一種底部拔塞式真空感應(yīng)熔煉澆注控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空感應(yīng)熔煉澆注控制裝置，具體是一種易造成熔體飛濺、漏澆和金屬熔體易于與坩禍反應(yīng)的真空感應(yīng)熔煉底部拔塞式澆注控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]感應(yīng)熔煉是一種常見的熔煉制備金屬材料的方法，通過交變磁場(chǎng)在金屬集膚層內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱來加熱熔化金屬，電磁力同時(shí)起到攪拌金屬液、促使合金成分均勻的作用。隨著新材料、新工藝的發(fā)展，在一些特殊材料熔煉制備過程中，特別是特種材料的真空熔煉，需要優(yōu)化澆注方式、控制澆注過程以達(dá)到良好的熔煉和澆注效果，例如鈦合金等高熔點(diǎn)活性材料。已公開的澆注裝置有的在傾轉(zhuǎn)澆注方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，如:公開號(hào)為CN103706781A的發(fā)明創(chuàng)造中公開了一種齒輪式定點(diǎn)傾轉(zhuǎn)澆注機(jī)，利用行星齒輪實(shí)現(xiàn)澆包繞虛轉(zhuǎn)軸定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，可保證澆包口和澆注口位置不變。但是，對(duì)于真空感應(yīng)熔煉來說，坩禍?zhǔn)枪潭ㄔ诟袘?yīng)線圈內(nèi)部的，采用傳統(tǒng)的傾轉(zhuǎn)澆注方式，要實(shí)現(xiàn)感應(yīng)線圈與坩禍的同時(shí)旋轉(zhuǎn)傾倒，需要一套電極傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)，這不僅提高了真空熔煉設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造成本，而且存在高溫金屬熔體流到有電流和水通過的感應(yīng)加熱線圈上的危險(xiǎn)，引發(fā)安全事故。同時(shí)，在傾轉(zhuǎn)澆注過程中，也難以控制金屬液的空間運(yùn)動(dòng)軌跡，易造成熔體飛濺和漏澆等現(xiàn)象。為控制金屬液體的空間運(yùn)動(dòng)軌跡，有的已公開的澆注裝置采用底注式的澆注方式，如:公開號(hào)為CN203679255U與CN203804167U的發(fā)明創(chuàng)造分別公開了一種澆注拔塞裝置，利用拔塞桿頂住澆口，待澆注時(shí)將拔塞桿拔起，而不用傾倒液體。然而，這兩種裝置均采用熔體內(nèi)部拔塞的方式，在熔煉鈦合金等易與耐火材料發(fā)生反應(yīng)的金屬時(shí)，該裝置增加了熔體與坩禍的接觸時(shí)間和接觸面積，使反應(yīng)加劇，給后期的試驗(yàn)分析或鑄件的使用造成困難。同時(shí)，這兩種均采用了人工拔塞的方式，不利于實(shí)現(xiàn)真空熔煉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的拔塞裝置增加了熔體與坩禍的接觸時(shí)間和接觸面積使反應(yīng)加劇的不足，本發(fā)明提出了一種底部拔塞式真空感應(yīng)熔煉澆注控制裝置。
[0004]本發(fā)明包括坩禍、電磁感應(yīng)加熱線圈、鑄型、拔塞機(jī)構(gòu)和支架。所述的動(dòng)力控制系統(tǒng)由行程開關(guān)、聯(lián)軸器和伺服電機(jī)組成。所述伺服電機(jī)安裝在電機(jī)座上。所述的伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與絲桿連接。所述行程開關(guān)安裝在支撐板的一端。所述拔塞機(jī)構(gòu)安裝在支架上。鑄型位于所述堵頭的下方。所述拔塞機(jī)構(gòu)包括堵頭、堵頭底座、螺栓、拔塞桿、卡板、限位塊和絲桿。其中:絲桿的上端安裝在頂板上的絲桿安裝孔內(nèi)，該絲杠的下端穿過支撐板上的絲桿安裝孔，并與聯(lián)軸器聯(lián)接。所述堵頭上部插入在所述坩禍底部的澆注孔內(nèi)。所述拔塞桿一端為堵頭底座，所述拔塞桿另一端端頭處有絲桿孔；所述拔塞桿有絲杠孔一端的外側(cè)表面有凸出的限位塊。
[0005]所述堵頭的上部為陶瓷堵塞；堵頭下端為堵頭連接桿，在該堵頭連接桿下端頭的外圓周表面為螺紋面。
[0006]所述拔塞桿一端為堵頭底座，堵頭底座的上表面有與所述堵頭連接桿下端配合的螺紋孔；所述拔塞桿另一端端頭處的絲桿孔的中心線垂直于該拔塞桿寬度方向的中心線。
[0007]所述支架上自上而下固定有頂板、卡板、支撐板與電機(jī)座。所述的頂板與支撐板上分別有絲桿安裝孔，并且分布位于頂板與支撐板上的絲桿安裝孔同軸。在所述的支撐板上表面一側(cè)邊沿安裝有擋塊和行程開關(guān)。
[0008]所述所述拔塞桿與所述堵頭底座連接的一端有兩個(gè)貫通該螺母桿上表面和下表面的通槽；通過螺栓將堵頭底座與拔塞桿連接，并通過調(diào)整所述螺栓在拔塞桿上的通槽內(nèi)的位置，以調(diào)整所述堵頭底座的位置。所述拔塞桿的另一端有與所述絲桿配合的內(nèi)螺紋孔。內(nèi)螺紋孔的外表面有限位塊。
[0009]所述所述卡板的橫截面為“U”形，該卡板的“U”形槽形成了所述限位塊的卡槽。
[0010]本發(fā)明針對(duì)鈦基合金材料真空熔煉，提供了一種控制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)易安全、澆注位置精確可控、降低耐火材料與熔體反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的底部拔塞式真空感應(yīng)熔煉澆注控制
目.ο
[0011]本發(fā)明采用自動(dòng)控制技術(shù)，由PLC和行程開關(guān)對(duì)拔塞和歸位過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
[0012]本發(fā)明通過堵頭底座能夠安放不同型號(hào)的堵頭，具有良好的互換性。
[0013]當(dāng)伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于拔塞桿一端的限位塊卡入卡板內(nèi)，無法在電機(jī)帶動(dòng)下水平旋轉(zhuǎn)，只能向下運(yùn)動(dòng)，將堵頭拔出。待向下移出卡板后，拔塞桿在伺服電機(jī)帶動(dòng)下水平轉(zhuǎn)動(dòng)，迅速移出熔體下落區(qū)域，不阻礙熔體下落。當(dāng)拔塞桿碰到行程開關(guān)后伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)。
[0014]上述動(dòng)作完成后，當(dāng)伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)絲桿反轉(zhuǎn)時(shí)，拔塞桿轉(zhuǎn)到擋塊處被擋住無法繼續(xù)水平轉(zhuǎn)動(dòng)，只能向上運(yùn)動(dòng)。隨后，拔塞桿一端的限位塊卡入卡板中，繼續(xù)上升待堵頭堵住坩禍后，將伺服電機(jī)斷電，使其停轉(zhuǎn)，等待下一次拔塞操作。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)在真空條件下，采用底注式澆注，用PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，無需電極及坩禍傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，極大降低了設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和熔煉澆注工序的繁瑣性；(2)拔塞桿不與熔體接觸，縮小了熔體與坩禍的接觸時(shí)間和接觸面積，降低了金屬與熔體的反應(yīng)程度；(3)金屬熔體的澆注位置準(zhǔn)確定位于下方，不會(huì)產(chǎn)生飛濺和漏澆情況。
【附圖說明】
[0016]圖1是底部拔塞式真空感應(yīng)熔煉澆注控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是拔塞系統(tǒng)的局部示意圖；
[0018]圖3是擋塊、絲桿、拔塞桿與行程開關(guān)位置圖，其中:3a是主視圖，3b是俯視圖；
[0019]圖4是拔塞桿、堵頭底座結(jié)構(gòu)不意圖，其中:4a是主視圖，4b是俯視圖；
[0020]圖5是卡板的結(jié)構(gòu)不意圖，其中:5a是主視圖，5b是側(cè)視圖，5c是俯視圖。
[0021]圖中:
[0022]1.坩禍；2.電磁感應(yīng)加熱線圈；3.堵頭；4.堵頭底座；5.螺栓；6.頂板；7.拔塞桿；8.卡板；9.限位塊；10.絲桿；11.擋塊12.支撐板；13.行程開關(guān)；14.聯(lián)軸器；15.電機(jī)座；16.伺服電機(jī)；17.支架；18.鑄型。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)施例是一種底部拔塞式真空感應(yīng)熔煉澆注控制裝置，包括熔煉澆鑄系統(tǒng)、拔塞機(jī)構(gòu)、支架17和動(dòng)力控制系統(tǒng)。所述的熔煉澆鑄系統(tǒng)包括坩禍1、電磁感應(yīng)加熱線圈2、鑄型18。所述坩禍I的底部有通過鉆床加工而成澆注孔；由30KHz的高頻電源供電的電