一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置的制作方法

1.本实用新型属于模锻成型辅助设备设施技术领域，具体涉及一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置。


背景技术：

2.铸造特种铝合金材料，例如a390高硅铝合金产品时，由于硅极易产生偏析、团聚等缺陷，材料脆硬锻造很难成形或者产生裂纹缺陷，压铸产品又存在大量的气孔、夹渣缺陷，由于高硅材料、超硬铝合金材料在汽车、军工、航天等领域应用十分的广泛，多年以来高品质特种铝合金材料的制备成形一直采用大量机加工的方式来实现，由于加工过程破坏了晶体的延续性，产品性能也相应的受到一定的影响。
3.为改善上述问题，中国专利授权公告号为cn210387516u公开了一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，通过特定装置及工艺制备固体形状的具有高液相分数的坯料，快速转移到液压或机械模锻机中模锻成形，产品致密度好、结构强度高，但是在将液态材料转移至结晶装置内部的过程中，由于结晶装置的内腔较深，液态材料倾倒时重力势能较大，容易向上溅出，存在一定的安全隐患；且在将液态材料转移至结晶装置内部后，需要盖上防护盖以防止杂物落入，在结晶完成之后，需要打开防护盖才能将半固态坯料取出，此开闭操作均为单独的操作步骤，较为麻烦。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
6.一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括铝合金结晶器本体，所述铝合金结晶器本体上设置有垂直方向的结晶腔，所述铝合金结晶器本体的下端固定连接有支撑座，所述支撑座中固定连接有顶出机构和驱动机构，所述顶出机构贯穿铝合金结晶器本体并延伸至结晶腔的内侧，所述驱动机构与顶出机构相连接，所述结晶腔的正上侧设置有与结晶腔相适配的防护构件，所述防护构件与顶出机构之间连接有连接组件。
7.优选的，所述顶出机构包括顶出座和顶出杆，所述顶出座位于结晶腔的内侧并与结晶腔的内壁相贴合，所述顶出杆的上端与顶出座固定连接，所述顶出杆的下端滑动贯穿铝合金结晶器本体并与驱动机构相连接，所述连接组件与顶出杆的侧下端相连接。
8.优选的，所述驱动机构包括伺服电机和螺纹杆，所述伺服电机与支撑座固定连接，所述螺纹杆固定连接于伺服电机的输出端，所述顶出杆的轴心方向设置有与螺纹杆螺纹连接的螺纹孔。
9.优选的，所述连接组件包括l形连接杆和横杆，所述l形连接杆的下端与顶出杆的侧下端固定连接，所述支撑座的内部设置有供l形连接杆上下移动的避让槽，所述横杆横向固定连接于l形连接杆的顶端，所述防护构件纵向固定连接于横杆远离l形连接杆的下端
部。
10.优选的，所述防护构件包括吊杆和防护主盖，所述防护主盖通过吊杆固定连接于横杆远离l形连接杆的下端部。
11.优选的，所述防护主盖上设置有预留操作孔，所述预留操作孔处设置有防护副盖，所述防护副盖的下端固定连接有限位滑块，所述防护主盖的上端面设置有与限位滑块相适配的限位滑槽。
12.本实用新型通过改进在此提供一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
13.其一：本实用新型通过将位于结晶腔上侧的防护构件与顶出机构相连接，在铝合金熔液的过程中，防护构件一直遮挡于结晶腔正上侧，在铝合金熔液倾倒完毕后，防护构件随着顶出机构向下移动至结晶腔的开口处，起到稳定的防护作用；结晶完成后，利用驱动机构驱动顶出机构向上顶出半固态凝固的铝合金坯料的同时，顶出机构通过连接组件带着防护构件同步向上移动，直至半固态凝固的铝合金坯料被完全顶出结晶腔，上述过程中无需单独操作防护构件，使用较为方便，有利于提高制备效率；
14.其二：本实用新型通过设置的顶出机构，一方面，在铝合金熔液结晶为半固态凝固的铝合金坯料后，利用驱动机构驱动顶出机构向上顶出半固态凝固的铝合金坯料，另一方面，在向结晶腔中倾倒铝合金熔液时，可利用驱动机构驱动顶出机构向上移动，缩短铝合金熔液倾倒的垂直距离，从而减小铝合金熔液的重力势能，倾倒过程中不易溅出，提高安全性。
15.参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。
16.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
17.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型的整体立体结构示意图。
20.图2是本实用新型的支撑座处的剖切结构示意图。
21.图3是本实用新型的铝合金结晶器本体处的剖切结构示意图。
22.图4是本实用新型的防护构件处的立体结构示意图。
23.图中标号说明：1、铝合金结晶器本体；2、结晶腔；3、支撑座；4、顶出座；5、顶出杆；6、伺服电机；7、螺纹孔；8、螺纹杆；9、l形连接杆；10、避让槽；11、横杆；12、吊杆；13、防护主盖；14、预留操作孔；15、防护副盖；16、限位滑块。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.实施例1
28.如图1、图2、图3和图4所示，一种特种铝合金半固态材料制备及自动化成型装置，包括铝合金结晶器本体1，铝合金结晶器本体1上设置有垂直方向的结晶腔2；结晶腔2用于接收铝合金熔液并能够使铝合金熔液制备为半固态坯料。
29.铝合金结晶器本体1的下端固定连接有支撑座3，支撑座3中固定连接有顶出机构和驱动机构，顶出机构贯穿铝合金结晶器本体1并延伸至结晶腔2的内侧，驱动机构与顶出机构相连接；一方面，在铝合金熔液结晶为半固态凝固的铝合金坯料后，利用驱动机构驱动顶出机构向上顶出半固态凝固的铝合金坯料，另一方面，在向结晶腔2中倾倒铝合金熔液时，可利用驱动机构驱动顶出机构向上移动，缩短铝合金熔液倾倒的垂直距离，从而减小铝合金熔液的重力势能，倾倒过程中不易溅出，提高安全性。
30.结晶腔2的正上侧设置有与结晶腔2相适配的防护构件，防护构件与顶出机构之间连接有连接组件；随着结晶腔2中铝合金熔液的增多，驱动机构驱动顶出机构向下移动，顶出机构通过连接组件带着防护构件同步向下移动，铝合金熔液倾倒完毕后，继续利用驱动机构驱动顶出机构向下移动，从而使得防护构件位于结晶腔2的开口处，起到稳定的防护作用；结晶完成后，利用驱动机构驱动顶出机构向上顶出半固态凝固的铝合金坯料，与此同时，顶出机构通过连接组件带着防护构件同步向上移动，直至半固态凝固的铝合金坯料被完全顶出结晶腔2；上述过程中无需单独操作防护构件，使用较为方便，有利于提高制备效率。
31.进一步的，顶出机构包括顶出座4和顶出杆5，顶出座4位于结晶腔2的内侧并与结晶腔2的内壁相贴合，顶出杆5的上端与顶出座4固定连接，顶出杆5的下端滑动贯穿铝合金结晶器本体1并与驱动机构相连接，连接组件与顶出杆5的侧下端相连接；驱动机构驱动顶出杆5带着顶出座4沿着结晶腔2的内壁上下移动，实现铝合金坯料的顶出操作。
32.进一步的，驱动机构包括伺服电机6和螺纹杆8，伺服电机6与支撑座3固定连接，螺纹杆8固定连接于伺服电机6的输出端，顶出杆5的轴心方向设置有与螺纹杆8螺纹连接的螺纹孔7；伺服电机6驱动螺纹杆8转动，转动的螺纹杆8驱动顶出杆5带着顶出座4沿着结晶腔2
的内壁上下移动。
33.进一步的，连接组件包括l形连接杆9和横杆11，l形连接杆9的下端与顶出杆5的侧下端固定连接，支撑座3的内部设置有供l形连接杆9上下移动的避让槽10，横杆11横向固定连接于l形连接杆9的顶端，防护构件纵向固定连接于横杆11远离l形连接杆9的下端部；顶出杆5带着顶出座4沿着结晶腔2的内壁上下移动的同时，防护构件通过l形连接杆9和横杆11随着顶出杆5同步上下移动，无需单独操作防护构件，使用较为方便。
34.进一步的，防护构件包括吊杆12和防护主盖13，防护主盖13通过吊杆12固定连接于横杆11远离l形连接杆9的下端部；防护主盖13用于遮挡结晶腔2的开口处，防止在结晶过程中结晶腔2内落入杂物影响结晶。
35.进一步的，防护主盖13上设置有预留操作孔14，预留操作孔14处设置有防护副盖15，防护副盖15的下端固定连接有限位滑块16，防护主盖13的上端面设置有与限位滑块16相适配的限位滑槽；结晶过程中，可打开防护副盖15，从预留操作孔14处观察结晶状态。
36.工作原理：在向结晶腔2中倾倒铝合金熔液之前，利用伺服电机6驱动螺纹杆8转动，转动的螺纹杆8驱动顶出杆5带着顶出座4沿着结晶腔2的内壁向上移动，缩短铝合金熔液倾倒的垂直距离，从而减小铝合金熔液的重力势能，倾倒过程中不易溅出，提高安全性；随着结晶腔2中铝合金熔液的增多，伺服电机6驱动顶出座4向下移动，顶出杆5通过l形连接杆9和横杆11带着防护主盖13同步向下移动，铝合金熔液倾倒完毕后，继续利用伺服电机6驱动顶出座4向下移动，从而使得防护主盖13位于结晶腔2的开口处，起到稳定的防护作用；结晶完成后，利用伺服电机6驱动顶出座4向上顶出半固态凝固的铝合金坯料，与此同时，顶出杆5通过l形连接杆9和横杆11带着防护主盖13同步向上移动，直至半固态凝固的铝合金坯料被完全顶出结晶腔2；上述过程中无需单独操作防护主盖13，使用较为方便，有利于提高制备效率。
37.本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
38.除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
39.披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由
…
构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
40.多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选
地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
41.应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。