽真空系统来实现型腔抽真空，这不仅占用宝贵的压铸机边空间、显著增加成本，且因高速压铸与过程中独立控制抽真空，导致抽真空效果和压铸过程的协调性及可靠性大打折扣；二是，目前的型腔抽真空技术，均将设置在模具型腔末端的抽真空通道开设得十分狭小，以便利用充型熔体流的激冷凝固来截断抽真空通道，防止熔体侵入抽真空通道和其后的真空阀。但截 面细小的真空通道对型腔气体快速抽出呈现极大阻力，无法在有限的可抽真空时间内在型腔中获得希望的高真空度，进而导致抽真空对铸件内在工艺品质的改善十分有限。受上述两个问题的限制，真空压铸迄今难以推广应用。申请者在2010年发明了 “一种带补压功能的高压铸造模具型腔抽真空方法及装置(专利申请号201010272792X)”。在该方法中提出要实现型腔的快速抽真空、在熔体高速充型前获得理想的真空度，除需要严格控制模具的泄漏、提供能力足够的外真空系统、熔体不会侵入抽真空通道外，还须具备三个条件1.在型腔充型末端开设截面积足够大的抽真空通道，以确保型腔气体能够在极短的时间内被抽空；2.为确保抽真空体积最小化，需要将模具抽真空通道截止装置直接安装到模具内；3.真空通道截止动作需要外力驱动，实现主动截止而不是被动截止。本发明就是为在一个集成设备上一体化地实现压铸和压铸过程型腔抽真空管理而提出的。该设备在具备正常压铸机功能的同时，还拥有为模具抽真空通道的可靠、顺畅、协调地开启和截断提供动力、为抽真空提供真空源及其集成控制的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型压铸机，该压铸机内集成有由真空泵、外真空阀、负压罐、真空传感器等真空系统构件构成的外真空系统，驱动型腔真空通道截止机构、由高速液压阀和与压铸共享的真空泵、储能罐和等液压系统构件构成的液压系统，及集成了上述两系统控制功能的压铸机集成控制系统。当安装上带型腔真空通道截止机构的模具后，只需将外真空系统的真空管、液压系统的液压管及相关控制线路连接到型腔真空通道截止机构的相应接口上，就可进行真空压铸生产。附图给出了上述真空压铸机的示意图。所述真空压铸机除了拥有合模机构(2)、压射机构(4)、液压系统(5)、控制系统(I)、机座(6)等常规压铸机的构成外，还集成了用于模具型腔抽真空的外真空系统(7)，液压系统(5)集成了驱动型腔真空通道截止机构(3)开启或截断型腔抽真空通道的功能，控制系统(I)集成了管理外真空系统(7)和型腔真空通道截止机构(3)的功能。本专利所述真空压铸机在其控制系统的集成控制下，顺序实现下述真空压铸过程:
压铸开始前，型腔真空通道截止机构(3)的截止杆(9)处于截断型腔抽真空通道(12)的位置、外真空阀(11)处于关闭状态，型腔(17)与外真空系统(7)的负压罐被截止杆(9)和外真空阀(11)断开；对模具型腔进行清理、喷涂等操作后合模；合模后，熔体通过浇口(15)进入冲头(14 )前的压室(18 )，外真空系统(7 )的外真空阀(11)开启，对连接型腔真空通道截止机构(3)和外真空阀(11)之间的真空通道(12)预抽真空并保持其处于真空状态；完成浇注、冲头(14)在液压缸(16)的驱动下前行封闭浇口( 15)后，液压系统(5)驱动型腔真空通道截止机构(3)的液压缸(10)和截止杆(9)快速回抽，迅速开启型腔抽真空通道(12)，夕卜真空系统(7)对型腔(17)和压室(18)快速抽真空，熔体在冲头(14)驱动下对型腔(17)进行充型；在充型熔体流接近开设在型腔末端的抽真空通道入口前，液压系统(5)驱动型腔真空通道截止机构(3)上的液压缸(10)和截止杆(9)快速前行，迅速截断型腔抽真空通道
(12)，随后外真空阀(11)关闭，终止型腔(17)抽真空；液压系统驱动冲头(14)继续前行完成充型、增压、保压凝固等常规压铸流程；最后液压系统打开模具、取出压铸件，完成一个真空压铸工艺循环。本发明与其它现行真空压铸方法相比有如下特点
1.该真空压铸机内集成有真空子系统，不需配备独立的抽真空系统，既节约了独 立外真空系统的占地面积，也降低了控制系统制作成本；
2.该真空压铸机的液压系统集成有驱动模具型腔抽真空通道开启和截断的液压控制功能，且该功能由压铸集成控制，这显著降低了采用独立液压控制系统的成本；
3.抽真空系统和型腔真空管理系统有压铸机集成控制，这不仅降低了真空压铸的控制元件成本，还利于真空压铸的协调、可靠实施。
附图1一压铸机控制系统；2—合模机构；3—真空截止模块；4一压射机构；5—液压系统；6—压铸机机座；7—外真空系统；8—动模；9一截止杆；10—截止杆液压缸；11一外真空阀；12—真空通道；13—定模；14一冲头；15—浇口 ； 16—冲头液压缸；17—型腔；18—压室。
权利要求
1.一种真空压铸机，其特征是在压铸机内集成了模具型腔抽真空用外真空系统(7)、驱动型腔真空通道截止机构(3)开启或截断模具型腔抽真空通道的液压系统(5)，和集成了能对该两系统进行集成控制的压铸机控制系统(I)。
2.根据权利要求I所述的真空压铸机，其特征是在压铸机内集成设计、制造和/或安装了模具型腔抽真空用外真空系统(7)，该系统包括真空泵、负压罐、外真空阀(11)、真空传感器等真空系统构件，和将该系统与型腔真空通道截止机构连接起来的真空通道(12)。
3.根据权利要求I所述的真空压铸机，其特征是压铸机液压系统中集成了驱动型腔真空通道截止机构(3)的液压系统(5)，该系统包括控制型腔真空通道截止机构(3)开启或截断型腔抽真空通道(12)的高速液压阀，和与压铸机共用的液压泵、储能器等液压系统构件。
4.根据权利要求I所述的真空压铸机，其特征是压铸机的控制系统中集成有对模具型腔(17)抽真空用外真空系统(7)、及驱动型腔真空通道截止机构(3)开启或截断型腔抽真空通道(12)用液压系统(5)进行集成控制的功能。
5.根据权利要求I所述的真空压铸机，其特征是在压铸机控制系统(I)的管理下，夕卜真空系统的负压罐达到要求的工作真空度后，可顺序实现如下真空压铸过程对抽真空通道处于截断状态下的模具型腔(17)进行清理、喷涂等操作后合模浇注；合模浇注过程中，外真空系统(7 )的外真空阀(11)开启，对安装在模具上的型腔真空通道截止机构(3 )和外真空阀(11)之间的真空通道(12)抽真空；完成浇注、冲头(14)前行封闭压室浇口(15)后，液压系统(5)驱动型腔真空通道截止机构(3)中的液压缸(10)带动截止杆(9)快速回缩、开启模具型腔抽真空通道，对型腔(17)抽真空；在充型熔体流抵达开设在型腔(17)远端的型腔抽真空通道入口前，液压系统(5)驱动型腔真空通道截止机构(3)中的液压缸(10)带动截止杆(9)快速前行、截断模具型腔抽真空通道，终止型腔抽真空；随后外真空阀(11)关闭；压铸过程继续进行，直至开模取出铸件；然后，真空压铸进入下一个工艺循环。
全文摘要
本发明涉及一种真空压铸机。其实现方法是在压铸机内集成了型腔抽真空用的外真空系统、驱动型腔真空通道截止机构开启或截断模具型腔抽真空通道的液压系统，和具备控制上述两系统功能的压铸机集成控制系统，使得该压铸机能根据真空压铸工艺要求，通过集成控制系统对真空压铸的全过程进行智能集成控制。实施真空压铸时，在浇注、冲头前行封闭压室浇口后，集成控制系统准确、有序地驱动型腔真空通道截止机构快速开启模具型腔抽真空通道，对型腔抽真空；并在充型熔体流抵开设在模具型腔末端的抽真空通道入口前，驱动型腔真空通道截止机构快速截断模具型腔抽真空通道，可靠地实现真空压铸生产。
文档编号B22D17/14GK102773448SQ20121025080
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者张心灵, 徐绍勇, 龙思远 申请人:重庆硕龙科技有限公司