專利名稱：鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，屬于金屬材料液態(tài)模 鍛鍛模及成型技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景制件鋁合金旋風(fēng)炒鍋基本結(jié)構(gòu)形狀見(jiàn)圖2和圖3所示，制件鋁合金旋風(fēng)炒 鍋可直接稱為鋁合金旋風(fēng)炒鍋，也可以簡(jiǎn)稱為制件，該鋁合金旋風(fēng)炒鍋?zhàn)畲笾睆綖?330 毫米，高105毫米，壁厚只有3 4毫米，由于鋁合金旋風(fēng)炒鍋尺寸較大，壁較薄，因此 無(wú)論采用澆鑄還是壓鑄都有一定難度，目前都是采用澆鑄成型或壓鑄成型這兩種方法進(jìn)行 生產(chǎn)，澆鑄和壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中鋁液進(jìn)入模腔時(shí)流量較小，速度很快，腔內(nèi)氣體不能即時(shí)排 出，腔內(nèi)氣體在鋁液的急速?zèng)_擊下巻入鋁合金旋風(fēng)炒鍋的材料中，造成鋁合金旋風(fēng)炒鍋成 品中有大量氣泡存在，這兩種方法都使鋁合金旋風(fēng)炒鍋成品的表面和內(nèi)部有微小氣泡的存 在，這些微小氣泡缺陷的存在，使制件鋁合金旋風(fēng)炒鍋在進(jìn)行表面噴涂特氟龍涂層時(shí)，涂 層表面會(huì)起泡，這樣產(chǎn)品經(jīng)受不了在400'C高溫條件下的燒烤使用，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，降 低產(chǎn)品使用壽命，同時(shí)由于鋁合金旋風(fēng)炒鍋表面和內(nèi)部有微小氣泡的存在等質(zhì)量缺陷，這 樣產(chǎn)品廢品率也很高，高達(dá)50%以上，使生產(chǎn)成本大幅度提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種新穎的鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，采用液態(tài)模鍛 新技術(shù)，使用鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模和大澆口、大流量、低流速、下頂推加壓的液 態(tài)模鍛方法，澆鋁液一鍛造成型一料頭拉斷一制件脫模整個(gè)過(guò)程一次完成，實(shí)現(xiàn)了鋁合金 旋風(fēng)炒鍋成品的表面和內(nèi)部沒(méi)有微小氣泡缺陷存在，獲得無(wú)氣泡，結(jié)晶細(xì)密，性能優(yōu)良的 鋁合金旋風(fēng)炒鍋成品制件的目的，解決了現(xiàn)有澆鑄或壓鑄成型生產(chǎn)工藝中鋁合金旋風(fēng)炒鍋 材料中存在微小氣泡和產(chǎn)品廢品率高達(dá)50%、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題，使制件鋁合金旋風(fēng)炒 鍋在進(jìn)行表面噴涂特氟龍涂層時(shí)，涂層表面不再起泡，產(chǎn)品能經(jīng)受40(TC以上高溫條件下 的燒烤使用，延長(zhǎng)了產(chǎn)品使用壽命，同時(shí)由于鋁合金旋風(fēng)炒鍋表面和內(nèi)部沒(méi)有微小氣泡的 存在等JI量缺陷，這樣產(chǎn)品廢品率也大幅度降低，使生產(chǎn)成本大幅度下降。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，是由料缸座(1)、頂料 沖頭(2)、料缸(3)、下模(4)、上模(5)、可移動(dòng)掛板(6)、掛板銷(7)、左擋板(8)、 彈簧(9)、推料板(10)、上頂缸(11)、頂料桿(12)、導(dǎo)向桿(13)、右擋板(14)、上 模座(15)、下模座(16)、導(dǎo)柱(17)、鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)、余料頭(19)、雙層 排氣間隙板(20)所組成，料缸座(1)中安裝有料缸(3)，料缸(3)中安裝有頂料沖頭 (2)，料缸座(1)上部安裝有下模(4)和下模座(16),下模(4)安裝于下模座(16)
4中，下模(4)上方安裝有上模(5)，下模座(16)上部安裝有雙層排氣間隙板(20)，雙 層排氣間隙板(20)上部安裝有上模座(15),上模(5)安裝于上模座(15)中，上模座 (15)上安裝有彈簧(9)、導(dǎo)向桿(13)、左擋板(8)、右擋板(14)，彈簧(9)、導(dǎo)向桿 (13)上安裝有推料板(10)，推料板(10)上安裝有上頂缸(11)，推料板(10)扣裝于 右擋板(14)和左擋板(8)中，頂料桿(12)聯(lián)接于上模(5)和推料板(10),導(dǎo)柱(17) 慣貫穿于料缸座(1)、下模座(16)、雙層排氣間隙板(20)、上模座(15)、右擋板(14) 和左擋板(8)，鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18),位于下模(4)、上模(5)之間，余料頭(19) 位于頂料沖頭(2)腔體中和合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)相聯(lián)，鍛模的兩側(cè)設(shè)置有可移動(dòng)掛 板(6)、掛板銷(7),可移動(dòng)掛板(6)可上下活動(dòng)聯(lián)接上模座(15)和下模座(16)，雙 層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)設(shè)置于上模座(15)和下模座(16)之間，頂料沖頭(2) 的頭部為燕尾形結(jié)構(gòu)，可移動(dòng)掛板(6)為活動(dòng)式結(jié)構(gòu)，澆口設(shè)置于鍛模的下部。
設(shè)置了雙層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)，在上模座(15)和下模座(16)之間設(shè)置 有雙層排氣間隙板(20)，雙層排氣間隙板(20)與上模座(15)、下模座(16)之間形成 雙層排氣間隙(2i),接觸間隙排氣系統(tǒng)雙層排氣間隙(21)接觸面的粗糙度為Ra6. 3 12.5。
頂料沖頭(2)的頭部形狀為燕尾形結(jié)構(gòu)，頂料沖頭(2)直徑為120毫米，燕尾寬70 毫米，高25毫米，燕尾角度為55。，粗糙度為Ral2.5 。
可移動(dòng)掛板(6)將上模座(15)與下模座(16)連接，起模時(shí)可移動(dòng)掛板(6)將下 模座(16)與料缸座(1)連接。
鍛模澆口位于鍛模下部，料缸(3)、澆口與鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件型腔直接相連，澆口 直徑為45毫米。
本實(shí)用新型采用液態(tài)模鍛新技術(shù)，就是采用大澆口，大流量，低流速，下頂推加壓的 液態(tài)模鍛工藝方法，與傳統(tǒng)的澆鑄或壓鑄方法相比，能獲得無(wú)氣泡，結(jié)晶細(xì)密，性能優(yōu)良 的鋁合金制件，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的工藝流程短且合理，工藝參數(shù)與性能穩(wěn)定， 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝和使用容易，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，顯著提高了鋁合金旋風(fēng)炒 鍋的質(zhì)量，提高了產(chǎn)品成品率和大幅度降低了生產(chǎn)成本，具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性和實(shí)用性，因 而市場(chǎng)前景非常廣闊。


圖l:是本實(shí)用新型鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模剖視圖2:是本實(shí)用新型鋁合金旋風(fēng)炒鍋剖視圖3:是本實(shí)用新型鋁合金旋風(fēng)炒鍋仰視圖(鍋底結(jié)構(gòu)圖)。圖l中1、料缸座2、頂料沖頭3、料缸 4、下模5、上模
6、可移動(dòng)掛板 7、掛板銷 8、左擋板 9、彈簧
10、推料板 11、上頂缸 12、頂料桿 13、導(dǎo)向桿
14、右擋板 15、上模座 16、下模座 17、導(dǎo)柱
18、鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件 19、余料頭
20、雙層排氣間隙板 21、雙層排氣間隙
圖2、圖3中22、鍋底外凸筋
具體實(shí)施方式
如圖l、圖2、圖3所示。
一、 鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模結(jié)構(gòu)
鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，是由料缸座(1)、頂料沖頭(2)、料缸(3)、下模 (4)、上模(5)、可移動(dòng)掛板(6)、掛板銷(7)、左擋板(8)、彈簧(9)、推料板(10)、 上頂缸(11)、頂料桿(12)、導(dǎo)向桿(13)、右擋板(14)、上模座(15)、下模座(16)、 導(dǎo)柱(17)、鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)、余料頭(19)、雙層排氣間隙板(20)互相聯(lián)接 所組成。
二、 鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模各主要零部件的結(jié)構(gòu)與作用
1、 料缸座(1)的結(jié)構(gòu)與作用
料缸座(1)為鍛模的基礎(chǔ)構(gòu)件，鍛模所有零件以料缸座(1)為基礎(chǔ)進(jìn)行安裝，料缸 座(1)為塊狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有鍛模固定槽，料缸座(1)中部安裝有頂料沖頭(2)和 料缸(3)，兩邊安裝有可移動(dòng)掛板(6)、掛板銷(7)和導(dǎo)柱(17)。
2、 頂料沖頭(2)的結(jié)構(gòu)與作用
頂料沖頭(2)的頭部形狀為燕尾形結(jié)構(gòu)，頂料沖頭(2)直徑為120毫米，燕尾寬70 毫米，高25亳米，燕尾角度為55。，粗糙度為Ral2.5 ，頂料沖頭(2)的作用力是直接 作用于鋁合金鋁液上，通過(guò)澆道直接傳到鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件上，液流方向與液鍛力方向 一致，使鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件在凝固過(guò)程中能夠直接受到頂料沖頭(2)的推力作用。
3、 料缸(3)的結(jié)構(gòu)與作用
料缸(3)為套筒式結(jié)構(gòu)，頂料沖頭(2)安裝于其中，為鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18) 澆鋁液腔體和余料頭(19)的結(jié)構(gòu)腔體。
4、 下模(4)的結(jié)構(gòu)與作用
下模(4)為凹形結(jié)構(gòu)，其凹形表面結(jié)構(gòu)就是鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)的底面結(jié)構(gòu)的模面，下模(4)和上模(5)配合使用，兩者之間有間隙腔體，用于形成鋁合金旋風(fēng)炒 鍋制件(18)結(jié)構(gòu)，下模(4)安裝于下模座(16)中，下模(4)的上口與雙層排氣間隙 板(20)相對(duì)應(yīng)的位置四周處，開(kāi)設(shè)有若干透氣用的孔，用于鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18) 的在澆鑄和凝固過(guò)程中的排氣。
5、 上模(5)的結(jié)構(gòu)與作用
上模(5)為凸形結(jié)構(gòu)，其凸形表面結(jié)構(gòu)就是鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)內(nèi)結(jié)構(gòu)的模 面，上模(5)和下模(4)配合使用，兩者之間有間隙腔體，用于形成鋁合金旋風(fēng)炒鍋制 件(18)結(jié)構(gòu)，上模(5)安裝于上模座(15)中。
6、 可移動(dòng)掛板(6)的結(jié)構(gòu)與作用
可移動(dòng)掛板(6)為片狀結(jié)構(gòu)，安裝于鍛模的兩側(cè)，和每一側(cè)面上的三個(gè)掛板銷(7) 可以活動(dòng)聯(lián)接，從而起到固定定位料缸座(1)、下模座(16)、雙層排氣間隙板(20)、上 模座(15)的作用，能使液態(tài)模鍛從澆鋁液一鍛造成型一料頭拉斷一制件脫模整個(gè)過(guò)程一 次完成。
7、 掛板銷(7)的結(jié)構(gòu)與作用
掛板銷(7)為柱狀結(jié)構(gòu)，安裝于鍛模的兩側(cè)，每一側(cè)面上設(shè)置三個(gè)掛板銷(7),和 可移動(dòng)掛板(6)配合使用，用于固定定位料缸座(1)、下模座(16)、雙層排氣間隙板(20)、 上模座(15)的作用。
8、 左擋板(8)的結(jié)構(gòu)與作用
左擋板(8)為空心狀L形結(jié)構(gòu)，安裝于鍛模的最上部位，和右擋板(14)相對(duì)應(yīng)， 扣住推料板(10)。
9、 彈簧(9)的結(jié)構(gòu)與作用
彈簧(9)為柱狀彈簧，套裝于導(dǎo)向桿(13)上，主要起到推料板(10)、頂料桿(12)、 導(dǎo)向桿(13)回程的作用。
10、 推料板(10)的結(jié)構(gòu)與作用
推料板(10)為平板狀結(jié)構(gòu)，與彈簧(9)、推料板(10)、上頂缸(11)、頂料桿(12)、 導(dǎo)向桿(13)相聯(lián)接，扣裝于左擋板(8)和右擋板(14)中，主要用于帶動(dòng)頂料桿(12) 頂推鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)脫模。
11、 上頂缸(11)的結(jié)構(gòu)與作用
上頂缸(11)為柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)，安裝于推料板(10)的上方，起脫模時(shí)頂推作用。
12、 頂料桿(12)的結(jié)構(gòu)與作用頂料桿(12)為細(xì)桿狀結(jié)構(gòu)，安裝于上模(5)和推料板(10)之間，在脫模時(shí)起頂 推鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)脫模的作用。
13、 導(dǎo)向桿(13)的結(jié)構(gòu)與作用
導(dǎo)向桿(13)為柱狀結(jié)構(gòu)，為頂料桿(12)頂推鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)脫模起到 導(dǎo)向作用。
14、 右擋板(14)的結(jié)構(gòu)與作用
右擋板(14)為空心狀L形結(jié)構(gòu)，安裝于鍛模的最上部位，和左擋板(8)相對(duì)應(yīng)， 呈對(duì)稱布置，扣住推料板(10)。
15、 上模座(15)的結(jié)構(gòu)與作用
上模座(15)為塊狀結(jié)構(gòu)，中部有一凹口，用于安裝上模(5)，上模座(15)安裝于 雙層排氣間隙板(20)上，與雙層排氣間隙板(20)相配合，在脫模時(shí)可以上下分離相對(duì) 移動(dòng)。
16、 下模座(16)的結(jié)構(gòu)與作用
下模座(16)為塊狀結(jié)構(gòu)，中部開(kāi)口，用于安裝下模(4)，下模座(16)安裝于雙層 排氣間隙板(20)之下，與雙層排氣間隙板(20)相配合，在脫模時(shí)可以上下分離相對(duì)移 動(dòng)。
17、 導(dǎo)柱(17)的結(jié)構(gòu)與作用
導(dǎo)柱(17)為柱狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置于鍛模的四周位置，導(dǎo)柱(17)聯(lián)接料缸座(1)、下模 座(16)、上模座(15)、右擋板(14)和左擋板(8)，下模座(16)、上模座(15)、右擋 板(14)和左擋板(8)可沿導(dǎo)柱(17)作上下運(yùn)動(dòng)，用于合模和開(kāi)模。
18、 鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)的結(jié)構(gòu)與作用
鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，為成形鍋狀，鍋底有鍋底外凸 筋(22)，鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)即為炒鍋本體。
19、 余料頭(19)的結(jié)構(gòu)與作用
余料頭(19)為鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)澆鑄冷卻后的多余部分，其主要多余部分 位于頂料沖頭(2)與料缸(3)所形成的腔體內(nèi)，余料頭(19)主要用于鋁合金旋風(fēng)炒鍋 制件(18)澆鑄冷卻過(guò)程中起補(bǔ)償作用，防止鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)出現(xiàn)缺陷。
20、 雙層排氣間隙板(20)的結(jié)構(gòu)與作用
雙層排氣間隙板(20)為板狀結(jié)構(gòu)，位于上模座(15)和下模座(16)之間，雙層排 氣間隙板(20)與上模座(15)和下模座(16)之間形成二道雙層排氣間隙(21)，這樣
8澆鑄冷卻過(guò)程中鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)中的氣泡能夠從二道雙層排氣間隙(21)中排 出。
三、鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模各主要零部件的裝配關(guān)系
料缸座(1)中安裝有料缸(3)，料缸(3)中安裝有頂料沖頭(2)，料缸座(1)上部 安裝有下模(4)和下模座(16),下模(4)安裝于下模座(16)中，下模(4)上方安裝 有上模(5)，下模座(16)上部安裝有雙層排氣間隙板(20)，雙層排氣間隙板(20)上 部安裝有上模座(15),上模(5)安裝于上模座(15)中，上模座(15)上安裝有彈簧(9)、 導(dǎo)向桿(13)、左擋板(8)、右擋板(14)，彈簧(9)、導(dǎo)向桿(13)上安裝有推料板(10)， 推料板(10)上安裝有上頂缸(11)，推料板(10)扣裝于右擋板(14)和左擋板(8)中， 頂料桿(12)聯(lián)接于上模(5)和推料板(10)，導(dǎo)柱(17)貫穿于料缸座(1)、下模座(16)、 雙層排氣間隙板(20)、上模座(15)、右擋板(14)和左擋板(8)，鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件 (18)位于下模(4)、上模(5)之間，余料頭(19)位于頂料沖頭(2)腔體中和合金旋 風(fēng)炒鍋制件(18)相聯(lián)，鍛模的兩側(cè)設(shè)置有可移動(dòng)掛板(6)、掛板銷(7)，可移動(dòng)掛板(6) 可上下活動(dòng)聯(lián)接上模座(15)和下模座(16)，雙層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)設(shè)置于 上模座(15)和下模座(16)之間，頂料沖頭(2)的頭部為燕尾形結(jié)構(gòu)，可移動(dòng)掛板(6) 為活動(dòng)式結(jié)構(gòu)，澆口設(shè)置于鍛模的下部。
設(shè)置了雙層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)，在上模座(15)和下模座(16)之間設(shè)置 有雙層排氣間隙板(20)，雙層排氣間隙板(20)與上模座(15)、下模座(16)之間形成 雙層排氣間隙(21)，接觸間隙排氣系統(tǒng)接觸面的粗糙度為Ra6.3 12.5。
頂料沖頭(2)的頭部形狀為燕尾形結(jié)構(gòu)，頂料沖頭(2)直徑為120亳米，燕尾寬70 毫米，高25毫米，燕尾角度為55。，粗糙度為Ral2.5 。
在錄鋁時(shí)可移動(dòng)掛板(6)將上模座(15)與下模座(16)連接在一起，起模時(shí)可移動(dòng) 掛板(6)將下模座(16)與料缸座(1)連接在一起。
^模澆口位于鍛模下部，料缸(3)、澆口與鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件型腔直接相連，澆口 直徑為45毫米。
采用大澆口，大流量，低流速，雙層接觸面排氣系統(tǒng)，下頂推加壓的液態(tài)模鍛工藝， 工作歩驟為液態(tài)模鍛澆鋁液一鍛造成型一余料頭拉斷一制件脫模一后續(xù)處理。
雙層接觸面間隙排氣結(jié)構(gòu)， 一層是上模(5)和下模(4)接觸面，另外在鋁合金旋風(fēng)
炒鍋制件彎曲變化較大處增加了一層接觸面，成為雙層接觸面排氣系統(tǒng)的液態(tài)鍛模。
鍛模模觼澆入鋁液前的預(yù)熱溫度為150°C。鋁液澆入的溫度為680 73(TC。液態(tài)模鍛鍛模澆入鋁液后的保壓時(shí)間為15秒以上。 頂料沖頭(2)的頂送速度為50毫米/秒。
頂料沖頭(2)的作用力是直接作用于鋁合金鋁液上，通過(guò)澆道直接傳到鋁合金旋風(fēng) 炒鍋制件上，液流方向與液鍛力方向一致，使鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件在凝固過(guò)程中能夠直接 受到頂料沖頭(2)的推力作用而得到充分的擠壓，鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件與余料頭(19) 直接相連。
四、鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛?；竟ぷ髟?以下將鋁合金旋風(fēng)炒鍋簡(jiǎn)稱為制件。
鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模的工作過(guò)程基本原理將上模座(15)連同左擋板(8) 和右擋板(14) 一起安裝在315T立式油壓機(jī)橫梁上，料缸座(1)固定在壓機(jī)床面上，下 模座(16)通過(guò)兩邊的可移動(dòng)掛板(6)與上模座(15)相連接，與料缸座(1)之間有一 定的空間，首先將鋁液澆注入料缸(3)，壓機(jī)橫梁下落使下模座(16)與料缸座(1)結(jié) 合，頂料沖頭(2)向上加壓鍛造，且橫梁主缸向下加壓使上模(5)位置不變保證制件成 型有足夠的壓力，且工作保壓15秒，制件成型后使可移動(dòng)掛板(6)將下模座(16)與料 缸座(1)連接在一起，壓機(jī)橫梁向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)上模座(15)和下模座(16) —起向上拉 斷余料頭(19)，清除余料頭(19)后，壓機(jī)下落回原位，再改變可移動(dòng)掛板(6)使其連 接下模座(16)與料缸座(1),壓機(jī)再向上，上模座(15)與下模座(16)分離，制件留 在上模(5)上，壓機(jī)繼續(xù)向上這時(shí)上頂缸(11)啟動(dòng)，推動(dòng)頂料板(10)及頂料桿(12) 將制件從上模(5)推出，完成一個(gè)工作循環(huán)。
本實(shí)用新型能使液態(tài)模鍛從澆鋁液一鍛造成型一料頭拉斷一制件脫模整個(gè)過(guò)程一次 完成，其中可移動(dòng)掛板(6)發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用。
從液態(tài)模鍛成型的過(guò)程來(lái)看，在金屬液尚未開(kāi)始凝固的條件下金屬液流越慢受到的 擠壓力越充分，則內(nèi)部缺陷越少；金屬液流越快受到的擠壓力不足，則內(nèi)部缺陷就越多。 本實(shí)用新型因?yàn)椴捎昧酥边B式大澆口，大流量，低流速即下頂缸低速頂壓的液態(tài)模鍛技術(shù)， 成功地解決了金屬液流速過(guò)快制件受到的擠壓力不充分的問(wèn)題。從模具結(jié)構(gòu)上來(lái)看，圖1 所示，制件所受到的擠壓力是頂料沖頭(2)直接作用于合金鋁液上的力，通過(guò)澆道直接 傳到制件上，液流方向與液鍛力方向一致，因?yàn)闆](méi)有橫澆道只有垂直澆道，制件與余料頭 (19)直接相連，使制件在凝固過(guò)程中能夠直接受到頂料沖頭(2)的推力作用得到充分 的擠壓，在制件的成型過(guò)程中，由于澆道的大口徑，使得澆道和余料頭(19)總是最后凝 固，這就保證了定型金屬液液流穩(wěn)定，有利于制件的順利凝固和在壓力作用下的補(bǔ)縮，這是形成致密性組織的關(guān)鍵，由于液態(tài)模鍛要求鋁液慢速流動(dòng)， 一般為50毫米/秒，因此易 產(chǎn)生冷隔等表面質(zhì)量缺陷，為了防止這些缺陷的產(chǎn)生，模具開(kāi)始工作時(shí)須預(yù)熱至150°C， 鋁液的澆鑄溫度霈保證在680 730°C 。
為了使制件在凝固過(guò)程中受到充分的擠壓，保壓時(shí)間也是保證制件獲得致密細(xì)小晶粒 組織的重要條件。保壓時(shí)間的長(zhǎng)短取'決于制件的材質(zhì)，制件的壁厚，鋁液的澆鑄溫度，模 具的溫度等因素，本實(shí)用新型液態(tài)模鍛鍛模的保壓時(shí)間為15秒。
由于液態(tài)模鍛的澆口與一般壓鑄澆口不一樣，因此余料頭(19)的拉斷難易程度也不 一樣，傳統(tǒng)的壓鑄澆口直徑小、余料頭細(xì)，易于拉斷，僅靠余料頭(19)與料缸(3)的 磨擦力就夠了，所以頂料沖頭(2)做成簡(jiǎn)單的圓柱頭，而液態(tài)模鍛澆口直徑增大余料頭
(19)粗拉斷困難。除了掌握好拉斷時(shí)機(jī)，即必需在澆口處于半凝固壯態(tài)進(jìn)行拔模將余料 頭(19)拉斷。還要求余料頭(19)在料缸(3)中必需有足夠的夾緊力，單靠那點(diǎn)磨擦 力是不夠的，為此本實(shí)用新型將頂料沖頭(2)設(shè)計(jì)為燕尾型，如圖1中件2所示，這樣 在拔模時(shí)余料頭(19)軸向阻力加大。又因澆口處比料缸(3)內(nèi)直徑小，余料頭(19) 很易在澆口處拉斷，由于澆口上面的制件先冷卻凝固有足夠的強(qiáng)度，因此在拉斷余料頭
(19)時(shí)也不會(huì)使制件產(chǎn)生變形。
本實(shí)用新型利用雙層接觸面間隙排氣， 一層是上模(5)和下模(4)接觸面，另外在 制件彎曲變化較大處增加了一層接觸面，成為雙層接觸面排氣系統(tǒng)的液態(tài)鍛模，如圖l所 示。這樣增大了排氣效果，能夠在鋁液向上充滿型腔過(guò)程中迅速地將腔內(nèi)氣體排除，由于 排氣是利用接觸間隙，這樣既能排氣又不影響制件表面的質(zhì)量，也不影響制件承受的擠壓 力降低，腔內(nèi)空氣排盡，沒(méi)有空氣巻入制件內(nèi)部，因而制件的組織細(xì)密，無(wú)氣泡，性能良 好。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是采用液態(tài)模鍛新技術(shù)，就是采用大澆口，大流量，低流速，下頂 推加壓的液態(tài)模鍛方法。這與傳統(tǒng)的澆鑄或壓鑄方法相比，能獲得無(wú)氣泡，結(jié)晶細(xì)密，性 能優(yōu)良的鋁合金制件。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便，獨(dú)到之處-
其一是在下模膛設(shè)計(jì)了雙層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)，這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，整 個(gè)制件周?chē)粓@都可排氣，排氣量大，但又不影響工件的表面質(zhì)量。這是由于當(dāng)鋁液受頂 壓力作用由下向上慢慢流動(dòng)到達(dá)接觸縫隙處時(shí)腔內(nèi)氣體已排盡，鋁液與縫隙接觸時(shí)由于縫 隙的阻力和鋁液表面的張力鋁液不能進(jìn)入縫隙，且將縫隙封住。因此制件受到的擠壓力也 不會(huì)下降，從而能獲得組織致密的制件。經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)的接觸間隙排氣系
11統(tǒng)兩接觸面的粗糙度為Ra6. 3 12. 5最適宜，見(jiàn)圖1所示。
其二是為了達(dá)到大澆口，大流量，低流速，我們把鍛模澆口設(shè)計(jì)在鍛模最下面，將 料缸(3)、澆口、制件型腔直接相連，路徑最短(見(jiàn)圖1),澆口直徑為45毫米，下缸頂 料沖頭(2)的頂送速度為50亳米/秒，模膛預(yù)熱溫度為150°C，澆入鋁溫為680 730'C。
其三是頂料沖頭(2)的頭部形狀的設(shè)計(jì)，由于澆口直徑大，冷卻后余料頭(19) 不易拉斷，必須在制件處于液態(tài)與固態(tài)之間時(shí)拉斷，這樣需要增加余料頭(19)在料缸(3) 中的阻力，以提高其接觸強(qiáng)度，為此將頂料沖頭(2)設(shè)計(jì)為燕尾形，見(jiàn)圖1中的2號(hào)件 頂料沖頭(2)，頂料沖頭(2)直徑為120毫米，燕尾寬70毫米，高度25毫米，燕尾角 度為55° ，粗糙度為Ral2. 5 。
其四是在鍛模兩側(cè)面設(shè)計(jì)有可移動(dòng)掛板(6)，見(jiàn)圖1中件6，這是一種可上下移動(dòng) 改變連接對(duì)象的掛板，當(dāng)開(kāi)始澆鋁時(shí)可移動(dòng)掛板(6)將上模座(15)和下模座(16)連 接在一起，壓機(jī)橫梁向上運(yùn)動(dòng)將上模座(15)和下模座(16) —起提起，給料缸(3)留 出空間以便進(jìn)行澆鋁液至料缸，然后落下壓機(jī)使上模(5)和下模(4)與料缸座(1)對(duì) 接，頂料沖頭(2)開(kāi)始向上加壓進(jìn)行液態(tài)模鍛，當(dāng)制件成型后首先是將余料頭(19)拉 斷，此時(shí)可移動(dòng)掛板(6)將上模座(15)與下模座(16)連接在一起，機(jī)床橫梁向上運(yùn) 動(dòng)帶動(dòng)下模(4)及制件一起運(yùn)動(dòng)使余料頭(19)拉斷，然后落下，可移動(dòng)掛板(6)將下 模座(16)與料缸座(1)連接在一起，上模座(15)提起時(shí)由于制件收縮，制件將緊套 在上模(5)上，先是制件與下模(4)脫離，當(dāng)上模(5)到頂時(shí)頂缸(11)啟動(dòng)推動(dòng)推 料板(10)及頂料桿(12)將制件從上模(5)中推出，到此工作完成一個(gè)循，能使液態(tài) 模鍛從澆鋁液—鍛造成型一料頭拉斷一制件脫模整個(gè)過(guò)程一次完成，其中可移動(dòng)掛板(6) 發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用，如圖1中件6所示。
在下模膛設(shè)計(jì)了雙層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)，這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，整個(gè)制件周 圍一圈都可排氣，排氣量大，但又不影響工件的表面質(zhì)量。制件受到的擠壓力也不會(huì)下降， 從而能獲得組織致密的制件。設(shè)計(jì)的接觸間隙排氣系統(tǒng)兩接觸面的粗糙度為Ra6.3 12.5 最適宜，如圖1所示。
頂料沖頭(2)的頭部結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)，由于澆口直徑大，冷卻后余料頭(19)不易 拉斷，需要增加余料頭(19)在料缸(3)中的阻力，以提高其接觸強(qiáng)度，為此將頂料沖 頭(2)設(shè)計(jì)為燕尾形，見(jiàn)圖1中的2號(hào)件頂料沖頭，頂料沖頭(2)直徑為120毫米，燕 尾寬70毫米，高標(biāo)25毫米，燕尾角度為55。，粗糙度為Ral2.5 。
采用大澆口、大流量、低流速液態(tài)模鍛新技術(shù)，鍛模澆口設(shè)計(jì)在鍛模最下面，料缸(3)、澆口、制件型腔直接相連，路徑最短，澆口直徑為45毫米。下缸頂料沖頭(2)的頂送速 度為50毫米/秒，模膛預(yù)熱溫度為150。C，澆入鋁溫為680 730。C。
一種可上下移動(dòng)改變連接對(duì)象的可移動(dòng)掛板(6)，當(dāng)開(kāi)始澆鋁時(shí)可移動(dòng)掛板(6)將 上模座(15)和下模座(16)連接在一起，壓機(jī)橫梁向上運(yùn)動(dòng)將上模座(15)和下模座(16) 一起提起，給料缸(3)留出空間進(jìn)行澆鋁液至料缸(3)，然后落下壓機(jī)使上模(5)和下 模(4)與料缸座(1)對(duì)接，頂料沖頭(2)開(kāi)始向上加壓進(jìn)行液態(tài)模鍛，當(dāng)制件成型后 首先是將余料頭(19)拉斷，此時(shí)可移動(dòng)掛板(6)將上模座(15)與下模座(16)連接 在一起，機(jī)床橫梁向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下模(4)及制件一起運(yùn)動(dòng)使余料頭(19)拉斷，然后落 下，可移動(dòng)掛板(6)將下模座(16)與料缸座(1)連接在一起，上模座(15)提起時(shí)由 于制件收縮，制件將緊套在上模(5)上，先是制件與下模(4)脫離，當(dāng)上模(5)到頂 時(shí)頂缸(11)推動(dòng)推料板(10)及頂料桿(12)將制件從上模(5)中推出，到此工作完 成一個(gè)循環(huán)。
可移動(dòng)掛板(6)的作用是能使液態(tài)模鍛從澆鋁液一鍛造成型一料頭拉斷一制件脫 模整個(gè)過(guò)程一次完成。
權(quán)利要求1、一種鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，是由料缸座(1)、頂料沖頭(2)、料缸(3)、下模(4)、上模(5)、可移動(dòng)掛板(6)、掛板銷(7)、左擋板(8)、彈簧(9)、推料板(10)、上頂缸(11)、頂料桿(12)、導(dǎo)向桿(13)、右擋板(14)、上模座(15)、下模座(16)、導(dǎo)柱(17)、鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)、余料頭(19)、雙層排氣間隙板(20)所組成，其特征在于料缸座(1)中安裝有料缸(3)，料缸(3)中安裝有頂料沖頭(2)，料缸座(1)上部安裝有下模(4)和下模座(16)，下模(4)安裝于下模座(16)中，下模(4)上方安裝有上模(5)，下模座(16)上部安裝有雙層排氣間隙板(20)，雙層排氣間隙板(20)上部安裝有上模座(15)，上模(5)安裝于上模座(15)中，上模座(15)上安裝有彈簧(9)、導(dǎo)向桿(13)、左擋板(8)、右擋板(14)，彈簧(9)、導(dǎo)向桿(13)上安裝有推料板(10)，推料板(10)上安裝有上頂缸(11)，推料板(10)扣裝于右擋板(14)和左擋板(8)中，頂料桿(12)聯(lián)接于上模(5)和推料板(10)，導(dǎo)柱(17)貫穿于料缸座(1)、下模座(16)、雙層排氣間隙板(20)、上模座(15)、右擋板(14)和左擋板(8)，鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)位于下模(4)、上模(5)之間，余料頭(19)位于頂料沖頭(2)腔體中和合金旋風(fēng)炒鍋制件(18)相聯(lián)，鍛模的兩側(cè)設(shè)置有可移動(dòng)掛板(6)、掛板銷(7)，可移動(dòng)掛板(6)可上下活動(dòng)聯(lián)接上模座(15)和下模座(16)，雙層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)設(shè)置于上模座(15)和下模座(16)之間，頂料沖頭(2)的頭部為燕尾形結(jié)構(gòu)，可移動(dòng)掛板(6)為活動(dòng)式結(jié)構(gòu)，澆口設(shè)置于鍛模的下部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，其特征在于設(shè)置了雙層 結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)，在上模座(15)和下模座(16)之間設(shè)置有雙層排氣間隙 板(20),雙層排氣間隙板(20)與上模座(15)、下模座(16)之間形成雙層排氣間隙(21)， 接觸間隙排氣系統(tǒng)雙層排氣間隙(21)接觸面的粗糙度為Ra6.3 12.5。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，其特征在于頂料沖頭(2) 的頭部形狀為燕尾形結(jié)構(gòu)，頂料沖頭(2)直徑為120毫米，燕尾寬70毫米，高25毫米， 燕尾角度為55° ，粗糙度為Ral2. 5 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，其特征在于可移動(dòng)掛板(6) 將上模座(15)與下模座(16)連接，起模時(shí)可移動(dòng)掛板(6)將下模座(16)與料缸座(1)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，其特征在于鍛模澆口位 于鍛模下部，料缸(3)、澆口與鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件型腔直接相連，澆口直徑為45毫米。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，其特征在于頂料沖頭(2) 的作用力是直接作用于鋁合金鋁液上，通過(guò)澆道直接傳到鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件上，液流方 向與液鍛力方向一致，使鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件在凝固過(guò)程中能夠直接受到頂料沖頭(2) 的推力作用而得到充分的擠壓，鋁合金旋風(fēng)炒鍋制件與余料頭(19)直接相連。
專利摘要鋁合金旋風(fēng)炒鍋液態(tài)模鍛鍛模，由料缸座、頂料沖頭、料缸、上下模、可移動(dòng)掛板、掛板銷、推料板、上頂缸、頂料桿、導(dǎo)向桿、左右擋板、導(dǎo)柱等組成，雙層結(jié)構(gòu)的層面接觸間隙排氣系統(tǒng)設(shè)置于上下模座之間，頂料沖頭的頭部為燕尾形結(jié)構(gòu)，可移動(dòng)掛板為活動(dòng)式結(jié)構(gòu)，澆口設(shè)置于鍛模的下部，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有澆鑄或壓鑄成型生產(chǎn)工藝中鋁合金旋風(fēng)炒鍋中存在微小氣泡、產(chǎn)品廢品率高的問(wèn)題，使鋁合金旋風(fēng)炒鍋在進(jìn)行表面噴涂特氟龍涂層時(shí)不再起泡，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，顯著提高了成品率和降低了生產(chǎn)成本，具有很強(qiáng)的創(chuàng)造性和實(shí)用性，因而市場(chǎng)前景非常廣闊。
文檔編號(hào)B22D18/02GK201235390SQ20082012573
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月21日
發(fā)明者馮福貴, 吳臘生 申請(qǐng)人:馮福貴;吳臘生