压铸方法与压铸装置
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其是涉及一种压铸方法与压铸装置。
背景技术
压铸是一种金属铸造工艺，是将熔融的金属液高压冲入模具的型腔内进行冷却成型。与传统的铸造技术相比，通过压铸工艺形成的铸件的表面平整度更高，尺寸一致性更好，且抗拉强度更高，因此，压铸件的应用也越来越广泛。通常，压铸件脱模后，需要去除铸件中的流道与渣包等多余材料，以获得毛坯件。相关技术中，一般通过液压钳或敲击来去除流道与渣包，然而，这些方式的精确度较低，可能会去除材料不完全，或者去除材料过多。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压铸方法，该压铸方法中，对压铸出的铸件进行激光切割，以去除多余材料，去除材料时的精确度较高。
本发明还提出一种压铸装置，该压铸装置中，通过激光切割以去除铸件的多余材料，精确度更高。
第一方面，本发明的一个实施例提供了压铸方法，包括如下步骤：
S10将金属液加压冲入模具的型腔内；
S20所述金属液凝固形成铸件后，将所述铸件脱模；
S30通过激光切割对所述铸件进行切割。
本发明实施例的压铸方法至少具有如下有益效果：该压铸方法中，铸件脱模后，通过激光切割的方式对铸件进行切割以去除材料，与常规的去除材料的方式相比，激光切割的精确度较高。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，在步骤S30中，设置风扇，对所述铸件进行切割时，通过所述风扇对所述铸件降温。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，设置第一机械手与第二机械手，通过第一机械手取放所述铸件，并通过第二机械手带动激光切割部进行切割。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，在步骤S10与S20之间还包括步骤S11：对所述型腔内加压。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，所述金属液凝固时，通过模温机控制所述型腔的温度。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，在步骤S20与S30之间还包括步骤S21：通过红外检测方式检测所述铸件的完整性。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，在步骤S20与S30之间还包括步骤S22：设置冷却液槽，将所述铸件置于所述冷却液槽内进行冷却。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，在步骤S20与S30之间还包括步骤S22：设置风扇，通过所述风扇对所述铸件冷却。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，在步骤S10之前还包括步骤S00：朝所述型腔的表面喷涂脱模剂。
根据本发明的另一些实施例的压铸方法，在步骤S20与S30之间还包括步骤S23：设置激光打标机，通过所述激光打标机对所述铸件进行激光打标。
第二方面，本发明的一个实施例提供了压铸装置，包括压铸机与激光切割部，所述压铸机用于压铸出铸件，所述激光切割部用于对所述铸件进行激光切割。
本发明实施例的压铸装置至少具有如下有益效果：该压铸装置中，铸件脱模后，通过激光切割部对铸件进行切割以去除材料，与常规的去除材料的方式相比，激光切割的精确度较高。
附图说明
图1是第一实施例中压铸方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了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特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
参照图1，示出了第一实施例中压铸方法的流程图。首先，将金属锭放入熔炼炉中，熔化成金属液，并对其保温一段时间，以使其内部组织形态更稳定。另外，在熔炼时，可向金属液中加一些元素，以提高金属液的流动性与铸件成型后的强度，具体的添加种类与重量可根据金属液的材质和铸件的强度要求来确定。
熔炼完成后，通过料罐车将金属液倒入保温炉进行保温，以免浇注时金属液温度过低。浇注时，将金属液倒入送料部，并通过送料部将金属液送入压铸机的入料筒，准备进行压铸。送料部可直接选用横梁式给汤机，横梁式给汤机的汤勺将金属液倒入压铸机的入料筒。
在一些实施例中，也可将金属液从熔炼炉倒入浇包内，对其进行扒渣，去除其中的杂质后再进行浇注，以提高铸件质量。具体的，向浇包内撒入集渣剂，用除渣杆搅拌金属液，使金属液中的杂质浮至金属液表面，然后用除渣杆将杂质去除。去除杂质后，通过运输部将浇包运送至压铸机的入料筒上方，并将金属液倒入入料筒。
在一些实施例中，还可以在入料筒的外部设置保温层，对其进行保温，以免金属液的温度下降过快。或者，也可设置模温机，对入料筒进行温度控制。
将金属液倒入压铸机的入料筒内后，压铸机的压射部分开始工作，压射头将金属液高压压射到模具的型腔内，可根据模具设计的不同来调节压射速度等参数。压射头上装有调压阀等部件，用于调节当前的压射压力。
在一些实施例中，还可以设置模温机，提高模具型腔内的温度，减小型腔与金属液的温差，避免金属液进入过冷的型腔时产生激冷而温度降低过快，从而改善铸件中的冷隔等缺陷，提高铸件质量。
在一些实施例中，压射头将金属液高压压射入型腔后，可以继续通过压射头向型腔内加压，在高压条件下冷却可以改善铸件中的缺陷，提高铸件质量。
在一些实施例中，可以在型腔内某些位置放置冷却管，以控制铸件不同区域的凝固速度。具体的，若对铸件某个部位的强度要求较高，则可以在型腔内对应区域设置冷却管，以加快该区域的凝固速度，减少该区域热胀冷缩带来的疏松缺陷，通过细晶强化提高该部位的力学性能。
金属液在型腔内保压静置一段时间，使金属液能够在型腔内充分凝固成型。待金属液凝固形成铸件后，将模具打开，通过模具上的顶针板将铸件朝外顶出至模具的型腔之外。
铸件脱模后，模具会重新合模，并进行下一次浇注与凝固成型。在一些实施例中，可以在合模前朝模具型腔表面喷涂一层脱模剂，金属液进入型腔后，脱模剂的隔膜层将其与模具隔开，金属液凝固形成铸件后，脱模时不易与型腔表面发生粘连，脱模会更加顺利。可根据金属液的材质来选择脱模剂的种类，脱模剂需不易分解与磨损，且具有较好的耐热性等。
在一些实施例中，铸件脱模后，需要对其进行初步检测，判断其外形的完整性。具体的，设置红外检测部，通过红外扫描检测铸件上是否存在缺失，形状是否完整。若形状完整，则可进行后续步骤，若形状不完整，则将其送至废品收集区域。待废品收集至一定数量，可将废品送至熔炼炉处再回炉熔炼，以提高材料利用率，降低成本。当然，除了红外检测，其他能够实现形状检测的方式亦可。
铸件脱模后，温度仍处于较高的范围内，此时铸件尺寸不稳定，会影响后续工序，因此，需要对铸件进行降温，使其基本接近室温。
在一些实施例中，可以在铸件的一侧设置风扇，风扇朝铸件吹风，以加快铸件冷却速度。或者，也可在铸件的周围设置多个风扇，进一步加速冷却。
在一些实施例中，也可以设置冷却液槽，冷却液槽内放置有冷却液，例如，可选用水作为冷却液。将铸件放入冷却液槽内，浸泡一定时间以加速降温，浸泡时间可根据铸件尺寸与结构复杂程度进行调整。
另外，还需要在铸件表面打上产品信息标签，可打二维码、生产日期和参数等，使产品生产过程可追溯。在一些实施例中，可以设置激光打标机，对铸件表面进行激光打标。激光打标为非接触性加工，不产生机械挤压，不易破坏铸件，且打标速度较快，成本低廉，加工精度也较高。当然，除了激光打标，其他常用的打标方式亦可。
另外，还需要对铸件进行切割，以去除浇口与浇道等多余材料，获得毛坯件。将铸件放置于切割台上，并通过夹具夹紧铸件，将其调整至预设位置，以对准切割部。可选用激光切割部进行切割，具体的，将毛坯件的外形图录入激光切割部的控制系统，调整激光切割头的起始点，使起始点与铸件的起始切割点对齐，铸件的起始切割点可自行确定。然后，控制系统控制激光切割头沿毛坯件外形图的路径运动，对铸件进行切割。将激光切割头的起始点与铸件的起始切割点对齐，可以保证加工的一致性。另外，需要注意的是，夹具夹持铸件时，夹持位置需要尽量避开切割区域，以免因夹具阻挡而无法一次完成切割。另外，若毛坯件上存在一些加工孔，也可在此时通过激光切割一并完成。
在一些实施例中，若铸件为不会被磁铁吸附的材质，可以设置电磁铁夹具对铸件进行夹持固定。具体的，夹具的一个夹爪为铁板，另一个夹爪为电磁铁，将铸件放入两个夹爪之间，然后对电磁铁通电，在磁吸力作用下，两个夹爪间的距离会缩小，从而将铸件夹紧固定。或者，也可将两个夹爪均设置为电磁铁。
另外，在激光切割过程中，切割区域的温度可能会升高。在一些实施例中，可以通过强风对铸件进行冷却降温，降低切割过程中高温对铸件的影响。具体的，可以在铸件的一侧设置风扇，通过风扇朝铸件吹风。
在一些实施例中，可以设置多个激光切割头同时工作，多个激光切割头分别对铸件的不同区域同时进行切割，以提高切割效率。在该情况下，可设置多台风扇分别对准不同的切割区域。或者，也可将风扇头设置为转动模式，间歇朝向不同切割区域，从而降低成本。
在一些实施例中，可以将切割台与驱动件连接，并在切割台的下方设置废料收集箱，切割完毕后，通过驱动件驱动切割台朝下转动，对浇口与浇道等余料进行倾倒，使其落入废料收集箱内。待废料收集箱装满后，可将其中的边角料运送至熔炼炉处进行回炉熔炼，以提高材料利用率，降低生产成本。
在一些实施例中，可以设置机械手进行铸件搬运。具体的，铸件脱模，被模具的顶针板顶出后，使用第一机械手将铸件搬运至红外检测工位进行红外检测。检测完毕后，第一机械手将铸件移动至冷却工位处，对铸件进行冷却。冷却完毕后，第一机械手将铸件移动至激光打标工位，进行激光打标。完成激光打标后，第一机械手将铸件移动至切割工位，放置于切割台上，夹具夹紧铸件，第二机械手带动激光切割头运动以进行激光切割。切割完毕后，夹具将铸件松开，第一机械手将铸件取出并放置于成品箱内。在上述各工位之间，仅设置了一个机械手对铸件进行取放，因此，各个工位需要布置的较紧凑，以免超出机械手运动行程。或者，也可在每两个工位间均设置一个机械手，或者每两个或三个工位间共用一个机械手。上述的机械手可以与三轴移动模组连接，通过三轴移动模组驱动其在空间内移动。
在一些实施例中，获得毛坯件后，通过X光探伤等手段对铸件内部组织进行无损检测，检测其内部是否存在缩松或冷隔等缺陷。还需对其进行打磨，以去除边角毛刺。打磨完成后，可根据需要对其进行热处理，使金属内部组织得以改善，以提高其力学性能。
当使用上述的压铸方法铸造铝铸件时，金属液选用铝液，在熔炼炉中熔炼时，可向铝液中加入锌、锰、锆等元素，以提高铝液的流动性与铸件成型后的强度。可以将氯气与氮气的混合物通入铝液中，对铝液进行净化，去除铝液中的氢气与分离氢化物，以及金属镁等杂质。为了保证浇注质量，浇注时铝液的温度需处于670℃至680℃之间。压射头将铝液压射入型腔时，压射头的一段速度为0.3m/s，二段速度为5m/s。压射结束后，通过压射头朝型腔内增压100MPa。设置30台水模温机与10台油模温机对型腔进行温度控制。铸件脱模后浸入冷水槽内10s，使铸件温度从300℃降低至40℃左右。
在一些实施例中，还提供了一种压铸装置，该压铸装置包括压铸机与激光切割部，通过压铸机将金属液压铸形成铸件，激光切割部用于对形成的铸件进行激光切割。压铸机与激光切割部均选用现有技术中的设备即可。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
