金屬成型設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種金屬成型設(shè)備，包括：壓射裝置和位移速度監(jiān)測反饋裝置，壓射裝置包括可移動的吉制桿和設(shè)在吉制桿上的磁環(huán)，吉制桿內(nèi)設(shè)有滑動通道。位移速度監(jiān)測反饋裝置包括外殼和設(shè)在外殼內(nèi)的直線位移傳感裝置，外殼與壓射裝置密封連接，吉制桿的后端伸入至外殼內(nèi)以使得直線位移傳感裝置的前端位于滑動通道內(nèi)。根據(jù)本實用新型的金屬成型設(shè)備，壓射裝置和位移速度監(jiān)測反饋裝置之間采用靜密封連接，更容易實現(xiàn)真空密封，也提高了保壓性，這對非晶合金的成型非常重要。
【專利說明】金屬成型設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及金屬冶煉領(lǐng)域，尤其是涉及一種金屬成型設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)壓鑄機上改造的真空壓鑄機，一般是采用吉制桿和導向密封組件動密封的方式進行密封，密封的性質(zhì)為徑向密封。需要采集位移數(shù)據(jù)時，一般是通過吉制桿上設(shè)置的觸碰環(huán)碰撞到位開關(guān)來判定錘頭的位置，屬于定點測定錘頭位置，并不能實時反饋錘頭的位置。另外，這種密封結(jié)構(gòu)的效果不理想，特別是在吉制桿來回反復(fù)移動時不能很好的保證壓射系統(tǒng)的真空密封性，對整機的性能穩(wěn)定性影響很大。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種金屬成型設(shè)備，該金屬成型設(shè)備更容易實現(xiàn)真空密封。
[0004]根據(jù)本實用新型的金屬成型設(shè)備，包括:壓射裝置，所述壓射裝置包括可移動的吉制桿和設(shè)在所述吉制桿上的磁環(huán)，所述吉制桿內(nèi)設(shè)有滑動通道；位移速度監(jiān)測反饋裝置，所述位移速度監(jiān)測反饋裝置包括外殼和設(shè)在所述外殼內(nèi)的直線位移傳感裝置，所述外殼與所述壓射裝置密封連接，所述吉制桿的后端伸入至所述外殼內(nèi)以使得所述直線位移傳感裝置的前端位于所述滑動通道內(nèi)。
[0005]根據(jù)本實用新型的金屬成型設(shè)備，壓射裝置和位移速度監(jiān)測反饋裝置之間采用靜密封連接，更容易實現(xiàn)真空密封，也提高了保壓性，這對非晶合金的成型非常重要。
[0006]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0008]圖1為根據(jù)本實用新型實施例的金屬成型設(shè)備的示意圖；
[0009]圖2為根據(jù)本實用新型實施例的金屬成型設(shè)備中的熔煉裝置和壓射裝置的示意圖；
[0010]圖3為根據(jù)本實用新型實施例的熔煉裝置的后視圖；
[0011]圖4為圖3所示的熔煉裝置的右視圖；
[0012]圖5為圖3所示的熔煉裝置的剖面圖；
[0013]圖6為本實用新型實施例的熔煉室與水冷電極組件、水冷電極組件和加熱單元的連接關(guān)系不意圖；
[0014]圖7為根據(jù)本實用新型實施例的送料裝置的示意圖；
[0015]圖8為根據(jù)本實用新型實施例的抽真空裝置的示意圖；[0016]圖9為根據(jù)本實用新型實施例的壓射裝置的示意圖；
[0017]圖10為根據(jù)本實用新型實施例的壓射裝置與熔煉裝置的整體結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0018]圖11為圖9中A部分的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0020]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為
基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0021]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0022]下面參考圖1-圖11描述根據(jù)本實用新型實施例的一種金屬成型設(shè)備1000，該金屬成型設(shè)備1000用于將金屬原料加工成型為預(yù)定形狀的金屬元件，其中金屬原料可以為易氧化金屬例如非晶合金等。
[0023]如圖1-圖11所示，根據(jù)本實用新型實施例的金屬成型設(shè)備1000包括:熔煉裝置
5、模具裝置10、壓射裝置8和抽真空裝置3，其中，熔煉裝置5用于將原料熔煉成熔融狀態(tài)，熔煉裝置5包括具有送料口 508的熔煉室501，熔煉室501內(nèi)設(shè)有用于盛裝原料且可轉(zhuǎn)動的坩堝502，優(yōu)選地，坩堝502位于送料口 508的正下方以接收從送料口 508加入的原料。熔煉室501內(nèi)設(shè)有用于對原料進行加熱的加熱單元003以得到熔融狀態(tài)的原料，也就是說，力口熱單元003對坩堝502內(nèi)的原料進行加熱以得到熔融狀態(tài)的原料。
[0024]模具裝置10與熔煉室501密封相連，模具裝置10用于將熔融狀態(tài)的原料加工成型為具有預(yù)定形狀的金屬元件，即為金屬的成型過程。壓射裝置8包括料筒組件81和壓射單元，料筒組件81設(shè)在模具裝置10和熔煉裝置5的連接處，料筒組件81的一部分伸入到熔煉室501內(nèi)且位于坩堝502的下方以接收熔融狀態(tài)的原料，即當坩堝502內(nèi)的原料熔煉成熔融狀態(tài)時，坩堝502轉(zhuǎn)動以將熔融狀態(tài)的原料倒入到料筒組件81內(nèi)，即為原料的給湯過程。壓射單元的一端穿過熔煉室501伸入到料筒組件81內(nèi)以將料筒組件81內(nèi)的熔融狀態(tài)的原料壓射入模具裝置10內(nèi)，實現(xiàn)了原料的壓射過程。壓射單元與熔煉裝置5之間密封連接，也就是說，壓射裝置8的一部分穿射于熔煉裝置5內(nèi)，壓射裝置8與熔煉裝置5密封連接使得壓射裝置8與熔煉裝置5的抽真空的空間合二為一。
[0025]抽真空裝置3分別與熔煉室501和模具裝置10相連，此時抽真空裝置3對壓射裝置8和熔煉裝置5限定出的空間進行抽真空，使得壓射裝置8的料筒組件81和熔煉室501處于真空環(huán)境中，且該抽真空裝置3還對模具裝置10進行抽真空，從而使得原料的熔煉、給湯、壓射及成型過程都處于真空環(huán)境中。
[0026]金屬成型設(shè)備1000工作時，首先通過送料口 508向坩堝502內(nèi)加料，然后啟動抽真空裝置3對熔煉室501、壓射裝置8和模具裝置10進行抽真空，接著加熱單元003工作以對坩堝502內(nèi)的原料進行加熱，當坩堝502內(nèi)的原料被加熱為熔融狀態(tài)時，坩堝502轉(zhuǎn)動以將熔融狀態(tài)的原料倒入到料筒組件81中，接著壓射裝置8中的壓射單元將料筒組件81中的熔融狀態(tài)的原料壓射入模具裝置10中，模具裝置10對熔融狀態(tài)中的原料進行加工成型以形成具有預(yù)定形狀的金屬元件，從而完成金屬原料的一系列的熔煉——給湯——壓射——成型過程。
[0027]其中，金屬成型設(shè)備1000還包括用于控制模具裝置10模溫的模溫系統(tǒng)1、用于整機的電氣控制的電控系統(tǒng)2用于提供熔煉過程的實時攝像反饋的CCD系統(tǒng)9、提供人機操作界面及成型信息監(jiān)控的人機終端控制系統(tǒng)6。
[0028]根據(jù)本實用新型實施例的金屬成型設(shè)備1000，通過將壓射裝置8的料筒組件81設(shè)在熔煉裝置5和模具裝置10的連接處，且料筒組件81的一部分位于坩堝502的下方，壓射單元的一部分穿過熔煉室501伸入到料筒組件81中，即將壓射裝置8穿射于熔煉裝置5，從而將壓射裝置8和熔煉裝置5的抽真空的空間合二為一，因此抽真空裝置3需要抽真空的空間體積大大減小，有利于保證真空空間的密封性及保壓性，并且使得抽真空裝置3能夠迅速進行真空處理，能夠在較短的時間內(nèi)滿足易氧化金屬熔煉真空度的要求，從而保證易氧化金屬成型的批量生產(chǎn)。
[0029]在本實用新型的一些實施例中，如圖2和圖10所示，熔煉室501的后端敞開且熔煉室501的后端設(shè)有第一法蘭512，壓射單元的位于熔煉室501外的部分上設(shè)有轉(zhuǎn)接法蘭84，第一法蘭512和轉(zhuǎn)接法蘭84之間通過真空密封波紋管83密封連接以實現(xiàn)壓射裝置8和熔煉裝置5之間的密封連接。具體地，真空密封波紋管83屬于柔性密封件，可以將熔煉室501與壓射單元、以及自身結(jié)構(gòu)設(shè)計誤差在裝配中抵消，同時由于該真空密封波紋管83是柔性件，可以大量吸收金屬成型設(shè)備1000振動對各個組件的影響，提高了金屬成型設(shè)備1000的安全性及穩(wěn)定性。需要理解的是，本實用新型不限于此，熔煉室501和壓射單元之間還可以采用其他方式密封連接。
[0030]如圖2、圖9和圖10所示，在本實用新型的具體示例中，熔煉室501的前端敞開且熔煉室501的前端設(shè)有第二法蘭516，模具裝置10的后端設(shè)有頭板101，第二法蘭516和頭板101密封配合，料筒組件81貫穿頭板101設(shè)置。從而便于模具裝置10和熔煉裝置5之間的密封連接。
[0031]下面參考圖3、圖4和圖5對本實用新型實施例的熔煉裝置5的結(jié)構(gòu)進行詳細描述。
[0032]如圖3、圖4和圖5所示，熔煉裝置5包括具有內(nèi)腔的熔煉室501、坩堝502、抽真空組件503、水冷電極組件504、預(yù)留端口 505、引線端子組件506、高真空規(guī)管507、送料口508、惰性氣體端口 509、CCD終端口 510、放氣閥門513、觀察窗517、真空表519和料道520。熔煉室501的兩端開口，第一法蘭512和第二法蘭516分別設(shè)置于熔煉室501的兩端。該熔煉室501形成為大體橢圓形，在本實用新型的示例中，熔煉室501的內(nèi)部腔體截面形狀為中間呈矩形結(jié)構(gòu)，于矩形結(jié)構(gòu)的兩端分別為圓弧結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)中采用的球形或圓柱型結(jié)構(gòu)相比，熔煉室501采用這種近似橢圓結(jié)構(gòu)，能夠使腔體的體積明顯減小，有利于減少抽真空的時間。當然，熔煉室501的內(nèi)部腔體還可以采用其他形狀，只要能夠減小密封體積即可。
[0033]如圖3和圖4所示，在熔煉室501內(nèi)設(shè)置有倒(投)料后受惰性氣體保護的坩堝502，坩堝502與水冷電極組件504連接，水冷電極組件504可以在保證真空密封的條件下旋轉(zhuǎn)以帶動坩堝502轉(zhuǎn)動。熔煉室501上還設(shè)置有用于向熔煉室501內(nèi)噴入惰性氣體的惰性氣體端口 509，惰性氣體端口 509在熔煉室501內(nèi)設(shè)置了噴嘴，噴嘴位置與坩堝502位置相適配。在坩堝502將熔融狀態(tài)的原料倒入料筒組件81后，迅速回位到惰性氣體噴嘴位置。該惰性氣體噴嘴與熔煉系統(tǒng)5上的惰性氣體端口 509之間(如圖3所示)采用常規(guī)PU管或者金屬管相通，通過惰性氣體端口 509實現(xiàn)惰性氣體接入的時間和量的控制。因此，在模具裝置10未開模之前就對坩堝502采用惰性氣體冷卻保護的方法使得坩堝502迅速降溫，這樣即使熔煉室501進入大氣環(huán)境，坩堝502因沒有溫度也不會被氧化，同樣達到保護熔煉系統(tǒng)5的目的。上述保護坩堝502的方法結(jié)構(gòu)簡單，可靠穩(wěn)定?？蛇x地，惰性氣體采用IS氣。
[0034]如圖5和圖6，坩堝502上有加熱單元003，加熱單元003外套在坩堝502上，加熱單元003與水冷電極組件504連接。水冷電極組件504有兩個電極004，加熱單元003的兩端與兩個電極004電連接。加熱單元003與兩個電極004可以為中空的結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)內(nèi)有冷卻液，該冷卻液通過一個電極的中空結(jié)構(gòu)進入加熱單元003內(nèi)部，然后從另一個電極流出。換言之，加熱單元003內(nèi)設(shè)有第一水路通道，每個電極004內(nèi)設(shè)有第二水路通道，兩個第二水路通道分別與第一水路通道的兩端相連，冷卻液從一個電極004的第二水路通道進入到加熱單元003的第一水路通道內(nèi)對加熱單元003進行換熱后，從另一個電極004的第二水路通道流出。
[0035]如圖6所示，兩個電極004穿設(shè)在熔煉室501的側(cè)壁上，熔煉裝置5還包括密封件005和旋轉(zhuǎn)力臂001，密封件005外套在每個電極004的位于熔煉室501外的一端上以密封每個電極004與熔煉室501之間的間隙，旋轉(zhuǎn)力臂001固定在密封件005上以帶動密封件
005、兩個電極004和坩堝502轉(zhuǎn)動。換言之，熔煉室501的側(cè)壁上開設(shè)有安裝孔，水冷電極組件504穿設(shè)于安裝孔內(nèi)，且通過一密封件005密封，密封件005上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)力臂001。具體地，該密封件005與熔煉室501的側(cè)壁密閉連接，且密封件005以垂直于安裝孔的方向為旋轉(zhuǎn)軸，該密封件005能以該旋轉(zhuǎn)軸為中心軸相對于熔煉室501的側(cè)壁旋轉(zhuǎn)。兩個電極004分別穿過密封件005，從熔煉室501的內(nèi)部平行延伸到外部。旋轉(zhuǎn)力臂001通過螺釘固定在密封件005的外側(cè)。外力作用下，旋轉(zhuǎn)力臂001運動，帶動密封005、電極004和坩堝502整體以垂直于安裝孔的方向為中心軸相對于熔煉室501轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)坩堝502翻轉(zhuǎn)倒料的目的。
[0036]水冷電極組件504是熔煉裝置5的核心，其與外部的伺服電機相連以與伺服電機同步帶動坩堝502轉(zhuǎn)動，從而將熔煉系統(tǒng)5的熔料落料做到速度控制可調(diào)，方便了熔煉狀態(tài)的原料的倒料速度，倒料角度工藝參數(shù)的修正。與同軸電極相比，采用水冷電極組件504具有不可取代的優(yōu)勢，1:結(jié)構(gòu)體積較小，適合跟普通壓鑄機接口，不會造成位置干涉，若用同軸電極，結(jié)構(gòu)上需要做出尺寸的巨大改動才能與普通壓鑄機結(jié)合；2:同軸電極依然存在真空通電后的輝光放電以及可怕的起弧放電(有可能擊穿電極)，但是電極004僅僅出現(xiàn)輝光放電，不會出現(xiàn)起弧放電，而輝光放電是真空條件下通電的自然現(xiàn)象，只要不起弧，不會對電極有任何影響，而僅僅有少許的能量損耗，這種現(xiàn)象的典型應(yīng)用就是真空電弧爐的原理。
[0037]水冷電極組件504分別與水冷循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)4以及抽真空裝置3中的高頻電源相連。通過水冷電極組件504可以實現(xiàn)金屬合金的熔煉、向料筒組件81 (如圖9所示)的倒料以及各種清理保護動作的完成?？刂扑潆姌O組件504，便可將坩堝502內(nèi)的熔融狀態(tài)的原料直接倒入料筒組件81，不會出現(xiàn)落料高度太高造成各種工藝的不確定性因素。對于不同的合金金屬熔液翻轉(zhuǎn)傾倒的動作快慢，速度都不盡相同，這里采用水冷電極組件504，完全做到了控制可調(diào)，適合各種合金金屬的工藝要求。
[0038]觀察窗517與觀察窗基座518密封連接，觀察窗基座518直接采用高真空焊接工藝焊接于熔煉室501的室體上，通過觀察窗517可以直接看到內(nèi)部熔煉裝置5的熔煉情況及各種水冷電極組件504的翻轉(zhuǎn)動作和壓射動作。抽真空組件503，高真空規(guī)管507，放氣閥門513，預(yù)留端口 505和真空表519為熔煉室501的標配，通過這些組件可以完整控制熔煉室501的真空發(fā)生和釋放情況，預(yù)留端口 505為了滿足以后工藝的增加功能的需要。惰性氣體端口 509上設(shè)有電磁隔斷閥，氣路卡套等標準真空件，通過相應(yīng)的連接件，連接在一起實現(xiàn)惰性氣體的通入時間以及量的控制。C⑶終端口 510設(shè)在熔煉室體501內(nèi)的坩堝502口的正上方，其上設(shè)有圖像采集器件和紅外線終端探頭，圖像采集器將熔煉過程完整的反饋到控制系統(tǒng)6中，便于操作人員隨時看到坩堝502的熔煉情況，紅外線終端探頭實時采集溫度信號反饋于控制系統(tǒng)6中。
[0039]熔煉室501上設(shè)置的送料口 508、料道520和引線端子組件506，這三個組件的配合工作共同完成送料動作。送料口 508通過料道520與坩堝502相通，在送料時，送料口508打開，原料進入料道520。引線端子組件506是真空狀態(tài)與大氣狀態(tài)接線的一種常規(guī)方法，料道520上設(shè)有傳感器用于檢測原料是否在料道520中卡住或者殘存，并將傳感信號通過引線端子組件506輸送到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)6對可能產(chǎn)生的情況進行判斷。
[0040]在本實用新型的一些實施例中，金屬成型設(shè)備1000還包括位移速度監(jiān)測反饋裝置7，位移速度監(jiān)測反饋裝置7與壓射裝置8相連用于檢測壓射裝置8的運行參數(shù)。
[0041]下面參考圖9-圖11詳細描述根據(jù)本實用新型實施例的位移速度監(jiān)測反饋裝置7和壓射裝置8的詳細結(jié)構(gòu)及兩者之間的裝配關(guān)系。
[0042]如圖9和圖10所示,壓射裝置8包括料筒組件81、包括吉制桿組件82和壓射動力裝置86的壓射單元、真空密封波紋管83、真空密封波紋管轉(zhuǎn)接板84和尾板85，吉制桿組件82包括吉制桿821和設(shè)在吉制桿821上的磁環(huán)822，其中，吉制桿821的前端設(shè)有用于壓射原料的錘頭，磁環(huán)822設(shè)在吉制桿821的后端用來反饋吉制桿821的位置，在本實用新型的示例中，磁環(huán)822外套在直線位移傳感裝置72上且磁環(huán)822固定在吉制桿821的后端面上。吉制桿821內(nèi)設(shè)有滑動通道，位移速度監(jiān)測反饋裝置7包括伸入到滑動通道內(nèi)的直線位移傳感裝置72。
[0043]料筒組件81設(shè)置于頭板101上，料筒組件81的位于熔煉室501的部分的頂部上設(shè)有澆道口 94，坩堝502將熔融狀態(tài)的原料倒入澆道口 94內(nèi)以將熔融狀態(tài)的原料倒入到料筒組件81內(nèi)，從而基本沒有落料高度，料筒組件81內(nèi)側(cè)壁基本不會受到?jīng)_蝕，且在短時間內(nèi)將熔融狀態(tài)的原料倒入到料筒組件81內(nèi)，使得原料的冷卻消耗很少，對后續(xù)的成型過程影響就很少。同時料筒組件81采用模溫系統(tǒng)I供熱循環(huán)油的形式進行保溫，此時通過調(diào)整模溫系統(tǒng)I的溫度可以自由調(diào)整保溫溫度，滿足不同的金屬原料的保溫溫度需求。其中為了使得料筒組件81具有更好的保溫性能，料筒組件81上還可設(shè)有保溫層。
[0044]吉制桿組件82用于壓射料筒組件81內(nèi)的金屬熔液，吉制桿組件82從熔煉室501外部往其內(nèi)腔穿設(shè)延伸，并且其端部伸入料筒組件81內(nèi)，壓射動力裝置86連接于吉制桿組件82的后側(cè)，為吉制桿組件82提供動力。也就是說，吉制桿組件82的一端伸入到料筒組件81內(nèi)。壓射動力裝置86與吉制桿組件82相連用于驅(qū)動吉制桿組件82移動以將料筒組件81內(nèi)的原料壓射入模具裝置10內(nèi)。
[0045]頭板101與尾板85將整個吉制桿組件82、壓射動力裝置86架空到合適的工作位置，通過轉(zhuǎn)接板84將壓射動力裝置86同真空密封波紋管83密封連接，這樣整個熔煉裝置5和壓射裝置8均處于密封環(huán)境。
[0046]真空密封波紋管83的兩端密封設(shè)置于轉(zhuǎn)接板84和熔煉室51的第一法蘭512上，吉制桿組件82貫穿于該真空密封波紋管83。
[0047]如圖9、10和11所示，位移速度監(jiān)測反饋裝置7包括導向密封座71、直線位移傳感裝置72、后端密封蓋73、傳感器密封蓋74、密封套筒75、導向銅環(huán)76以及O型密封圈78。在導向密封座71上還設(shè)置了一個在導向密封座71的厚度方向上貫穿導向密封座71的預(yù)留孔77。預(yù)留孔77用于在初次安裝或后續(xù)維護時加注潤滑油。具體地，導向密封座71和密封套筒75構(gòu)造成用于設(shè)置直線位移傳感裝置72的外殼，外殼與壓射裝置密封連接，吉制桿821的后端伸入至外殼內(nèi)以使得直線位移傳感裝置72的前端位于滑動通道內(nèi)。更具體地，外殼與轉(zhuǎn)接法蘭84密封連接，吉制桿821的后端穿過轉(zhuǎn)接法蘭84伸入到外殼內(nèi)。
[0048]更具體地，導向密封座71在前后方向上貫通，其中，導向密封座71的前端與轉(zhuǎn)接法蘭84密封連接。導向密封座71的前端通過O型密封圈78與轉(zhuǎn)接板84的后端靜密封連接，換言之，導向密封座71和轉(zhuǎn)接法蘭84之間設(shè)置有O型密封圈78。
[0049]吉制桿821貫穿導向密封座71且吉制桿821的后端從導向密封座71伸出以便于直線位移傳感裝置72伸入到吉制桿821內(nèi)部。導向密封座71內(nèi)設(shè)有外套在吉制桿821上的導向銅環(huán)76，在本實用新型的一些示例中，導向銅環(huán)76為兩個，且兩個導向銅環(huán)76間隔開地外套在吉制桿821上。吉制桿821內(nèi)部的滑動通道用來容納直線位移傳感裝置72，并且在吉制桿821上設(shè)置了一個用來反饋吉制桿821位置的磁環(huán)822。
[0050]密封套筒75外套在直線位移傳感裝置72上，即直線位移傳感裝置72固定在密封套筒75內(nèi)，密封套筒75的前端與導向密封座71的后端靜密封連接，密封套筒75的后端敞開，密封套筒75的后端設(shè)置有與直線位移傳感裝置72配合的后端密封蓋73和傳感器密封蓋74，以將直線位移傳感裝置72密封在密封套筒75內(nèi)。
[0051]具體地，傳感器密封蓋74外套在直線位移傳感裝置72的后端上，后端密封蓋73外套在直線位移傳感裝置72上且位于傳感器密封蓋74和密封套筒75的后端面之間，傳感器密封蓋74和后端密封蓋73配合以使得直線位移傳感裝置72和密封套筒75之間密封連接。換言之，直線位移傳感裝置72通過密封套筒75、后端密封蓋73和傳感器密封蓋74與導向密封座71靜密封連接，保證整個位移速度監(jiān)測反饋裝置7處于真空環(huán)境中。相對于傳統(tǒng)的動密封連接，根據(jù)本實用新型實施例的位移速度監(jiān)測反饋裝置7采用靜密封連接，更容易實現(xiàn)真空密封，也提高了保壓性，這對非晶合金的成型非常重要。
[0052]具體而言，吉制桿821可以在導向銅環(huán)76的約束下來回直線移動，此時錘頭也在料筒組件81內(nèi)來回移動，以實現(xiàn)將料筒組件81內(nèi)的原料壓射到模具裝置10內(nèi)，吉制桿821移動從而帶動磁環(huán)822相對直線位移傳感裝置72移動，可以實時地把錘頭的相對位置反饋出來，完成錘頭位移的數(shù)據(jù)采集。后續(xù)整機的控制系統(tǒng)6會根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算錘頭的速度，然后在提取油壓數(shù)據(jù)計算壓射壓力。最后可以得出當前的壓射裝置8的關(guān)鍵參數(shù)，操作人員可以根據(jù)當前的壓力、位移和速度并根據(jù)具體材料的要求，設(shè)置合適的壓力、位移和速度值，以保證成型產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0053]其中，具體的檢測原理如下:控制系統(tǒng)6以IKHz的頻率向直線位移傳感裝置72發(fā)送檢測信號，直線位移傳感裝置72將檢測信號轉(zhuǎn)化為電流脈沖并傳遞給位于直線位移傳感裝置72內(nèi)部的波導管上，同時反饋給控制系統(tǒng)6 —個開始信號。其中波導管為薄壁金屬空心管，兩端連有導線，以傳導電流脈沖。電流脈沖以極高的速度沿著波導管向直線位移傳感裝置72的另一端傳遞，從而在波導管外產(chǎn)生一個圓周磁場，當該磁場和套在波導管上作為位置變化的活動磁環(huán)822產(chǎn)生的磁場相交時，由于磁致伸縮的作用，波導管內(nèi)會產(chǎn)生一個應(yīng)變機械波脈沖信號，這個應(yīng)變機械波脈沖信號以固定的聲音速度傳輸，并很快被直線位移傳感裝置72檢測到，同時直線位移傳感裝置72向控制系統(tǒng)6反饋一個結(jié)束信號。通過記錄開始信號與結(jié)束信號的時間差，即可得到磁環(huán)822當前的位置，也就是錘頭當前的位置。當前位置與起始位置的差，即為錘頭的位移。
[0054]在本實用新型的一些實施例中，直線位移傳感裝置72采用磁致伸縮直線位移傳感器。當然，本實用新型不限于此，直線位移傳感裝置72還可以采用拉線式傳感器等其他類型的傳感器，只要能夠測量吉制桿組件82的壓力、位移、速度參數(shù)即可。
[0055]由于壓射裝置8的壓力、位移、速度是非常重要的參數(shù)，這幾項參數(shù)對壓鑄工藝以及成型有非常重要的參考作用，不同的合金金屬，參數(shù)不完全相同，而對于這幾項參數(shù)的數(shù)據(jù)采集是實現(xiàn)這幾項參數(shù)反饋控制的關(guān)鍵。常規(guī)的測量技術(shù)在真空密封的環(huán)境下無法實現(xiàn)，這里采用了相對測定的方法，通過對吉制桿組件82內(nèi)的吉制桿821的加工，可以將磁致伸縮直線位移傳感器72的測量工作位置于其中，通過相對測定的方法依然能得到。而壓射裝置8的壓射力可以通過測定油壓壓力得出，并最終反饋到控制系統(tǒng)6，參數(shù)同時在觸摸屏面板上體現(xiàn)。
[0056]具體地，壓射裝置8的壓射力可以通過安裝在壓射油缸上與油缸內(nèi)相通的液壓壓強傳感器測得。液壓壓強傳感器通過檢測壓射油缸內(nèi)的液壓壓強造成的傳感器微小形變，并將該形變轉(zhuǎn)化為4-20mA的電流信號反饋給控制系統(tǒng)6，控制系統(tǒng)6通過檢測此電流的大小即可得到壓射裝置8的實時壓強，有了實時壓強，再乘以壓射油缸的橫截面積，即得到壓射系統(tǒng)的實時壓射力。該參數(shù)同時在觸摸屏面板上體現(xiàn)。
[0057]在本實用新型的進一步實施例中，金屬成型設(shè)備1000還包括送料裝置12，送料裝置12與送料口 508相連以將原料通過送料口 508送入到坩堝502內(nèi)。
[0058]如圖7所示，送料裝置12包括導向裝置122、升料傳送帶123、落料控制器124例如氣缸，振動篩125、記數(shù)器127、過渡帶128、篩選裝置129、稱重傳送帶008和質(zhì)量傳感器009。稱重傳送帶008與振動篩125之間通過過渡帶128相連，即過渡帶128的一端與振動篩125連接，稱重傳送帶008與過渡帶128的另一端連接。升料傳送帶123的下端與稱重傳送帶008相連，升料傳送帶123的上端與送料口 508之間通過導向裝置122連通。
[0059]計數(shù)器127用于對進入到稱重傳送帶008的原料進行計數(shù)。落料控制器124與計數(shù)器127相連以在計數(shù)器127檢測到進入到稱重傳送帶008上的原料的數(shù)量達到預(yù)定數(shù)值時止擋原料進入到稱重傳送帶008上，從而使得每次進入到稱重傳送帶008上的原料的數(shù)量相同。質(zhì)量傳感器009檢測稱重傳送帶008上的原料的質(zhì)量是否合格。篩選裝置129設(shè)在稱重傳送帶008上用于將不合格的原料從稱重傳送帶008上篩選出。在本實用新型的具體示例中，質(zhì)量傳感器009和篩選裝置129設(shè)置于稱重傳送帶008上，篩選裝置129為氣缸。
[0060]送料裝置12工作時，此時將具有一定規(guī)則形狀的原料事先放入振動篩125中，通過振動篩125將原料輸送到過渡帶128中，在過渡帶128將原料傳送到稱重傳送帶008的過程中，計數(shù)器127對原料進行計數(shù)，當稱重傳送帶008上的原料的數(shù)量達到預(yù)定數(shù)值時，落料控制器124落下以止擋原料進入到稱重傳送帶008上，此時由質(zhì)量傳感器009對稱重傳送帶008上的預(yù)定數(shù)量的原料進行對比檢測，當質(zhì)量傳感器009檢測為合格則將定量的原料送到升料傳送帶123上，當質(zhì)量傳感器009檢測為不合格，則由篩選裝置129將質(zhì)量不合格的原料推入預(yù)先設(shè)定好的位置，送料裝置12繼續(xù)運轉(zhuǎn)，合格的原料由升料傳送帶123經(jīng)過導向裝置122，輸送到送料口 508位置，等待落料成型。
[0061]如圖8所示，在本實用新型的具體實施例中，抽真空裝置3包括:真空機組31、防塵過濾三通接口 32、熔煉室抽真空接頭33、壓差充氣閥34、模具抽真空接頭35和電磁閥36。熔煉室抽真空接頭33設(shè)在真空機組31上且與熔煉室501相連。模具抽真空接頭35設(shè)在真空機組31上且與熔煉室501相連。
[0062]防塵過濾三通接口 32包括第一接口、第二接口和第三接口，第一接口與真空機組31相連，第二接口與熔煉室抽真空接頭33相連，第三接口與模具抽真空接頭35相連，第二接口和第三接口內(nèi)分別設(shè)有過濾網(wǎng)。從而可防止原料或塵土等物質(zhì)進入到真空機組31內(nèi)。
[0063]電磁閥36設(shè)在防塵過濾三通接口 32上用于控制第二接口和第三接口的打開或關(guān)閉，以控制是否對熔煉室501和模具裝置10進行抽真空。壓差充氣閥34設(shè)在防塵過濾三通接口 32上以在斷電的情況下對抽真空裝置3起到保護作用。其中，壓差充氣閥34的工作原理等已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，這里就不詳細描述。
[0064]下面參考圖1-圖11對根據(jù)本實用新型具體實施例的金屬成型設(shè)備1000的工作過程進行詳細描述，其中金屬成型設(shè)備1000還包括用于檢測真空度的真空檢測系統(tǒng)。
[0065]首先，開機后控制系統(tǒng)6進行自檢，同時檢測熔煉室501內(nèi)的空氣壓強、水冷循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)4內(nèi)的冷卻水壓力、各個閥位置是否正常，如無異常則對熔煉裝置5進行初始化復(fù)位使得坩堝502正對送料口 508設(shè)置，進入到正常運行狀態(tài)，如出現(xiàn)異常則進行聲光報警，并將錯誤的信息顯示在控制系統(tǒng)6的人機界面上。
[0066]送料裝置12將原料通過送料口 508送入到熔煉室501內(nèi)的坩堝502內(nèi)，然后抽真空裝置3對熔煉室501、模具裝置10、壓射裝置8進行抽真空，當真空檢測系統(tǒng)檢測到熔煉室501、模具裝置10、壓射裝置8內(nèi)的壓強達到需求值時，加熱單元003開始對坩堝502內(nèi)的原料進行加熱以將原料熔煉為熔融狀態(tài)，且模具裝置10合膜并升溫至需要溫度。[0067]在熔煉的過程中，CXD系統(tǒng)9實時采集熔煉裝置5內(nèi)的視頻圖像，操作人員可以通過CCD系統(tǒng)9的顯示屏觀察熔煉裝置5內(nèi)的情況，可以通過視頻根據(jù)經(jīng)驗判斷熔煉溫度，紅外溫度傳感器檢測熔煉溫度，實時顯示在人機界面上?？刂葡到y(tǒng)6根據(jù)工藝預(yù)設(shè)的加熱電流和加熱時間控制加熱電源功率，并實現(xiàn)加熱、保溫多段控制，精確控溫。
[0068]加熱熔煉完成后，伺服電機帶動水冷電極組件504和坩堝502轉(zhuǎn)動，將熔融狀態(tài)的原料倒入料筒組件81內(nèi)，坩堝502適當停留以保證原料全部倒入料筒組件81內(nèi)，然后坩堝502高速返回到冷卻位置，通入惰性氣體對坩堝502進行冷卻，保證開模前坩堝502溫度降低至不易氧化的溫度。
[0069]熔煉裝置5內(nèi)的坩堝502傾倒完成后經(jīng)過預(yù)設(shè)的延時時間，壓射裝置8的壓射單元進行一速、二速壓射，將料筒組件81內(nèi)的熔融狀態(tài)的原料壓射到模具裝置10中成形。壓射過程中磁致伸縮位移傳感器72實時反饋吉制桿82前端的錘頭位置，位移速度監(jiān)測反饋裝置7通過錘頭位置變化高速計算出錘頭即時速度。同時壓力傳感器即時反饋壓射裝置8的壓力值。位移速度監(jiān)測反饋裝置7將速度、位移、壓力值保存并以曲線形式顯示。在壓射完成后，自動計算出一段速度、二段速度、二速起始點、增壓延遲、建壓時間等參數(shù)，供工藝人員查詢。
[0070]坩堝502冷卻完成后放氣閥門513打開，對熔煉室501內(nèi)的真空環(huán)境進行放氣。真空檢測系統(tǒng)檢測真空環(huán)境的壓強高于設(shè)定下限時，經(jīng)過延時關(guān)閉放氣閥門513，保證真空環(huán)境壓強基本等于大氣壓，此時允許模具裝置10開模，取出成型后的金屬元件。
[0071]最后操作人員清理模具、料筒、錘頭等，且操作人員打開送料口 508，將下個循環(huán)原料從送料口 508倒入，進行下一個循環(huán)。
[0072]在具體參數(shù)方面，本實用新型實施例的金屬成型設(shè)備1000可以在2?20秒內(nèi)把熔煉裝置5和壓射裝置8的真空度降到5?200Pa范圍內(nèi)，極限值可以達到IOPa以內(nèi)，并且壓升不大于0.5Pa/秒，在短時間內(nèi)就可以充分提供了優(yōu)異的真空環(huán)境。對于非晶合金等對真空度要求較高的產(chǎn)品，本實用新型的金屬成型設(shè)備可以在15秒內(nèi)把熔煉裝置5和壓射裝置8的真空度降到IOOPa以下。具體參數(shù)可以在設(shè)備上進行設(shè)定，可以根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝要求做實時的修改。
[0073]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0074]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬成型設(shè)備，其特征在于，包括: 壓射裝置，所述壓射裝置包括可移動的吉制桿和設(shè)在所述吉制桿上的磁環(huán)，所述吉制桿內(nèi)設(shè)有滑動通道； 位移速度監(jiān)測反饋裝置，所述位移速度監(jiān)測反饋裝置包括外殼和設(shè)在所述外殼內(nèi)的直線位移傳感裝置，所述外殼與所述壓射裝置密封連接，所述吉制桿的后端伸入至所述外殼內(nèi)以使得所述直線位移傳感裝置的前端位于所述滑動通道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述壓射裝置上設(shè)有轉(zhuǎn)接法蘭，所述外殼與所述轉(zhuǎn)接法蘭密封連接，所述吉制桿的后端穿過所述轉(zhuǎn)接法蘭伸入到所述外殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述外殼包括: 在前后方向上貫通的導向密封座，所述導向密封座的前端與所述轉(zhuǎn)接法蘭密封連接； 密封套筒，所述直線位移傳感裝置固定在所述密封套筒內(nèi)，且所述密封套筒的前端與所述導向密封座的后端密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述密封套筒的后端敞開，所述位移速度監(jiān)測反饋裝置還包括后端密封蓋和傳感器密封蓋，所述傳感器密封蓋外套在所述直線位移傳感裝置的后端上，所述后端密封蓋外套在所述直線位移傳感裝置上且位于所述傳感器密封蓋和所述密封套筒的后端面之間，所述傳感器密封蓋和所述后端密封蓋配合以使得所述直線位移傳感裝置和所述密封套筒之間密封連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述位移速度監(jiān)測反饋裝置還包括導向銅環(huán)，所述導向銅環(huán)設(shè)在所述導向密封座內(nèi)且外套在所述吉制桿上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述導向銅環(huán)為兩個，所述兩個導向銅環(huán)間隔開地外套在所述吉制桿上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述導向密封座上設(shè)有在所述導向密封座的厚度方向上貫穿所述導向密封座的預(yù)留孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述導向密封座和所述轉(zhuǎn)接法蘭之間設(shè)置有O型密封圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述磁環(huán)外套在所述直線位移傳感裝置上且所述磁環(huán)固定在所述吉制桿的后端面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬成型設(shè)備，其特征在于，所述直線位移傳感裝置為磁致伸縮直線位移傳感器。
【文檔編號】B22D17/30GK203679217SQ201320658042
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】王亞楠, 陳秋繪 申請人:比亞迪股份有限公司