一種低壓鑄造的澆注裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低壓鑄造的澆注裝置，包括坩堝、升液管、鑄型、冷卻線、澆注機器人、以及澆注控制柜，所述鑄型的橫澆道處設置有貫通至外界的底部探針孔，所述鑄型的溢流冒口處設置有貫通至外界的頂部探針孔，所述澆注機器人安裝有插入或拔出所述底部探針孔的底部導電探針和插入或拔出所述頂部探針孔的頂部導電探針，所述底部導電探針和頂部導電探針分別電連接所述澆注控制柜，所述澆注控制柜電連接工廠電源和壓縮空氣連接工廠壓縮機，該澆注裝置的澆注方法具有穩定的參數控制能力，不受密封坩堝的泄漏影響和澆注時液面不斷下降的影響，實現自動澆注充型的鑄件的澆注工藝參數穩定可靠的目的。
【專利說明】一種低壓鑄造的澆注裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種低壓鑄造的澆注裝置。
【背景技術】
[0002]在鋁合金鑄件鑄造方法中，常用的鑄造方式有重力鑄造、低壓鑄造以及壓力鑄造，其中低壓鑄造是通過調節鋁合金液面的壓力，進而實現對鋁合金鑄件的質量控制的方法，傳統的低壓鑄造充型方法，是以一種較低的壓力，作用于密封坩堝的鋁合金液上，鋁合金液體經過升液管后進入型腔并在壓力作用下充滿鑄型，其充型壓力的大小，與鑄型內腔的高度有關，當完成一件澆注后，坩堝內的液面由于澆注完成一件而下降，當需繼續澆注下一件時，需要提高一定的壓力進行補償由于澆注上一件產生的液面下降而造成的壓力損失，方能滿足鑄件的澆注工藝的穩定，通常通過控制壓縮氣體的調節閥來進行參數補償，但由于坩堝的泄漏以及澆注過程的“跑火”等原因，常常造成充型液面高度的不確定和澆注壓力參數偏高或不穩定，補償的參數會有較大的誤差。
[0003]針對上述問題已經開發的以下幾種低壓充型的定液面控制方法，(一)升液管口的感應檢測技術(Sweden Precimeter Inc),是利用安裝在升液管口外部的一個感應環,招液通過時，即得到作為參考基準的開始充型壓力，其基本原理是測量陶瓷升液管內液位的高度，通過將環形探測儀安裝于陶瓷升液管的外面，靠近坩堝蓋上端，這樣在澆注充型過程中，管內的鋁合金液可以從預先調好的參考基準點開始上升，進行澆注充型；(二)液面監控探測器技術(Sweden Precimeter Inc),是利用對?甘禍內的招合金液的液面高度進行監控和探測，按采集的液面高度，計算出澆注所需的壓力，以達到穩定控制澆注過程；(三)在模具澆口(橫澆道)處安置溫度傳感器(雅馬哈發動機株式會社的專利)，是根據溫度升高來檢測溫度，檢測澆口處的溫度是否達到預定值，來確認鋁合金液是否通過，按既定的充型參數進行充型依據得到的壓力來對加壓特性曲線加以修正，按既定的澆注參數進行澆注充型。
[0004]但是上述現有的定液面控`制技術的方案都存在一定的局限性，其中“升液管口的感應檢測技術”存在安裝維護和密封要求較高以及升液管口參考點感應影響精度差的問題，而“液面監控探測器技術”存在對坩堝內初始液位要求精確定位和探測器采集液面高度的計算所需的澆注壓力的測算問題，另外“在模具澆口處安置溫度傳感器”存在利用溫度升高的“滯后”和對澆注參數的修正問題，亟需一種能夠克服上述局限性的澆注方法。

【發明內容】

[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種低壓鑄造的澆注方法，該澆注方法提供了一種新型的定液面方法，能夠在低壓鑄造澆注過程中實現定量澆注，且其操作容易，定量準確，澆注效率高，大大減輕工人的勞動強度。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供以下的技術方案:一種低壓鑄造的澆注裝置，包括坩堝、升液管、鑄型、冷卻線、澆注機器人、以及澆注控制柜，其特征在于，所述鑄型的橫澆道處設置有貫通至外界的底部探針孔，所述鑄型的溢流冒口處設置有貫通至外界的頂部探針孔，所述澆注機器人安裝有插入或拔出所述底部探針孔的底部導電探針和插入或拔出所述頂部探針孔的頂部導電探針，所述底部導電探針和頂部導電探針分別電連接所述澆注控制柜，所述澆注控制柜電連接工廠電源和壓縮空氣連接工廠壓縮機。
[0007]優選的，所述澆注機器人裝配有澆注夾具，所述澆注夾具包括可進行相對方向開合運動的下夾持臂和上夾持臂，所述下夾持臂具有下夾持面，所述上夾持臂具有上夾持面，所述底部導電探針固定安裝于所述下夾持面上，所述頂部導電探針固定安裝于所述上夾持面上，所述下夾持臂和上夾持臂進行開合運動并且對應帶動所述底部導電探針和頂部導電探針沿所述開合運動方向對應插入所述底部探針孔和頂部探針孔中或釋放于所述底部探針孔和頂部探針孔外。
[0008]優選的，所述澆注夾具還包括驅動氣缸和導向單元，所述導向單元包括基板、設置于所述基板上的直線導軌以及滑動連接于所述直線導軌的滑塊，所述驅動氣缸的缸體和基板固定安裝于所述下夾持臂或上夾持臂上，所述驅動氣缸的活塞桿和滑塊固定連接所述上夾持臂或下夾持臂，所述驅動氣缸電連接所述澆注控制柜由機器人的控制系統聯動控制。
[0009]優選的，所述底部導電探針通過下墊塊絕緣連接于所述下夾持臂上，所述頂部導電探針通過上墊塊絕緣連接于所述上夾持臂上。
[0010]優選的，所述澆注夾具上設置有用于固定所述底部導電探針和頂部導電探針的連接導線的接線板。
[0011]優選的，所述澆注控制柜還設置有用于指示所述底部導電探針是否導通的底部導電探針指示燈和用于指示所述頂部導電探針是否導通的頂部導電探針指示燈。
[0012]采用以上技術方案的有益效果是:通過在鑄型的橫澆道處設置底部導電針和在鑄型的溢流冒口處設置頂部導電探針，并且通過底部導電探針是否被導通來判斷鋁合金液是否已到達橫澆道處和通過頂部導電探針是否導通來判斷鋁合金液是否已到達溢流冒口處，安裝方便，可實現定量澆注；另外，本實用新型公開的澆注裝置通過設置的澆注控制柜、澆注機器人、坩堝、升液管、鑄型以及冷卻線的組合，可以完成各種鋁合金精密砂型鑄造鑄件的鑄造，在使用該澆注裝置時，當充型完畢后，澆注控制柜控制泄壓，由澆注機器人控制澆注夾具旋轉180°，使多余的鋁液回流到坩堝內，然后快速移出鑄型并放置在冷卻線上，使鑄型內的鑄件在冷卻線上設定工藝條件下順序凝固，能夠對鑄件進行有效補縮和提高澆注的生產效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型公開的澆注裝置的組成示意圖；
[0015]圖2為本實用新型公開的澆注夾具的結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型公開的澆注方法的流程圖；
[0017]圖4為本實用新型公開的澆注特性曲線。[0018]其中，1.坩堝21.豎直升液管22.水平升液管3.鑄型4.澆注機器人5.澆注夾具51.下夾持臂52.上夾持臂53.驅動氣缸541.基板542.直線導軌543.滑塊61.底部導電探針62.頂部導電探針7.澆注閥體8.澆注控制柜81.底部導電探針指示燈82.頂部導電探針指示燈91.下墊塊92.上墊塊93.接線板。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0020]實施例一
[0021]參見圖1和圖2，如其中的圖例所示，一種澆注裝置，包括用于對上述鋁合金液進行密封盛放的一坩堝1、用于上述鋁合金液進行升液導流的一升液管、用于對上述鋁合金液進行充型成型的一個或多個鑄型3、用于對充型完成的鑄型3進行冷卻的冷卻線(圖中未示出)、用于抓取移動鑄型3的一澆注機器人4、用于為上述升液和充型提供壓力的一澆注閥體7以及一澆注控制柜8，升液管包括相互連通的豎直升液管21和水平升液管22，豎直升液管21的底端連通坩堝1，水平升液管22的出口連通鑄型3，鑄型3的橫澆道處設置有用于探測是否有鋁合金液進入的兩根底部導電探針61，鑄型3的溢流冒口處設置有用于探測是否有鋁合金液到達的兩根頂部導電探針62，底部導電探針61和頂部導電探針62分別電連接澆注控制柜8，澆注控制柜8電連接澆注閥體7。
[0022]澆注機器人4裝配有一澆注夾具5，該澆注夾具包括可進行相對方向開合運動的一下夾持臂51和一上夾持臂52、一驅動氣缸53和一導向單元，該導向單元包括基板541、設置于基板541上的一直線導軌542以及滑動連接于直線導軌542的滑塊543，驅動氣缸53的缸體和基板541固定安裝于下夾持臂51上，驅動氣缸53的活塞桿和滑塊543固定連接上夾持臂52，下夾持臂51具有一下夾持面，上夾持臂52具有上夾持面，底部導電探針61固定安裝于上述下夾持面上，頂部導電探針62固定安裝于上述上夾持面上，鑄型3的底部設置有貫通其橫澆道與外界并且與底部導電探針61相匹配的一底部探針孔，鑄型3的頂部設置有貫通其溢流冒口與外界并且與頂部導電探針62相匹配的一頂部探針孔，下夾持臂51和上夾持臂52進行開合運動并且對應帶動底部導電探針61和頂部導電探針62沿上述開合運動方向對應插入底部探針孔和頂部探針孔中或釋放于底部探針孔和頂部探針孔，驅動氣缸53電連接澆注控制柜8。
[0023]以下為一種采用如上所述的澆注裝置的澆注方法，包括如下步驟:
[0024]SO1、通過澆注控制柜8控制澆注機器人4和驅動氣缸53抓取并移動鑄型3，如果鑄型3到達設定的澆注位置，執行S02，否則，檢查異常原因，排除故障并重復SOl ；
[0025]S02、通過澆注控制柜8控制澆注閥體7對坩堝I中的鋁合金液進行升液加壓，使上述鋁合金液按照設定升液速度在豎直升液管2和水平升液管2中升液并進入鑄型3的橫澆道中，如果上述鋁合金液導通底部導電探針61，執行S03，否則，通過澆注控制柜8控制澆注閥體7停氣，對坩堝I內的鋁合金液進行泄壓，使上述鋁合金液自然回流至坩堝I內，檢查異常原因，排除故障并重復S02 ；[0026]S03、通過澆注控制柜8控制澆注閥體7繼續對坩堝I中的鋁合金液進行充型加壓，使上述鋁合金液按照設定充型速度在鑄型3中充型并到達鑄型3的溢流冒口處，如果上述鋁合金液導通頂部導電探針62，執行S04，否則，到達設定充型時間后，執行S04 ；
[0027]S04、通過澆注控制柜8控制澆注閥體7對坩堝I中的鋁合金液進行保壓，使上述鋁合金液按照設定保壓壓力和設定保壓時間在鑄型3中進行保壓，執行S05 ；
[0028]S05、通過澆注控制柜8控制澆注閥體7停機，對不參與充型的鋁合金液進行泄壓，使不參與充型澆注的鋁合金液自然回流至坩堝I內，執行S06 ；
[0029]S06、通過澆注控制柜8聯動控制澆注機器人4移動鑄型3至冷卻線上進行冷卻凝固，執行S07 ；
[0030]S07、通過澆注控制柜8聯動控制澆注機器人4和驅動氣缸53釋放鑄型3，同時使底部導電探針61和頂部導電探針62分別從底部探針孔和頂部探針孔中釋放出來。
[0031]澆注控制柜8控制澆注閥體7對坩堝I的鋁合金液進行加壓，鋁合金液經過豎直升液管21和水平升液管22升液后，當其導通開始充型位置導電點和預設電路時，此時的充型壓力即是開始充型壓力P1，開始充型時間為tl，當其導通結束充型位置導電點和預設電路時，此時的充型壓力即是結束充型壓力P2，結束充型時間為t2，即鑄件的充型壓力差Λ P為Ρ2-Ρ1，充型時間At=t2_tl，根據ΛΡ和At形成充型特性曲線，在后續鑄造多個相同的鑄件時，只要根據該充型特性曲線進行充型，即可實現準確充型，同時，開始充型位置導電點和結束充型位置導電點的設置還可以在后續充型過程中對充型特性曲線進行修正和調整，不需要在澆注前再進行計算，實現了定量澆注。鑄件澆注過程的各個階段的均能實現達到壓力參數及所需時間的設置和顯示，實際澆注的充型反饋曲線，按設置澆注參數的特性曲線，實現自動跟蹤和精確控制功能，同時，也方便了技術人員依據實際的澆注結果，對初始設計參數的設定修正和調整，使澆注工藝參數控制更加穩定可靠。
[0032]為了使底部導電探針61和頂部導電探針62不會對上述澆注夾具產生影響，底部導電探針61通過下墊塊91絕緣連接于下夾持臂51上，頂部導電探針62通過上墊塊92絕緣連接于上夾持臂52上。
[0033]為了使底部導電探針61和頂部導電探針62的連接導線排布安全，減少意外的發生，上述澆注夾具上設置有用于固定底部導電探針61和頂部導電探針62的連接導線的接線板93。
[0034]為了使操作過程進一步明顯化，澆注控制柜8還設置有用于指示底部導電探針61是否導通的底部導電探針指示燈81和用于指示頂部導電探針62是否導通的頂部導電探針指示燈82，開始充型底部導電探針指示燈81導通指示燈顯示紅色報警以及充滿鑄型時頂部導電探針指示燈82顯示藍色報警，更是方便操作人員觀察和監控鑄造充型系統的狀態。
[0035]實施例二
[0036]其余與所述實施例一相同，實現鋁合金鑄件澆注采用頂注充型的功能，不同之處在于，上述的底部探針位置，安放在頂部開始澆注的附近位置，上述頂部導電探針，安裝在鑄件最后充滿鑄型的冒口附近，利用開始進入鑄型的鋁液來導通導電探針，以控制澆注過程的鑄型的開始澆注時間和利用上升的鋁液來導通充滿冒口附近的探針來控制充滿時間，完成采用重力澆注系統的砂型鋁合金鑄造產品的鑄造成型，相比采用人工澆注方式，定量準確，澆注效率高，減輕工人的勞動強度。
【權利要求】
1.一種低壓鑄造的澆注裝置，包括坩堝、升液管、鑄型、冷卻線、澆注機器人、以及澆注控制柜，其特征在于，所述鑄型的橫澆道處設置有貫通至外界的底部探針孔，所述鑄型的溢流冒口處設置有貫通至外界的頂部探針孔，所述澆注機器人安裝有插入或拔出所述底部探針孔的底部導電探針和插入或拔出所述頂部探針孔的頂部導電探針，所述底部導電探針和頂部導電探針分別電連接所述澆注控制柜，所述澆注控制柜電連接工廠電源和壓縮空氣連接工廠壓縮機。
2.根據權利要求1所述的澆注裝置，其特征在于，所述澆注機器人裝配有澆注夾具，所述澆注夾具包括可進行相對方向開合運動的下夾持臂和上夾持臂，所述下夾持臂具有下夾持面，所述上夾持臂具有上夾持面，所述底部導電探針固定安裝于所述下夾持面上，所述頂部導電探針固定安裝于所述上夾持面上，所述下夾持臂和上夾持臂進行開合運動并且對應帶動所述底部導電探針和頂部導電探針沿所述開合運動方向對應插入所述底部探針孔和頂部探針孔中或釋放于所述底部探針孔和頂部探針孔外。
3.根據權利要求2所述的澆注裝置，其特征在于，所述澆注夾具還包括驅動氣缸和導向單元，所述導向單元包括基板、設置于所述基板上的直線導軌以及滑動連接于所述直線導軌的滑塊，所述驅動氣缸的缸體和基板固定安裝于所述下夾持臂或上夾持臂上，所述驅動氣缸的活塞桿和滑塊固定連接所述上夾持臂或下夾持臂，所述驅動氣缸電連接所述澆注控制柜由機器人的控制系統聯動控制。
4.根據權利要求2所述的澆注裝置，其特征在于，所述底部導電探針通過下墊塊絕緣連接于所述下夾持臂上，所述頂部導電探針通過上墊塊絕緣連接于所述上夾持臂上。
5.根據權利要求2所述的澆注裝置，其特征在于，所述澆注夾具上設置有用于固定所述底部導電探針和頂部導電探針的連接導線的接線板。
6.根據權利要求1所述的澆注裝置，其特征在于，所述澆注控制柜還設置有用于指示所述底部導電探針是否導通的底部導電探針指示燈和用于指示所述頂部導電探針是否導通的頂部導電探針指示燈。
【文檔編號】B22D18/04GK203664631SQ201320887040
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】吳偉強 申請人:蘇州明志科技有限公司