[发明专利]铝合金车轮强力铸造机

权利要求书

1.本发明的铝合金车轮强力铸造机属于一种新型铸造设备，由机体、滑块及其导向机构、垂向和水平锁模机构、无卷气导流控速充型机构、强力补缩机构、温控系统和伺服控制系统组成，其特征之处在于：独特的结构和机构布局特征、独特的无卷气导流浇铸功能、控速充型功能、强力补缩功能和以快速顺序凝固为目标的模温调控功能，这些特殊功能集成应用于本强力铸造机，使本机具有数字化伺服控制的先进性，配合相应的模具可显著提高车轮铸件的密度、强度和延伸率，并有效提高车轮铸造生产效率、降低设备成本。

2.权利要求1中所述的铝合金车轮强力铸造机，其机身结构及机构布局特征在于：机身（1-3）为板框整体焊接结构；其强力补缩液压缸（1-5）安装于上梁（2-4）中心处；两个带有闭环控制的垂直锁模液压缸（1-4）位于强力补缩液压缸（1-5）两侧，固定于上梁（2-4）上，用于带动滑块（1-10）实现模具垂直开合运动；机身上部外侧设有4个导向支撑安装座（2-5）并与导向支撑（1-8）紧固装配于一体，4个导向杆（1-7）安装在导向支撑（1-8）内，用于滑块（1-10）垂直运动的导向；边模液压缸（1-11）分别安装在机身两侧板（2-3）及液压缸固定座（1-13）上；导流控速液压缸（1-1）安装于机身下梁（2-6）中心处；滑块（1-10）的下表面与模具联接柱联结，工作台（1-12）上表面与模具的底板连接，边模（可为2瓣或4瓣）置于工作台（1-12）上并与边模液压缸（1-11）的活塞杆相连；机身上梁（2-4）安装有四个卸料杆（1-9），滑块（1-10）回程到一定高度时，通过卸料杆（1-9）与模具卸料板碰撞来实现卸料；本机身具有结构简单、刚度大、重量轻、高度低的特点，机身厚度方向较窄，易于实现自动化上料和自动化下料。

3.权利要求1中所述的铝合金车轮强力铸造机，所述的无卷气导流浇铸与控速充型功能，其特征在于：无卷气导流浇铸功能与控速充型功能是靠一套发明的导流控速充型系统来实现的，导流控速充型系统由导流控速液压缸（1-1）、位移传感器（3-12）、导流活塞（3-11）、液压管路、伺服阀（3-7）和电控系统组成，伺服系统通过闭环控制导流控速液压缸（1-1）的下行速度，使其带动强力补缩加压室（3-4）内的导流活塞（3-11）自上而下地按照预设置速度移动，将浇杯放出的铝液自上而下地平稳引入到强力补缩加压室（3-4）直至模具型腔入口处，因此该导流功能有效地避免了由于铝液浇铸时落差大发生冲击壁底而引起的卷气现象，在无卷气地将浇杯放出的铝液平稳引入到强力补缩加压室（3-4）后，此时导流活塞（3-11）继续向下移动就会使强力补缩加压室（3-4）底部至模具型腔的进料通道联通，通过伺服阀（3-7）和位移传感器（3-12）配合控制导流控速液压缸（1-1）的行程位置，进而带动导流活塞（3-11）来调节所打开的进料通道口的开度，实现对型腔各部位充型速度的伺服控制。

4.权利要求1中所述的铝合金车轮强力铸造机，所述的强力补缩功能，其特征在于：该功能是靠一套发明的强力补缩系统来实现的，系统由安装于机身上梁（2-4）中心处的强力补缩液压缸（1-5）、位移传感器（3-6）、液压管路、伺服阀（3-8）以及电控系统组成，浇铸充型完毕移走浇杯，强力补缩液压缸（1-5）推动补缩活塞（3-5）立即进入强力补缩加压室（3-4），并按设定的速度与压力将强力补缩加压室（3-4）内的铝液实时地推注到模具型腔内，本设备提供的补缩压力范围在0.1-3MPa可编程控制，远高于重力和低压铸造的补缩压力，本机所提供的最高补缩压力是低压铸造补缩压力的30倍，故称之为“强力补缩”。

5.权利要求1中所述的铝合金车轮强力铸造机，所述的以快速顺序凝固为目标的模温调控功能，其特征在于：以实现顺序凝固、快速冷却为目标，在以PLC为核心的控制系统中，建立了以水或风为介质的可供上模、底模和边模冷却的多路冷却控制分系统，该分系统作为与模具的衔接接口，支持多路冷却控制，给出了由模具测温传感器、冷却介质入出口温度传感器、流速调节阀、流量传感器、电磁开关和PLC组成的模具冷却测控分系统的构成，每路设有流速调节阀q_{i, i=1,2…n}、流量检测传感器Q_{i, i=1,2…n}和通断电磁阀K_{i，i=1,2…n}，每路的冷却开启时刻为t_{i，i=1,2…n}，开启间隔为Δt_i=Q_i/q_i,i=1,2…n,可通过改变每路的流速q_{i, i=1,2…n}、总流量Q_{i，i=1,2…n}和冷却开启时刻t_{i, i=1,2…n}三类基本变量来进行模具温度的调节，T^w_i, i=0,2…7为每路设定的进、出口冷却介质温度传感器输出值，用以作为参考变量，模具的控制变量为各控制点的温度T^m_i, i=1,2…5，本机可支持5个模具温度监控点传感器输出值作为本温控系统的控制变量，为使模具各控制点温度数字化，建立了多点温度T^m_i监测系统，测得的温度值T^m_i用以作为三类基本变量调整目标与参考依据，这种以水或风为冷却介质，以流速、流量及冷却开启时刻作为基本变量，以模具控制点温度为控制变量的模具温度监控系统，为工艺参数设定和调整提供了数值依据与数字化调控手段。