用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置、增壓方法及氣壓增壓式輪轂鑄造系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，包括油氣分離器、穩壓控制閥、緩沖罐、進氣控制閥以及泄壓控制閥，油氣分離器被設置用于接收外部導入的壓縮氣體，并將干燥清潔后的壓縮氣體通過穩壓控制閥進行壓力控制后進入到緩沖罐；所述穩壓控制閥被設置成根據緩沖罐內的壓力是否達到設定值控制補償進氣使得所述緩沖罐內的壓力達到設定值并保持恒定；所述進氣控制閥以及泄壓控制閥被設置用于根據輪轂鑄造過程的鋁液充型量以及緩沖罐與模具型腔的壓力平衡狀態自動控制進氣增壓與排氣泄壓。本發明提出的用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，可使整個增壓過程可控并且不影響模具的密封。
【專利說明】
用于輪轂増壓鑄造的氣壓増壓裝置、増壓方法及氣壓増壓式輪穀鑄造系統
技術領域
[0001]本發明涉及輪轂鑄造技術領域，具體而言涉及一種用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置、增壓方法及氣壓增壓式輪轂鑄造系統。
【背景技術】
[0002]重力鑄造是輪轂鑄造工藝中常用的方式，是一種將金屬液尤其是鋁液在地球重力作用下注入模具內鑄型的工藝，澆鑄的鋁液控制、模具的密封性均是重力澆鑄的關鍵工作步驟。
[0003]第201510001789號中國專利申請提出了一種在重力鑄造設備基礎上增加了增壓機構的增壓式鑄造設備，由增壓機構帶動鑄造模具上方的增壓圈來對模腔內的鋁合金液加壓。在該方案中，增壓圈作為增壓執行器件，一方面需要在液壓機構的推動下移動，向模具型腔進行增壓，另一方面同時也作為型腔密封的一部分，還通過該增壓圈來對型腔進行密封。這樣，一方面要求增壓圈可在外力的推動下移動，與型腔保持一定的間隙，另一方面還需要由該增壓圈進行密封，這就要求前述的間隙足夠小，以實現更好的密封，這之間存在著天然的矛盾，如何處理好密封與增壓的關系，成為當前需要解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明目的在于提供一種用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，改變先前的增壓方式，使得整個增壓過程可控并且不影響模具的密封。
[0005]本發明的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。
[0006]為達成上述目的，本發明提出一種用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，適于向增壓鑄造輪轂的模具型腔進行增壓，該氣壓增壓裝置包括油氣分離器、穩壓控制閥、緩沖罐、進氣控制閥以及泄壓控制閥，油氣分離器、穩壓控制閥、緩沖罐、進氣控制閥以及泄壓控制閥依次經由氣管串連，其中:
[0007]所述油氣分離器被設置用于接收外部導入的壓縮氣體，并將干燥清潔后的壓縮氣體通過穩壓控制閥進行壓力控制后進入到緩沖罐；
[0008]所述穩壓控制閥被設置成根據緩沖罐內的壓力是否達到設定值控制補償進氣使得所述緩沖罐內的壓力達到設定值并保持恒定；
[0009]所述進氣控制閥以及泄壓控制閥被設置用于根據輪轂鑄造過程的鋁液充型量以及緩沖罐與模具型腔的壓力平衡狀態自動控制進氣增壓與排氣泄壓。
[0010]根據本發明的改進，還提出一種利用前述氣壓增壓裝置對增壓鑄造輪轂的模具型腔進行氣壓增壓的方法，該方法包括以下步驟:
[0011 ]從外部接收壓縮氣體，由油水分離器進行分離，在經過穩壓控制閥進行壓力控制后進入到緩沖罐；
[0012]通過穩壓控制閥的控制使得緩沖罐的內部壓力達到設定值；
[0013]在鋁液澆鑄過程中，使進氣控制閥關閉，泄壓控制閥打開，排出模具型腔內的空氣；
[0014]當模具型腔內鋁液充型到設定量時，泄壓控制閥自動關閉；
[0015]當模具型腔內鋁液充型完畢，封閉型腔并在鋁液液面下降時，使進氣控制閥自動開啟；
[0016]當模具型腔內鋁液凝固并成型后，進氣控制閥自動關閉，泄壓控制閥自動打開，模具型腔及相連管路內空氣排出，完成一次澆鑄與增壓過程。
[0017]根據本發明的改進，還提出一種具有前述氣壓增壓裝置的氣壓增壓式輪轂鑄造系統，還包括:
[0018]鑄造模具，具有模具型腔；
[0019]中央控制器，用于控制所述鑄造模具的開模與合模，以及用于根據設定的程序控制所述氣壓增壓裝置對所述模具型腔進行增壓。
[0020]應當理解，前述構思以及在下面更加詳細地描述的額外構思的所有組合只要在這樣的構思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發明主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的發明主題的一部分。
[0021]結合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發明教導的前述和其他方面、實施例和特征。本發明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據本發明教導的【具體實施方式】的實踐中得知。
【附圖說明】
[0022]附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現在，將通過例子并參考附圖來描述本發明的各個方面的實施例，其中:
[0023]圖1是根據本發明某些實施例的用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
[0025]在本公開中參照附圖來描述本發明的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本發明的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本發明所公開的構思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本發明公開的一些方面可以單獨使用，或者與本發明公開的其他方面的任何適當組合來使用。
[0026]結合圖1所示，根據本發明的改進，一種用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，適于向增壓鑄造輪轂的模具型腔進行增壓，該氣壓增壓裝置包括油氣分離器2、穩壓控制閥3、緩沖罐4、進氣控制閥5以及泄壓控制閥6，油氣分離器2、穩壓控制閥3、緩沖罐4、進氣控制閥5以及泄壓控制閥6依次經由氣管I串連。該氣管如圖1所示，尤其是采用高壓氣管。
[0027]所述油氣分離器2被設置用于接收外部導入的壓縮氣體，并將干燥清潔后的壓縮氣體通過穩壓控制閥3進行壓力控制后進入到緩沖罐4。
[0028]本例中，前述的穩壓控制閥3，即比例閥，用于穩壓控制，可以手動或者自動設定工作壓力。也就是說，這里設定好的工作壓力，用于對緩沖罐4內的壓縮氣體的壓力進行控制。
[0029]本例中所使用的壓縮氣體優選為氮氣，或者其他惰性氣體。如此，盡可能少地減少或者消除該用于加壓的氣體本身與鋁液的接觸而引起的化學反應的可能性，提高輪轂鑄件的品質。
[0030]所述穩壓控制閥3被設置成根據緩沖罐4內的壓力是否達到設定值控制補償進氣使得所述緩沖罐4內的壓力達到設定值并保持恒定。
[0031]所述進氣控制閥5以及泄壓控制閥6被設置用于根據輪轂鑄造過程的鋁液充型量以及緩沖罐4與模具型腔的壓力平衡狀態自動控制進氣增壓與排氣泄壓。
[0032]在本例中，作為優選的方案，所述進氣控制閥5以及泄壓控制閥6被設置成按照下述控制策略執行進氣增壓與排氣泄壓:
[0033]1、鋁液澆鑄過程中，進氣控制閥5關閉，泄壓控制閥6打開，排出模具型腔內的空氣；
[0034]2、模具型腔內鋁液充型到設定量時，泄壓控制閥6自動關閉；
[0035]3、模具型腔內鋁液充型完畢并且在鋁液液面下降時，進氣控制閥5自動開啟；
[0036]4、模具型腔內鋁液凝固并成型后，進氣控制閥5自動關閉，泄壓控制閥6自動打開，模具型腔及相連管路內空氣排出。
[0037]結合圖1所示，在由緩沖罐4向模具型腔的增壓過程中，所述穩壓控制閥3還被設置成在緩沖罐4的內部壓力低于設定值時自動開啟補償進氣到所述緩沖罐4。
[0038]在一些實施例中，所述氣壓增壓裝置還具有一氣壓表，被設置用于指示緩沖罐4內部的壓力狀態。
[0039]在一些優選的例子中，所述進氣控制閥5通過控制進氣速率來控制模具型腔內的壓力以及壓力與鑄件冷卻凝固速率的變化。
[0040]在一些實施例中，所述進氣控制閥5通過控制增壓的啟停，并通過控制進氣通道的大小和/或進氣量來控制模具型腔內的壓力以及壓力與鑄件冷卻凝固速率的變化。
[0041]本發明的實施例還涉及一種根據前述的氣壓增壓裝置對增壓鑄造輪轂的模具型腔進行氣壓增壓的方法，該方法包括以下步驟:
[0042]從外部接收壓縮氣體，由油水分離器2進行分離，在經過穩壓控制閥3進行壓力控制后進入到緩沖觸4;
[0043]通過穩壓控制閥3的控制使得緩沖罐4的內部壓力達到設定值；
[0044]在鋁液澆鑄過程中，使進氣控制閥5關閉，泄壓控制閥6打開，排出模具型腔內的空氣；
[0045]當模具型腔內鋁液充型到設定量時，泄壓控制閥6自動關閉；
[0046]當模具型腔內鋁液充型完畢，封閉型腔并在鋁液液面下降時，使進氣控制閥5自動開啟；
[0047]當模具型腔內鋁液凝固并成型后，進氣控制閥5自動關閉，泄壓控制閥6自動打開，模具型腔及相連管路內空氣排出，完成一次澆鑄與增壓過程。
[0048]優選地，該方法更加包含以下步驟:當模具型腔內壓力與緩沖罐4之間的壓力達到平衡時，進入保壓狀態，并且在緩沖罐4內部壓力低于設定值時，控制穩壓控制閥3自動打開并補償壓力。
[0049]結合以上增壓控制的流程方法以及氣壓增壓裝置，如上所述，結合圖1所示，本發明的氣壓增壓裝置采用氣壓增壓的方式對增壓鑄造模具的型腔進行增壓，克服傳統的液壓增壓對摩擦運動和密封性之間的矛盾問題，同時采用氣壓增壓的方式更加容易使得壓力施加到整個鋁液液面上的平衡，不會在型腔內的某些部位壓力過重而影響鑄件質量，采用氣壓增壓時，增壓液面上的受壓基本相同，可均勻受壓，確保鑄件產品質量。同時，氣壓增壓的進氣量和/或速度更容易控制，相對于液壓增壓而言具有控制響應快、控制線性度高等優點，更有利于鑄件品質的提尚。
[0050]在本發明的另一些方面，我們還提出一種具有前述氣壓增壓裝置的氣壓增壓式輪轂鑄造系統，該氣壓增壓式輪轂鑄造系統還包括:
[0051]鑄造模具，具有模具型腔；
[0052]中央控制器，用于控制所述鑄造模具的開模與合模，以及用于根據設定的程序控制前述氣壓增壓裝置對所述模具型腔進行增壓。
[0053]本例子中的中央控制器，例如可以是增壓鑄造機(主機)的主控制器，集成在主控制器中，或者構造為主控制器之外的單獨的控制單元。
[0054]雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
【主權項】
1.一種用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，適于向增壓鑄造輪轂的模具型腔進行增壓，其特征在于，該氣壓增壓裝置包括油氣分離器(2)、穩壓控制閥(3)、緩沖罐(4)、進氣控制閥(5)以及泄壓控制閥(6)，油氣分離器(2)、穩壓控制閥(3)、緩沖罐(4)、進氣控制閥(5)以及泄壓控制閥(6)依次經由氣管串連，其中: 所述油氣分離器(2)被設置用于接收外部導入的壓縮氣體，進行干燥清潔處理后，將處理后的壓縮氣體通過穩壓控制閥(3)進行壓力控制后進入到緩沖罐(4); 所述穩壓控制閥(3)被設置成根據緩沖罐(4)內的壓力是否達到設定值控制補償進氣使得所述緩沖罐(4)內的壓力達到設定值并保持恒定； 所述緩沖罐(4) 所述進氣控制閥(5)以及泄壓控制閥(6)被設置用于根據輪轂鑄造過程的鋁液充型量以及緩沖罐(4)與模具型腔的壓力平衡狀態自動控制進氣增壓與排氣泄壓； 所述緩沖罐(4)通過氣管與模具型腔連接。2.根據權利要求1所述的用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，其特征在于，所述進氣控制閥(5)以及泄壓控制閥(6)被設置成按照下述控制策略執行進氣增壓與排氣泄壓: 1)鋁液澆鑄過程中，進氣控制閥(5)關閉，泄壓控制閥(6)打開，排出模具型腔內的空氣； 2)模具型腔內鋁液充型到設定量時，泄壓控制閥(6)自動關閉； 3)模具型腔內鋁液充型完畢并且在鋁液液面下降時，進氣控制閥(5)自動開啟； 4)模具型腔內鋁液凝固并成型后，進氣控制閥(5)自動關閉，泄壓控制閥(6)自動打開，模具型腔及相連管路內空氣排出。3.根據權利要求1或2所述的用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，其特征在于，在由緩沖罐(4)向模具型腔的增壓過程中，所述穩壓控制閥(3)還被設置成在緩沖罐(4)的內部壓力低于設定值時自動開啟補償進氣到所述緩沖罐(4)。4.根據權利要求1或2所述的用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，其特征在于，所述氣壓增壓裝置還具有一氣壓表，被設置用于指示緩沖罐(4)內部的壓力狀態。5.根據權利要求1或2所述的用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，其特征在于，所述進氣控制閥(5)通過控制進氣速率來控制模具型腔內的壓力以及壓力與鑄件冷卻凝固速率的變化。6.根據權利要求1或2所述的用于輪轂增壓鑄造的氣壓增壓裝置，其特征在于，所述進氣控制閥(5)通過控制增壓的啟停，并通過控制進氣通道的大小和/或進氣量來控制模具型腔內的壓力以及壓力與鑄件冷卻凝固速率的變化。7.—種根據權利要求1的氣壓增壓裝置對增壓鑄造輪轂的模具型腔進行氣壓增壓的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 從外部接收壓縮氣體，由油水分離器(2)進行分離，在經過穩壓控制閥(3)進行壓力控制后進入到緩沖罐(4); 通過穩壓控制閥(3)的控制使得緩沖罐(4)的內部壓力達到設定值； 在鋁液澆鑄過程中，使進氣控制閥(5)關閉，泄壓控制閥(6)打開，排出模具型腔內的空氣； 當模具型腔內鋁液充型到設定量時，泄壓控制閥(6)自動關閉； 當模具型腔內鋁液充型完畢，封閉型腔并在鋁液液面下降時，使進氣控制閥(5)自動開啟； 當模具型腔內鋁液凝固并成型后，進氣控制閥(5)自動關閉，泄壓控制閥(6)自動打開，模具型腔及相連管路內空氣排出，完成一次澆鑄與增壓過程。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，該方法更加包含以下步驟:當模具型腔內壓力與緩沖罐(4)之間的壓力達到平衡時，進入保壓狀態，并且在緩沖罐(4)內部壓力低于設定值時，控制穩壓控制閥(3)自動打開并補償壓力。9.一種具有前述權利要求1-6中任意一項氣壓增壓裝置的氣壓增壓式輪轂鑄造系統，其特征在于，還包括: 鑄造模具，具有模具型腔； 中央控制器，用于控制所述鑄造模具的開模與合模，以及用于根據設定的程序控制所述權利1-6中任意一項的氣壓增壓裝置對所述模具型腔進行增壓。
【文檔編號】B22D27/13GK105903934SQ201610342895
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月20日
【發明人】彭原璞, 姜巨福, 王迎, 李大永, 范同祥, 覃繼寧, 沈凱
【申請人】江蘇蘇美達車輪有限公司