金属成型设备的制造方法_2

文档序号:8237155阅读:来源:国知局
属于柔性密封件,可以将熔炼室501与压射单元、以及自身结构设计误差在装配中抵消,同时由于该真空密封波纹管83是柔性件,可以大量吸收金属成型设备1000振动对各个组件的影响,提高了金属成型设备1000的安全性及稳定性。需要理解的是,本发明不限于此,熔炼室501和压射单元之间还可以采用其他方式密封连接。
[0031]如图2、图9和图10所示,在本发明的具体示例中,熔炼室501的前端敞开且熔炼室501的前端设有第二法兰516,模具装置10的后端设有头板101,第二法兰516和头板101密封配合,料筒组件81贯穿头板101设置。从而便于模具装置10和熔炼装置5之间的密封连接。
[0032]下面参考图3、图4和图5对本发明实施例的熔炼装置5的结构进行详细描述。
[0033]如图3、图4和图5所示,熔炼装置5包括具有内腔的熔炼室501、坩埚502、抽真空组件503、水冷电极组件504、预留端口 505、引线端子组件506、高真空规管507、送料口508、惰性气体端口 509、CCD终端口 510、放气阀门513、观察窗517、真空表519和料道520。熔炼室501的两端开口,第一法兰512和第二法兰516分别设置于熔炼室501的两端。该熔炼室501形成为大体椭圆形,在本发明的示例中,熔炼室501的内部腔体截面形状为中间呈矩形结构,于矩形结构的两端分别为圆弧结构。与现有技术中采用的球形或圆柱型结构相比,熔炼室501采用这种近似椭圆结构,能够使腔体的体积明显减小,有利于减少抽真空的时间。当然,熔炼室501的内部腔体还可以采用其他形状,只要能够减小密封体积即可。
[0034]如图3和图4所示,在熔炼室501内设置有倒(投)料后受惰性气体保护的坩埚502,坩埚502与水冷电极组件504连接,水冷电极组件504可以在保证真空密封的条件下旋转以带动坩埚502转动。熔炼室501上还设置有用于向熔炼室501内喷入惰性气体的惰性气体端口 509,惰性气体端口 509在熔炼室501内设置了喷嘴,喷嘴位置与坩埚502位置相适配。在坩埚502将熔融状态的原料倒入料桶组件81后,迅速回位到惰性气体喷嘴位置。该惰性气体喷嘴与熔炼系统5上的惰性气体端口 509之间(如图3所示)采用常规PU管或者金属管相通,通过惰性气体端口 509实现惰性气体接入的时间和量的控制。因此,在模具装置10未开模之前就对坩埚502采用惰性气体冷却保护的方法使得坩埚502迅速降温,这样即使熔炼室501进入大气环境,坩埚502因没有温度也不会被氧化,同样达到保护熔炼系统5的目的。上述保护坩埚502的方法结构简单,可靠稳定。可选地,惰性气体采用氩气。
[0035]如图5和图6,坩埚502上有加热单元003,加热单元003外套在坩埚502上,加热单元003与水冷电极组件504连接。水冷电极组件504有两个电极004,加热单元003的两端与两个电极004电连接。加热单元003与两个电极004可以为中空的结构,中空结构内有冷却液,该冷却液通过一个电极的中空结构进入加热单元003内部,然后从另一个电极流出。换言之,加热单元003内设有第一水路通道,每个电极004内设有第二水路通道,两个第二水路通道分别与第一水路通道的两端相连,冷却液从一个电极004的第二水路通道进入到加热单元003的第一水路通道内对加热单元003进行换热后,从另一个电极004的第二水路通道流出。
[0036]如图6所示,两个电极004穿设在熔炼室501的侧壁上,熔炼装置5还包括密封件005和旋转力臂001,密封件005外套在每个电极004的位于熔炼室501外的一端上以密封每个电极004与熔炼室501之间的间隙,旋转力臂001固定在密封件005上以带动密封件005、两个电极004和坩埚502转动。换言之,熔炼室501的侧壁上开设有安装孔,水冷电极组件504穿设于安装孔内,且通过一密封件005密封,密封件005上设置有旋转力臂001。具体地,该密封件005与熔炼室501的侧壁密闭连接,且密封件005以垂直于安装孔的方向为旋转轴,该密封件005能以该旋转轴为中心轴相对于熔炼室501的侧壁旋转。两个电极004分别穿过密封件005,从熔炼室501的内部平行延伸到外部。旋转力臂001通过螺钉固定在密封件005的外侧。外力作用下,旋转力臂001运动,带动密封005、电极004和坩埚502整体以垂直于安装孔的方向为中心轴相对于熔炼室501转动,实现坩埚502翻转倒料的目的。
[0037]水冷电极组件504是熔炼装置5的核心,其与外部的伺服电机相连以与伺服电机同步带动坩埚502转动,从而将熔炼系统5的熔料落料做到速度控制可调,方便了熔炼状态的原料的倒料速度,倒料角度工艺参数的修正。与同轴电极相比,采用水冷电极组件504具有不可取代的优势,1:结构体积较小,适合跟普通压铸机接口,不会造成位置干涉,若用同轴电极,结构上需要做出尺寸的巨大改动才能与普通压铸机结合;2:同轴电极依然存在真空通电后的辉光放电以及可怕的起弧放电(有可能击穿电极),但是电极004仅仅出现辉光放电,不会出现起弧放电,而辉光放电是真空条件下通电的自然现象,只要不起弧,不会对电极有任何影响,而仅仅有少许的能量损耗,这种现象的典型应用就是真空电弧炉的原理。
[0038]水冷电极组件504分别与水冷循环供应系统4以及抽真空装置3中的高频电源相连。通过水冷电极组件504可以实现金属合金的熔炼、向料桶组件81 (如图9所示)的倒料以及各种清理保护动作的完成。控制水冷电极组件504,便可将坩埚502内的熔融状态的原料直接倒入料桶组件81,不会出现落料高度太高造成各种工艺的不确定性因素。对于不同的合金金属熔液翻转倾倒的动作快慢,速度都不尽相同,这里采用水冷电极组件504,完全做到了控制可调,适合各种合金金属的工艺要求。
[0039]观察窗517与观察窗基座518密封连接,观察窗基座518直接采用高真空焊接工艺焊接于熔炼室501的室体上,通过观察窗517可以直接看到内部熔炼装置5的熔炼情况及各种水冷电极组件504的翻转动作和压射动作。抽真空组件503,高真空规管507,放气阀门513,预留端口 505和真空表519为熔炼室501的标配,通过这些组件可以完整控制熔炼室501的真空发生和释放情况,预留端口 505为了满足以后工艺的增加功能的需要。惰性气体端口 509上设有电磁隔断阀,气路卡套等标准真空件,通过相应的连接件,连接在一起实现惰性气体的通入时间以及量的控制。C⑶终端口 510设在熔炼室体501内的坩埚502口的正上方,其上设有图像采集器件和红外线终端探头,图像采集器将熔炼过程完整的反馈到控制系统6中,便于操作人员随时看到坩埚502的熔炼情况,红外线终端探头实时采集温度信号反馈于控制系统6中。
[0040]熔炼室501上设置的送料口 508、料道520和引线端子组件506,这三个组件的配合工作共同完成送料动作。送料口 508通过料道520与坩埚502相通,在送料时,送料口508打开,原料进入料道520。引线端子组件506是真空状态与大气状态接线的一种常规方法,料道520上设有传感器用于检测原料是否在料道520中卡住或者残存,并将传感信号通过引线端子组件506输送到控制系统中,控制系统6对可能产生的情况进行判断。
[0041]在本发明的一些实施例中,金属成型设备1000还包括位移速度监测反馈装置7,位移速度监测反馈装置7与压射装置8相连用于检测压射装置8的运行参数。
[0042]下面参考图9-图11详细描述根据本发明实施例的位移速度监测反馈装置7和压射装置8的详细结构及两者之间的装配关系。
[0043]如图9和图10所示,压射装置8包括料桶组件81、包括吉制杆组件82和压射动力装置86的压射单元、真空密封波纹管83、真空密封波纹管转接板84和尾板85,吉制杆组件82包括吉制杆821和设在吉制杆821上的磁环822,其中,吉制杆821的前端设有用于压射原料的锤头,磁环822设在吉制杆821的后端用来反馈吉制杆821的位置,在本发明的示例中,磁环822外套在直线位移传感装置72上且磁环822固定在吉制杆821的后端面上。吉制杆821内设有滑动通道,位移速度监测反馈装置7包括伸入到滑动通道内的直线位移传感装置72。
[0044]料桶组件81设置于头板101上,料筒组件81的位于熔炼室501的部分的顶部上设有浇道口 94,坩埚502将熔融状态的原料倒入浇道口 94内以将熔融状态的原料倒入到料筒组件81内,从而基本没有落料高度,料筒组件81内侧壁基本不会受到冲蚀,且在短时间内将熔融状态的原料倒入到料筒组件81内,使得原料的冷却消耗很少,对后续的成型过程影响就很少。同时料筒组件81采用模温系统I供热循环油的形式进行保温,此时通过调整模温系统I的温度可以自由调整保温温度,满足不同的金属原料的保温温度需求。其中为了使得料筒组件81具有更好的保温性能,料筒组件81上还可设有保温层。
[0045]吉制杆组件82用于压射料桶组件81内的金属熔液,吉制杆组件82从熔炼室501外部往其内腔穿设延伸,并且其端部伸入料桶组件81内,压射动力装置86连接于吉制杆组件82的后侧,为吉制杆组件82提供动力。也就是说,吉制杆组件82的一端伸入到料筒组件81内。压射动力装置86与吉制杆组件82相连用于驱动吉制杆组件82移动以将料筒组件81内的原料压射入模具装置
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