一种中高压铸造设备压力控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种中高压铸造设备压力控制系统及控制方法，包括压射油缸、高压回路、低压回路；压射油缸分别与高压回路和低压回路连接；高压回路包括第一电磁阀、第一插装阀、油箱；第一电磁阀与第一插装阀连接，第一插装阀与油箱连接，第一电磁阀控制第一插装阀的开启，压射油缸的油直接泄到油箱；低压回路包括第二电磁阀、第二插装阀、活塞式储能器；第二电磁阀控制第二插装阀打开，油通过第二插装阀进入活塞式储能器，活塞式储能器产生背压，背压阻止活塞前进从而产生低压。本发明的铸造压力控制在0.1‑50MPa之间可以调整，在保证铸件强度和致密度的同时，减少了设备合模力，实现用小的设备生产大的铸件，提高生产周期、缩短生产成本。

说明书

技术领域

本发明专利属于铸造机械领域，尤其涉及一种中高压铸造设备压力控制系统及控制方法。。

背景技术

随着汽车和通讯轻量化的推进，高强度结构件的开发成为未来的开发趋势。目前对于壁厚的结构件，目前主要的成型工艺是挤压铸造、低压铸造和重力铸造。三者工艺都有着不同优势，挤压铸造工艺适合生产批量、强度要求高的结构件，生产效率快，尺寸精度高、铸件致密度高。但是挤压铸造由于受设备和模具成本的限制，大型的结构件铸造设备成本较高，技术不太成熟，模具成本高，寿命较低。对于大型壁厚的结构件，以轮毂为例，主要采用的是低压铸造工艺，低压铸造工艺由于铸造压力低的原因，存在以下两个问题；1是轮辐中心位置强度不高；2是凝固时间较长，一个18寸的轮毂生产周期是4-6分钟。

为了解决目前大型结构件低压铸造工艺效率慢、铸件强度低、挤压铸造大型结构件成本高、设备和模具复杂的问题。团队经过多年研发，系统研究了铸造压力对铸件凝固时间和内部组织的影响，开发了一种新型中压铸造装备，铸造压力控制在0.1-50MPa之间，与低压铸造相比，铸造压力得到了明显提升，缩短了凝固时间。中压铸造设备的难题在于如何精确的控制铸造压力，我们开发了一种新型铸造压力控制系统，通过油缸双油路背压系统，通过两路油路的压力差来控制油缸的推力，从而精确的控制压射系统的压力。解决了中高压铸造切换的问题，可以在0.1-50MPa范围内精确的控制铸造压力，具有良好的应用前景。

发明内容

1、本发明的目的。

本发明针对传统低压铸造设备铸造压力低、铸件致密度不高的问题；挤压铸造铸造压力高、设备体积大、合模力大、模具成本高的难题，提出了一种挤压铸造设备摇摆缸双背压系统。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明提出了一种中高压铸造设备控制系统，包括压射油缸、高压回路、低压回路；压射油缸分别与高压回路和低压回路连接；高压回路包括第一电磁阀、第一插装阀、油箱；第一电磁阀与第一插装阀连接，第一插装阀与油箱连接，第一电磁阀控制第一插装阀的开启，压射油缸的油直接泄到油箱；低压回路包括第二电磁阀、第二插装阀、活塞式储能器；第二电磁阀控制第二插装阀打开，油通过第二插装阀进入活塞式储能器，活塞式储能器产生背压，背压阻止活塞前进从而产生低压。

更进一步具体实施方式中，还包括第三电磁阀、第三电磁阀与压射油缸、高压回路和低压回路连接，系统压力油通过第三电磁阀提供至压射油缸、高压回路和低压回路。

更进一步具体实施方式中，低压回路还包括储气瓶与活塞式储能器连接。

更进一步具体实施方式中，还包括表阀门和气瓶开关，分别与活塞式储能器和储气瓶连接。

更进一步具体实施方式中，还包括氮气压力表，与活塞式储能器和储气瓶连接。

更进一步具体实施方式中，还包括压射缸压力表，与压射油缸连接。

本发明提出的中高压铸造设备控制方法，当系统压力选择为高压铸造模式，第一电磁阀控制第一插装阀打开，压射油缸的油直接泄到油箱内，背压几乎为零；

当系统压力选择为低压模式时，第一电磁阀控制第一插装阀关闭，压射油缸泄的油无法回油缸；第二电磁阀控制第二插装阀打开，油通过第二插装阀进入活塞式储能器，活塞式储能器会有一个背压存在，活塞式储能器提供一个背压，背压阻止活塞前进，通过活塞储能器和压射油缸的两个压力差控制活塞推进的力，实现在低压下活塞杆平稳的推进，实现了控制低压下的活塞杆推进力量和速度的控制。

更进一步具体实施方式中，通过减压阀去调整高压时系统压强。

3、本发明的有益效果。

(1) 本发明活塞储能器无杆腔的系统压力和压射油缸有杆腔的背压压力差来精确控制活塞推进的压力，精确可靠。

(2) 本发明通过中高压的切换装置，扩展了铸造设备的铸造压力范围，普通的高压铸造设备铸造压力不能做到0.1MPa压力，普通的最低到30MPa后就不稳定了，出现抖动现象。

(3) 本装置由于采用了中高压切换装置，可以在合模力小的设备上做比较大的铸件，铸造压力可以调小，并且控制的很精准，400t铸造设备可以做原来800吨压铸件做的零件，减少了生产成本。

(4) 由于低压铸造设备是靠气压进行充型和补缩的，系统压力只能最大到0.1MPa，铸件致密度不高，本发明所提出的中高压设备铸造压力可以在0.1MPa-50Pma之间精准调节，解决了低压铸造设备的难题，具有良好的应用前景。

（5）、本发明的铸造压力控制在0.1-50MPa之间可以调整，在保证铸件强度和致密度的同时，减少了设备合模力，简化了合模系统，可以实现用小的设备生产大的铸件，提高生产周期、缩短生产成本。

附图说明

图1 为一种新型中高压铸造设备压力控制系统。

下面结合附图进一步说明本发明型专利

一种新型中高压铸造设备控制系统系统主要包含以下：1.表阀门2.气瓶开关3.储气瓶 4.第二电磁阀 5.第二插装阀 6.第一电磁阀 7.油箱8.第一插装阀. 9.系统压力 10.第三电磁阀. 11.系统压力 12.压射油缸 13.活塞式储能器 14.氮气压力表。

具体实施方式

实施例1

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

以800t中高压铸造设备为例，一种新型中高压铸造设备控制系统系统主要包含以下：1.表阀门2.气瓶开关3.储气瓶4.第二电磁阀 5.第二插装阀 6.第一电磁阀 7.油箱8.第一插装阀. 9.系统压力 10.第三电磁阀. 11.系统压力油 12.压射油缸 13.活塞式储能器 14.氮气压力表.

以800t中高压铸造设备为例， 一种新型中高压铸造设备控制系统系统主要包含以下：.表阀门1、气瓶开关2、储能器3、.第二电磁阀4 、第二插装阀5、第一电磁阀6、油箱7、第一插装阀8，系统压力9、第三电磁阀10、.系统压力11、压射油缸12、活塞式储能器13、氮气压力表14；

系统构成高压回路、低压回路；压射油缸分别与高压回路和低压回路连接；高压回路包括第一电磁阀、第一插装阀、油箱；第一电磁阀与第一插装阀连接，第一插装阀与油箱连接，第一电磁阀控制第一插装阀的开启，压射油缸的油直接泄到油箱；低压回路包括第二电磁阀、第二插装阀、活塞式储能器；第二电磁阀控制第二插装阀打开，油通过第二插装阀进入活塞式储能器，活塞式储能器产生背压，背压阻止活塞前进从而产生低压；第三电磁阀、第三电磁阀与压射油缸、高压回路和低压回路连接，系统压力油通过第三电磁阀提供至压射油缸、高压回路和低压回路；低压回路还包括储气瓶与活塞式储能器连接。还包括气压力表、表阀门和气瓶开关，分别与活塞式储能器和储气瓶连接。还包括氮，与活塞式储能器和储气瓶连接。还包括压射缸压力表，与压射油缸连接。

中高压切换装置具体切换模式如图1所示：

当系统压力选择为9-14MPa之间时为高压铸造模式，此时第一电磁阀6控制第一插装阀8打开，压射油缸的油直接泄到油箱7内，背压几乎为零。在压射缸面积不变的情况下，压强越大，压射力越大，调整高压铸造压射力通常由减压阀去调整系统压强，调整范围约9MPa~14MPa，若需要更小的压射力，小于9MPa时系统可根据程序内对比运算自动切换到低压铸造模式。

当需要较小的压力时，我们切换至低压模式，低压铸造原理：当压射力需要很小时，6.第一电磁阀6控制第一插装阀8.关闭，压射油缸泄的油无法回油缸。第二电磁阀5.控制第二插装阀 (2) 6打开，油通过第二插装阀6进入活塞式储能器，储能器会有一个背压存在，储能器提供一个背压，背压阻止活塞前进；比如有杆腔与无杆腔面积比为1:2，系统压力为9MPa，储能器氮气压力为16MPa，（力等于压强乘以面积）压射力就等于8MPa乘以面积2，减去16MPa乘以面积1，通过两个压力差也控制活塞推进的力，可以比较精准的控制压射力，实现在低压下活塞杆平稳的推进，实现了控制低压下的活塞杆推进力量和速度的控制。