金属热压成型装置的热压成型方法与流程

本发明属于热压成型技术领域，具体涉及一种金属热压成型装置的热压成型方法。

背景技术：

目前国内现有的压铸机器的加工产品效率低，成本高，机器结构通常为立式。现有的压铸机的结构通常包括：机架、模板机构、冷却系统、电热熔化系统、液压油控系统、快速增压系统等，具有结构复杂、安装机构零部件较多、装配复杂费时等缺点。现有的金属热压成型方法具有加工周期较长，工艺繁琐，所需人工较多等缺点。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种金属热压成型装置的热压成型方法，该热压成型方法工艺步骤简单，便于实施，提高加工效率。

根据本发明实施例的金属热压成型装置的热压成型方法，所述金属热压成型装置包括定模和动模，所述动模能够沿水平方向朝向或者背向所述定模所在方向活动以合模或开模，合模时，所述动模与所述定模配合限定有型腔，所述定模设有第一通孔，所述第一通孔通过流道与所述型腔连通，所述动模设有与所述型腔连通的第二通孔，所述方法包括以下步骤：s1、将待加工金属料插接于所述第一通孔内；s2、所述定模与所述动模合模；s3、通过电极驱动组件驱动前电极组件的前电极插接至所述第一通孔并驱动所述前电极沿着所述第一通孔的轴向活动，位于第二通孔的后电极与所述前电极配合放电，在对所述待加工金属料进行放电加热的时间段的至少一部分中所述电极驱动组件驱动所述前电极压紧所述待加工金属料；s4、所述待加工金属料被加热至熔融状态，所述电极驱动组件驱动所述前电极沿着所述第一通孔的轴向朝向所述型腔所在方向活动，挤压熔融状态的所述待加工金属料，熔融状态的所述待加工金属料从所述第一通孔进入所述流道并流至所述型腔；s5、产品成型后开模，取出产品。

根据本发明实施例的金属热压成型装置的热压成型方法，通过使沿水平方向分布的定模和动模相互配合，实现沿着水平方向的开、合模。在合模时，通过前电极组件和后电极组件相互配合，能够对位于第一通孔的待加工金属料进行加热，采用电极驱动组件与前电极组件配合，使金属料被加热至熔融状态后被挤压至型腔，实现挤压成型。

根据本发明一个实施例，所述步骤s1包括以下步骤：s11、将所述待加工金属料输送至所述定模和所述动模之间；s12、将所述待加工金属料从所述第一通孔靠近所述动模所在位置的一端插接至所述第一通孔。

根据本发明一个实施例，所述步骤s2包括以下步骤：s21、驱动所述动模与所述定模进行合模；s22、在合模压力到达预设值后进行保压锁模。

根据本发明一个实施例，所述步骤s3包括：s31、通过所述电极驱动组件驱动所述前电极沿着所述第一通孔的轴向活动，并推动所述待加工金属料沿着所述第一通孔的轴向活动至预设位置，所述待加工金属料未收到压紧力；s32、所述电极驱动组件驱动所述前电极沿着所述第一通孔的轴向活动并对所述待加工金属料进行压紧。

根据本发明一个实施例，所述步骤s32中，所述前电极对所述待加工金属料的压紧力为0.03t～2.0t，压紧速度为5mm/s～50mm/s，在压紧过程中，所述前电极对所述待加工金属料的压紧力和/或压紧速度能够根据预设曲线调节。

根据本发明一个实施例，所述步骤s32中，所述前电极对所述待加工金属料持续压紧至加热结束。

根据本发明一个实施例，所述步骤s5包括以下步骤：s51、所述前电极位置不变，挤压力保持不变，对成型的产品进行保压冷却；s52、泄压开模。

根据本发明一个实施例，所述步骤s52包括：s521、开模时所述前电极朝向所述动模所在位置的一侧跟进，将成型的产品推离所述定模。

根据本发明一个实施例，在所述动模背离所述定模所在位置的一侧设有顶针，所述步骤s52还包括：s522、所述动模带动所述产品背离所述定模所在位置的一侧活动；s523、所述动模朝向所述顶针所在方向活动，所述顶针伸入所述型腔将成型的所述产品顶出且与所述动模分离。

根据本发明一个实施例，所述第一通孔与所述第二通孔分别沿水平方向延伸，所述待加工金属料为柱形件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的金属热压成型装置的热压成型方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的金属热压成型装置的立体结构示意图；

图3是根据本发明实施例的金属热压成型装置的剖面图。

附图标记：

金属热压成型装置100；

定模20；第一通孔21；

动模30；前电极组件40；后电极组件50；电极驱动组件60；

顶针91。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图具体描述根据本发明实施例的金属热压成型装置的热压成型方法。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的金属热压成型装置的热压成型方法，金属热压成型装置100包括定模20和动模30，动模30能够沿水平方向朝向或者背向定模20所在方向活动以合模或开模，合模时，动模30与定模20配合限定有型腔，定模20设有第一通孔21，第一通孔21通过流道与型腔连通，动模30设有与型腔连通的第二通孔，方法包括以下步骤：s1、将待加工金属料插接于第一通孔21内；s2、定模20与动模30合模；s3、通过电极驱动组件60驱动前电极组件40的前电极插接至第一通孔21并驱动前电极沿着第一通孔21的轴向活动，位于第二通孔的后电极与前电极配合放电，在对待加工金属料进行放电加热的时间段的至少一部分中电极驱动组件60驱动前电极压紧待加工金属料；s4、待加工金属料被加热至熔融状态，电极驱动组件60驱动前电极沿着第一通孔21的轴向朝向型腔所在方向活动，挤压熔融状态的待加工金属料，熔融状态的待加工金属料从第一通孔21进入流道并流至型腔；s5、产品成型后开模，取出产品。

换言之，根据本发明实施例的金属热压成型装置的热压成型方法主要包括以下步骤：首先，将待加工金属料插接于定模20上开设的第一通孔21，然后，驱动动模30朝向定模20所在位置的一侧活动以实现合模，随后，通过与前电极组件40相连的电极驱动组件60驱动前电极插接至第一通孔21，前电极能够在电极驱动组件60的作用下沿着第一通孔21的轴向活动，前电极可以与位于第一通孔21的待加工金属料止抵，也可以推动待加工金属料并向待加工金属料施加朝向型腔所在方向的挤压力。位于第二通孔的后电极与位于第一通孔21的前电极相对设置且相互配合，能够实现放电，从而可以使待加工金属料被加热至熔融状态。接着，前电极可以在电极驱动组件60的驱动下挤压熔融状态的物料，熔融状态的物料通过第一通孔21进入流道并流至型腔内成型，最后，动模30朝着背向定模20所在位置的一侧活动，实现开模并取出产品。

由此，根据本发明实施例的金属热压成型装置的热压成型方法，动模30和定模20可以沿着水平方向开、合模，形成卧式结构，通过前电极组件40和后电极组件50相互配合，能够将待加工金属料加热至熔融状态并被挤压至型腔内，也就是说，采用本发明实施例的热压成型方法不需把产品原料加热熔化压铸，即可以快速的通过电加热将原料挤压压射成所需的产品，提高生产效率。

根据本发明的一个实施例，步骤s1包括以下步骤：s11、将待加工金属料输送至定模20和动模30之间；s12、将待加工金属料从第一通孔21靠近动模30所在位置的一端插接至第一通孔21。也就是说，在上料时，可以通过上料机构将待加工金属料输送至定模20和动模30之间，然后将待加工金属料的一端插接至第一通孔21靠近动模30所在位置的一端，并驱动待加工金属料的一端沿着第一通孔21的轴向活动，从而可以调节待加工金属料的上料位置。上料位置设置在定模20和动模30之间，节省设备总长度，节省推料时间，能够提高上料效率。

在本发明的一些具体实施方式中，步骤s2包括以下步骤：s21、驱动动模30与定模20进行合模；s22、在合模压力到达预设值后进行保压锁模，保压锁模的优点是保证型腔内部空间完整，动模30、定模20紧闭，产品成型时无飞边产生，减少后期加工时。

根据本发明的一个实施例，步骤s3包括：s31、通过电极驱动组件60驱动前电极沿着第一通孔21的轴向活动，并推动待加工金属料沿着第一通孔21的轴向活动至预设位置，待加工金属料未收到压紧力，也就是说，电极驱动组件60进行推料动作推挤待加工金属料达到预定位置后，此时前电极还未与待加工金属料接触，推料动作是快速将待加工金属料推至设定位置，此时待加工金属料还未受到压紧力；s32、电极驱动组件60驱动前电极沿着第一通孔21的轴向活动并对待加工金属料进行压紧，在压紧的过程中可以对待加工金属料进行电加热。

可选地，步骤s32中，前电极对待加工金属料的压紧力为0.03t～2.0t，压紧速度为5mm/s～50mm/s，在压紧过程中，前电极对待加工金属料的压紧力和/或压紧速度能够根据预设曲线调节。

根据本发明的一个实施例，前电极对待加工金属料的压紧力为恒压或变压，当压紧力为变压时，压紧力可以实时按照预设曲线进行调节。

进一步地，步骤s32中，前电极对待加工金属料持续压紧至加热结束，从而可以保证加热过程中前电极与待加工金属料一直充分接触。当未进行持续压紧动作时，待加工金属料会因为加热过程中软化与前电极接触不良，达不到加热效果或者电源加热中断，压紧力的选择根据实验中对效果的观察，压紧力过大会造成前电极多次加热以后头部变形过快，原因分析为加热过程中前电极会因为原料的导热变热，电极温度上升之后刚性变弱，电极的头部变形到一定程度后与第一通孔21过于紧密配合，摩擦力变大，造成第一通孔21损坏，压射动作不顺畅，成型不良。

在本发明的一些具体实施方式中，前电极在对待加工金属料执行压射任务整个过程中施加的压紧力和/或压紧速度能够根据预设曲线调节。

当压紧速度低于设定速度(5mm/s-50mm/s),加热过程中待加工金属料软化流动，造成前电极与待加工金属料持续加热接触不良，加热不完全充分，局部过热炸料，压紧速度太快。并且，前电极在初始接触时接触不良，加热过程中位移距离过长，后期压射距离短，无法完全填充成型。

需要说明的是，在压紧力到达之后，控制电源对待加工金属料持续稳定地加热，根据待加工金属料的形状、长度进行加热时间、加热电流的设定，保证待加工金属料在整个加热过程中状态可控，最终达到熔融可以挤压成型的状态。

在步骤s4中，电极驱动组件60将达到预定状态的金属玻璃材料挤压从第一通孔21进入流道再进入型腔内形成特定形状的金属玻璃原件。在此过程中根据需要成型原件的大小设定压射的速度和力量，速度过慢造成产品成型不充分，原料冷却等现象，压射速度过快流动性过好的待加工金属料受力填充满型腔后回返包住电极，造成下料困难，无法自动下料。

需要说明的是，第一通孔21和第二通孔的内壁面可设为绝缘面，也就是说，前电极以及后电极的外周与绝缘面相对设置。具体地，可以在定模20上设有贯通的安装孔，在安装孔内设有中空的陶瓷管，陶瓷管具有绝缘功能。沿着陶瓷管的轴线方向可设有贯通的第一通孔21。

根据本发明的一个实施例，步骤s5包括以下步骤：s51、前电极位置不变，挤压力保持不变，对成型的产品进行保压冷却，也就是说，与电极驱动组件60相连的前电极在执行压射任务完成后位置保持不变，压力保持不变，防止原料回流，即对材料进行保压冷却，保压冷却的原因为根据金属玻璃的特性，当材料被加热到一定温度，需要快速冷却成型，不然材料会变质晶化变脆，无法形成真正的产品。保压冷却时间可以根据模具内部的温度确认，一般设定0.0s-5.0s；s52、泄压开模，具体地，可以在保压冷却完成后控制伺服液压站卸压开模。

进一步地，步骤s52包括：s521、开模时前电极朝向动模30所在位置的一侧跟进，将成型的产品推离定模20。具体地，电极驱动组件60驱动前电极跟进，将成型产品推离定模20，到达预定距离后，电极驱动组件60回原点，成品跟随动模30开模。

根据本发明的一个实施例，在动模30背离定模20所在位置的一侧设有顶针91，步骤s52还包括：s522、动模30带动产品背离定模20所在位置的一侧活动；s523、动模30朝向顶针91所在方向活动，顶针91伸入型腔将成型的产品顶出且与动模30分离，具体地，顶针91顶出，推动动模30下料部分将成品顶掉至规定的下料口，完成一个产品周期。

在本发明的一些具体实施方式中，第一通孔21与第二通孔分别沿水平方向延伸，待加工金属料为柱形件。

根据本发明的一个实施例，金属热压成型装置100的热压成型系统包括控制系统模块、人机交互模块、伺服压射模块、电源加热模块、伺服液压合模模块和退料模块，通过热压成型系统可以执行成型方法，用于金属玻璃的材料的成型加工。

具体地，控制系统模块可以分别与人机交互模块、伺服压射模块、电源加热模块、伺服液压合模模块和退料模块相连，能够控制各个模块之间协作，对来自人机交互界面输入参数的存储、计算、输出，实现对于设备故障报警预判等。人机交互模块能够用于输入参数、显示加工过程以及具有加工故障的警报显示和处理方法的提醒功能。伺服压射模块不仅具有压力检测功能，压射过程中对压力闭环控制，还具有位移检测功能，压射过程中对位移闭环控制，并且其压射速度能够随参数调整，通过伺服压射模块还能够读取压射曲线。电源加热模块可以对金属玻璃快速加热，通过电源加热模块可以参数设定加热的时间和电流大小等。伺服液压合模模块的伺服电机能够驱动油泵对油缸精准给油。退料模块不仅能够控制退料速度和压力，还能够实现对退料位移的控制。

根据本发明实施例的热压成型系统的各个模块之间的配合如下：控制系统模块控制上料机构将待加工金属料送至定模20和动模30之间，并将待加工金属料插接至第一通孔21，伺服压射模块的伺服油缸能够推动动模30与定模20进行合模，在合模压力到达后可以进行保压锁模。伺服压射模块进行推料动作能够推挤待加工金属料达到设定位置，此时待加工金属料还未受到压紧力。伺服压射模块进行推料动作还能够推动前电极对待加工金属料进行压紧，控制压紧力和压紧速度，持续至电源加热结束。在将待加工金属料加热至熔融状态时，伺服压射模块做功快速挤压待加工金属料，将达到预定状态的金属玻璃材料挤压从第一通道进入流道再进入型腔内形成特定形状的金属玻璃原件。伺服压射模块控制前电极在执行压射任务完成后位置保持不变，压力保持不变，对材料进行保压冷却，通过系统控制模块可以设定保压冷却时间。保压冷却完成后开模，伺服压射模块驱动前电极跟进将成型产品推离定模20，到达预定距离后，伺服压射模块回原点，成品跟随动模30开模，退料模块跟随动模30的后退将顶针91顶出，推动动模30下料部分将成品顶掉至规定的下料口，伺服液压合模模块回原点，完成一个产品周期。

总而言之，根据本发明实施例的热压成型方法能够提高加工效率，具有加工周期较短，工艺简单，所需人工较少等优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。