具有压射位置检测装置的压铸机的制作方法

本发明涉及金属成型加工技术领域，尤其涉及一种具有压射位移检测装置的压铸机。

背景技术：

压铸机是将熔融状态的金属液在高速、高压下压射到模具中，通过压射、增压、冷却而成型的一种压铸设备。当金属液从料筒被推到模腔时，对速度控制的要求非常严格。速度太慢，金属液或料筒内的空气不容易排出；速度太快，又容易产生卷气泡；两种情况下，都容易导致铸件存在气泡，从而影响产品的质量。为解决这一问题，需要对压射速度进行精确控制，而控制压射速度的核心问题是要控制压射位移的精准度，即实时测量压射位置。

现有技术中，压铸机压射行程控制机构普遍使用的是通过编码器获取信号，然后通过程序软件检测速度与位移变化，输出压射速度曲线，从而对压射过程中速度与位移进行控制。其中编码器须检测圆周运动形式的信号，而传统的冷室压铸机是通过齿轮齿条机构将压射的直线运动转换为圆周运动从而获取信号。该结构较复杂，并且由于编码器的径向承载能力低，对机构同心度的要求比较高。然而，不可避免地，现有的加工精度、同心度存在误差，这使得在生产工作中对编码器产生径向力，导致编码器损坏率较高。这是冷室压铸机一直存在而未得到解决的技术问题。

为此，非接触式感应器逐渐成为研究热点。目前，非接触式感应器普遍采用光电感应式的磁技术。然而，光电式编码器不仅对磁栅尺上的遮光线和空隔敏感，还容易受到灰尘和污物颗粒的影响，对于高精度磁栅尺，这种情况尤其明显。为此，必须将编码器系统的操作环境密封。但是随之而来的问题是，密封的操作环境下，随着加工温度的变化，感应器内的湿度也随之上升，会阻塞磁栅尺，使编码器在高湿度下无法操作。而且，光电感应所需的红外线LED灯的使用寿命有限，在比较恶劣的压铸机生产车间环境中，无法稳定地用于压铸机的位移检测中。

因此，有必要提出一种结构简单、性能稳定的具有压射位移检测装置的压铸机。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种具有压射位置检测装置的压铸机，其包括压射铜套、压射活塞杆、压射杆及压射连接件，该压射铜套固定在该压铸机的油缸盖上，该压射活塞杆套设在该压射铜套内，并与该压射铜套滑动连接；该压射活塞杆与该压射杆通过该压射连接件轴向连接，该压铸机还包括固定在该压射铜套上、并与该压射活塞杆保持感应距离的位移传感器，用于检测该压射活塞杆的位移。

根据本发明的一个实施例，该压射活塞杆包括压射活塞杆本体，在该压射活塞杆本体的外壁具有多个镀铬槽部分，该镀铬槽部分与该压射活塞杆本体的外壁上镀铬槽部分之外的部分共同构成光滑表面。在该光滑表面上，每一个该镀铬槽部分的宽度与该压射活塞杆本体的外壁上镀铬槽部分之外的各个部分的宽度相同。

根据本发明的一个实施例，所述压射活塞杆还包括位于该光滑表面上的硬铬层。该硬铬层的厚度为5～50μm，需要加工该硬铬层的区域为压射活塞杆的整个长度。

根据本发明的一个实施例，该压铸机还包括限位开关，该限位开关固定在该压射铜套上，并位于该压射连接件上方，用于通过对该压射连接件的感应与否来判断该压射活塞杆是否退回到位。

本发明通过该压射活塞杆上间隔设置镀铬槽部分，该镀铬槽部分与该压射活塞杆表面镀铬槽部分之外的其余部分形成光滑表面，并在该光滑表面上设有硬度较高并且光滑的硬铬层，使得该位移传感器可以感应到钢制的该压射活塞杆部分，而感应不到镀铬槽部分，从而该位移传感器能够感知该压射活塞杆的位移变化及速度。该限位开关能够感应并判断该压射活塞杆是否退回到位。上述结构能够以简单的工艺及结构设计，及时检测到压射位移的变化，并且由于该压射活塞杆的表面处理，使其更耐磨损。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的压铸机的结构示意图。

图2为图1中虚线框部分的结构放大图。

图3为图2中位移检测装置附近的虚线框部分的结构放大示意图。

图4为图1的该压射活塞杆的结构示意图。

图5为图4中C部分的结构放大示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

图1为本发明的压铸机100的结构示意图。该压铸机100包括压射铜套110、压射活塞杆120、压射杆130以及压射连接件140。该压射铜套110安装在该压铸机的油缸盖105上，两者固定连接。该压射活塞杆120套设于该压射铜套110内，并与该压射铜套110滑动连接。该压射铜套110对该压射活塞杆120在其内的运动起到导向作用。

该压射活塞杆120与该压射杆130通过压射连接件140固定，并位于同一个轴向上，从而使得该压射活塞杆120能够带动该压射杆130往复运动。

如图3所示为该压射活塞杆120的结构放大示意图。在该压射活塞杆120与该压射连接件140的连接处，该压射活塞杆120包括凸起部121和与之相邻的下凹部122。相应地，在该压射杆130的与该压射连接件140的连接处，该压射杆130包括凸起部131和与之相邻的下凹部132。该压射连接件140的两端分别具有嵌入部141，该嵌入部141分别与该压射活塞杆120的下凹部122以及该压射杆130的下凹部132卡合，从而使得该压射活塞杆120与该压射杆130通过该压射连接件140固定连接。

图3为图2中虚线框部分的位移传感器150的结构放大示意图。图4为该压射活塞杆120的结构示意图，图5为图4中的C部分的放大示意图。请一并结合图5及图3，该压射活塞杆120包括压射活塞杆本体1201、在该压射活塞杆本体1201的外壁具有多个镀铬槽部分1202，该镀铬槽部分1202由槽孔及填充在其内的铬层共同构成，该镀铬槽部分1202与该压射活塞杆本体1201的外壁上该镀铬槽部分1202之外的其余部分共同构成光滑表面，在该镀铬槽部分1202及该压射活塞杆本体1201外壁上该镀铬槽部分1202之外的其余部分共同构成的光滑表面上，还具有硬铬层1203。

在本发明的实施例中，该压射活塞杆本体1201为钢制杆。在该镀铬槽部分1202及该压射活塞杆本体1201外壁上该镀铬槽部分1202之外的其余部分共同构成的光滑表面上，每一个该镀铬槽部分1202的宽度与该压射活塞杆本体1201外壁上该镀铬槽部分1202之外的每一个其余部分的宽度相同，即两者等间隔排布。该镀铬槽部分1202由槽孔及填充在其内的铬层构成。在本发明的实施例中，该槽孔可为矩形、梯形、半圆形或圆弧形。该镀铬槽部分1202(图5标示)的槽孔的深度为0.18mm到0.22mm，优选0.2mm。如果该镀铬槽部分1202过浅，该位移传感器150对该镀铬槽部分1202的感应会出现偏差，影响工作效率。如果该镀铬槽部分1202的过深，又会影响该压射活塞杆120的整体抗冲击强度。在本发明的一个实施例中，该槽孔为梯形或矩形，该镀铬槽部分1202的槽孔的侧壁与水平方向的倾角为90度至145度之间。当倾角为90度时该槽孔即为矩形，当倾角大于90度小于等于145度时，该槽孔即为梯形。在本发明的一个优选实施例中，该倾角优选为135度，该倾角下镀铬槽部分1202的电镀镀层效果最好。该镀铬槽部分1202为普通镀铬层或者硬铬层均可。镀铬工艺采用现有的工业镀铬工艺，镀液为铬酐辅以少量的阴离子构成，铬酐浓度为l50～400g/L之间。该硬铬层1203(如图5标示)的厚度为5～50μm，其具有极高的硬度和耐磨性。

需要加工该镀铬槽部分1202的区域如图4所示的A段所标示，由该压铸机的压射行程决定；而该硬铬层1203的区域由图4中的B所标示，为几乎整个压射活塞杆120的长度。由图可知，该硬铬层1203的长度远远大于该镀铬槽部分1202所在区域的长度，亦即远远大于该压射行程。

其加工工艺如下：首先，在该压射活塞杆本体1201等间隔加工镀铬槽部分1202的槽孔，需要加工镀铬槽部分1202的区间由压铸机的压射行程决定；其次，在该镀铬槽部分1202的槽孔内镀铬，将该镀铬槽部分1202的槽孔填满；接着，将该镀铬槽部分1202内的铬层磨平，使得该镀铬槽部分1202和该压射活塞杆本体1201外壁上该镀铬槽部分1202之外的部分共同构成光滑表面；最后再在该光滑的表面上镀上一层硬铬层1203，完成整个压射活塞杆120的制作。

请一并参考图1至图5，该压铸机100还包括位移传感器150，该位移传感器150固定在该压射铜套110上，并与该压射活塞杆120保持一定的距离L，该距离称为感应距离(如图3所示)，结合上述对图5中的压射活塞杆120的细部结构的描述可知，该感应距离实质为该位移传感器150与该压射活塞杆120的硬铬层1203之间的距离。在本发明的一个实施例中，该感应距离为0.1-0.38mm，例如为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.38mm。该感应距离的存在，可以防止该压射活塞杆120在往复运动过程中对该位移传感器150产生摩擦。具体来说，该位移传感器150的作用原理为：通过自身产生的磁场来感应表面镀铬的钢制杆(即该压射活塞杆120)的运动，通过感应该压射活塞杆1201的钢材质，来感知该压射活塞杆120的运动。而该镀铬槽部分1202内的铬层无法被该位移传感器150感应到。由此，该压射活塞杆120的钢制杆的运动代表着目标的速度和位置，信号被正交编码后通过双线接口传输到解码器上，计算机再通过已知的该镀铬槽部分1202的间距信息计算出目标相应的速度和位置，从而为各种监测和自适应控制系统提供了精准的反馈信息。

请一并参考图1至图5，该压铸机100还包括限位开关160，该限位开关160固定在该压射铜套110上，并位于该压射连接件140所在水平面的上方。该限位开关160为光电开关，用来判断该压射活塞杆120是否退回到位。该限位开关160固定在该压射铜套110上不动，该压射连接件140随压射活塞杆120一起运动。当该压射活塞杆120通过该压射连接件140带动该压射杆130朝向该压射杆130所在方向压射时，该压射连接件140远离该限位开关160，限位开关160感应不到该压射连接件140。当该压射活塞杆120带动该压射连接件140以及该压射杆130退回，该限位开关160感应到该压射活塞杆120退回到位时，该限位开关160将感应信号传递给电控系统，电控系统获悉该压射活塞杆120已经退回到位，即进行下一动作。通过这种方式，限位开关160能够判断该压射活塞杆120是否退回到位。

综上所述，该压射活塞杆120上具有间隔设置的镀铬槽部分1202，并且该镀铬槽部分1202与该压射活塞杆120表面的其余部分共同构成光滑表面，在该光滑表面上还设有硬度较高并且光滑的硬铬层1203。这样的结构，使得该位移传感器150可以感应到钢制的该压射活塞杆120部分，而感应不到镀铬槽部分1202，从而通过镀铬槽部分1202及该压射活塞杆120外壁的非镀铬槽部分的等间隔排布，该位移传感器150能够感知该压射活塞杆120的位移变化及速度。该限位开关160能够判断该压射活塞杆120是否退回到位。

上述结构能够以简单的工艺及结构设计，及时检测到压射位移的变化，并且由于该压射活塞杆120的表面处理，使其更耐磨损，使用时间更长。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。