一种摩托车前减震器空心铝筒亚压铸浇注机
阅读说明：本技术 一种摩托车前减震器空心铝筒亚压铸浇注机 (Sub-die-casting machine for hollow aluminum cylinder of front shock absorber of motorcycle ) 是由 先心安 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种摩托车前减震器空心铝筒亚压铸浇注机,通过底注式浇注配合可上下移动的抽芯系统,实现芯棒在模具内的自由上下运动完成抽芯及复位操作；通过可上下移动的压注油缸的活塞对压室内的铝液进行缓慢推动,从而实现底注式浇筑并配合芯棒模具的成型操作,提高了浇筑效率的同时极大地提高了出品率,并且减少了材料的浪费；通过釆用PLC程序控制半自动生产,一名操作员可同时操作3～4台浇注机,生产率比目前行业水平高近1倍,大大降低浇注生产成本；模具采用球铁模框镶嵌H13模芯,模芯外形尺寸考虑了不同长度不同外形铝筒坯件型腔占位需要,换型号铝筒坯件浇注时只需拆换模芯,生产调整方便快捷,具有较好的经济效益及十分显著的技术进步,便于大规模生产。(The invention discloses a hollow aluminum cylinder sub-die casting machine for a front shock absorber of a motorcycle, which is characterized in that core pulling and resetting operations are completed by the free up-and-down movement of a core rod in a die through the cooperation of bottom pouring type casting and a core pulling system capable of moving up and down; the piston of the injection cylinder capable of moving up and down slowly pushes the aluminum liquid in the pressure chamber, so that bottom injection type pouring is realized and the molding operation of the mandrel mold is matched, the pouring efficiency is improved, the yield is greatly improved, and the waste of materials is reduced; by adopting a PLC program to control semi-automatic production, an operator can simultaneously operate 3-4 casting machines, the production rate is nearly 1 time higher than that of the current industry level, and the casting production cost is greatly reduced; the H13 mold core is embedded in the mold through the ductile iron mold frame, the occupying requirement of the mold cavities of the aluminum barrel blank with different lengths and shapes is considered by the overall dimension of the mold core, the mold core is only required to be disassembled and replaced when the aluminum barrel blank with the replaced model is poured, the production and adjustment are convenient and fast, the good economic benefit and the very obvious technical progress are realized, and the large-scale production is facilitated.)
技术领域
本发明涉及铸造成形领域，具体涉及到一种摩托车前减震器空心铝筒亚压铸浇注机。
背景技术
铝筒是摩托车前减震器的关键零件，既是减震性能结构件又是安全保障主体件，它的主要质量要求是筒体不渗漏减震油，轴向抗拉强度和径向抗弯强度达到甚至超过产品设计指标，筒体表面抛光不允许有如气孔、渣孔、集中性缩孔和密集性针孔一类的孔类缺陷，油缸段内孔精加工后表面粗糙度达到Ra0.15左右，外形美观即筒体全长度分型面最好不开浇口。铝筒的材质是ZL107或AC2B。
目前行业铝筒坯件铸造普遍采用金属型重力浇注，分为空心浇注和实心浇注两种工艺，不仅工艺出品率低（接近50%），而且还存在以下主要不足：
1、空心浇注：铝液自直浇道经横浇道即立筒从筒体侧面内浇口分段进水，流程长，浇道阻力大，填充补缩能力差，侧耳较多的铝筒浇注成形合格率不高，热节及其附近组织疏松，抛光后容易出现集中性缩孔和密集性针孔，经受不起渗压试验，且烤漆后容易起泡；在浇注时铝液要经过至少三道直角拐弯，产生飞溅、紊流、卷气导致坯件基体产生气（渣）孔；铝筒浇注位置是薄壁大端在下方，尾端厚大热节在上方，浇注末端铝液压头小降温大，对坯件尾端厚大热节填充䃼缩能力有限，导致部分坯件内孔加工后尾端试压漏气；模具温度依靠铝液传热和自然散热，坯件冷凝定形慢，生产节拍长，实心浇注更是如此；设置在铝筒筒体分型面长度方向的几段内浇道锯切麻烦，抛除内浇道锯切凸起残留造成材料损耗，且部分坯件内浇口及其附近抛光后存在集中性缩孔；金属型脱模剂的使用对开模操作工技能要求高，涂料兑配、喷涂部位、喷涂厚度、喷涂距离和涂料堵塞排气缝隙都会影响浇注成形合格率，而且每个浇注班次都要对模具涂料进行冲砂大清理后再喷涂料，粉尘飞扬污染环境；底筒大端在上方的空心浇注只是尾端厚大热节填充补缩稍微良好，其它不足同前。
2、实心浇注：铝筒浇注位置是大端在上方，尾端在下方，铝液从大端顶部浇口杯浇入，浇口杯大而长，占用铝液多，同时边浇边倾转模具，填充成形能力比空心浇注略强，但对于侧耳较多外形复杂的铝筒，由于下行高温铝液与上升热空气对流，型腔排气不畅，产生填充气阻，导致坯件成形合格率不高，侧耳和筒体连接过渡部位容易产生收缩裂纹，热节及其附近表面抛光质量与空心浇注类似；脱模剂的使用同空心浇注，也存在同样的问题；实心铝筒必须先粗钻内孔后精镗铰内孔，切削加工性能差，油缸段内孔表面粗糙度不易保证；粗钻后的片状铝屑回炉烧损大，一般在12%左右，粗钻铝屑加上浇冒口的重量大于空心坯件重量，浪费了大量的铝材；实心浇注铝筒表面氧化流痕较重，成形表面粗糙，烤漆前抛光处理工作量大。
无论空心浇注还是实心浇注，由于仅仅依靠重力填充型腔，所以浇注铝液温度至少不低于730度，形状复杂的铝筒铝液浇注温度更高，铝液吸氢重，必须采用连续喷吹氮气方式除氢，而且不易除净，导致浇注铝筒产生气孔缺陷在所难免。
综上所述，目前行业铝筒坯件铸造无论空心浇注还是实心浇注，都处于浇注质量不高而且不稳定，材料损耗大，后续加工繁琐，生产率低，劳动强度高，生产成本居高不下，污染环境大的落后被动局面。摩托车前减震器国产化已二十余年了，铝筒的铸造生产一直是摩托车前减震器制造质量上档次、生产上规模的瓶颈。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种摩托车前减震器空心铝筒亚压铸浇注机，对现有的摩托车前减震器铝筒坯件浇注成形过程中存在的铸件质量不高且不稳定，材料损耗大，生产效率低，劳动强度大，生产成本居高不下，环境污染大的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种摩托车前减震器空心铝筒亚压铸浇注机，包括由底板、一组侧立支承板、芯套安装板及钢板焊接支架构成的主体结构；所述侧立支承板固定连接于底板上表面的左右两端，所述侧立支承板顶端与芯套安装板下表面两端固定连接成钢性结构，底板与钢板焊接支架顶端固定连接形成浇注机刚性支撑结构；左右两侧的侧立支承板的外侧面上设有开合模油缸，开合模油缸活塞杆横向贯通所述侧立支承板后通过活塞杆连接件与模具安装板的外侧壁固定连接，所述模具安装板内侧壁上设有分体式模具，并在所述开合模油缸作用下带动模具安装板上的分体式模具完成开模和合模动作；在所述分体式模具的底部设有浇注口，底板上对应浇注口的位置设有压室；芯棒顶端与芯棒连接杆的一端紧固连接，所述芯棒连接杆的另一端固定于抽芯滑动板上，所述抽芯滑动板通过设置于抽芯油缸支架上的抽芯油缸的作用在竖直方向做往复运动，芯棒与固定于芯套安装板下表面的芯套组成小间隙滑动直线运动副，所述抽芯滑动板在抽芯油缸的作用下带动芯棒在芯套内上下移动，以实现抽芯取件及插芯复位；还包括设置于钢板焊接支架内的压注油缸升降支架，所述压注油缸升降支架顶部设有压注油缸，所述压注油缸的活塞杆顶端通过活塞杆连接件设有压注活塞，所述压注活塞与所述压室组成小间隙滑动直线运动副；所述分体式模具分为左模具及右模具，合模后的左模具及右模具与复位后的芯棒组成铝筒坯件成形型腔。
特别的，所述抽芯油缸支架包括四根竖直设置的抽芯导柱，所述抽芯导柱通过抽芯导套与抽芯滑动板组成小间隙滑动直线运动副，所述抽芯导柱固定连接在芯套安装板上，所述抽芯油缸安装板固定安装于四根抽芯导柱顶端，抽芯油缸固定安装于抽芯油缸安装板上。
进一步的，还包括抽芯肩板，所述抽芯肩板水平设置于所述抽芯油缸的活塞杆上，通过四根抽芯拉杆与抽芯滑动板组成刚性框架，并在抽芯油缸的作用下带动抽芯滑动板滑动。
特别的，所述压注油缸升降支架设置于钢板焊接支架的底部；包括四根竖直设置的压注油缸升降支杆，所述压注油缸升降支杆上滑动套设有连为一体的上横板及下横板，并在所述压注油缸升降支杆之间设有可旋转的压注油缸升降螺杆；所述下横板上设有通孔，通孔内设有压注油缸升降螺母，所述压注油缸升降螺杆与压注油缸升降螺母组成螺旋副，所述压注油缸设置于上横板上表面。
进一步的，还包括设置于所述压注油缸升降螺杆底部的升降手柄。
特别的，在所述分体式模具内部设有模具电加热管，在所述压室内部设有压室电加热管，在所述芯套内部设有芯棒电加热管。
特别的，模具安装板外围还设有水平设置的四根开合模导柱，所述开合模导柱与侧立支承板组成小间隙滑动直线运动副。
进一步的，在所述侧立支承板上还设有横向贯穿所述侧立支承板的开合模导套，所述开合模导柱与开合模导套组成小间隙滑动直线运动副。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：通过对铝液施加了适宜推力和推速的底注式浇注，完全能够确保铝筒内外在质量要求，而且铝材损耗少、环境污染小、后续加工简单，釆用PLC程序控制半自动生产，一人可操作3~4机，生产率比目前行业水平高近1倍，大大降低浇注生产成本；模具采用球铁模框镶嵌H13模芯，模芯外形尺寸考虑了不同长度不同外形铝筒坯件型腔占位需要，换型号铝筒坯件浇注时只需拆换模芯，生产调整方便快捷，完全能够组织大批量大规模生产，能够彻底改变原有铝筒金属型重力浇注落后被动局面，使我国摩托车行业前减震器制造迈上一个崭新的台阶。
附图说明
图1为本发明原理结构示意图。
图2为图1中A处放大结构示意图。
图中各标号的释义为：1—底板；2—侧立支承板；3—开合模油缸；4—开合模导柱；5—开合模导套；6—芯套安装板；7—模具安装板；8—芯棒电加热管；9—抽芯滑动板；10—抽芯油缸安装板；11—抽芯肩板；12—抽芯拉杆；13—抽芯油缸；14—抽芯导柱；15—抽芯导套；16—芯棒连接杆；17—芯套；18—芯棒；19—分体式模具；20—活塞杆连接件；21—压室；22—压注活塞；23—压注油缸；24—升降手柄；25—压圈；26—压注油缸升降螺母；27—压注油缸升降螺杆；28—压注油缸升降支架；29—压注活塞连接杆；30—钢板焊接支架；31—压室电加热管；32—模具电加热管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。
如图1及图2所示，本发明一种摩托车前减震器空心铝筒亚压铸浇注机，包括由底板1、一组侧立支承板2、芯套安装板6及钢板焊接支架30构成的主体结构；所述侧立支承板2固定连接于底板1上表面的左右两端，所述侧立支承板2顶端与芯套安装板6下表面两端固定连接成钢性结构，底板1与钢板焊接支架30顶端固定连接形成浇注机刚性支撑结构；左右两侧的侧立支承板2的外侧面上设有开合模油缸3，开合模油缸3活塞杆横向贯通所述侧立支承板2后通过活塞杆连接件20与模具安装板7的外侧壁固定连接，所述模具安装板7内侧壁上设有分体式模具19，并在所述开合模油缸3作用下带动模具安装板7上的分体式模具19完成开模和合模动作；在所述分体式模具19的底部设有浇注口，底板1上对应浇注口的位置设有压室21；芯棒18顶端与芯棒连接杆16的一端紧固连接，所述芯棒连接杆16的另一端固定于抽芯滑动板9上，所述抽芯滑动板9通过设置于抽芯油缸支架上的抽芯油缸13的作用在竖直方向做往复运动，芯棒18与固定于芯套安装板6下表面的芯套17组成小间隙滑动直线运动副，所述抽芯滑动板9在抽芯油缸13的作用下带动芯棒18在芯套17内上下移动，以实现抽芯取件及插芯复位；还包括设置于钢板焊接支架30内的压注油缸升降支架28，所述压注油缸升降支架28顶部设有压注油缸23，所述压注油缸23的活塞杆顶端通过活塞杆连接件20设有压注活塞22，所述压注活塞22与所述压室21组成小间隙滑动直线运动副；所述分体式模具19分为左模具及右模具，合模后的左模具及右模具与复位后的芯棒18组成铝筒坯件成形型腔。
作为一个优选的实施例，所述抽芯油缸支架包括四根竖直设置的抽芯导柱14，所述抽芯导柱14通过抽芯导套15与抽芯滑动板9组成小间隙滑动直线运动副，所述抽芯导柱14固定连接在芯套安装板6上，所述抽芯油缸安装板10固定安装于四根抽芯导柱14顶端，抽芯油缸13固定安装于抽芯油缸安装板10上。
作为一个更进一步的实施例，还包括抽芯肩板11，所述抽芯肩板11水平设置于所述抽芯油缸13的活塞杆上，通过四根抽芯拉杆12与抽芯滑动板9组成刚性框架，并在抽芯油缸13的作用下带动抽芯滑动板9滑动。
作为一个优选的实施例，所述压注油缸升降支架28设置于钢板焊接支架30的底部；包括四根竖直设置的压注油缸升降支杆，所述压注油缸升降支杆上滑动套设有连为一体的上横板及下横板，并在所述压注油缸升降支杆之间设有可旋转的压注油缸升降螺杆27；所述下横板上设有通孔，通孔内设有压注油缸升降螺母26，所述压注油缸升降螺杆27与压注油缸升降螺母26组成螺旋副，所述压注油缸23设置于上横板上表面。根据不同规格铝筒坯件重量，通过旋转压注油缸升降螺杆27调节压注活塞26在压室25中的初始高度即压室21内的铝液深度，每次浇注时倒满压室21，实现定量浇注，使铝筒坯件浇注工艺出品率达到85~90%，也使得装置适用于不同规格的铝筒坯件浇注。
作为一个优选的实施例，还包括设置于所述压注油缸升降螺杆27底部的升降手柄24。
作为一个优选的实施例，在所述分体式模具19内部设有模具电加热管32，在压室21内部设有压室电加热管31，在芯套17内部设有芯棒电加热管8；在压室21壁厚圆周均布设置压室电加热管31自动恒温控制在450度左右，以确保不降低铝液自浇入压室21到合模压注时的填充能力；在分体式模具19型腔背面模体内设置模具电加热管32加热，在芯套18壁厚圆周均匀布设芯棒电加热管8，通电后分体式模具19温度提高很快，略去了使用喷枪烤模或舀取铝液烫模工序，冷模起班进入正常浇注生产时间短，自动恒温控制在设定温度，确保每模次浇注填充成形条件相当，提高浇注工序合格率。
作为一个优选的实施例，在模具安装7外围还设有水平设置的四根开合模导柱4，开合模导柱4与侧立支承板2组成小间隙滑动直线运动副。开合模导柱4的作用在于稳定模具安装板7在开合模过程中的稳定性，防止出现分体式模具35在合模过程中发生偏斜，影响合模质量。
作为一个更进一步的实施例，在侧立支承板2上还设有横向贯穿所述侧立支承板2的开合模导套5，开合模导柱4与开合模导套5组成小间隙滑动直线运动副。
在本发明进行铸造作业过程中，确定空心铝筒坯件的浇注位置是薄壁大端朝上，尾端厚大热节在下方，釆用铝合金铸件最理想的底注式浇注，铝液从铝筒尾端面浇口进水垂直向上流动填充型腔，使得铝液从下向上地向旁排出铝筒型腔，铝筒所有有孔部位均铸出适当预孔，加工余量0.5至1.2，最大程度提高内孔切削加工性能；筒体全长度分型面不开设内浇口，既确保铝筒外形美观，又最大限度节约材料损耗，实现铝筒净尽化铸造生产。在分体式模具19底部设置铝液压室21，铝液在压室21底部压注活塞22的推动下通过铝筒尾端面的浇口垂直向上注入铝筒型腔，推力及推速以铝液通过浇口时不产生喷射卷气、飞溅造渣即以层流状态填充铝筒型腔为准，其填充成形能力大大高于普通金属型重力浇注，并在填充末端实施保压，确保铝筒基体组织致密；铝液浇注温度恒定在670~690度，比金属型重力浇注低40~50度，降低燃料消耗，降低铝材烧损，降低环境温度，提高熔炉使用寿命，尽量降低铝液吸氢，防止浇注铝筒坯件产生气孔、渣孔缺陷，无需使用连续喷吹氮气除气；脱模剂不需要具备保温性能改用耐高温压铸脱模剂，连续生产不需要对模具型腔涂料进行冲砂大处理，既提高了生产效率，又极大改善了生产环境；根据不同规格铝筒坯件重量调节压注活塞22在压室21中的高度，舀水定量浇注，铝筒坯件浇注料头小，又位于筒体尾部端面，方便使用带锯成组锯切，切屑很少，材料损耗小；浇注机一模两件，左右铝筒配对便于组织配套浇注生产供货。
当铝筒坯件压注成形、冷凝定形后在左右两侧开合模油缸3作用下开模，芯棒19、铝筒坯件和连在铝筒尾端陷在压室21的料头共同形成脱模支撑，防止开模时铝筒坯件产生挠动和转动，确保铝筒坯件顺利脱模；开模脱模后，在抽芯油缸13作用下带动抽芯滑动板9开始抽芯动作，铝筒坯件随芯棒18一起向上移动一段抽芯空程，将陷在压室21顶端的料头拔出提起超出压室21上端面，铝筒坯件大端面接触芯套17下端面，继续完成抽芯全程，芯棒18与铝筒坯件分离，夹取铝筒坯件。
压注油缸23的缸径为80mm，单独液压站公称压力为0~10MPa，无级可调，液压油输出流量也无级可调，便于根据铝筒坯件长短和外形复杂程度调整压注活塞22对铝液的推力和推速。开合模油缸3和抽芯油缸13的缸径均为125mm，共用液压站公称压力为0~16 MPa，常态工作调在10 MPa，液压管路的配置须确保两者活塞杆伸出速度为200mm/4~6秒，以缩短铝液倒满压室后插芯和合模的时间，防止铝液降温过多衰减填充能力。
本发明技术方案吸取金属型重力铸造、压力铸造和低压铸造的优点：金属型重力铸造铸件机械性能较高，压力铸造铝液填充能力强，低压铸造铝液填充成形能力较强、铸件基体组织致密且铸件不易产生皮下气孔，摒弃各自的缺点：金属型重力铸造铝液填充补缩能力差，压力铸造铸件机械性能不高且铸件容易产生皮下气孔，低压铸造生产成本高、生产效率低且铝液容易增铁降低铸件机械性能，通过对浇注机的创新优化设计，匹配对铝液施加适宜推力推速大大提高填充成形能力的底注式浇注，铝液浇注温度大幅降低减少铝液吸氢，舀水定量浇注，压室21和分体式模具19，芯棒18采用电加热自动恒温控制，改用压铸脱模剂等措施，确保获得基体组织致密，成形完整饱满、表面光洁，后续机加工少无切屑，表面抛光少无孔类缺陷的空心铝筒坯件，系尽净化绿色环保铸造。
浇注操作工舀取铝液倒满压室后脚踏抽芯复位控制按钮，启动浇注机PLC半自动程序：芯棒18复位、自动合模并锁模、自动压注填充成形并保压，在此过程中模具、芯棒温度自动恒温，并自动计时坯件冷凝定形、自动开模、自动抽芯、人工取件并整理模具并喷涂压铸脱模剂后进入下一浇注循环，一人可以操作3~4台浇注机，一个循环用时约两分钟，相较于比金属型重力浇注缩短20%左右。本发明相较于现有技术，将影响铝筒坯件浇注质量的铝液温度、铝液含氢量、模具温度、填充补缩能力、型腔排气、脱模剂使用、生产节拍等主要因素全都釆取量化手段一一对应精准施策，把金属型重力铸造、压力铸造和低压铸造的所有不确定因素变为确定因素，避免人为操作因素造成铝筒坯件浇注质量波动，铝筒坯件主要质量要求完全能够保证且稳定性高，降低其受人为因素的影响、生产成本低、生产率高，单班产量高一倍左右、劳动强度低、环境污染小，浇注机初始设计即为通用设备，同一台浇注机可以浇注不同长度不同外形的铝筒，模具釆用球铁模框镶嵌H13钢模芯，模芯外形尺寸考虑了不同长度不同外形铝筒型腔占位需要，换型号铝筒浇注时只需拆换模芯，生产调整方便快捷，完全能够组织大批量大规模生产，彻底改变原有铝筒金属型重力浇注落后被动局面，使我国摩托车行业前减震器制造迈上一个崭新的台阶。本发明描述中出现的“连接”、“固定”，可以是固定连接、加工成型、焊接，也可以机械连接，具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明描述中，出现的术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系仅为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位，因此并不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所描述的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种低压铸造用水冷模具水道结构