一种半固态加工集成系统技术方案

一种半固态加工集成系统，其特征是由熔炼炉组件（1）、浆料制备组件（2）、模具注料组件（3）、挤压成形机组件（4）四部分构成；浆料制备组件（2）通过上导流管（16）与熔炼炉组件（1）连接、通过下导流管（33）与模具注料组件（3）连接；模具注料组件（3）通过模具注料通道（31）与挤压成形机组件（4）连接。本实用新型专利技术的结构紧凑，设备布局合理，操作简便，加工过程安全，工艺参数控制精确，自动化程度高，能够连续、高效、优质地完成金属半固态产品制件的加工生产，同时此加工集成系统也可以应运于普通金属加工成形。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种半固态加工集成系统，其特征是由熔炼炉组件（1）、浆料制备组件（2）、模具注料组件（3）、挤压成形机组件（4）四部分构成；浆料制备组件（2）通过上导流管（16）与熔炼炉组件（1）连接、通过下导流管（33）与模具注料组件（3）连接；模具注料组件（3）通过模具注料通道（31）与挤压成形机组件（4）连接。本技术的结构紧凑，设备布局合理，操作简便，加工过程安全，工艺参数控制精确，自动化程度高，能够连续、高效、优质地完成金属半固态产品制件的加工生产，同时此加工集成系统也可以应运于普通金属加工成形。【专利说明】一种半固态加工集成系统
本技术属于金属加工
。
技术介绍
半固态金属加工是目前材料加工领域研究的热点，具有优质、高效、低成本、清洁和敏捷的特性，被国内外许多著名专家称为是“21世纪最有发展前途的近净成形技术”。半固态金属浆料初生固相近似于球形，在高速剪切作用下，金属熔体粘度大幅下降，流动性大幅提高，能够成形各种形状非常复杂的铸件，成形铸件的内部微观组织相对普通成形更为细小、分布也更加均匀，内部致密度变得更高，因此半固态加工成形的零件的机械性能得到很大的改善。为此国内外许多专家进行了大量的实验和理论基础研究，开发出了许多不同种类的半固态浆料制备的新工艺和新装置，并成功制备出质量优良的半固态浆料，取得很多令人欣慰的成绩，但是在工业应用范围内的推广以及大批量制件的生产方面并没有取得很大的突破，关键原因则是生产工艺的自动化程度不高，对核心工艺参数很难实现精确控制，工艺的不稳定性、与现有设备衔接及成本较高的问题等，都制约着半固态技术的实际运用，成为半固态加工产业化的一个个绊脚石。而随着我国汽车工业的不断发展，给予半固态成形技术的发展机遇，发展新型制浆及成形设备，提升生产工艺的自动化程度，以至于加速半固态成形技术的产业化进程，是必然的趋势。 据此，本技术设计开发出一种半固态加工集成系统，以半固态浆料制备装置为核心，结合熔炼、注料、成形设备，设计研究一种从熔炼、制浆到零件成形的半固态加工集成系统，同时将机电液有机结合于一体，实现半固态加工的全自动化生产，提高生产过程的安全性、稳定性和准确性，使生产效率得到显著提高，为半固态技术的实际应用和推广奠定良好的基础。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种半固态加工集成系统，集熔炼、制浆、注料、成形于一体，结合先进的机电液一体化技术，提高自动化程度，实现半固态加工的全自动化生产，同时保证在加工生产过程中的生产的安全性、工艺的稳定性和控制的准确性，进而实现金属半固态成形制件的优质、高效的生产。 为达到上述目的，本技术采用的技术方案是:一种半固态加工集成系统，由熔炼炉组件(I)、浆料制备组件(2)、模具注料组件(3)、挤压成形机组件(4)四部分构成。 所述熔炼炉组件(I)，包括熔炼炉支座(37 )、熔炼炉(11)、上导流管(16 )及出料门 (14);熔炼炉支座(37)固定在基座(39)上，熔炼炉(11)固定在熔炼炉支座(37)顶端，熔炼炉(11)炉壁内装有熔炼炉加热电阻(111)，熔体炉盖体(112)上装有液位计(13 )和热电偶(12)，液位计(13)和热电偶(12)的探头伸入熔炼炉(11)内部，上导流管(16)右端固定在熔炼炉(11)炉壁上，其内壁成形流道并与熔炼炉(11)内接通，上导流管(16)靠近熔炼炉 (11)外壁处装设有一出料门(14)，出料门(14)通过安装在熔炼炉(11)外壁上的电动推杆(15)驱动，实现出料门(14)的开启与关闭，上导流管(16)上设有上导流管加热电阻(161)。 所述浆料制备组件(2)包括转管(21)、伺服驱动电机(23)、支撑柱(35)及支撑箱(210)；支撑箱(210)倾斜固定在支撑柱(35)上，转管(21)通过两深沟球轴承(28)安装在固定于支撑箱(210)底面上的转管前支柱(27)与转管后支柱(22)上，转管(21)内壁、上导流管(16)内壁和下导流管(33)内壁组成一倾斜流道，伺服驱动电机(23)安装在固定于支撑箱(210)顶板上的安装板(26)上，伺服驱动电机(23)的输出轴上安装有一驱动链轮(25)，一从动链轮(29 )固定在转管(21)中部，链条(24 )绕在驱动链轮(25 )和从动轮(29 )上，通过伺服驱动电机(23)的带动，转管(21)实现转动。 所述模具注料组件(3)包括基座(39)、液压缸(36)及模具注料通道(31);基座 (39)固定在地面上，液压缸(36)架设在固定于基座(39)上的液压缸支座(38)上，模具注料通道(31)架设在固定于基座(39 )上的模具注料通道支座(32 )上，其右端通过螺栓与液压缸(36 )左端连接，下导流管(33 )倾斜嵌入模具注料通道(31)内，模具注料通道(31)上设有模具注料通道加热电阻(311)，下导流管(33)上设有下导流管加热电阻(331)，一浆料输送推杆(34)设置在模具注料通道(31)内，并与液压缸(36)连接，由液压缸(36)驱动其沿模具注料通道(31)水平左右移动。 所述挤压成形机组件(4)包括上模架(42 )、下模架(46 )、分模推杆(41)及推料杆(45);上模架(42)和下模架(46)安装在导柱(47)上，可沿导柱(47)在垂直方向上上下移动，上模架(42 )顶面装有分模推杆(41)，上模架(42 )底面装有上模(43 )，下模(44 )固定在下模架(46)顶面，下模(44)右端与模具注料通道(31)左端固定连接，下模(44)右端设有下模通道(441)与模具注料通道(31)相通，推料杆(45 )固定在挤压成形机基座(48 )上，穿过下模架(46)和下模(44)的中心孔，当零件成形后，向上推动，实现将成形制件从下模(44)型腔内推出。 本技术半固态加工集成系统的工作过程为:先将金属铸锭放进熔炼炉(11)内进行熔炼，经除渣、精炼后保温，在正式生产加工前，对上导流管(16)、下导流管(33)及模具注料通道(31)进行加热到预定温度，当正式生产加工开始时，首先开启伺服驱动电机 (23)，然后出料门(14)在电动推杆(15 )的拉力作用下，向上移动，出料门(14)打开，熔炼炉 内的高温金属熔体由出料门(14)经上导流管(16)，流入转管(21)上端入口处，高温金属熔体进入转管(21)后，继续沿转管(21)内壁向下流动，在沿转管(21)内壁向下流动的过程中，转管(21)对高温金属熔体不断冷却和搅拌，最终高温熔体被制成质量优良的半固态浆料，并由转管(21)下端出口处流入下导流管(33)，在下导流管(33)的导流作用下，制备好的半固态浆料流入模具注料通道(31)内，在以上的这个过程当中，熔炼炉(11)内的高温金属熔体不断减少，液面位置也在不断下降，液位计(13)检测到某一设定位置时，说明经出料门(14)流出的金属熔体已经达到一次浇注量的要求，控制器立即发出信息，电动推杆 (15)立即向下驱动出料门(14)，出料门(14)实现立即关闭，等待下一次出料开始的信号，当由出料门(14)流出的满足一次浇注量的金属熔体全部通过转管(21)被制成半固态浆料并全部流入模具注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半固态加工集成系统，其特征是由熔炼炉组件（1）、浆料制备组件（2）、模具注料组件（3）、挤压成形机组件（4）四部分构成；所述熔炼炉组件（1），包括熔炼炉支座（37）、熔炼炉（11）、上导流管（16）及出料门（14）；熔炼炉支座（37）固定在基座（39）上，熔炼炉（11）固定在熔炼炉支座（37）顶端，熔炼炉（11）炉壁内装有熔炼炉加热电阻（111），熔体炉盖体（112）上装有液位计（13）和热电偶（12），液位计（13）和热电偶（12）的探头伸入熔炼炉（11）内部，上导流管（16）右端固定在熔炼炉（11）炉壁上，其内壁成形流道并与熔炼炉（11）内接通，上导流管（16）靠近熔炼炉（11）外壁处装设有一出料门（14），出料门（14）通过安装在熔炼炉（11）外壁上的电动推杆（15）驱动，实现出料门（14）的开启与关闭，上导流管（16）上设有上导流管加热电阻（161）；所述浆料制备组件（2）包括转管（21）、伺服驱动电机（23）、支撑柱（35）及支撑箱（210）；支撑箱（210）倾斜固定在支撑柱（35）上，转管（21）通过两深沟球轴承（28）安装在固定于支撑箱（210）底面上的转管前支柱（27）与转管后支柱（22）上，转管（21）内壁、上导流管（16）内壁和下导流管（33）内壁组成一倾斜流道，伺服驱动电机（23）安装在固定于支撑箱（210）顶板上的安装板（26）上，伺服驱动电机（23）的输出轴上安装有一驱动链轮（25），一从动链轮（29）固定在转管（21）中部，链条（24）绕在驱动链轮（25）和从动轮（29）上，通过伺服驱动电机（23）的带动，转管（21）实现转动；所述模具注料组件（3）包括基座（39）、液压缸（36）及模具注料通道（31）；基座（39）固定在地面上，液压缸（36）架设在固定于基座（39）上的液压缸支座（38）上，模具注料通道（31）架设在固定于基座（39）上的模具注料通道支座（32）上，其右端通过螺栓与液压缸（36）左端连接，下导流管（33）倾斜嵌入模具注料通道（31）内，模具注料通道（31）上设有模具注料通道加热电阻（311），下导流管（33）上设有下导流管加热电阻（331），一浆料输送推杆（34）设置在模具注料通道（31）内，并与液压缸（36）连接，由液压缸（36）驱动其沿模具注料通道（31）水平左右移动；所述挤压成形机组件（4）包括上模架（42）、下模架（46）、分模推杆（41）及推料杆（45）；上模架（42）和下模架（46）安装在导柱（47）上，可沿导柱（47）在垂直方向上上下移动，上模架（42）顶面装有分模推杆（41），上模架（42）底面装有上模（43），下模（44）固定在下模架（46）顶面，下模（44）右端与模具注料通道（31）左端固定连接，下模（44）右端设有下模通道（441）与模具注料通道（31）相通，推料杆（45）固定在挤压成形机基座（48）上，穿过下模架（46）和下模（44）的中心孔，当零件成形后，向上推动，实现将成形制件从下模（44）型腔内推出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭波，赵丽，杨湘杰，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：江西;36